什么是交换机

这里以传统的二层交换机为例进行讲解，暂不讨论更高层次的交换机。

交换机工作在网络七层模型的数据链路层，用于转发数据帧，基于MAC地址表进行寻址；
主要用于连接用户终端设备，通过数据配置，可以优化局域网性能，进行数据的快速转发。

工作原理

1.寻址方式

路由器内部依靠IP地址表进行数据转发，交换机内部依靠MAC地址表进行数据转发。

首次，寻找局域网某台机器的MAC地址，以广播包进行转发，交换机中登记发送端MAC地址；
目标地址接收到该信息后，回复自身MAC地址，交换机对其MAC地址进行登记；
再次转发信息，交换机直接根据MAC地址表中记录的信息进行转发。

2.端口工作模式

支持单工、半双工、全双工三种工作模式，现在基本使用全双工模式；
支持数据直接转发、存储转发、碎片隔离等三种方式；
POE交换机，端口还支持网线供电；
端口可以作为普通的数据端口，也可以当做主干端口使用。

3.优化设置

常见的配置有划分VLAN，通过不同的VLAN隔离广播域；
设置端口MAC地址绑定，仅允许固定的MAC地址设备接入到网络；
设置dhcp snooping，仅信任该端口的DHCP服务器，避免局域网私接宽带路由器。

使用场景

一般交换机上端接入路由器设备，下端接入用户终端设备；
作为承上启下的连接设备，提供数据快速转发。

交换机是否还有其他更多的功能？

欢迎大家留言讨论，喜欢的点点关注。

网络极客

交换机、路由器、防火墙几乎是现代局域网络都要使用的网络设备，其中，交换机负责连接网络设备（如交换机、路由器、防火墙、无线AP等）和终端设备（如计算机、服务器、摄像头、网络打印机等）；路由器实现局域网与局域网的互联，局域网与Internet的互联；而防火墙作为一个安全网络设备，作用于内部网络与内部网络之间，或者内部网络与Internet之间。总的来说，交换机负责连接设备，路由器负责连接网络，防火墙负责网络访问限制。

交换机连接图：

1.交换机的功能

交换机的功能是连接计算机、服务器、网络打印机、网络摄像头、IP电话等终端设备，并实现与其它交换机、无线接入点、路由器、网络防火墙等网络设备的互联，从而构建局域网络，实现所有设备之间的通信。

2.交换机的工作原理

交换机位于OSI参考模型中的第二层（数据链路层），交换机的工作依赖于对MAC地址的识别（所有的网络设备都有一个唯一的MAC地址，通常是由厂商直接烧录进网卡中）。

当交换机从其某个端口收到一个数据包时，先读取包头中的源MAC地址（即发送该数据包的设备网卡的MAC地址），将该MAC地址和端口对应起来添加到交换机内存里的地址表中；然后再读取包头中的目的MAC地址，对照内存里的地址表看该MAC地址与哪个端口对应，如果地址表中有该MAC地址的对应端口，则将该数据包直接复制到对应的端口上，如果没有找到，则将该数据帧作为一个广播帧发送到所有的端口，对应的MAC地址设备会自动接受该帧数据，同时，交换机将接受该帧数据的端口与这个目的MAC地址对应起来放入内存中的地址表中。

结语

不管是交换机，路由器还是防火墙，这些网络设备的功能实现都需要网络工程师预先对设备进行配置（比如VLAN虚拟网端口的划分，防火墙安全策略的配置，路由器默认网关的设定等），其实从某种层面来说，这些网络设备都是计算机，都有cpu和内存，都是通过cpu对机器语言的“翻译”来实现硬件功能的实现。