交換機(jī)(英文：Switch，意為“開(kāi)關(guān)”)是一種用于電信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入交換機(jī)的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號(hào)通路。最常見(jiàn)的交換機(jī)是以太網(wǎng)交換機(jī)。其他常見(jiàn)的還有電話語(yǔ)音交換機(jī)、光纖交換機(jī)等。那么。交換機(jī)的工作原理是什么呢?交換機(jī)的作用有哪些呢?

　　一、交換機(jī)的工作原理

　　1.交換機(jī)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(jī)端口的映射，并將其寫入MAC地址表中。

　　2.交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進(jìn)行比較，以決定由哪個(gè)端口進(jìn)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(guò)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(jī)的作用

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

　　1>當(dāng)交換機(jī)從某個(gè)端口收到數(shù)據(jù)幀時(shí)，會(huì)讀取幀的源MAC地址并在MAC表中填入該MAC地址及其對(duì)應(yīng)的端口。

　　2.過(guò)期：通過(guò)學(xué)習(xí)過(guò)程學(xué)習(xí)到的MAC條目具有時(shí)間戮，此時(shí)間戮用于從MAC表中刪除舊條目。

　　1>當(dāng)某個(gè)條目在MAC表中創(chuàng)建之后，就會(huì)使用其時(shí)間戮作為起始值開(kāi)始遞減計(jì)數(shù)。計(jì)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(jī)從相同端口收到同一源MAC的幀時(shí)，將會(huì)刷新表中的該條目;

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

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

　　1>當(dāng)收到目的MAC地址不在MAC表中的數(shù)據(jù)幀時(shí)，交換機(jī)不知道該往哪一個(gè)端口發(fā)送該幀，此時(shí)會(huì)泛洪;

　　2>當(dāng)收到目的MAC地址為廣播地址的幀時(shí)，會(huì)泛洪;

　　3>當(dāng)收到目的MAC地址為組播(多播)地址的幀時(shí)，會(huì)泛洪。

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

　　1>交換機(jī)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(guò)濾：在某些情況下，幀不會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)。

　　1>交換機(jī)不會(huì)將幀轉(zhuǎn)發(fā)到接收幀的端口;

　　2>交換機(jī)會(huì)丟棄損壞的幀而不轉(zhuǎn)發(fā)，如沒(méi)有通過(guò)CRC校驗(yàn)的幀等;

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