5.3.4  交换机

根据OSI层次，交换机可以分为二层交换机和三层交换机。一般所说的交换机是二层交换机，又叫局域网交换机。本小节介绍的是二层交换机，三层交换机的知识将在5.3.6节中介绍。

二层交换机与网桥一样，工作在数据链路层，根据数据帧的目的MAC地址转发数据。不同的是交换机通过为每个数据帧创建高速虚电路连接，从而提升了网络的整体带宽。

交换机内部有一条很高带宽的背板总线和背部交换矩阵，此背板总线带宽通常是交换机每个端口带宽的几十倍。交换机的所有端口都挂接在这条背板总线交换矩阵上，每个端口都有一条自己的固定带宽，当两个端口工作时不会影响到其他端口的工作，同时具有两个信道，在同一时刻既可以发送数据，又可以接收数据。

交换机的交换方式主要有以下两种。

（1）直通方式

又称为捷径交换方式，转发延迟时间非常短。直通式交换机将检查进入端口的数据包的目的地址，然后搜索已有的地址表，当找到目的地址所属的输出端口，交换机立即在输出和输入两个端口间建立直通连接并迅速传输数据；当端口数据包的目的地址在地址表中没有找到，即该目的地址是首次出现，则将其广播到所有端口，具有该目的地址的网卡接收到广播包后，立即做出应答，从而使交换机将其端口号对应的MAC地址添加到地址表中。由于交换机的内存有限，为了适应大型网络，应采用动态地址表，如果某主机在一定时间内没有活动，交换机自动将该主机的MAC地址从地址表中清除。

（2）存储转发方式

存储转发是指交换机首先在缓冲区存储整个接收到的封装数据包，然后使用CRC检测法检查该数据包是否正确。如果正确，交换机便从地址表中寻找目的端口地址，地址得到后即建立两个端口的连接并开始传输数据；如果不正确，则将予以丢弃。