2024年4月20日发(作者：)

交换机与集线器工作机理分析

交换机和集线器是计算机网络中常用的设备，它们都起到连接并传输

数据的作用，但在工作原理上有很大的区别。下面将对交换机和集线器的

工作机理进行分析。

1.集线器的工作机理:

集线器又称为集线器，它是一种简单的网络设备，用于连通多个计算

机在物理上组成一个局域网络。集线器的工作原理非常简单，它只是起到

将多个计算机连接在一起的作用，在一个端口接收到数据后，集线器会将

该数据广播到所有其他的端口上，让其他计算机接收到这个数据。这种广

播方式对于如何发送数据没有感知，也不会对数据进行任何处理。这就导

致集线器会造成网络的拥塞和冲突，特别是在网络通信比较频繁的情况下，

例如同时有多个计算机在发送数据时，就会导致冲突问题。因为集线器没

有智能处理数据的能力，所以数据包无法准确定位到特定的目标计算机，

而是广播到所有计算机上，从而浪费了带宽和网络资源。

2.交换机的工作机理:

交换机是一种智能的网络设备，它可以根据数据包的目标地址决定将

其发送到特定的端口上，而不是广播到所有端口上。交换机具有多个端口，

每个端口连接一个计算机或其他设备。当一个数据包到达交换机时，交换

机会查看数据包的目标地址，并通过查找交换表来确定该数据包应该发送

到哪个端口上。交换表是交换机内部的一个表格，记录了每个设备的MAC

地址与其对应的端口。交换机会定期更新交换表，以保持与网络中各设备

间的最新连接状态。

交换机的工作过程是：

(1)当一个数据包到达交换机时，交换机会读取数据包的目标MAC地

址。

(2)交换机会查询交换表，查找目标MAC地址对应的端口。

(3)如果交换表中存在目标MAC地址对应的端口，交换机会将数据包

仅发送到该端口上。

(4)如果交换表中不存在目标MAC地址对应的端口，交换机会将数据

包广播到所有其他端口上。

(5)当交换机接收到回应数据包时，交换机会更新交换表，将发送该

回应数据包的设备的MAC地址与其所在的端口对应起来。

交换机在传输数据时，采用的是点对点的方式，即数据只会发送到目

标设备上，而不会广播到所有其他设备上，这就避免了数据冲突和网络拥

塞的问题。此外，交换机还支持全双工通信，即同时可以进行发送和接收

操作，提高了网络传输的效率。

总结起来，集线器将数据在所有连接的计算机之间广播，而交换机则

根据目标MAC地址将数据发送到特定的端口上。交换机具有智能处理数据

的能力，能够准确定位目标设备，避免了数据冲突和网络拥塞的问题，从

而提高了网络传输的效率。因此，在实际应用中，交换机更加适合构建大

规模的局域网和企业网络。