交換機(英文：Switch，意為“開關(guān)”)是一種用于電信號轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入交換機的任意兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供獨享的電信號通路。最常見的交換機是以太網(wǎng)交換機。其他常見的還有電話語音交換機、光纖交換機等。那么。交換機的工作原理是什么呢?交換機的作用有哪些呢?

　　一、交換機的工作原理

　　1.交換機根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址建立該地址同交換機端口的映射，并將其寫入MAC地址表中。

　　2.交換機將數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進行比較，以決定由哪個端口進行轉(zhuǎn)發(fā)。

　　3.如數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。這一過程稱為泛洪(flood)。

　　4.廣播幀和組播幀向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)。

　　二、交換機的作用

　　1.學(xué)習(xí)/獲取：交換機會學(xué)習(xí)收到的數(shù)據(jù)幀的源MAC地址;

　　1>當交換機從某個端口收到數(shù)據(jù)幀時，會讀取幀的源MAC地址并在MAC表中填入該MAC地址及其對應(yīng)的端口。

　　2.過期：通過學(xué)習(xí)過程學(xué)習(xí)到的MAC條目具有時間戮，此時間戮用于從MAC表中刪除舊條目。

　　1>當某個條目在MAC表中創(chuàng)建之后，就會使用其時間戮作為起始值開始遞減計數(shù)。計數(shù)值到0后，條目被刪除;

　　2>如果在條目被刪除之前，交換機從相同端口收到同一源MAC的幀時，將會刷新表中的該條目;

　　3>在時間戮計數(shù)值到0后，仍未從該端口收到該源MAC的幀時，條目將被刪除。

　　3.泛洪：交換機將幀發(fā)送到除接收端口以外的其它所有端口的過程稱為泛洪。

　　1>當收到目的MAC地址不在MAC表中的數(shù)據(jù)幀時，交換機不知道該往哪一個端口發(fā)送該幀，此時會泛洪;

　　2>當收到目的MAC地址為廣播地址的幀時，會泛洪;

　　3>當收到目的MAC地址為組播(多播)地址的幀時，會泛洪。

　　4.選擇性轉(zhuǎn)發(fā)：檢查幀的MAC地址后，將幀從適當?shù)亩丝谵D(zhuǎn)發(fā)出去的過程稱為選擇性轉(zhuǎn)發(fā)。

　　1>交換機收到數(shù)據(jù)幀后，如果該幀的MAC地址在MAC表中，則將幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)端口，而不是泛洪到所有端口。

　　5.過濾：在某些情況下，幀不會被轉(zhuǎn)發(fā)。

　　1>交換機不會將幀轉(zhuǎn)發(fā)到接收幀的端口;

　　2>交換機會丟棄損壞的幀而不轉(zhuǎn)發(fā)，如沒有通過CRC校驗的幀等;

　　3>由于某些安全設(shè)置幀不會被交換機轉(zhuǎn)發(fā)，如基于MAC地址的ACL、VLAN等。