交換機功能及分類介紹

，是一個擴充套件網路的裝置，可以在子網中提供更多的連線埠，以便連線更多的計算機。比如你住在一個小區的樓裡，樓上樓下喊個什麼就知道了。但是住的人多了，就會有噪音干擾，你聽到的大多和你無關。於是大家約定，小區內的一切都由門衛以信件的形式傳達，小區外的交流由門衛和郵遞員交接。這樣噪音擾民的問題就解決不了。傳達室負責小區內的通訊，郵遞員負責小區外的通訊。沒有門衛怎麼樣？是的，如果小區人不多，門衛這個角色完全沒必要。但如果小區人多，沒有門衛，郵遞員的負擔會大大增加。原來，他一到小區門口，只是把一捆捆信件扔給門衛就走了。現在他不得不挨家挨戶敲門。

喊一嗓子等於集線器的作用，門衛等於交換機，郵遞員等於路由器的功能。要和外界溝通，就要用路由器；家裡，連線網路的終端不多，所以路由器也能起到交換機的作用；而交換機是在網咖、中大型企業中分擔內部溝通壓力所需要的；01 交換機工作在OSI參考模型的第二層(資料鏈路層)。交換機是一個多埠網橋，可以連線計算機網路上的不同裝置。交換機在資料鏈路層使用MAC地址轉發資料，透過報文交換接收和轉發資料到目標裝置。有些交換機引入路由功能，在網路層轉發資料。這個交換機一般叫三層交換機或者多層交換機。交換機資料包的轉發是基於MAC地址的，對IP網路協議是透明的。

交換機每個埠連線成功後，內部CPU會將MAC地址與埠進行匹配，形成MAC表。在通訊過程中，定址到該MAC地址的資料包只會被髮送到其對應的埠，而不是所有埠。所以可以用交換機來劃分資料鏈路層廣播，也就是衝突域；但它不能劃分網路層廣播，也就是廣播域。02 交換機在執行過程中，觀察每個埠的資料幀獲取源MAC地址，不斷收集資料，在內部快取中建立MAC地址和埠的對映表。當在對映表中找到交換機接收到的資料幀的目的地址時，交換機將資料幀傳送到相應的埠。如果找不到，它會將資料幀廣播到該埠所屬的VLAN中的所有埠。如果有響應包，交換機將在對映表中新增一個新的對應關係。

當交換機第一次加入網路時，因為對映表是空的，所以所有的資料幀都會被髮送到VLAN的所有埠，直到交換機“學習”到每個MAC地址。這樣一來，交換機一開始的作用就像是傳統的共享hub，直到建立了對映表之後才能真正發揮效能。這種方式改變了共享乙太網搶通的方式，就像立交橋鋪設在不同的行駛方向，去不同方向的車可以同時透過，大大增加了流量。03提供多埠二層橋接是Ethernet 交換機的核心功能，而很多交換機也提供其他級別的服務。這個不僅提供橋接功能的交換機也叫多層交換機。多層交換機可以學習多級拓撲，也可以一級或多級轉發。

逐層網路裝置在不控制任何流量的情況下傳輸資料，例如集線器。任何傳入埠資料包將被轉發到除傳入埠之外的所有埠。因為每個資料包將被分發到所有埠，因此產生的衝突將影響整個網路，從而限制其整體能力。第三層和第三層交換機可以處理第三層網路層協議，用於連線不同的網段，透過查詢和學習預設閘道器，在兩個網段之間建立直接連線。對於區域網內的多子網連線，最好選擇三層交換機，尤其是在不同子網間資料交換頻繁的環境下。當然，如果子網之間的通訊不是很頻繁，使用路由器也無可厚非，這樣也可以達到子網安全隔離和相互通訊的目的。這要看實際需求。

第三層交換機可以實現路由器的全部或部分功能，但只能用於同型別區域網子網之間的互聯。這樣，第三層交換機可以像第二層交換機一樣用MAC地址標記資料包，也可以像傳統路由器一樣在兩個區域網子網之間進行弱路由轉發。它的路由轉發不是軟體維護的路由表，而是由專用的ASIC晶片處理。第四層和第四層交換機可以處理第四層傳輸層協議，可以將會話繫結到特定的IP地址，實現虛擬IP；第7層更智慧的交換機，可以充分利用頻寬資源過濾、識別和處理應用層資料轉換的交換裝置。交換機雖然很少參與家庭聯網，但卻是最重要的網路裝置之一。可以擴充套件網路提供更多的網路連線埠，保證網路的有效穩定連線。