以太网交换机的工作原理

以太网交换机应用最为普遍，价格也较便宜。档次齐全。因此，应用领域非常广泛，在大大小小的局域网都可以见到它们的踪影。以太网交换机通常都有几个到几十个端口。实质上就是一个多端口的网桥。另外，它的端口速率可以不同，工作方式也可以不同，如可以提供10M、100M的带宽、提供半双工、全双工、自适应的工作方式等。

以太网交换机是数据链路层的机器，以太网使用物理地址（MAC地址），48位，6字节。其工作原理为：当接受到一个广播帧时，他会向除接受端口之外的所有端口转发。当接受到一个单播帧时，检查其目的地址并对应自己的MAC地址表，如果存在目的地址，则转发，如果不存在则泛洪（广播），广播后如果没有主机的MAC地址与帧的目的MAC地址相同，则丢弃，若有主机相同，则会将主机的MAC自动添加到其MAC地址表中。

交换机分割冲突域，每个端口独立成一个冲突域。每个端口如果有大量数据发送，则端口会先将收到的等待发送的数据存储到寄存器中，在轮到发送时再发送出去。

以太网交换机的工作原理主要包括：学习交换、过滤转发、广播泛洪控制等基本过程。

学习交换： 交换机刚刚启动时，它的MAC地址表为空。当交换机拥有一条数据包需要发送时，交换机会查看该数据包目的MAC地址的表项，如果MAC地址表中没有这个表项，说明目的设备不在交换机的网络中，此时交换机会将该数据包发送到除接收端外的所有端口，完成广播泛洪。

过滤转发： 交换机根据MAC地址表中的表项，将数据包仅发送给它的目标设备。流量控制是以太网交换机的一个显著特点，当交换机发现出现网络拥塞时，会对流量进行限制，并按照不同的服务等级对流量进行优化、调度和公平分享。

广播控制： 广播是计算机间数据通信过程中不能避免的，交换机可以使用广播分组抑制技术来减少广播在网络中的传递时间、减轻广播对网络资源造成的浪费。交换机对广播的控制满足两种需求：单一网络广播抑制与多个网络广播抑制。单一网络广播抑制设置广播风格极限，在广播数达到这个极限时，交换机不再执行数据包的广播转发。多个网络广播抑制可使交换机在多个网络点之间生成虚拟网络广播风格极限，这样只有通过这种虚拟网络才能收到广播数据包。

总而言之，以太网交换机可以快速可靠地将不同机器之间的数据流进行传输，其工作原理的基础在于MAC地址表的建立和数据包的选择转发。