普通交换机篇

交换机

       交换机（Switch）意为“开关”是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。

交换机工作在数据链路层当中 —— 数据帧

数据链路层的作用：

1. 物理地址，网络拓扑的建立，维护，拆除
2. 把数据封装在帧中，按顺序传送
3. 差错恢复，重传，重新再发一次
4. 流量控制，确保中间传输的稳定以及双方传输速率的匹配  

数据链路层主要的工作:1、硬件地址寻址 2、差错校验 

交换机为什么要在二层 —— 数据链路层？
1、交换机主要工作在局域网内部转发数据帧，实现内部设备之间的通信
2、mac地址识别，找物理地址，根据mac地址来转发数据帧
3、局域网内部设备之间转发数据顿，在网络层是ip地址转发，所以只能在二层工作

交换机的四大功能

1. 学习功能：数据帧经过交换机，交换机会自动学习数据帧的mac地址
2. 转发功能：数据帧经过交换机，会在mac表里查找数据帧的目的mac地址，查找成功后会从相应的接口转发数据
3. 查询功能(泛洪广播)：如果mac表中没有目的mac，会从接口转发相同的数据(泛洪)
4. 刷信功能：mac地址表，300s刷新一次

交换机的转发原理 

1. 交换源mac地址学习，源mac地址和接口号添加到mac地址表中
2. 如果已知目标mac地址 则直接转发，不知道目标mac地址 则泛洪广播数据帧
3. 接收方回应广播，发回数据顿，交换机学习回应的mac地址并记录在arp缓存表中
4. 双方实现单播通信

二层转发原理

二层转发只能在同一网段中   转发的最终目的是为了寻找到对方的mac地址

1. 在发送端，数据分成多个数据帧，每个数据帧默认一般不超过1500个字节(指的是MTU)
2. 每个数据帧都会添加一个以太网帧的头部信息，目的mac地址和源mac地址的类型，帧校验序列等信息
3. 数据帧通过物理层设备(网卡)，再到交换机
4. 在交换机上，根据mac地址进行转发，查找要转发的设备，并执行转发
5. 目的设备也会把同样的步骤，把自己的数据帧也发给源设备
6. 到达主机，目的主机会根据数据头部的mac地址判断，符合目的主机的mac地址，数据会会接受下来
7. 从数据帧中提取数据，并进行处理

补充：MAC地址是识别一个以太网上某个单独设备或一组设备的唯一标识；
           MAC地址的长度：48bit     表现形式：16进制
           前24bit是厂家编码    后24bit是生产批次