交换机工作原理
交换机工作于OSI参考模型的第二层，即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过将MAC地址和端口对应，形成一张MAC表。在今后的通讯中，发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不能划分网络层广播，即广播域。
交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在，广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的MAC地址，并把它添加入内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照IP地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的减少冲突域。
交换机用途
交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。
学习：以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。
转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）
消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。交换机除了能够连接同种类型的网络之外，还可以在不同类型的网络（如以太网和快速以太网）之间起到互连作用。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或FDDI等的高速连接端口，用于连接网络中的其它交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。
一般来说，交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段，但是有时为了提供更快的接入速度，我们可以把一些重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上。这样，网络的关键服务器和重要用户就拥有更快的接入速度，支持更大的信息流量。
交换机的主备倒换方法特征
对交换机的主控板及交换网板进行1+1的冗余备分；其中主控板的主备两板之间保持实时通信,在 备板上也保持一份与主板上同样的数据作为备份,实现热备份；主控板的切换 是采用主备相互监测与控制的方式：主控板的主备两板均发出各自的“心跳” 信号,并同时监视对方的“心跳”信号,当一方出现故障时,另一方则将根据 自己的状态(是主板还是备板？)决定是否进行切换,并上报网管：当主用板 发现在某段时间内备用板的心跳没有了,便认为备用板出现故障,通知网管处 理；当备用板发现某段时间内主用板的心跳没有了,便认为主用板出现故障, 并启动主备切换,将自己升为主板,同时禁用出故障的原主板；其中交换网板 的主备两板处于同步运行状态,通常备用交换网板的数据不输出,一旦主用交 换网板出现问题时则由备用交换网板接替工作,从而实现热备份；交换网板是 由主控板进行监测与切换控制的：主控板实时对交换网板的状态寄存器进行轮 询,一旦发现主用交换网板有问题,则进行切换,并上报网管；主控板和交换 网板在各项操作执行后都要进行检查,防止因干扰或其它故障引起的失控,并 根据检测的结果决定下一步的操作。
交换机工作原理
当交换机从其某个端口收到一个数据包时，先读取包头中的源MAC地址（即发送该数据包的设备网卡的MAC地址），将该MAC地址和端口对应起来添加到交换机内存里的地址表中；然后再读取包头中的目的MAC地址，对照内存里的地址表看该MAC地址与哪个端口对应，如果地址表中有该MAC地址的对应端口，则将该数据包直接拷贝到对应的端口上，如果没有找到，则将该数据帧作为一个广播帧发送到所有的端口，对应的MAC地址设备会自动接受该帧数据，同时，交换机将接受该帧数据的端口与这个目的MAC地址对应起来放入内存中的地址表中。
以上信息由专业从事华三H3C千兆可网管交换机公司的北京盈富迈胜于2024/5/10 12:36:10发布
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