局域网交换机是如何工作的呢？

交换机是许多网络中的重要组成部分，因为它们能够提升网络的运行速度。 交换机能够使得网络中的不同节点（通常是计算机）之间实现顺畅且高效的直接通信。 网络和交换机有多种形式。 局域网交换机是一种能够为组织内部网络的每个节点提供唯一连接方式的交换机。 本质上来说，局域网交换机只是建立了一系列临时网络，这些网络仅覆盖当前正在交换数据的那两台设备之间。 在开放系统互连架构中，第二层数据链路层是网络交换机进行物理操作的层次。 它接收来自连接到物理端口的设备的数据包，并将这些数据包发送到底目的地。 交换机也工作在第三层，即网络层。在这一层，路由过程会进行。 基于以太网、光纤通道、异步传输模式以及InfiniBand等技术的网络，通常都会包含交换机作为其中的组件。 如今，大多数交换机都使用以太网技术。

交换机的类型：

• 未受管理的交换机：无管理功能的网络交换机属于即插即用型设备，使用时无需进行任何配置。这类交换机通常用于实现简单的网络连接功能。如果你身处办公室、实验室或会议室中，或者只是需要额外的端口连接，那么你可以在家庭网络中找到这类交换机。
• 管理型交换机：可管理的交换机可以经过配置，以完美适应您的网络需求。这样，网络的实用性、灵活性和安全性都会得到提升。通过更有效的管理，您可以更有效地保护网络，同时更好地为网络用户提供服务。
• 网络交换机与集线器：局域网，也称为LAN，有一个用于连接设备的中央节点，这个节点被称为网络中心。基于网络中心的网络只能让用户共享固定的带宽。随着越来越多的设备连接到网络中心，数据传输所需的时间就会增加。而交换机则可以解决这些以及网络中心带来的其他问题。大型网络中可能会有多台交换机，它们被连接到多个计算机系统中。路由器则通常连接在这些交换机上，从而让连接的设备能够访问互联网。

在 Switch 上工作：

• 该交换机会记录连接设备的媒体访问控制（MAC）地址。这些地址被嵌入在连接设备的网络接口卡中。网络接口卡通过以太网线与交换机相连。交换机利用MAC地址来决定将数据包发送到哪些设备，以及将接收的数据包发送到何处。
• 在网络层（第3层），IP地址可以被动态地分配给各种设备，而且这些地址会随着时间的推移而发生变化。而MAC地址则用于标识具体的物理设备，它属于静态地址。（可以把IP地址看作车辆的车牌号，而MAC地址则相当于车辆的VIN号码。）
• 该交换机会扫描每个到达的数据包的首部信息，比较目标地址，然后通过正确的端口将数据包传递给目标设备。 大多数交换机都具备全双工功能，这意味着从设备发送或接收的数据包可以充分利用交换机的全部带宽。这样一来，网络流量就可以同时流向交换机以及连接在其上的各个设备了。 发生碰撞的可能性较小。 想象一下，有两个人正在用智能手机进行对话，而不是使用对讲机来交流。
• 该交换机不仅可以处理第2层的数据包，还可以处理第3层的数据包。 这是为了实现虚拟局域网（VLAN）的功能而必需的。虚拟局域网是一种逻辑网络段，它可以跨越多个子网来运作。 该交换机在二层上运行，但也可以在三层上运行。 该交换机不仅可以处理第2层的数据包，还可以处理第3层的数据包。 这是为了实现虚拟局域网（VLAN）的功能所必需的。虚拟局域网是一种逻辑网络段，它可以跨越多个子网来发挥作用。 该交换机在二层上运行，但也可以在三层上运行。 在从一个子网传输到另一个子网的过程中，数据必须通过交换机进行传输。而由于交换机内置了路由功能，因此这一过程变得更加简单了。

局域网交换机的优点：

• 减少了拥堵和传输延迟：网络分段可以降低用户访问网络的难度。每个网络段所拥有的局域网带宽也会有所减少。而商业应用则能够提升访问效率。
• 可扩展性得到提升：该网络可以根据您的业务需求，自主扩展其规模。
• 没有网络故障：一个设计良好的网络，其故障发生的概率非常低，用户始终可以享受到无缝的网络连接体验。
• 带宽性能：在网络环境中，每个用户的带宽性能都得到了提升。用户可以轻松地与客户端-服务器数据库进行交互，也可以使用诸如多媒体之类的应用程序。在通信过程中，不会出现任何延迟。
• 并行连接：这使得不同类型的数据可以在通过交换机连接的设备之间同时传输。如果您的连接使用的是基于集线器的网络，则无法使用此功能。
• 通过VLAN技术实现可追溯性和安全性：VLAN技术有助于保持网络的连通性。即使环境发生变化，用户也能在不进行任何配置的情况下继续使用现有的功能。各个用户可以轻松管理工作组中的连接关系，同时基于共同的兴趣来开展商业活动。这样一来，用户可以更加自由地移动，同时仍然能够享受与其他用户相同的网络连接体验。

结论：

该交换机允许您启用或禁用特定的端口。还可以设置带宽以及双工模式（半双工或全双工）。对于特定端口，还可以配置QoS参数。此外，还应启用诸如MAC过滤之类的访问控制选项。还可以配置SNMP监控功能，以了解设备的连接状态。最后，可以设置端口镜像功能，以便监控网络流量。