交换机的工作原理和作用是什么

交换机(英文：Switch，意为“开关”)是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。那么。交换机的工作原理是什么呢?交换机的作用有哪些呢?

一、交换机的工作原理

1.交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。

2.交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。

3.如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发。这一过程称为泛洪(flood)。

4.广播帧和组播帧向所有的端口转发。

二、交换机的作用

1.学习/获取：交换机会学习收到的数据帧的源MAC地址;

1>当交换机从某个端口收到数据帧时，会读取帧的源MAC地址并在MAC表中填入该MAC地址及其对应的端口。

2.过期：通过学习过程学习到的MAC条目具有时间戮，此时间戮用于从MAC表中删除旧条目。

1>当某个条目在MAC表中创建之后，就会使用其时间戮作为起始值开始递减计数。计数值到0后，条目被删除;

2>如果在条目被删除之前，交换机从相同端口收到同一源MAC的帧时，将会刷新表中的该条目;

3>在时间戮计数值到0后，仍未从该端口收到该源MAC的帧时，条目将被删除。

3.泛洪：交换机将帧发送到除接收端口以外的其它所有端口的过程称为泛洪。

1>当收到目的MAC地址不在MAC表中的数据帧时，交换机不知道该往哪一个端口发送该帧，此时会泛洪;

2>当收到目的MAC地址为广播地址的帧时，会泛洪;

3>当收到目的MAC地址为组播(多播)地址的帧时，会泛洪。

4.选择性转发：检查帧的MAC地址后，将帧从适当的端口转发出去的过程称为选择性转发。

1>交换机收到数据帧后，如果该帧的MAC地址在MAC表中，则将帧转发到相应端口，而不是泛洪到所有端口。

5.过滤：在某些情况下，帧不会被转发。

1>交换机不会将帧转发到接收帧的端口;

2>交换机会丢弃损坏的帧而不转发，如没有通过CRC校验的帧等;

3>由于某些安全设置帧不会被交换机转发，如基于MAC地址的ACL、VLAN等。