交换式以太网

由于共享式以太网存在可覆盖的地理范围有限、网络总带宽容量固定、不能支持多种速率等问题，交换式以太网应运而生。

交换式以太网 的基本思想是分段，即将大型以太网分割成多个小型以太网，在段内使用 CSMA/CD 方法，在段间采用交换方法。

用于实现交换式以太网的设备主要有交换机和路由器。
交换机：相似网络互连（如以太网-以太网），工作于数据链路层。
路由器：异型网络互连（如以太网-帧中继），工作于互联层。

交换机
工作原理
假设交换机已经维护了一个地址映射表，当一个数据包从某个端口发来时，交换机首先判断该端口是否存在于地址映射表中，如果不存在，添加一个表项存储该端口及其对应的地址；如果存在，但地址不同，更新该表项。接着，交换机在在地址映射表中查找该数据包的目的地址，如果查找成功，将该数据包转发到该端口，否则，将数据包广播到除源端口外的所有端口。另外，如果某个数据包的源地址和目标地址相同，则交换机会丢弃该数据包。
数据转发方式
存储转发交换：完整接收并缓存数据帧，对数据帧进行校验，不转发出错的数据帧，支持多速率。
直接交换：直接转发，不缓存整帧，不校验差错，不支持多速率。
碎片隔离交换：检查收到的数据帧长度是否达到 64 字节，丢弃小于64 字节的数据帧，转发大于等于 64字节的数据帧
地址学习
建立：通过学习动态建立，读取帧的源地址并记录帧进入的端口，获得 MAC 地址与其所在端口的对应关系并将其添加到地址映射表中。
维护：通过计时器更新表项。在某一数据帧到来时，如果表中存在对应关系，计时器更新。如果在计数器溢出之前没有再次捕获到该端口与 MAC 地址的对应关系，删除该表项。
通信过滤
交换机基于帧的目的地址做出是否转发或转发到何处的决定。
生成树协议
当出现环路时，交换机选择开销最低的路径作为可使用的路径，称之为主链路，其它路径作为备用链路，在主链路失效时，交换机将尝试使用备用链路。