Switch是交換機的英文名稱,這個產品是由原集線器的升級換代而來,在外觀上看和集線器沒有很大區(qū)別。由于通信兩端需要傳輸信息,而通過設備或者人工來把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦髽藴实膶穆酚善魃系姆绞?,這個技術就是交換機技術。從廣義上來分析,在通信系統(tǒng)里對于信息交換功能實現(xiàn)的設備,就是交換機。
“交換機”是一個舶來詞,源自英文“Switch”,原意是“開關”,中國技術界在引入這個詞匯時,翻譯為“交換”。在英文中,動詞“交換”和名詞“交換機”是同一個詞(注意這里的“交換”特指電信技術中的信號交換,與物品交換不是同一個概念)。
交換機工作于OSI參考模型的第二層,即數(shù)據(jù)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。在今后的通訊中,發(fā)往該MAC地址的數(shù)據(jù)包將僅送往其對應的端口,而不是所有的端口。因此,交換機可用于劃分數(shù)據(jù)鏈路層廣播,即沖突域;但它不能劃分網(wǎng)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(shù)據(jù)包以后,處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC(網(wǎng)卡的硬件地址)的NIC(網(wǎng)卡)掛接在哪個端口上,通過內部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口,目的MAC若不存在,廣播到所有的端口,接收端口回應后交換機會“學習”新的MAC地址,并把它添加入內部MAC地址表中。使用交換機也可以把網(wǎng)絡“分段”,通過對照IP地址表,交換機只允許必要的網(wǎng)絡流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉發(fā),可以有效的減少沖突域,但它不能劃分網(wǎng)絡層廣播,即廣播域。