交換機用途

交換機的主要功能包括物理編址、網絡拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流控。交換機還具備了一些新的功能，如對VLAN（虛擬局域網）的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火墻的功能。

學習：以太網交換機了解每一端口相連設備的MAC地址，并將地址同相應的端口映射起來存放在交換機緩存中的MAC地址表中。

轉發/過濾：當一個數據幀的目的地址在MAC地址表中有映射時，它被轉發到連接目的節點的端口而不是所有端口（如該數據幀為廣播/組播幀則轉發至所有端口）

消除回路：當交換機包括一個冗余回路時，以太網交換機通過生成樹協議避免回路的產生，同時允許存在后備路徑。交換機除了能夠連接同種類型的網絡之外，還可以在不同類型的網絡（如以太網和快速以太網）之間起到互連作用。如今許多交換機都能夠提供支持快速以太網或FDDI等的高速連接端口，用于連接網絡中的其它交換機或者為帶寬占用量大的關鍵服務器提供附加帶寬。

一般來說，交換機的每個端口都用來連接一個獨立的網段，但是有時為了提供更快的接入速度，我們可以把一些重要的網絡計算機直接連接到交換機的端口上。這樣，網絡的關鍵服務器和重要用戶就擁有更快的接入速度，支持更大的信息流量。

交換機的管理和維護

交換機實踐應用中取得了良好的作用效果,為信息傳遞效率提高提供了可靠保障。交換機實踐應用中可能會受到溫度、溫度、電磁干擾等要素影響,給其工作性能帶來了潛在威脅,影響著設備性能的可靠性,需要采取有效的管理及維護措施,確保交換機的安全使用。實踐過程中落實交換機的管理和維護工作時,也需要了解其功能特性、特點等,確保這些工作開展能夠達到預期效果,實現交換機性能優化。

交換機的MAC地址

交換機中的MAC地址表初始為空，交換機自投入使用后，會通過一定的措施構建并完善MAC地址表，這一過程主要包含4個重要概念:學習、轉發、泛洪和更新。

①學習。當端口E0/1連接的設備pc1要發送數據幀給另外一臺設備時，交換機會先檢查數據幀中的源MAC地址(00-0B-2F-4B-60-26)，判斷MAC地址表中是否存在相關記錄，若有則更新記錄(00-0B-2F-4B-60-26，E0/1)，否則新增記錄。

②轉發。交換機檢查數據幀中的目的MAC地址，查詢MAC地址表中與目的MAC地址相關的記錄，若找到相應記錄，則將數據幀轉發到記錄對應的端口。

③泛洪。若MAC地址表中不存在與目的MAC地址相關的記錄，交換機一時無法獲取目的主機所連接的端口，此時交換機將發送數據幀給除源端口外所有的端口(此即泛洪)，等到相應的目的端口回復后，交換機記下回應數據幀的源MAC地址和對應端口，以方便后續轉發。

④更新。為保證MAC地址表的正確，交換機內部每隔一定時間會將表進行一次更新。

交換機工作方式

當一臺交換機安裝配置好之后，其工作過程如下：

1、收到某網段（設為A）MAC地址為X的計算機發給MAC地址為Y的計算機的數據包。交換機從而記下了MAC地址X在網段A。這稱為學習（learning）。

2、交換機還不知道MAC地址Y在哪個網段上，于是向除了A以外的所有網段轉發該數據包。這稱為泛洪（flooding）。

3、MAC地址Y的計算機收到該數據包，向MAC地址X發出確認包。交換機收到該包后，從而記錄下MAC地址Y所在的網段。

4、交換機向MAC地址X轉發確認包。這稱為轉發（forwarding）。

5、交換機收到一個數據包，查表后發現該數據包的來源地址與目的地址屬于同一網段。交換機將不處理該數據包。這稱為過濾（filtering）。

6、交換機內部的MAC地址-網段查詢表的每條記錄采用時間戳記錄后一次訪問的時間。早于某個閾值（用戶可配置）的記錄被清除。這稱為老化（aging）。