交换机概述

交换机工作原理交换机是计算机网络中一个重要的组成部分，它能够实现对局域网内的数据处理和转发，使得网络传输更加高效和稳定。

本文将详细介绍交换机的工作原理。

一、交换机概述交换机是一种连接两个或多个数据链路的网络设备，可以让信息在局域网中被准确地传送到目标地址。

它有很多种类，包括无线交换机、路由交换机等。

它的主要作用是将数据流转发到目标地址，从而实现数据在网络中的传输。

交换机的工作原理主要分为两种方式：包交换和电路交换。

包交换使用缓存区来暂存数据包，然后再根据数据包的地址进行转发。

电路交换则直接将数据流接通到目标地址，是一种点对点的传输方式。

由于包交换可以实现多对多的连接，所以在网络中得到了广泛应用。

二、交换机的数据转发对于交换机来说，它需要进行三项工作：学习、转发和过滤。

学习是指交换机需要记录每个源地址的进入端口，转发是指将数据转发到目标地址，过滤是指交换机需要过滤掉无效数据包。

当一台设备向交换机发送数据包时，交换机需要先学习该源地址。

在交换机中设置了一个转发表，用于存储各个设备的MAC 地址，同时记录该MAC 地址对应的进入端口。

当一个数据包到达交换机时，交换机会查找该MAC 地址对应的出口端口，并向这个出口端口发送数据包。

如果交换机没有记录到源地址，它会将数据包广播出去，通过广播的方式通知其他设备信息。

当其他设备接收到该数据包时，会将源地址和端口信息发回给交换机，使得交换机可以学习新的设备。

三、交换机的广播与转发交换机的广播是指当交换机收到一个数据包时，如果该数据包的目标地址是广播地址或未知地址时，交换机会将该数据包转发到所有设备。

由于广播地址不唯一，所以这种方式不太适合大规模的网络。

交换机的转发是指当交换机收到一个数据包时，如果该数据包的目标地址已经在交换机的转发表中被记录，那么它会将数据包直接转发给目标设备。

如果该数据包的目标地址没有被记录，那么交换机会将数据包广播到所有端口，以便建立新的转发表。

交换机的功能及工作过程By:吾怜茜一．交换机概述：交换机是一种工作在二层的设备，但是随着技术的不断进步，现在已经出现了诸如三层交换机，多层交换机产品。

在本篇中讨论的是二层交换机的一些特性。

二．交换机的功能：1.地址学习有些地方也叫做基于源MAC地址学习，这个功能主要就是学习和存储MAC 地址。

2.帧的转发/过滤数据帧的转发主要是交换机能够根据MAC地址表来转发数据，过滤则是对一些受限制的数据进行阻止或丢弃。

3.环路避免由于交换机的某些特性会带来一些问题，比如形成环路，因此为了保证网络上数据的正确传输以及网络的稳定要采取一些措施来避免这些问题，主要是通过STP来实现，稍后会讲到。

三．交换机的工作过程：交换机在运行的时候要维护几张表，比如CAM表，vlan.data表。

CAM表用来保存学到的MAC地址；VLAN.DATA文件用来保存VLAN相关的信息。

1.在交换机初始加电的时候它的MAC地址表是空的，当其他与其相连的设备（PC，交换机，路由器等）向它发送一个信息的时候，交换机就会根据数据的源MAC和目标MAC对数据进行处理，因为发的是第一个包，所以这时候交换机会把源MAC地址和数据从本交换机进来的端口号做关联，然后加上VLAN号保存起来形成一个CAM表条目。

因为交换机的MAC地址表现在是空的，所以它不知道数据的目的地在那里，这时候交换机会发送ARP请求把数据从除了数据进来的端口之外的所有端口广播，这个过程称为泛洪，当目标主机收到数据之后会返回一个回应包，告诉交换机自己的MAC地址，这时候交换机又会根据目标主机返回的包把目标主机的MAC地址和进来的端口关联起来加上VLAN号形成一个新的CAM表条目。

这个过程就是地址学习。

我们通过下面的图来详细了解一下。

现在PC1和PC2要进行通信（比如一个PING包），PC1会发出一个数据包格源MAC 目标MAC 源IP 目标IP1111 2222 192.168.1.1192.168.1.2：1111不在CAM表中，这时候交换机会做一条记录，他会把源MAC和端口对应关系加上MAC地址端口号Vlan号1111.1111.1111 F0/1 1除了从F0/1数据进来的端口之外的F0/2,F0/3转发ARP请求，大致就是询问192.168.1.2的MAC地址是多少。

交换机功能概述（核心和接入）（1）1.1.1.1 锐捷核心交换机产品概述RG-S5750-H系列交换机是锐捷网络新推出的高性能、强安全、集成多业务的新一代以太网交换机，该系列交换机采用业界超前硬件架构设计，搭载锐捷网络新的RGOS11.X模块化操作系统，提供更大的表项规格、更快的硬件处理性能、更便捷的操作使用体验。

RG-S5750-H系列提供灵活的千兆接入及高密度的万兆端口扩展能力，全系列交换机均固化4端口万兆光，采用双扩展槽设计，支持高密、高性能端口上行能力。

充分满足用户高密度接入和高性能汇聚的需求。

RG-S5750-H系列交换机以极高的性价比为大型网络汇聚、中小型网络核心、数据中心服务器接入提供了高性能、完善的端到端的服务质量、灵活丰富的安全设置，最大化满足高速、安全、智能的企业网需求。

RG-S5750-H系列交换机具备内置AC功能，实现有线无线一体化集成，最大可管理256个AP，同时支持集群功能，在主AC故障后可以切换到备AC，当主AC故障恢复后可切换回主AC。

产品特性高性能、高扩展性RG-S5750-H系列交换机固化4端口万兆光，可根据用户需要灵活选择不同数量的万兆光口，完全满足大型企业园区网汇聚或中小型网络核心部署需求。

可支持高达64K的MAC地址容量IPv4/IPv6双协议栈多层交换硬件支持IPv4/IPv6双协议栈多层线速交换，硬件区分和处理IPv4、IPv6协议报文，可根据IPv6网络的需求规划网络或者维持网络现状，提供灵活的IPv6网络通信方案。

支持丰富的IPv4路由协议，包括静态路由、RIP、OSPFv2、IS-ISv4、BGP4等，满足不同网络环境中用户选择合适的路由协议灵活组建网络。

同时支持丰富的IPv6路由协议，包括静态路由、RIPng、OSPFv3、IS-ISv6、BGP4+等，不论是在升级现有网络至IPv6网络，还是新建IPv6网络，都可灵活选择合适的路由协议组建网络。

交换机的性能参数和使用选型概述1. 引言交换机是计算机网络中的核心设备，用于将数据包从一个网络连接传递到另一个网络连接。

它具有决定网络数据流向的作用，因此交换机的性能参数和使用选型对网络性能和可靠性起着重要的作用。

本文将介绍交换机的性能参数和使用选型概述，以便读者在购买和使用交换机时做出明智的决策。

2. 交换机的性能参数2.1 交换速率交换速率是交换机的一个重要性能参数，表示交换机在单位时间内能处理的数据量。

通常以比特每秒（bit/s）或兆比特每秒（Mbps）来度量。

交换速率越高，交换机处理数据的能力越强。

在选择交换机时，需根据网络负载和带宽需求来确定所需的交换速率。

2.2 潜时潜时是指交换机处理数据包所需的时间。

它包括输入端口潜时、交换潜时和输出端口潜时。

输入端口潜时是指数据包从输入端口到达交换机内部的时间，交换潜时是指交换机完成核心处理所需的时间，输出端口潜时是指数据包从交换机输出端口到达目标设备的时间。

较低的潜时意味着交换机能够更快地处理数据包，提高网络性能和响应速度。

2.3 缓存大小交换机通常具有缓存，用于暂存数据包。

缓存大小决定了交换机能够同时处理的数据包数量。

较大的缓存大小可以增加交换机的吞吐量，提高网络的拥塞控制能力。

在选择交换机时，需根据网络负载和数据包数量来确定所需的缓存大小。

2.4 端口数量交换机的端口数量表示交换机可以连接的设备数量。

较大的端口数量可以支持更多的设备连接，增加网络的可扩展性。

在选择交换机时，需根据网络规模和设备数量来确定所需的端口数量。

3. 交换机的使用选型概述在选择交换机时，除了考虑交换机的性能参数外，还需考虑其他因素，以满足网络需求和预算限制。

3.1 端口类型交换机通常支持不同类型的端口，如千兆以太网端口（Gigabit Ethernet）和万兆以太网端口（10 Gigabit Ethernet）。

根据设备需求和网络带宽，选择适当的端口类型。

3.2 管理型和非管理型交换机管理型交换机具有更多的功能和配置选项，可以通过网络管理软件进行配置和监控。

1.1.1.1 锐捷核心交换机产品概述RG-S5750-H系列交换机是锐捷网络新推出的高性能、强安全、集成多业务的新一代以太网交换机，该系列交换机采用业界超前硬件架构设计，搭载锐捷网络新的RGOS11.X模块化操作系统，提供更大的表项规格、更快的硬件处理性能、更便捷的操作使用体验。

RG-S5750-H系列提供灵活的千兆接入及高密度的万兆端口扩展能力，全系列交换机均固化4端口万兆光，采用双扩展槽设计，支持高密、高性能端口上行能力。

充分满足用户高密度接入和高性能汇聚的需求。

RG-S5750-H系列交换机以极高的性价比为大型网络汇聚、中小型网络核心、数据中心服务器接入提供了高性能、完善的端到端的服务质量、灵活丰富的安全设置，最大化满足高速、安全、智能的企业网需求。

RG-S5750-H系列交换机具备内置AC功能，实现有线无线一体化集成，最大可管理256个AP，同时支持集群功能，在主AC故障后可以切换到备AC，当主AC故障恢复后可切换回主AC。

产品特性高性能、高扩展性RG-S5750-H系列交换机固化4端口万兆光，可根据用户需要灵活选择不同数量的万兆光口，完全满足大型企业园区网汇聚或中小型网络核心部署需求。

可支持高达64K的MAC地址容量IPv4/IPv6双协议栈多层交换硬件支持IPv4/IPv6双协议栈多层线速交换，硬件区分和处理IPv4、IPv6协议报文，可根据IPv6网络的需求规划网络或者维持网络现状，提供灵活的IPv6网络通信方案。

支持丰富的IPv4路由协议，包括静态路由、RIP、OSPFv2、IS-ISv4、BGP4等，满足不同网络环境中用户选择合适的路由协议灵活组建网络。

同时支持丰富的IPv6路由协议，包括静态路由、RIPng、OSPFv3、IS-ISv6、BGP4+等，不论是在升级现有网络至IPv6网络，还是新建IPv6网络，都可灵活选择合适的路由协议组建网络。

虚拟交换单元（VSU，Virtual Switching Unit）支持虚拟交换单元技术（VSU，Virtual Switch Unit）即虚拟交换单元技术。

交换机转发规则摘要：一、交换机概述二、交换机转发规则分类1.静态转发规则2.动态转发规则三、静态转发规则详解1.直接转发2.泛洪转发3.策略路由四、动态转发规则详解1.生成树协议2.链路状态路由协议3.开放最短路径优先协议五、交换机转发规则应用场景六、如何选择合适的交换机转发规则七、结论正文：一、交换机概述交换机，作为一种网络设备，主要用于连接多台计算机或其他网络设备，实现数据传输和通信。

它根据数据包的目的地址进行转发，具有高速、高效、智能等特点。

在现代网络中，交换机已成为构建复杂网络拓扑结构的关键设备。

二、交换机转发规则分类交换机的转发规则主要分为静态转发规则和动态转发规则。

1.静态转发规则静态转发规则是指管理员手动配置交换机的转发行为，包括以下三种类型：1) 直接转发：数据包从源设备到达目的设备，直接通过交换机转发，不进行任何判断和处理。

2) 泛洪转发：当交换机收到一个未知目的地址的数据包时，会将该数据包广播到所有连接的设备。

3) 策略路由：根据数据包的源地址、目的地址或协议类型等条件，设定特定的转发路径。

2.动态转发规则动态转发规则是指交换机根据网络状态和协议自动调整转发行为，包括以下三种类型：1) 生成树协议：保证网络中不存在环路，确保数据包正常转发。

2) 链路状态路由协议：交换机通过交换链路状态信息，动态计算最短路径。

3) 开放最短路径优先协议：在具有多个路径的网络中，选择最短路径进行转发。

三、静态转发规则详解以下是静态转发规则的三种类型：1.直接转发直接转发是交换机最基本的转发方式，适用于已知目的地址的数据包。

当数据包到达交换机时，交换机根据目的地址表进行转发。

2.泛洪转发泛洪转发适用于未知目的地址的数据包。

交换机收到未知目的地址的数据包后，会将该数据包广播到所有连接的设备，以期望目的设备接收并响应。

3.策略路由策略路由是根据特定条件设置的转发路径。

例如，可以设置根据源地址、目的地址或协议类型等因素进行不同的转发。