交换机的工作原理 一、概述 以太网交换机（以下简称交换机）是工作在 OSI 参考模型数据链路层的设备，外表和集线器相似。它通过判断数据帧的目的 MAC 地址，从而将帧从合适的端口发送出去。交换机的冲突域仅局限于交换机的一个端口上。比如，一个站点向网络发送数据，集线器将会向所有端口转发，而交换机将通过对帧的识别，只将帧单点转发到目的地址对应的端口，而不是向所有端口转发，从而有效地提高了网络的可利用带宽。以太网交换机实现数据帧的单点转发是通过 M AC 地址的学习和维护更新机制来实现的。 以太网交换机的主要功能包括MAC 地址学习、帧的转发及通信过滤和避免回路。 以太网交换机是用 5 个基本操作来完成功能：学习、老化、泛洪、选择性转发、过滤。 学习：交换机 MAC 地址表包含MAC 地址和其对应的端口。每一个帧进入交换机时，交换机审查源MAC 地址，进行查找，如果MAC 地址表中没包含这个 MAC 地址，交换机创建一个新的条目，包括源MAC 地址和接收的端口。以后如果有去往这个 MAC 地址的帧，交换机则往对应的端口进行转发。 老化：交换机中的 MAC 地址条目有一个生存时间。每学到一个 MAC 地址条目，都附加一个时间值。随着时间的流逝，该数值一直减小，当数据值减小到 0 的时，清除该MAC地址条目。如果有包含该MAC 地址的新的帧到达，则刷新 MAC 地址的老化时间值。 泛洪：如果交换机收到一个数据帧，则可在交换机的 MAC 地址表中找，若找不到该数据帧的目的 MAC 地址，交换机转发该数据帧到除接收端口以外的所有端口，即广播该数据帧。如果交换机收到一个广播的数据帧，即数据帧的目的 MAC 地址是“FFFFFFFFFFFF”，交换机也会转发该数据帧到除接收端口外的所有端口。因为没有设备的 MAC 地址是“FFFFFFFFFFFF”，交换机根据数据帧的源MAC 地址进行学习，永远也不会学到这个 MAC地址。 选择性转发：交换机根据帧的目的 MAC 地址进行转发。当交换机收到某个数据帧时，交换机在 MAC 地址表中查找该数据帧的目的 MAC 地址，如果交换机已经学到这个 MAC地址，数据帧将被转发到该MAC 地址的对应的端口，而不用泛洪到所有的端口。 过滤：在某些情况下，帧不会被转发，这个过程被称为帧过滤，一种情况是交换机不转发帧到接收到的端口；另一种情况是，如果一个帧的 CRC 校验失败，帧也会被丢弃。实用帧过滤的另一个原因是安全方面的考虑，可以阻止或允许交换机转发特定的...
