交换机原理

交换机品牌

华为、华硕、惠普、思科

什么是交换机

交换机将其他网络设备(如交换机、路由器、网络防火墙、无线介入点)和所有终端设备（如计算机、服务器、网络摄像头、网络打印机）连接在一起，实现彼此的通信。

交换机是构建局域网络不可或缺的集线设备。作为局域网通信的重要枢纽和节点，其主要功能就是连接设备。

交换机原理

交换机的工作过程可以概括为“学习-记忆-接受-查找-转发”通过广播方式“学习”网卡MAC地址，并将“MAC地址-端口号”的对应关系创建为一个地址表“记忆”在内存中。从源端口“接受”到数据后，在地址表中“查找”与目的MAC地址相对应的端口，然后将数据帧“转发”至目的端口。

二、交换机的三种转换方式

1. 直通式(Cut Through)

直通方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。由于不需要存储，延迟非常小、交换非常快，这是它的优点。它的缺点是，因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查所传送的数据包是否有误，不能提供错误检测能力。由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通，而且容易丢包。

1. 存储转发

存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式。它把输入端口的数据包先存储起来，然后进行CRC(循环冗余码校验)检查，在对错误包处理后才取出数据包的目的地址，通过查找表转换成输出端口送出包。正因如此，存储转发方式在数据处理时延时大，这是它的不足，但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测，有效地改善网络性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口间的转换，保持高速端口与低速端口间的协同工作。

1. 碎片隔离

这是介于前两者之间的一种解决方案。它检查数据包的长度是否够64个字节，如果小于64字节，说明是假包，则丢弃该包;如果大于64字节，则发送该包。这种方式也不提供数据校验。它的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢。