在IE-LAB网络实验室，我们常常被问到，交换机与集线器（HUB）之间究竟有什么区别。虽然外观上它们看起来类似，但实际上，它们在技术层面的工作原理大相径庭。
HUB作为物理层设备，其作用仅仅是在物理层面上将信号从一个端口转发到所有其他端口。因为它不解析任何网络数据包的信息，所有的端口都处于同一个冲突域内，这就是为什么HUB被认为是物理层设备的原因。
相比之下，交换机则属于数据链路层设备。它能够解析数据帧中的MAC地址信息，并基于这些信息进行智能转发。这就好比为网络交通提供了一座智能化的桥梁，而不是简单地让所有车辆随机行驶。
那么，交换机是如何具体完成数据转发的呢？首先，每个交换机端口都是一个独立的冲突域，这意味着它能够有效隔离冲突，提升网络的整体性能。交换机内部有一个MAC地址表，用于存储和更新与之连接的设备的MAC地址和相应的接口信息。
当交换机接收到一个数据帧时，它会检查源MAC地址，如果该地址不在MAC地址表中，交换机就会学习这个新地址，将其与接收端口的接口关联起来，并记录下来。如果地址已经在表中，交换机会刷新该记录的老化时间，以保持地址表的准确性。
当需要转发数据时，交换机会查找目的MAC地址。如果该地址不在MAC地址表中，交换机会将其视为未知单播帧，并将其泛洪到除了接收端口之外的所有端口。如果地址表中有对应的记录，交换机则会直接将数据帧转发到相应的端口。
在这个过程中，我们了解了几个关键点：首先，交换机的每个接口都能隔离冲突域，这对于网络性能的提升至关重要。其次，交换机基于数据链路层的MAC地址信息进行智能转发。最后，交换机的MAC地址表可以自动学习和更新，为网络提供了高度的灵活性和可靠性。
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网络中最常见的网络设备属于交换机，所以掌握交换技术在整个计算机网络学习中非常重要。
所谓高楼平地起，一砖一瓦靠地基。学习交换技术，首先要了解交换机的工作原理，然后才能更快更深入地了解交换技术。
现在，让我们和IELAB网络实验室一起学习交换机的基本工作原理。
让我们先来看一个非常类似于交换机集线器的网络设备。
HUB是物理层设备，所以有同学问，看起来和5口交换机没什么区别。为什么这是物理层设备，而交换机属于数据链路层？
实际上，一个设备在哪个层取决于它能解析哪个层的包头。像路由器一样，可以根据源ip和目的IP解析IP头和路由，所以是三层设备。
同样，交换机可以解析数据帧中的mac地址信息，并根据相关信息进行转发，所以交换机属于二层设备。Hub不解析任何信息，只是无脑的转发给大家。所有接口都在同一个冲突域中，因此它们属于物理层设备。
刚才说交换机是二层设备，会根据mac地址信息进行转发，那么交换机是如何完成转发工作的呢？
首先，默认情况下，交换机的每个接口都是一个冲突域，所有接口都在同一个广播域。交换机中有一个mac地址表，其中Cisco交换机可以使用show mac address-table查看mac地址表，华为交换机可以使用display mac-address查看mac地址表。
如图所示，mac地址表包含VLAN、mac地址、接口id以及如何学习条目等信息。如果有静态类型的mac地址表条目，一般是手动指定的，而动态类型的是交换机自己学习的，那么交换机是通过什么机制生成mac地址表的？
当交换机收到数据帧时，它会检查源mac。如果mac地址表中没有此类地址，它会将此地址与接收此数据帧的接口相关联，并将其记录在mac地址表中。如果这个mac地址和mac地址表中的接口有对应关系，就会刷新该项目的老化时间(mac地址表默认老化时间为300秒)。
当我们的mac地址表建立后，交换机如何转发数据？
检查交换机的目的mac，如果不在mac地址表中，则视为未知单播帧，会对同一广播域内除接收端口外的所有其他端口进行泛洪；如果在mac地址表中找到目的mac，将根据mac地址表直接转发。
今日摘要:
1.交换机的每个接口都是一个冲突域，也就是说交换机隔离冲突域；
2.交换机是工作在第二层的网络设备。它可以根据第二层的报头信息来查找mac地址表，并相应地转发它。如果没有匹配的mac地址表条目，交换机将泛洪并转发它；
3.交换机的mac地址表可以自动学习和建立。
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