交换机的工作原理

假设主机A要和主机B通信，交换机转发数据帧的过程如下：

（1）MAC地址的学习和记录

A主机发送数据帧（源MAC地址为00-00-00-11-11-11，目标MAC地址为00-00-00-22-22-22）到交换机的1号接口，交换机首先查询MAC地址表中1号接口对应的源MAC地址条目。如果查询不到，交换机就会将这个帧的源地址和1号口对应起来。

如果交换机在MAC地址表中没有找到数据帧目的地址，就会选用广播的方式，除了1号口之外的所有接口都将转发这个数据帧。于是网络中的各台主机都会收到这个数据帧，并判断MAC地址是否是自己的，是则响应，不是则丢弃数据。

（3）接收方回应信息

数据帧目的地址主机B会响应这个广播，并回应一个数据帧，交换机会将此帧的源MAC地址和接口编号（2号口）对应起来，添加到MAC地址表中。

（4）交换机实现单播通信

现在，主机A和主机B之间的通信不用再借助广播了，因为MAC地址表中已经有它们的条目，当主机A发送数据帧的目标地址为00-00-00-22-22-22时，交换机会发现这个地址对应的是2号接口，只向2号口转发数据帧。交换机所学习到的条目并不会永远保存在MAC地址表中，默认的老化时间是300s。

单工、半双工与全双工：

（1）单工

单工数据传输是指两个数据站之间只能沿单一方向传输数据。

例如，信息从麦克风传递到扬声器，而反方向传输是不可能实现的。

多模光纤一般采用单工的传输模式。通信设备之间通过两根光线连接，一根负责发送数据，另一根负责接收数据。一般来说，单工光线较双工光线传输距离更远，抗干扰能力更强。

（2）半双工

半双工数据传输使两个数据站之间可以实现双向数据传输，但不能同时进行。

例如，手持对讲机的两个人都可以讲话，单只能一个说一个听，不能同时进行。

半双工传输模式通信效率低，且有可能产生冲突。由于目前绝大多数网络都为交换网络，因此这种传输模式很少见。

（3）全双工

全双工数据传输是在两个数据站之间可双向且可同时进行数据传输的模式。

例如，打电话的双方可以同时发言，不必像对讲机那样等待对方停止发言，自己才能说话。

在交换网络中，通信双方大多采用全双工传输模式。一般来说，各厂商的设备接口默认的双工模式都为自适应，当实现物理连接后，接口自动协商为全双工。但如果一端为半双工、一端为全双工，就会导致双工不匹配，可能出现丢包的现象。

5 交换机的命令