交换机，是一个扩大网络的器材，能为子网络中提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机。
举个例子：你住在一个小区一栋楼内，楼上、楼下有什么事儿喊一嗓子就知道了。但是住的人多了之后就会出现噪音扰民的困扰，你听到的大部分内容都与你无关。
于是大家就一起约定，小区内有什么事都以书信的形式通过门卫负责转达，小区外的通信，由门卫与邮递员进行交接。这样就不解决噪音扰民的问题，传达室打野负责小区内的通信，邮递员负责小区外的通信。
没有门卫行不行？可以，小区人不多的话，完全是不需要门卫这个角色。但如果小区人很多，没有门卫这个角色，邮递员的负担就大大增加，本来他只要一到小区门口把成捆成捆的信件丢给门卫就走人了，现在要挨家挨户的敲门。
喊一嗓子等于集线器的作用，门卫等于交换机的作用，邮递员等于路由器的作用。
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要与外界进行通信，就必要要使用到路由器；
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家庭网络，联网的终端不多，路由器就可以兼任交换机的角色；
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网吧和中、大型企业，需要用到交换机来分摊内部通信压力；
01
交换机工作于OSI参考模型的第二层（数据链路层）。交换机是一种多端口的网桥，能够在计算机网络上连接不同的设备。交换机在数据链路层使用MAC地址转发数据，通过报文交换接收和转发数据到目标设备。一些交换机引入了路由功能可以在网络层转发数据，这种交换机一般被称为三层交换机或者多层交换机。
交换机对数据包的转发是创建在MAC地址基础之上的，对于IP网络协议来说，它是透明的。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过将MAC地址和端口对应，形成一张MAC表。通信过程中，发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不能划分网络层广播，即广播域。
02
交换机在操作过程当中观察每个端口的数据帧获得源MAC 地址会不断的收集资料，在内部的高速缓存中创建MAC 地址与端口的映射表。当交换机接受的数据帧的目的地址在该映射表中被查到，交换机便将该数据帧送往对应的端口。如果它查不到，便将该数据帧广播到该端口所属虚拟局域网（VLAN）的所有端口，如果有回应数据包，交换机便将在映射表中增加新的对应关系。当交换机初次加入网络中时，由于映射表是空的，所以，所有的数据帧将发往虚拟局域网内的全部端口直到交换机“学习”到各个MAC 地址为止。这样看来，交换机刚刚启动时与传统的共享式集线器作用相似的，直到映射表创建起来后，才能真正发挥它的性能。这种方式改变了共享式以太网抢行的方式，如同在不同的行驶方向上铺架了立交桥，去往不同方向的车可以同时通行，因此大大提高了流量。
03
提供多端口的二层桥接是以太网交换机的核心功能，而很多交换机也提供其他层级的服务，这种不仅仅提供了桥接功能的交换机也被称为多层交换机。多层交换机可以在许多层级上学习拓扑结构，也可以在一层或多层上进行转发。
- 一层
一层网络设备传输数据而不控制任何流量，比如集线器。任何进入端口数据包会被转发到除进入端口之外的其他所有端口。由于每个数据包会被分发到所有端口，产生的冲突会影响到整个网络，进而限制了它的整体的能力。
- 三层
三层交换机则可以处理第三层网络层协议，用于连接不同网段，通过对缺省网关的查询学习来创建两个网段之间的直接连接。在局域网中进行多子网连接，最好选用三层交换机，特别是在不同子网数据交换频繁的环境中。当然，如果子网间的通信不是很频繁，采用路由器也无可厚非，也可达到子网安全隔离相互通信的目的。具体要根据实际需求来定。
三层交换机可以实现路由器的全部或部分功能，但只能用于同一类型的局域网子网之间的互连。这样，三层交换机可以像二层交换机那样通过MAC地址标识数据包，也可以像传统路由器那样在两个局域网子网之间进行功能较弱的路由转发，它的路由转发不是通过软件来维护的路由表，而是通过专用的ASIC芯片处理这些转发；
- 四层
四层交换机可以处理第四层传输层协议，可以将会话与一个具体的IP地址绑定，以实现虚拟IP；
- 七层
更加智能的交换器，可以充分利用频宽资源来过滤，识别和处理应用层数据转换的交换设备。
交换机虽然很少参与到家庭的组网，但它却是很重要的网络设备之一，它能够拓展网络提供更多的网络连接端口，并保证网络的有效、稳定的连接。
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交换机是网络通信的重要设备之一，可以分为广域网交换机和局域网交换机，可以用来连接一个局域网或一台高性能的服务器。
什么是交换机
交换机是一种用于电信号转发的网络设备，可以为接入交换机中的任意两个网络节点提供独享的电信号通路，最常见的交换机就是以太网交换机。
交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网或一台高性能服务器或以太网设备。交换机
可适用于不同网络规模的接入层、汇聚层、核心层，有着不同的类别和规格。
交换机的类别
交换机按照使用的场景可以分为柜式交换机、三层网管交换机、二层网管交换机、WEB网管交换机、以太网交换机、工业交换机等，重要的指标就是端口数量，端口速率，是否POE供电，管理功能。
交换机按POE供电类型，又可以分为PoE交换机和非PoE交换机
，其中
PoE交换机包含PoE低功率交换机、PoE非网管交换机，还有PoE Web网管交换机。
PoE低功率交换机，属于经济型，PoE供电总功率是58W；PoE非网管交换机，是通用型的，有5口、18口和26口的，可以满足不同的网络环境应用；PoE Web网管交换机可以通过Web界面，进行简单的网络配置，还可以设置VLAN和端口限速等智能功能。
工业交换机在工作温度、输入电压、机身材质上都是可以适应各种强电、强压、强腐蚀等环境恶劣场景，是专为工业环境而设计的。可以支持反接保护、短路保护、浪涌保护，大大提高交换机使用的稳定。
工业级交换机具有千兆端口、SFP光口、支持PoE、Web管理型、稳定可靠、功能强大等特点，非常适合各种严苛的室内、室外等工业环境使用。
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