用图说话——浅析交换机MAC地址学习

引言：

在现实生活中，我们已经离不开网络，网络已经融入我们的生活，电脑，网络已经成为我们这代人的必须品，信息资源也已经成为国家的一种站略资源，我们在享受网络便利的同时，也被网络故障困恼着，本文从简单的方面简析网络的重要组成部分-交换机，重点介绍交换机的MAC地址学习原理。

我们先来了解我们普通用户上网，能够看到的部分：

简单说，路由器中的交换机负责组建一个家庭局域网，路由功能负责将家庭局域网与internet连接，此处将internet视为城域网，而在这个结构中，我们知道，我们上网只需要输入密码就可以，但是，交换机是如何保证动态组网（电脑随用随插）呢？

在交换机技术中，MAC地址学习技术，保证了我们能动态组网，今天我们用三幅图片来简单介绍这种技术：

MAC地址学习图解：

注意：

1，图中深蓝色方形为交换机，蓝色线标识网线，浅蓝色机器标识网络中的电脑

2，图中的MAC地址表示固话在交换机内部的一个表

3，图中黑色箭头标识数据传输方向

4，数据帧可以简单理解为数据

通过这三幅图，我们能大概了解交换机MAC地址学习的基本工作原理，但是，这仅仅是交换开始的第一步，这一步我们能理解了，交换机其他的事情就好办了，我们看看百度百科上关于交换机的原理介绍：

工作在数据链路层，交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在，广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的MAC地址，并把它添加入内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照IP地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的减少冲突域，但它不能划分网络层广播，即广播域。交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的物理网段（注：非IP网段），连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机，那么该交换机这时的总流通量就等于2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。总之，交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据帧功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。

我们发现，最重要的是MAC地址学习，其他的就是一些我们能简单理解的东西，MAC地址学习保证了交换的顺利进行，现在学习交换机是不是就感觉简单不少？

总结：

交换技术是一个成熟的技术，学习一个技术和知识，我们要先看看这个系统的简单介绍，有个整体的概念，然后击破关键问题，就像交换机，关键问题之一就是MAC地址学习，我们要学会找关键问题，并学会如何击破他！