2024年6月4日发(作者：)

ethernet switch工作原理

一、引言

Ethernet switch（以太网交换机）是现代网络中常见的设备，它在

局域网中起到连接多个设备的作用。本文将介绍以太网交换机的工

作原理，包括其基本功能、数据转发机制和工作模式。

二、基本功能

以太网交换机是用来构建局域网（LAN）的关键设备之一。它主要有

两个基本功能：数据帧的转发和广播域的隔离。

1. 数据帧的转发

当一个数据帧进入以太网交换机的端口时，交换机会读取帧中的目

标MAC地址。根据交换机的转发表，交换机会将该帧转发到相应的

端口，以便达到目标设备。这种转发方式被称为无碰撞、无冲突和

无广播的点对点通信。

2. 广播域的隔离

以太网交换机能够将局域网分割成多个互相隔离的广播域。当一个

设备发送广播帧时，交换机会将该广播帧发送到所有其他端口，以

确保它能够被局域网中的所有设备接收到。然而，交换机会阻止广

播帧跨越不同的广播域，以避免广播风暴和网络拥塞。

三、数据转发机制

以太网交换机的数据转发机制是其工作原理的核心。它通过学习和

转发机制来实现数据的高效转发。

1. 学习机制

当一个数据帧进入交换机的端口时，交换机会将源MAC地址和其所

在端口的映射关系记录在转发表中。这个过程称为学习机制。通过

学习机制，交换机能够了解到哪个MAC地址位于哪个端口，从而在

转发数据时能够快速定位目标端口。

2. 转发机制

当交换机接收到一个数据帧时，它会通过目标MAC地址查找转发表，

找到目标地址对应的端口。如果转发表中存在该目标地址的记录，

交换机会将数据帧转发到相应的端口。如果转发表中不存在该目标

地址的记录，交换机会将该数据帧广播到所有其他端口，以便学习

到新的MAC地址。

四、工作模式

以太网交换机有两种常见的工作模式：存储转发和剪辑转发。

1. 存储转发

存储转发是一种保证数据帧完整性的转发模式。当交换机接收到一

个数据帧时，它会先将整个数据帧存储在缓冲区中，然后再进行校

验和处理。只有当数据帧没有错误时，交换机才会将该帧转发出去。

这种模式可以有效避免传输过程中的错误和碰撞。

2. 剪辑转发

剪辑转发是一种以速度优先的转发模式。当交换机接收到一个数据

帧时，它会立即开始转发，而不等待整个数据帧的接收完成。这种

模式可以提高数据的实时性和响应速度，适用于对实时性要求较高

的应用场景。

五、总结

以太网交换机是构建局域网的重要设备，它通过数据帧的转发和广

播域的隔离实现了高效的数据通信。通过学习和转发机制，交换机

能够实现快速准确地转发数据。存储转发和剪辑转发是常见的工作

模式，它们分别适用于不同的应用场景。掌握以太网交换机的工作

原理，有助于我们更好地理解和配置局域网。