1分钟Get交换机工作原理

交换机是网络常用的设备之一，能够通过局域网转发数据包，实现数据交换。掌握交换机原理也是网络工程师的必备技能。
、交换机原理
交换机的作用：
连接多个以太网物理段，隔离冲突域
对以太网帧进行高速而透明的交换转发
自行学习和维护 MAC 地址信息
交换机工作在二层，可以用来隔离冲突域，在 OSI 参考模型中，二层的作用是寻址，这边寻址指的是 MAC 地址，而交换机就是对 MAC 地址进行转发，在每个交换机中，都有一张 MAC 地址表，这个表是交换机自动学习的。
所以，总得来说交换机的作用是寻址和转发 ，但是要注意交换机用的是 MAC 地址。
交换机的特点：主要工作在 OSI 模型的物理层、数据链路层，提供以太网间的透明桥接和交换，依据链路层的 MAC 地址，将以太网数据帧在端口间进行转发。
交换机的四个功能：
学习功能：数据帧经过交换机，交换机会自动学习数据帧的源 mac 地址
转发功能：数据帧经过交换机，会在 mac 表中查找数据帧的目的 mac，查找成功，会从相应的接口转发数据
查询功能（泛洪）：-数据帧经过交换机，会在 mac 表中查找数据帧的目的 mac，查找失败，会从所有接口转发相同数据（泛洪）
刷新功能：交换机默认 300s 刷新一次 mac 地址表
交换机运行原理：次通信的时候，交换机处于初始状态，mac 地址表的表项为空当主机 A 想和主机 B 进行通信的时候主机 A 会发送一个数据。
设数据帧的内容:
源 mac: 11-11-11
目的 mac: 22-22-22
当这个数据帧经过交换机时，交换机会拆开数据，分析源目 mac 地址交换机会自动将源 mac 地址和交换机接口号写入到表项中。
然后去表项中查找从接口去往目的 mac ，发现表项中没有直接广播（除了发送接口）， 只有目的 mac 地址的设备会回包，其余接口的设备会丢弃回复方主机 B 也会发送一个数据帧。
数据帧的内容：
源 mac: 22-22-22
目的 mac: 11-11-11
该数据帧经过交换机，交换机会将源 mac 地址和接口号写入 mac 地址表，自动学习。
然后会去交换机的 mac 地址表查找去往目的 mac 地址的接口，发现表项中有并且是 1 号接口，接从 1号接口出去。
由于交换机 mac 地址表中有了 AB 主机的相关信息，所以下次 AB 通信直接单播。
第二、交换机作用
开始配置路由器网关
命令：
sys <>-[]sysname 改名
u t m 关闭接口信息报告
int gX/X/X 进入接口管理
ip add 网关掩码
进入配置后更改视图模式，然后更改名字（方便知道是哪台设备），int 进入接口管理端，添加网关。接下来就进入了相同的网关建立链接。
前导码（Preamble）包含八字节：前七字节的值为 0xAA，后一个字节的值为 0xAB。在 DIX 以太网中，前导码被认为是物理层封装的一部分，而不是数据链路层的封装。
目的地址（DA）包含六字节：DA 标识了顿的目的站点的 MAC 地址。DA 可以是单播地址，单个目的组播地址（组目的地）或广播地址。
源地址（SA）包含六字节：SA 标识了发送的站点的 MAC 地址。SA 一定是单播地址（即第 8 位是 0）。
类型域包含两字节：用来标识上层协议的类型，如 0800H 标识 IP 协议。
数据域包含 46~1500 字节：数据域封装了通过以太网传输的高层协议信息。
高层协议要确保这个域至少包含 46 字节，如果实际数据不足 46 字节，则高层协议必须执行某些填充算法。
数据域长度的上限是任意的，但目前已经被设置为 1500 字节，所以暂定 46 至 1500 字节。
顺校验序列（FCS）包合四字节：FCS 是从 DA 开始到数据域结束这部分的校验和。