交换机的作用是什么

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yi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。

二、 交换机的作用：交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。目前交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。
　　学习：以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。
　　转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）。
　　消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。
　　交换机除了能够连接同种类型的网络之外，还可以在不同类型的网络（如以太网和快速以太网）之间起到互连作用。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或FDDI等的高速连接端口，用于连接网络中的其它交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。
　　一般来说，交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段，但是有时为了提供更快的接入速度，我们可以把一些重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上。这样，网络的关键服务器和重要用户就拥有更快的接入速度，支持更大的信息流量。
交换机的基本功能：
　　1． 像集线器一样，交换机提供了大量可供线缆连接的端口，这样可以采用星型拓扑布线。
　　2． 像中继器、集线器和网桥那样，当它转发帧时，交换机会重新产生一个不失真的方形电信号。
　　3． 像网桥那样，交换机在每个端口上都使用相同的转发或过滤逻辑。
　　4． 像网桥那样，交换机将局域网分为多个冲突域，每个冲突域都是有独立的宽带，因此大大提高了局域网的带宽。
　　5． 除了具有网桥、集线器和中继器的功能以外，交换机还提供了更先进的功能，如虚拟局域网（VLAN）和更高的性能。

交换机是2层设备，应用在交换式的网络当中。它是根据数据帧上的硬件地址，来实现地址学习和帧转发的功能。交换机有六大工作原理，详细如下：
1、基于源MAC地址的学习

交换机是接收"帧"和转发“帧”的，而上层的IP包经过2层的封装之后形成帧。帧结构中有目的MAC地址和源MAC地址。目的MAC地址就是该帧要去往
的主机的硬件地址，而源MAC地址就是封装该帧的设备的地址。由于初始的时候，交换机根本不知道对应的目的MAC地址要从哪个接口发出去，就只好向其他接
口泛洪，但是每次都这样并不合适，会占用网络的带宽。所以，在每次收到一个数据帧的时候，交换机都会记录下收到该帧的接口和该帧中的源MAC地址，并将其
对应起来。这样，交换机就知道哪个接口是对应哪个MAC地址的了，从而形成了MAC地址表。经过一段时间，MAC地址表就会稳定下来，那么到时候，收到一
个数据帧的时候，看下帧中的目的MAC地址，再查找MAC地址表，就知道从哪个接口发送出去了。
2、基于目的MAC地址转发
就像上面所说的，得到了MAC地址表之后，收到一个帧，就查看目的MAC地址，再查找MAC地址表中该地址对应的接口，转发出去就行了。
3、同一接口可以学习到多个MAC地址
这种情况一时可能难以想象出来，看下下面的一个拓扑图：

当多
个设备通过一个hub连接到交换机的时候，在这些设备之间转发数据，由于hub的简单特性，hub也会将数据发向交换机，那么在交换机的同一个接口，就有
可能会学习到多个MAC地址了。这时，如果主机0和主机1通信的时候，交换机会收到源MAC地址是主机0，目的MAC地址是主机1的帧，这两个地址都是指
向一个接口的，此时，交换机并不会转发此帧，因为，一个接口会学习到多个MAC地址，说明在这个交换机之前，两个设备已经是可以通信的了，并不需要通过交
换机。
4、同一个MAC地址被多个接口学习到，选择后学习到的接口
我们再模拟一下同一个MAC地址被多个接口学习到的情况，拓扑图如下：

交换机有
两个接口是连接到hub上的，所以，在这两个接口上都会学习到主机2和主机3的MAC地址，但是，在交换机的MAC地址表中不可能存在两个目的MAC地址
表项，所以，交换机只会选择一个。为了及时更新，交换机会选择后学习到的那个接口作为转发接口。这可以用一种情况来考虑，就是如果一台主机是真的改变了物
理位置，接到了交换机的另一个接口上，这时，就需要实时更新MAC地址表了。
5、收到广/组播帧，向本VLAN的其他所有接口转发
收到目的地址为广播或者组播地址的帧的时候，交换机会将帧从除了接收接口以外的所有接口泛洪出去，如果有部署vlan策略的话，就转发到所有属于同一个VLAN的接口。
6、对于没有目标MAC地址表项的帧，向本VLAN的其他所有接口转发
有些帧可能会没有目的MAC地址，此时，交换机的策略是将此帧按照广播或者组播帧的策略转发出去。
总结：作为2层设备的交换机，工作在数据链路层，负责对数据帧的转发。在转发的同时也会经历一个学习的过程，以便在后面的转发帧过程中能够有目的的转发。而不会一直使用泛洪的方式来浪费带宽。

交换机独享带宽的概念指的是相对于集线器而言，比如10M集线器是所有端口共享10M带宽，就好像只有一个车道的马路，给所有汽车来通行，车多就会挤，会塞车。而10M或者100M交换机，就是每个端口独享10M或者100M带宽，就好像每辆车都有单独的车道来通行。但是加入这个交换机只有一个100M端口连接到外网，那么所有其他端口的计算机要访问外网，是共享这个100M出口带宽的。只是说端口间相互访问更快一些。
路由器跟交换机当然不同，路由器有IP分配、路由寻址、地址映射、访问控制这些功能，普通交换机没有这些功能，只有三层交换机可以有这些功能。
一个宽带账号分为多个独享带宽的账号，可以用一个带QOS功能的路由器，由路由器进行拨号，然后在路由器上配置每个IP的带宽分配。

交换机独享带宽的概念指的是相对于集线器而言，比如10M集线器是所有端口共享10M带宽，就好像只有一个车道的马路，给所有汽车来通行，车多就会挤，会塞车。而10M或者100M交换机，就是每个端口独享10M或者100M带宽，就好像每辆车都有单独的车道来通行。但是加入这个交换机只有一个100M端口连接到外网，那么所有其他端口的计算机要访问外网，是共享这个100M出口带宽的。只是说端口间相互访问更快一些。
路由器跟交换机当然不同，路由器有IP分配、路由寻址、地址映射、访问控制这些功能，普通交换机没有这些功能，只有三层交换机可以有这些功能。
一个宽带账号分为多个独享带宽的账号，可以用一个带QOS功能的路由器，由路由器进行拨号，然后在路由器上配置每个IP的带宽分配。

　　一、什么是交换机　　交换机又叫交换式集线器，是一种对电信号进行转发的网络设备，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，提升宽带利用效率！　　通过交换机，可以将接入的信息重新进行生成，再通过内部处理转发到制定的端口，达到自动寻址和交换的作用，从而避免出现端口冲突的问题，防止传输冲突、提升网络吞吐！  　　二、交换机的基本作用‍　　1、集线器：交换机内置了大量的可供线缆连接的端口，因此，可以作为集线器使用，达到部署型星型拓扑网络的目的　　2、中继器：交换机可以和中继器一样，在转发帧的时候重新产生一个不失真的方形电信号　　3、网桥：交换机可以在其内置的端口上都实用使用相同的转发和过滤逻辑，具备网桥功能　　4、交换机可以将部署好的局域网分成多个冲突域，而美国冲突域可以具备独立的带宽，提升宽带利用效率　　三、交换机的主要功能　　交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN(虚拟局域网)的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。　　四、交换机的分类　　常见的交换机一般都是以太网交换机，目前还有电话语音交换机、光纤交换机等