交换机原理由浅入深

交换机基本原理

一、MAC地址

首先，回顾数据链路层的功能如下：

1. 数据链路的建立、维护与拆除；
2. 帧包装、帧传输、帧同步；
3. 帧的差错恢复；
4. 流量控制。

MAC地址是基于数据链路层（一般我们说二层），是一个物理地址，由48位二进制数表示前24位是供应厂商地址块代码，后24位是对网卡的唯一标识符，一般以6组（12位）16进制数表示。MAC地址的存在是为了对目标标识，实现互联通信。

以太网帧格式

如下图所示，核心是目的地址，源地址以及类型


目的地址可以理解为目标的MAC地址；源地址可以理解为发送方的MAC地址；类型用于标识上层协议的类型，如0800H标识IP协议。

二、交换机基本原理

交换机的目的就是实现本地通信，我通过一个例子来说明这个过程：

1. 刚刚接触网络（什么也不会）——交换机初始状态；
2. 开始学习，听老师讲课（知道老师的名字，学到知识）——交换机MAC地址学习过程；
3. 老师检验你是否学会了，让你讲给全部的人听（上台发言讲解知识点）——广播未知数据帧；
4. 明白的人给出回馈，不懂的人自动过滤——接收放回应信息和丢弃信息；
5. 然后老师和明白的人下课后一起继续探讨交流——交换机单播通信；

其实第三个过程应该是将老师的信息也给全部人讲，因为老师信息和知识（真正的数据（其实也不能这么说，还有其他头部信息））组合起来才是这个帧数据。

三、交换机接口的双工模式

单工：单一方向上的数据传输；

半双工：双向数据传输，但不能同时进行；

全双工：双向数据传输，允许同步。