交換機工作原理

交換機工作于OSI參考模型的第二層，即數據鏈路層。交換機內部的CPU會在每個端口成功連接時，通過將MAC地址和端口對應，形成一張MAC表。在今后的通訊中，發往該MAC地址的數據包將僅送往其對應的端口，而不是所有的端口。因此，交換機可用于劃分數據鏈路層廣播，即沖突域；但它不能劃分網絡層廣播，即廣播域。

交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數據包以后，處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC（網卡的硬件地址）的NIC（網卡）掛接在哪個端口上，通過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口，目的MAC若不存在，廣播到所有的端口，接收端口回應后交換機會“學習”新的MAC地址，并把它添加入內部MAC地址表中。使用交換機也可以把網絡“分段”，通過對照IP地址表，交換機只允許必要的網絡流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉發，可以有效的減少沖突域。

交換機數據傳送的工作原理

交換機的任意節點收到數據傳輸指令后，即對于存儲在內存里的地址表進行快速查找，從而對于MAC地址的網卡連接位置進行確認，然后再將數據傳輸到該節點上。如果在地址表中找到相應的位置，則進行傳輸；如果沒有，交換機就會將該地址進行記錄，以利于下次尋找和使用。交換機一般只需要將幀發送到相應的點，而無需如集線器發送到所有節點，從而節省了資源和時間，提高了數據傳輸的速率。

交換機的作用介紹

1. 提供網絡接口的

交換機在網絡中重要的應用就是提供網絡接口，所有網絡設備的互聯都必須借助交換機才能實現。主要包括：

(1)連接交換機、路由器、防火墻和無線接入點等網絡設備。

(2)連接計算機、服務器等計算機設備。

(3)連接網絡打印機、網絡攝像頭、IP電話等其它網絡終端。

2. 擴充網絡接口

盡管有的交換機擁有較多數量的端口(如48口)，但是當網絡規模較大時，一臺交換機所能提供的網絡接口數量往往不夠。此時，就必須將兩臺或更多臺交換機連接在一起，從而成倍地擴充網絡接口。