计算机网络——交换机

一、什么是交换机?

交换机(Switch)是局域网(LAN)中的核心设备,负责在 数据链路层 (OSI第二层)高效转发数据帧。它像一位"智能交通警察",根据设备的 MAC地址 精准引导数据流向,避免网络拥堵。

对比其他设备:

  • 集线器(Hub):无脑广播所有数据,导致冲突和低效(已淘汰)。

  • 路由器(Router) :在 网络层 (OSI第三层)跨网络转发数据,基于IP地址寻址。


二、交换机的作用与核心功能

1. 核心作用

  • 智能转发:仅将数据发送给目标设备,而非广播。

  • 隔离冲突域:每个端口独立冲突域,减少数据碰撞。

  • 提升带宽利用率:全双工通信,支持多设备同时收发数据。

2. 三大核心功能

  • 学习(Learning) :记录设备的MAC地址与端口的映射关系,构建 MAC地址表

  • 转发(Forwarding):根据MAC地址表精准转发数据帧。

  • 泛洪(Flooding):若目标MAC未知,向所有端口广播(除来源端口)。


三、交换机的工作原理

1. MAC地址表的学习过程

  1. 初始状态:交换机的MAC地址表为空。

  2. 接收数据帧:当PC1向PC2发送数据时,交换机会记录:

    • 源MAC (PC1的MAC) → 端口1
  3. 持续更新:随着更多设备通信,表项逐步完善。

2. 数据帧转发规则

  • 已知目标MAC:直接转发到对应端口。

  • 未知目标MAC:泛洪到所有端口。

  • 目标MAC为广播地址 (如FF-FF-FF-FF-FF-FF):泛洪


四、交换机的类型

1. 根据网络层级划分

类型 工作层级 功能特点 应用场景
二层交换机 数据链路层 基于MAC地址转发,不支持VLAN 小型局域网
三层交换机 网络层 支持IP路由、VLAN间通信 企业级核心网络

2. 根据管理方式划分

  • 非网管交换机:即插即用,无法配置(适合家庭网络)。

  • 网管交换机 :支持VLAN、QoS、端口镜像等高级功能(企业级网络)


相关推荐
爱编码的傅同学1 小时前
【计算机网络】初识网络
网络·计算机网络
崎岖Qiu2 小时前
【计算机网络 | 第十篇】以太网的 MAC 层
网络·笔记·计算机网络·mac地址
AEIC学术交流中心2 小时前
【快速EI检索 | ICPS出版】2026年计算机技术与可持续发展国际学术会议(CTSD 2026)
人工智能·计算机网络
君鼎2 小时前
计算机网络第九章:无线网络与移动网络学习总结
网络·计算机网络
三水不滴17 小时前
计网ping原理
经验分享·笔记·计算机网络
CSCN新手听安1 天前
【linux】高级IO,I/O多路转接之poll,接口和原理讲解,poll版本的TCP服务器
linux·运维·服务器·c++·计算机网络·高级io·poll
石去皿1 天前
【嵌入式就业7】计算机网络核心协议与嵌入式应用:从理论到IoT实战
物联网·计算机网络
崎岖Qiu1 天前
【计算机网络 | 第七篇】数据链路层及三个基本问题
网络·网络协议·计算机网络·数据链路层
慢半拍iii2 天前
CANN算子开发实战:手把手教你基于ops-nn仓库编写Broadcast广播算子
人工智能·计算机网络·ai
三水不滴2 天前
计网:输入网址到网页显示
经验分享·笔记·计算机网络