交换机(Switch) 表示“开关”。它是一种用于转发电 ( 光 ) 信号的网络设备。它可以为连接到 交换机 的任意两个网络节点提供专用的电信号路径。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的有电话语音交换机，光纤交换机，等等。

它的工作原理是什么？

交换机 工作在OSI 参考模型的第二层，即数据链路层。交换机每个端口连接成功后，内部 CPU 会将 MAC 地址与端口进行匹配，形成 MAC 表。在以后的通信中，寻址到这个 MAC 地址的数据包只会发送到它对应的端口，而不是所有的端口。所以可以用交换机来划分数据链路层广播，也就是冲突域；但它不能划分网络层广播，也就是广播域。

交换机具有高带宽后端总线和内部交换矩阵。交换机的所有端口都连接到此背面总线。控制电路接收到数据包后，处理端口会在内存中查找地址对照表，确定目的MAC 的 NIC( 网卡的硬件地址 ) 附着在哪个端口，数据包会通过内部交换矩阵快速传输到目的端口。如果目的 MAC 不存在，会广播到所有端口，交换机收到端口响应后会“学习”。您还可以使用交换机对网络进行分段。通过比较 IP 地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过过滤转发交换机，可以有效减少冲突域。

①端口

交换机可以同时进行多个端口对之间的数据传输。每个端口都可以看作一个独立的物理网段( 注 : 非 IP 网段 ) ，与之相连的网络设备可以自己享用所有带宽，不与其他设备竞争。当节点 A 向节点 D 发送数据时，节点 B 可以同时向节点 C 发送数据，两次传输都享受网络的全部带宽，并且有自己的虚拟连接。如果这里使用一个 10Mbps 的以太网交换机，这个交换机的总流量等于 2 × 10Mbps=20Mbps ，使用 10Mbps 的共享集线器时，一个集线器的总流量不会超过 10Mbps 。总之，交换机是一款基于 MAC 地址识别的网络设备，可以完成数据帧的封装和转发功能。交换机可以“学习” MAC 地址并将其存储在内部地址表中。通过在数据帧的发起者和目标接收者之间建立临时交换路径，数据帧可以从源地址直接到达目的地址。

②数据传输的工作原理

交换机的任意一个节点收到数据传输指令后，会快速查找内存中存储的地址表，从而确认MAC 地址的网卡连接位置，然后将数据传输到这个节点。如果在地址表中找到相应的位置，则进行传输；如果没有，交换机会记录下地址，供下次搜索使用。交换机一般只需要将帧发送到对应的点，而不需要像 hub 一样发送到所有节点，这样既节省了资源和时间，又提高了数据传输速率。

③数据传输方式

通过exchange 的数据传输，其实就是交换机的数据传输。过去，集线器用于共享数据，因此无法请求通信速度。集线器的共享模式，也称共享网络，使用集线器作为连接设备，只有一个方向的数据流，所以网络共享的效率很低。相对来说，交换机可以识别每一台连接到自己的电脑，通过每一台电脑网卡的物理地址来记忆和识别，也就是大家熟知的 MAC 地址。在这个前提下，不需要搜索广播，而是通过一个临时的专用数据传输信道，直接找到存储的 MAC 地址到相应的地方，完成两个节点之间无外界干扰的数据传输的通信。由于交换机也具有全双工传输模式，也可以通过在多对节点之间同时建立临时专用信道，形成立体交叉的数据传输信道结构。