解說乙太網交換機工作原理

首先大家帶著兩個問題來學習交換機的工作原理——

問題1：

我們常說集線器共享頻寬、交換機獨享頻寬。

你是如何理解的呢？

問題2：

我們常說集線器通過廣播**資料、交換機根據埠號/mac位址對映表**資料。

你又是怎麼理解的？

我希望通過解答這兩個問題後，大家可以很好理解乙太網交換機的工作原理。

解答問題1：

集線器、交換機可以分別比喻成在1層大樓和2層大樓的**系統。因為樓層不同，每層樓的房客身份不同，所以所享受的待遇也就有所不同。

<1>1層大樓只安裝了一部**，如果大家想打**的話，只能排隊等待。當人數很少時候，公共**還能滿足大家的需求；當人數增加很多時，公共**通訊的負擔加重，還可能出現插隊爭吵等不和諧情況，公共**通訊的效率降低。

集線器共享頻寬。雖然在物理上是以星型拓撲連線，但邏輯上確是匯流排型的拓撲結構。所有節點共享一條公共通訊傳輸介質。

集線器只適合較小的網路規模，隨著網中節點數的不斷增加，網路通訊負荷加重，網路效率將會急劇下降。

<2> 2層大樓為每位房客都安裝了一部**，當需要打**時候，直接撥通對方**即可。假設2樓有a先生、b先生、c女士和d女士四位房客。在同一時刻，a先生可以和b先生打**，c女士也可以和d女士打**，相互不干擾。

交換機獨享頻寬。其工作原理與匯流排型網路是完全一致的。通訊時，雙方站點的計算機獨佔通道，採用相同的通訊協議，相對於兩台計算機通過一條線路直接相連。

它支援交換機埠節點之間的多個併發連線，可以實現多接點之間的資料的併發傳輸。因此，乙太網交換機可以增加網路頻寬，改善區域網的效能與服務質量。

解答問題2：

這次集線器、交換機的角色發生一些改變。集線器比喻成1層公共**亭的喊話員——小張，交換機比喻成2層**系統的總機轉話員——小安。

<1> 小張天生是個大嗓門，每當下乙個人打**前，總要大聲的吆喝一聲：下一位，**號。人們一聽，如果叫到自己，就上前去打**了，如果不是自己，就不做任何反應，繼續等待。

因為排隊的人們都能聽到小張的叫喊聲，於是人們給小張起了個綽號：大喇叭。

當集線器中的乙個節點傳送資料時，它會以廣播的方式將資料傳輸到集線器的每個埠。其他埠檢查一下，傳送節點的目的位址是否和自己的位址吻合，如果是發給自己的資料，就接收下來；如果不是傳送給自己的，就不做出任何反應，直接丟棄。

<2>在區域網中交換機負責資料的傳送，傳送過程中，交換機會生成乙個埠號/mac位址對映表，然後根據這個表來傳送資料。用比喻的方法，交換機可以比喻為總機轉話員——小安，2層房客想和其他人打**，必須經小安轉接到對方。

假設a先生住在201房間，**是3338001，b先生住在202房間，**是3338002 ，c女士住在208房間，**是3338010，d女士住在210房間，**是3338021 。

小安剛工作不久，沒什麼經驗，業務不熟悉。當a先生要給c女士打**時，總機轉話員小安這裡沒有上圖所示的**對應表，就要逐屋打**詢問，工作性質有點類似於小張大喇叭：「請問你是c女士嗎？

」。b先生和d女士不做理會，c女士回應後，小安這時特意在乙個小本上記下了208 c女士 ——3338010這樣一條**對應表。當a先生第二次給c女士打**時，小安檢視小本上有記錄，直接轉過去，這樣a先生和c女士就可以快速通話了。

同理，交換機第一次工作時候，也沒有經驗，即埠號/mac位址對映表是空的。也會通過廣播方式向其它埠傳送請求，當埠號/mac位址對映表積累到一定程度，全網段內的節點mac位址與輸出埠也就建立了一種對應關係表。今後交換機就會直接為節點之間傳輸資料建立多個併發連線。