什么是网络交换机？它是如何工作的？

Switch是一种网络设备，用于将网络划分为多个子网或局域网段。它负责根据MAC地址来过滤和转发各个局域网段之间的数据包。

这些交换机拥有许多端口。当数据到达任何一个端口时，首先会检查目标地址，同时还会进行一些必要的检查。之后，数据才会被传输到相应的设备上。这里支持多种类型的通信方式，比如单播、多播和广播通信。

网络交换机的特性

• 它运行在数据的链路层。OSI模型.
• 在转发数据之前，它会先执行错误检查。
• 它只会将数据传输到那些被指定了接收数据的设备上。
• 它采用全双工模式进行通信。
• 它负责分配每一份资源。局域网将数据分割成有限带宽的片段进行传输。
• 它支持单播（一对一）、组播（一对多）和广播（一对一）三种传输模式。
• 数据包交换技术被用来将数据包从源端传输到目标端。
• 这些交换机拥有更多的端口数量。

为什么网络交换机如此重要呢？

交换机是在不同终端之间传输信息时非常重要的设备之一。下面列出了一些其带来的好处。

• 交换机正在经历一些变化/交换机的状态正在发生变化全双工通信这有助于有效利用带宽资源。
• 这些交换机有助于为打印机、物联网设备、无线接入点以及许多其他设备提供有线连接。
• 物联网设备通过网络交换机来传输数据，这有助于打造更加智能的周围环境。人工智能.
• 这些网络设备是在交换机的帮助下构建的。交换机能够处理大量的通信流量。

开关的种类

交换机主要可以分为以下几种类型。

• 虚拟交换机：虚拟交换机是指在托管虚拟机的环境中所使用的交换机。
• 路由交换机：这些交换机用于连接局域网。它们在OSI模型的网络层中也发挥着重要作用。
• 未受管理的交换机：无管理型交换机是一种用于使以太网设备能够自动传输数据的设备。这类设备通常用于家庭网络以及小型企业网络中。如果需要更多的交换机，只需通过即插即用的方式来添加更多交换机即可。
• 管理型交换机：管理型交换机是一种具有更复杂网络结构的交换机。可以使用SNMP（简单网络管理协议）来配置这些交换机。这类交换机通常用于那些架构复杂的大型网络中。它们能够提供更高的安全级别和更精确的控制能力，不过其成本也高于非管理型交换机。
• 局域网交换机：局域网交换机也被称为以太网交换机或数据交换机。局域网交换机总是通过分配带宽的方式来避免网络中的数据包发生重叠。
• PoE交换机：以太网供电技术/PoE这些交换机被用于千兆以太网中。PoE技术有助于通过同一根电缆同时传输数据和电力，从而让数据与电力能够同时通过同一条线路传输。
• 智能交换机：智能交换机是一种在数据传输方面具有额外控制的交换机，不过与那些被完全管理的交换机相比，它的功能上仍然存在一些限制。因此，它们也被称作“部分管理的交换机”。
• 可堆叠的交换机：这些可堆叠的交换机通过背板连接在一起，从而将两个逻辑交换机合并为单个交换机。
• 模块化交换机：这类交换机有助于支持两张或更多张卡片的插入。模块化交换机能够提供更出色的灵活性。

什么是二层交换机？

二层交换机在OSI模型的第二层工作，即数据链路层。 该交换机会根据网络中设备的MAC地址来转发数据包。 通常，它们被应用于局域网中。其主要作用是在减少网络拥塞的同时，为不同的网络域提供独立的传输通道。为了将数据正确地传递到特定的目标层2交换机，交换机需要找到适合这些数据包的端口。

什么是三层交换机？

三层交换机在运作方式上与普通交换机相同，同时它还具备路由器的功能。它既可以在数据链路层（第2层）工作，也可以在网络层（第3层）工作。这种交换机遵循开放系统互联模型进行工作。 第3层交换机可以通过应用IP地址来在不同的子网或VLAN之间路由数据包。这一机制与路由器这种网络设备的运作方式类似。 因此，它们非常适合那些需要快速切换以及具备路由功能的大型网络环境。

什么是无管理交换机？

这是一种基本的、即插即用的网络设备，被称为“无管理交换机”。它允许以太网设备之间实现自动通信。当网络结构简单、不需要复杂的设置时，通常会选择使用无管理交换机。这类设备通常应用于家庭网络或小型企业网络中。由于它们没有任何配置选项或高级功能，因此安装和使用起来非常方便。

什么是托管交换机？

与未受管理的交换机相比，受管理的交换机具有更先进的功能，并且在网络配置方面拥有更高的权限。 他们允许网络管理员来设置、管理和监控网络运行状况，从而提升网络的效率，并防止可能出现的黑客攻击或其他形式的干扰。 管理型交换机还支持通过SNMP（简单网络管理协议）进行远程配置。 此外，这类交换机还支持其他不同的协议，例如 VLAN、QoS（服务质量）以及冗余机制等。

网络交换机是如何工作的呢？

当源端希望将数据包发送到目标端时，该数据包首先进入交换机。交换机会读取数据包的头部信息，从而确定目标的MAC地址。之后，交换机会将数据包通过相应的端口发送出去，最终到达目标设备。

交换机在发送方和接收方之间建立临时连接，用于进行通信。当通信结束后，交换机会终止该连接。此外，交换机还能为同时传输到某个设备的网络流量提供充足的带宽，从而减少冲突的发生。

切换技术

切换技术被用来确定数据在源点和目的地之间传输的最佳路径。这些技术可以分为三类：

• 电路交换
• 消息交换
• 分组交换

如何设置网络交换机？

根据所执行的任务不同，存在多种类型的交换机。对于小型局域网或家庭网络来说，可以通过将交换机连接到路由器的端口来使用它。下面列出了配置网络交换机时所需的步骤。

步骤1：Switch的购买方式需要根据网络的实际情况来决定。

步骤2：该交换机端口必须直接使用电缆与路由器相连。通常情况下，如果交换机上有一个上行链路端口，那么电缆应该连接到该端口上；如果交换机上没有上行链路端口，那么电缆则应该连接到路由器的任意一个端口上。

步骤3：在正确连接之后，IP地址已经配置好了这些设备。

网络交换机与路由器的区别

网络交换机的应用

网络交换机是网络通信中不可或缺的一部分。以下是一些常见的应用场景。

• 网络交换机能够自动连接各个设备，从而省去了繁琐的设置过程，同时还能让用户轻松访问各种网络设备。
• 交换机能够提供更优质、更安全的网络环境，同时还能更好地控制数据。
• 通常情况下，交换机以全双工模式运行，这有助于实现连续的数据传输，从而提升网络的连接性能。
• 由于MAC地址是用来标识连接到该设备的各种设备的，因此它能够确保消息只被发送到指定的目标设备，而不会发送给其他设备。
• 网络交换机适用于家庭网络或本地网络，这些网络需要定期进行流媒体内容的传输。

网络交换机与集线器之间的区别

交换机的优点

• 通过将网络划分为多个较小的子网，从而防止网络中的流量过载现象。
• 能够增加网络的带宽。
• 由于交换机为每个连接创建了一个独立的碰撞域，因此帧之间的碰撞次数会减少。

交换机的缺点

• 它无法阻止那些目的地为其他局域网段的网络流量流向所有其他局域网段。
• 交换机的价格更为昂贵。

结论