您现在的位置是：首页 > 科技资讯科技资讯

什么是交换机(交换机的工作原理和主要功能是什么)

编辑 2024-06-03 12:34:01 科技资讯

1. 什么是交换机，交换机的工作原理和主要功能是什么？

交换机接入网络，完成加电后，交换机内部的控制电路会收到通过端口传来的数据帧，学习到MAC地址，并将其存放在内部地址表中，并确定目的MAC地址的网卡挂接在哪个端口上，在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，数据帧便可直接由源地址到达目的地址。

交换机功能主要有三个，一是学习，交换机要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的MAC地址表。

二是转发、过滤的功能，当数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，会被转发到连接目的节点的端口；若数据帧是广播帧或是组播帧，则会被转发至所有端口。

三是消除回路的功能，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。

什么是交换机(交换机的工作原理和主要功能是什么)

2. 交换机的作用是什么？

交换机，是一个扩大网络的器材，能为子网络中提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机。

举个例子：你住在一个小区一栋楼内，楼上、楼下有什么事儿喊一嗓子就知道了。但是住的人多了之后就会出现噪音扰民的困扰，你听到的大部分内容都与你无关。

于是大家就一起约定，小区内有什么事都以书信的形式通过门卫负责转达，小区外的通信，由门卫与邮递员进行交接。这样就不解决噪音扰民的问题，传达室打野负责小区内的通信，邮递员负责小区外的通信。

没有门卫行不行？可以，小区人不多的话，完全是不需要门卫这个角色。但如果小区人很多，没有门卫这个角色，邮递员的负担就大大增加，本来他只要一到小区门口把成捆成捆的信件丢给门卫就走人了，现在要挨家挨户的敲门。

喊一嗓子等于集线器的作用，门卫等于交换机的作用，邮递员等于路由器的作用。

要与外界进行通信，就必要要使用到路由器；

家庭网络，联网的终端不多，路由器就可以兼任交换机的角色；

网吧和中、大型企业，需要用到交换机来分摊内部通信压力；

交换机工作于OSI参考模型的第二层（数据链路层）。交换机是一种多端口的网桥，能够在计算机网络上连接不同的设备。交换机在数据链路层使用MAC地址转发数据，通过报文交换接收和转发数据到目标设备。一些交换机引入了路由功能可以在网络层转发数据，这种交换机一般被称为三层交换机或者多层交换机。

交换机对数据包的转发是创建在MAC地址基础之上的，对于IP网络协议来说，它是透明的。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。通信过程中，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。

交换机在操作过程当中观察每个端口的数据帧获得源MAC 地址会不断的收集资料，在内部的高速缓存中创建MAC 地址与端口的映射表。当交换机接受的数据帧的目的地址在该映射表中被查到，交换机便将该数据帧送往对应的端口。如果它查不到，便将该数据帧广播到该端口所属虚拟局域网（VLAN）的所有端口，如果有回应数据包，交换机便将在映射表中增加新的对应关系。当交换机初次加入网络中时，由于映射表是空的，所以，所有的数据帧将发往虚拟局域网内的全部端口直到交换机“学习”到各个MAC 地址为止。这样看来，交换机刚刚启动时与传统的共享式集线器作用相似的，直到映射表创建起来后，才能真正发挥它的性能。这种方式改变了共享式以太网抢行的方式，如同在不同的行驶方向上铺架了立交桥，去往不同方向的车可以同时通行，因此大大提高了流量。

提供多端口的二层桥接是以太网交换机的核心功能，而很多交换机也提供其他层级的服务，这种不仅仅提供了桥接功能的交换机也被称为多层交换机。多层交换机可以在许多层级上学习拓扑结构，也可以在一层或多层上进行转发。

一层

一层网络设备传输数据而不控制任何流量，比如集线器。任何进入端口数据包会被转发到除进入端口之外的其他所有端口。由于每个数据包会被分发到所有端口，产生的冲突会影响到整个网络，进而限制了它的整体的能力。

三层

三层交换机则可以处理第三层网络层协议，用于连接不同网段，通过对缺省网关的查询学习来创建两个网段之间的直接连接。在局域网中进行多子网连接，最好选用三层交换机，特别是在不同子网数据交换频繁的环境中。当然，如果子网间的通信不是很频繁，采用路由器也无可厚非，也可达到子网安全隔离相互通信的目的。具体要根据实际需求来定。

三层交换机可以实现路由器的全部或部分功能，但只能用于同一类型的局域网子网之间的互连。这样，三层交换机可以像二层交换机那样通过MAC地址标识数据包，也可以像传统路由器那样在两个局域网子网之间进行功能较弱的路由转发，它的路由转发不是通过软件来维护的路由表，而是通过专用的ASIC芯片处理这些转发；

