【交换技术原理-交换机技术原理】

一、概念

1.交换机就是局域网里的 “智能接线板”，负责把电脑、服务器、摄像头等设备连在一起，让它们互相通信。
2.交换机老式集线器（HUB）最大区别：集线器是广播，交换机是精准转发。
3.交换机靠MAC 地址工作，不认识IP，表项：MAC地址 ↔ 端口号 ↔ VLAN，有老化时间（默认 300 秒），长时间不通信就删掉，节省空间。
4.存储转发：收完整帧→校验错误→再转发，稳定、可靠，主流模式。
5.无碎片转发：介于 “直通转发” 和 “存储转发” 之间的一种工作模式，也叫分段转发、碎片丢弃转发，只接收前64字节，检查不是冲突碎片就立刻转发，比直通更稳，比存储转发更快。
5.直通转发：收到目标MAC就立刻发，快，但可能转发错误帧。
6.交换机默认所有端口在同一个广播域，加 VLAN 后：不同VLAN=不同广播域，同VLAN才能直接通信，不同VLAN必须经过路由器 / 三层交换机才能通。
7.第二层交换根据MAC地址对数据包进行转发，第三层交换根据IP地址对数据包进行转发。
8.以太网交换机连接的所有端口是一个广播域，每个端口是一个单独冲突域（每个端口独立接收、独立缓存，端口之间互不干扰）。

二、原理

1.学习（Learning）：交换机刚上电时，脑子里是空的，不知道哪个口接了谁，当一台设备发数据过来，交换机会读取数据包里的源MAC地址，把这个MAC地址和接收端口记录到MAC地址表里，即交换机通过 “谁发消息给我”，记住谁在哪。
2. 转发（Forwarding）：当交换机收到一个数据包，会看目标 MAC 地址、查自己的 MAC 地址表、找到对应的端口，只从那个端口发出去、其他端口完全收不到，这就是交换机比HUB快、安全、不卡的原因。
3. 泛洪（Flooding）：如果交换机查不到目标MAC地址（表里没有），它就会把数据包从除接收口外的所有口发一遍，即泛洪（Flooding），等对方回复后，交换机就学会了它的位置，下次就精准转发。
4. 从工作原理上讲，以太网交换机是一种多端口网桥，可以连接多个以太局域网，实现各局域网之间的数据交换。
5.集线器Hub不是一种特殊的交换机，集线器是纯物理层设备，所有端口共享一条总线，整体是一个冲突域，而交换机是数据链路层设备，每个端口独立通道，点对点转发，互不干扰 →每个端口一个冲突域。
6. 以太网交换机工作在第二层，所以不能运行不同网络层协议的网络（网络层是第三层），而三层交换机可以用第二层协议、第三层协议。