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用途

交換機的主要功能包括物(wù)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(yī)些新的功能，如對VLAN（虛拟局域網）的支持、對鏈路彙聚的支持，甚至有的還具有防火(huǒ)牆的功能。

學習：

以太網交換機了解每一(yī)端口相連設備的MAC地址，并将地址同相應的端口映射起來存放(fàng)在交換機緩存中(zhōng)的MAC地址表中(zhōng)。

轉發/過濾：

當一(yī)個數據幀的目的地址在MAC地址表中(zhōng)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（如該數據幀爲廣播/組播幀則轉發至所有端口）

消除回路：

當交換機包括一(yī)個冗餘回路時，以太網交換機通過生(shēng)成樹(shù)協議避免回路的産生(shēng)，同時允許存在後備路徑。

交換機除了能夠連接同種類型的網絡之外(wài)，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(zhōng)的其它交換機或者爲帶寬占用量大(dà)的關鍵服務器提供附加帶寬。

一(yī)般來說，交換機的每個端口都用來連接一(yī)個獨立的網段，但是有時爲了提供更快的接入速度，我(wǒ)們可以把一(yī)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(dà)的信息流量。

最後簡略的概括一(yī)下(xià)交換機的基本功能：

1． 像集線器一(yī)樣，交換機提供了大(dà)量可供線纜連接的端口，這樣可以采用星型拓撲布線。

2． 像中(zhōng)繼器、集線器和網橋那樣，當它轉發幀時，交換機會重新産生(shēng)一(yī)個不失真的方形電信号。

3． 像網橋那樣，交換機在每個端口上都使用相同的轉發或過濾邏輯。

4． 像網橋那樣，交換機将局域網分(fēn)爲多個沖突域，每個沖突域都是有獨立的寬帶，因此大(dà)大(dà)提高了局域網的帶寬。

5． 除了具有網橋、集線器和中(zhōng)繼器的功能以外(wài)，交換機還提供了更先進的功能，如虛拟局域網（VLAN）和更高的性能。

傳統交換機從網橋發展而來，屬于OSI第二層即數據鏈路層設備。它根據MAC地址尋址，通過站表選擇路由，站表的建立和維護由交換機自動進行。路由器屬于OSI第三層即網絡層設備，它根據IP地址進行尋址，通過路由表路由協議産生(shēng)。交換機最大(dà)的好處是快速，由于交換機隻須識别幀中(zhōng)MAC地址，直接根據MAC地址産生(shēng)選擇轉發端口算法簡單，便于ASIC實現，因此轉發速度極高。但交換機的工(gōng)作機制也帶來一(yī)些問題。

1．回路：根據交換機地址學習和站表建立算法，交換機之間不允許存在回路。一(yī)旦存在回路，必須啓動生(shēng)成樹(shù)算法，阻塞掉産生(shēng)回路的端口。而路由器的路由協議沒有這個問題，路由器之間可以有多條通路來平衡負載，提高可靠性。

2．負載集中(zhōng)：交換機之間隻能有一(yī)條通路，使得信息集中(zhōng)在一(yī)條通信鏈路上，不能進行動态分(fēn)配，以平衡負載。而路由器的路由協議算法可以避免這一(yī)點，OSPF路由協議算法不但能産生(shēng)多條路由，而且能爲不同的網絡應用選擇各自不同的最佳路由。

3．廣播控制：交換機隻能縮小(xiǎo)沖突域，而不能縮小(xiǎo)廣播域。整個交換式網絡就是一(yī)個大(dà)的廣播域，廣播報文散到整個交換式網絡。而路由器可以隔離(lí)廣播域，廣播報文不能通過路由器繼續進行廣播。

4．子網劃分(fēn)：交換機隻能識别MAC地址。MAC地址是物(wù)理地址，而且采用平坦的地址結構，因此不能根據MAC地址來劃分(fēn)子網。而路由器識别IP地址，IP地址由網絡管理員(yuán)分(fēn)配，是邏輯地址且IP地址具有層次結構，被劃分(fēn)成網絡号和主機号，可以非常方便地用于劃分(fēn)子網，路由器的主要功能就是用于連接不同的網絡。

5．保密問題：雖說交換機也可以根據幀的源MAC地址、目的MAC地址和其他幀中(zhōng)内容對幀實施過濾，但路由器根據報文的源IP地址、目的IP地址、TCP端口地址等内容對報文實施過濾，更加直觀方便。