四层

四层交换机可以处理第四层传输层协议，可以将会话与一个具体的IP地址绑定，以实现虚拟IP；

七层

更加智能的交换器，可以充分利用频宽资源来过滤，识别和处理应用层数据转换的交换设备。

交换机虽然很少参与到家庭的组网，但它却是很重要的网络设备之一，它能够拓展网络提供更多的网络连接端口，并保证网络的有效、稳定的连接。

以上个人浅见，欢迎批评指正。

认同我的看法，请点个赞再走，感谢！

喜欢我的，请关注我，再次感谢！

3. 百兆交换机是什么？

百兆交换机是一种用于局域网中的网络设备，主要功能是将多个端口之间的数据包进行转发和交换，以实现高速数据传输和共享资源。其名称中的“百兆”指的是其传输速率为100Mbps，常见的百兆交换机端口数为4、8、16、24、48等。

与传统的集线器相比，百兆交换机可以实现更高效的数据交换，具有以下特点：

1. 采用存储转发技术：百兆交换机使用存储转发技术处理数据包，可以对数据包进行校验和纠错，提高了数据传输的可靠性。

2. 支持全双工通信：百兆交换机支持全双工通信，可以同时发送和接收数据，避免了半双工通信中的冲突问题，提高了传输效率。

3. 支持VLAN划分：百兆交换机支持VLAN划分，可以将网络按照不同的组织结构进行划分，隔离不同的网络流量，增强了网络的安全性。

4. 支持QoS策略：百兆交换机支持QoS策略，可以按照不同的服务质量需求，对数据包进行优先级处理，确保重要数据优先传输。

总之，百兆交换机是一种常用的网络设备，可以提高局域网内数据交换的效率、可靠性，同时也支持一些高级功能，如VLAN划分、QoS策略等。

4. 什么叫交换机带光口和光纤模块？

交换机带光口是指交换机具备光纤端口，可以直接连接光纤线路。光口通常使用光纤模块与光纤连接，光纤模块是一种可插拔设备，通过光纤模块将电信号转换为光信号，并通过光纤进行传输。

光纤模块通常是由发光模块和接收模块组成，发光模块将电信号转换为光信号，并通过光纤发送出去，接收模块则将接收到的光信号转换为电信号传输给交换机处理。光口和光纤模块的组合可以实现光纤网络的连接与传输，并提供高速、稳定的数据传输服务。

5. 交换机sub是什么意思？

交换机三层口或SVI口的sub口（从地址）的做用

一、实验目的

了解sub口的用法

二、实验拓扑

SW配置:

vlan batch 10 100

interface Vlanif10

ip address 10.1.1.1 255.255.255.0

ip address 20.1.1.1 255.255.255.0 sub

ip address 30.1.1.1 255.255.255.0 sub

#interface Vlanif100

ip address 100.1.1.1 255.255.255.0

#interface GigabitEthernet0/0/1

port link-type access

port default vlan 10

interface GigabitEthernet0/0/2

port link-type access

port default vlan 100

#R1配置：

interface GigabitEthernet0/0/0

ip address 100.1.1.2 255.255.255.0

ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 100.1.1.1

三、测试

用pc1 ping 其他主机

分析：

SW的G1/0/1接口划分到vlan10，给vlan10三层虚接口配置IP地址是10.1.1.1/24，大家都知道，正常一个vlan只配置一个IP地址，作为PC1的网关，在正常的网络中一点问题都没有，但是我们这张图中vlan10的IP地址只能作为PC1的网关。但是我们上图中还有PC2，PC2因为是20网段的，需要有一个20网段的网关，但是因为SW上vlan10只有一个三层虚接口地址，就出现问题了。

此时我们的从地址就可以使用了。设备的每个接口可以配置多个IP地址，其中一个为主IP地址，其余为从IP地址。一般同一接口的主、从IP地址可以在同一网段，但不同接口之间的IP地址不可以在同一网段。

综上所述，我们可以在vlan10上再配置一个20网段的从地址，作为PC2的网关，这样可以实现不同网段的主机可以相互通信。

6. 家用交换机贵的和便宜的区别？

现在是互联网年代，家家户户都已上了网，并且每家互联网都有终端的路由器或者交换机。网络交换机五口等不一样。路由器交换机的价格也是不一样的。交换机便宜的一般都是百兆交换机。还有交换机的性能和稳定性及速度都有一定的说法。价格贵的交换机应该就是千兆交换机。这种交换机性能性比较高，设备稳定。传输性能高，并且是千兆交换机。千兆交换机能支持现在光纤网络的300兆500兆千兆的网速。也是当今网络用户的首选交换机。价格不一样交换机的效果是不一样的。这就是我知道的一些数据。