1. 交換機

　　交換機（Switch）意為“開關”是一種用於電（光）信號轉發的網絡設備。它可以為接入交換機的任意兩個網絡節點提供獨享的電信號通路。最常見的交換機是以太網交換機。其他常見的還有電話語音交換機、光纖交換機等。

　　交換機是一種基於MAC地址識別，能完成封裝轉發數據幀功能的網絡設備。

1.1 定義

交換（switching）是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法，把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術的統稱。

　　在計算機網絡系統中，交換概念的提出改進了共享工作模式。

　　而HUB集線器就是一種物理層共享設備，HUB本身不能識別MAC 地址和IP地址，當同一局域網內的A主機給B主機傳輸數據時，數據包在以HUB為架構的網絡上是以廣播方式傳輸的，由每一臺終端通過驗證數據報頭的MAC地址來確定是否接收。

　　也就是說，在這種工作方式下，同一時刻網絡上只能傳輸一組數據幀的通訊，如果發生碰撞還得重試。這種方式就是共享網絡帶寬。通俗的說，普通交換機是不帶管理功能的，一根進線，其他接口接到電腦上就可以了。

　　交換機根據工作位置的不同，可以分為廣域網交換機和局域網交換機。

　　廣域的交換機（switch）就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備，它應用在數據鏈路層。交換機有多個端口，每個端口都具有橋接功能，可以連接一個局域網或一臺高性能服務器或工作站。實際上，交換機有時被稱為多端口網橋。

1.2 原理

　　交換機工作於OSI參考模型的第二層，即數據鏈路層。

　　交換機內部的CPU會在每個端口成功連接時，通過將MAC地址和端口對應，形成一張MAC表

　　在今後的通訊中，發往該MAC地址的數據包將僅送往其對應的端口，而不是所有的端口。因此，交換機可用於劃分數據鏈路層廣播，即沖突域；但它不能劃分網絡層廣播，即廣播域。

　　交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數據包以後，處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的。

　　目的MAC若不存在，廣播到所有的端口，接收端口回應後交換機會“學習”新的MAC地址，並把它添加入內部MAC地址表中。

1.2.1 端口

　　交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數據傳輸。每一端口都可視為獨立的物理網段（註：非IP網段），連接在其上的網絡設備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。

　　當節點A向節點D發送數據時，節點B可同時向節點C發送數據，而且這兩個傳輸都享有網絡的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。

　　假使這裏使用的是10Mbps的以太網交換機，那麽該交換機這時的總流通量就等於2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時，一個HUB的總流通量也不會超出10Mbps。

1.2.2 傳輸

　　交換機的傳輸模式有全雙工，半雙工，全雙工/半雙工自適應。

　　全雙工是指交換機在發送數據的同時也能夠接收數據，兩者同步進行；

　　半雙工就是指一個時間段內只有一個動作發生，舉個簡單例子，一條窄窄的馬路，同時只能有一輛車通過，當有兩輛車對開，這種情況下就只能一輛先過，等到頭兒後另一輛再開，這個例子就形象的說明了半雙工的原理。

1.3 作用

　　交換機的作用是放到路由器後端，來擴展路由器接口不夠用而使用的。

　　比如說，有20臺電腦需要用網絡，而路由器最多的只有8個口，只能接7臺電腦，怎麽辦呢，這就需要交換機來擴展網絡接口實現了。

交換機與VLAN