交換機(Switch)意為“開關”是一種用于電(光)信號轉發(fā)的網絡設備。它可以為接入交換機的任意兩個網絡節(jié)點提供獨享的電信號通路。常見的交換機是以太網交換機。其他常見的還有電話語音交換機、光纖交換機等。
廣域網交換機主要應用于電信領域,提供通信用的基礎平臺。而局域網交換機則應用于局域網絡,用于連接終端設備,如PC機及網絡打印機等。從傳輸介質和傳輸速度上可分為以太網交換機、快速以太網交換機、千兆以太網交換機、FDDI交換機、ATM交換機和令牌環(huán)交換機等。
交換機工作于OSI參考模型的第二層,即數據鏈路層。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地址的數據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據鏈路層廣播,即沖突域;但它不能劃分網絡層廣播,即廣播域。
交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數據傳輸。每一端口都可視為獨立的物理網段(注:非IP網段),連接在其上的網絡設備獨自享有全部的帶寬,無須同其他設備競爭使用。當節(jié)點A向節(jié)點D發(fā)送數據時,節(jié)點B可同時向節(jié)點C發(fā)送數據,而且這兩個傳輸都享有網絡的全部帶寬,都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網交換機,那么該交換機這時的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB時,一個HUB的總流通量也不會超出10Mbps??傊?,交換機是一種基于MAC地址識別,能完成封裝轉發(fā)數據幀功能的網絡設備。交換機可以“學習”MAC地址,并把其存放在內部地址表中,通過在數據幀的始發(fā)者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑,使數據幀直接由源地址到達目的地址。