交换机的工作原理及人生启示

早就应该学习网络了，一直拖延，读了《自品牌》这本书我决定要让自己成为即用型专家。没有开始就用远没有进步。阅读就是为了改善工作生活，如果能真正发挥作用，哪怕只有一点，那花在阅读上的时间就没有白费。

交换机

交换机是用来连接局域网的主要设备。

交换机能够根据以太网帧中的目标地址智能转发数据。因此交换机工作在数据链路层。

交换机分割冲突域，实现全双工通信。

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以太网帧结构

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交换机数据转发原理

交换机是通过MAC表来进行交换转发工作的，所以MAC地址表是交换工作的核心，网桥与交换机的不同之处就在于网桥使用软件来创建和管理MAC地址表的，而交换机使用ASIC来创建和管理MAC地址表。

学习

交换机开机初始化时，MAC地址表是空的，因为MAC地址表是存储在内存中的。交换机要学习进入该端口的数据帧的源MAC地址，并且把源地址及其对应端口号记录在MAC地址表中。

广播

交换机接收到数据帧后，要查看MAC地址表，如果数据帧的目的MAC地址不在MAC地址表中，交换机就会将该数据帧向除接收端口以外的其它所有端口广播（泛洪）出去。

转发

如果目标地址存在MAC地址表中，交换机将根据MAC地址表单播转发数据帧。

更新

交换机MAC地址表的老化时间是300s，即5min。如果该端口一直没有数据通过超过5分钟，该端口对应的MAC地址表项就会删除。腾出地方来给别的项目使用。

交换机如果发现一个数据帧的入端口与MAC地址表中的源MAC地址对应端口不一致，就会将源MAC地址重新学习到新的端口。

图解数据转发过程：

如果计算机A发送数据帧到计算机C,此时交换机的E0口接收该数据帧，交换机记录下该数据帧的源地址A及E0口的对应关系。如下图所示：

由于MAC地址表中并没有目标地址C与目标端口的对应关系，所以将此数据帧对除了接收端口E0口以外的其他端口转发出去。

如果是计算机D发送数据帧到计算机C，此时交换机的E3口接收该数据帧，交换机记录下该数据帧的源地址D的地址与端口的对应关系。此时交换机仍然不知道C的地址，所以还是要对除了E0口以外的其他端口上进行转发。

交换机不断记录每个接口上接收到的数据帧的地址，一段时间以后所有的端口对应的MAC地址都会记录到MAC地址表中。此时计算机A再向计算机C发送数据时，就直接查MAC地址表进行转发即可，不会再转发到其他端口上。

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从交换机转发原理，我认识到人类智慧的伟大，这是一个非常好的学习转发更新机制。似乎也在揭示一个道理，如果一个端口老是不干活，我就要把你占用的资源释放出来，什么时候干活我分配给你。什么事情都不是一成不变的，都要存在更新机制。作为一个人，不更应该要不断更新自己，不断努力提高自己来应对环境的变化，让自已处于不败之地吗？当我真的开始去做这件事的时候，我发现尽管只学习了九牛之一毛都不到，我的焦虑感却减少了好多好多，因为我相信，只要坚持，就会积少成多，滴水穿石。总有一天我能破茧成蝶。

你也开始在你的领域提高自己需要的技能吧！