我們常見的以太網交換機是工作于OSI網絡模型的第二層數據鍊路層之上，它基于網卡獨一無二的MAC地址進行表格記錄和端口識别，然後通過内部交換矩陣将數據轉發給指定的端口。

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交換機的全名叫交換式集線器(switching hub)。從類别上，分為校園網交換機、智能交換機、企業級交換機、路由交換機、快速以太網交換機、萬兆以太網交換機、千兆以太網交換機、以太網交換機、光纖交換機、SOHO交換機、POE交換機、網管交換機。

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我們最常見的以太網交換機，是基于以太網傳輸數據的交換機，使用在共享總線型傳輸媒體的局域網中。其每個端口都分别直接與主機終端相連，并且都工作在全雙工方式。交換機可以同時連通多個端口，而每一對相互通信的主機都能進行無沖突地傳輸數據。

下面簡單介紹下：

以太網分層說明圖

首先，以太網交換機工作于OSI參考模型的第二層的數據鍊路層之上。它基于MAC地址識别，然後再完成以太網數據幀轉發。

物理地址

大家知道，世界上每一片網卡都會有一個唯一的MAC地址，它被生産廠家燒錄在網卡的EPROM芯片中，它并不能像網卡IP一樣随時被更改，所以大家習慣上叫它物理地址。

MAC地址有48位，共六個字段構成，用12個16進制數表示，如：01-27-EB-CE-7C-10。

前三個字節01-27-EB，由IEEE的RA負責給不同廠家分配的代碼，稱為“編制上唯一的标識符”（OUI），後三個字節CE-7C-10，由廠家自己指派，稱為擴展标識符（唯一性）。

交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和内部交換矩陣。交換機的每個網線接口我們叫它port。而所有的port都挂在這條背部總線上。

交換機示意圖

當port收到網絡上發送的數據包後，交換機的單片機就會查找其存儲的地址對照表，是否有終端MAC地址。

如果有，那麼通過交換矩陣迅速将數據包傳送到port。如果目的MAC不存在，交換機就會發生廣播到所有的port，而終端接收口回應後，交換機就會再記錄這個新的MAC地址，并把它添加入内部MAC地址表中，以便下次使用。在帶網管功能的交換機上，可以輸入命令查看這個MAC地址表。

當然這個MAC地址表記錄是有時限的，當交換機關機或者300s内未發生通信，它就會清空記錄表。

MAC地址表

舉一個例子，A機準備傳數據給B機。通過交換機的話，交換機但不知道轉發數據所需的MAC地址，A機就發送一個ARP請求，B收到後返回其MAC地址，A用此MAC封裝數據包并發送給交換機，交換機就開始查找這個MAC地址表，将該數據包轉發到B相應的端口。

這種基于MAC的數據鍊路層交換機，我們通稱為二層交換機，隻做轉發，不能自己去設置IP地址,一般都是用于網絡接入層和彙聚層。

而帶有路由功能，可以自己設置IP的網絡層的交換機，我們叫它三層交換機，一般用于網絡的核心層。

一般交換機我們隻看兩個指标，背闆帶寬和包轉發率。

1、背闆帶寬：指交換機裡的單片機和數據總線間所能吞吐的最大數據量。

一台24口千兆交換機，它的背寬應該為48Gbps，當然越寬越好。

背闆帶寬=端口數量×端口速率×2。

背闆帶寬=24X1000X2/1000=48Gbps。

2、包轉發速率(吞吐量)：是指在不丢包的情況下，單位時間内通過的數據包數量。

還是拿24口千兆交換機為例，滿配時，它的吞吐量應達到24×1.488 Mpps=35.71 Mpps，保在所有端口全部線速工作時，數據包不會丢失。

不過，一分價錢一分貨，同樣是千兆交換機，随着端口多少，及上述這兩個指标的不同，價格千差萬别。

例如：24口二層千兆交換機CISCO C1000-24P-4X-L，包轉發率是41.67Mpps，價格隻需6400元，而它的 WS-C3750X-24P-L二層千兆交換機，背寬為160Gbps，包轉發率是65.5Mpps，它的價格就要到1.4萬元。

怎麼樣？交換機的原理您知道了嗎？

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