交换机工作原理

一、原理总结

简单来说就是学习，转发，过滤。

学习：交换机根据收到的数据帧中的源MAC地址建立该地址通交换机端口的映射关系表，又叫MAC地址表。

转发：交换机收到一个数据帧后，根据数据帧中的目的MAC地址查MAC地址表找到对应的端口进行转发。如果目的MAC地址在MAC表中查不到对应关系，则向所有端口进行泛洪转发。

过滤：交换机收到一个数据帧后，根据数据帧中的目的MAC地址查MAC地址表，发现对应的端口和收到数据帧的端口相同，则丢弃该帧。

二、交换机转发数据帧的过程

1、交换机MAC地址的学习

图1

如上面图1所示，假设A主机发送的数据帧（源MAC地址为00-00-00-11-11-11，目标MAC地址为00-00-00-22-22-22）到交换机的1号接口，交换机首先查询的MAC地址表中1号接口对应的源MAC地址条目，如果条目中没有数据帧的源MAC地址，交换机会就将这个接口对应的源地址和收到该数据帧的接口标号（1号口）对应起来，添加到MAC地址表中。

2、交换机广播未知数据帧

图2

如果交换机没有在MAC地址表中找到数据帧目的地所对应的条目，交换机就无法确定该从那个接口将数据帧转发出去，于是它被迫选用了广播的方式，即除了1号口之外的所有接口都将转发这个数据帧，我上面图2所示，于是，网络中的主机B和主机C都会收到。

3、交换机接收回应信息

图3

主机B会响应这个广播，并回应一个数据帧（源MAC地址为00-00-00-22-22-22，目标MAC地址为00-00-00-11-11-11），交换机也会将此帧的源MAC地址和接口标号（2号口）对应起来，添加到MAC地址表中，如上面图3所示。

4、交换机转发数据帧

现在，主机A和主机B之间的通讯不用借助广播了。因为MAC地址表中已经有它们的条目了，如下面图所示，主机A发送的数据帧的目标地址为00-00-00-22-22-22，交换机会发现这个地址对应的接口号为2，于是交换机将只向2号口发送数据帧。