下面向大家仔細(xì)具體的講解下什么是交換機(jī)技術(shù)，總的來說交換機(jī)是一種基于MAC地址識(shí)別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)可以“學(xué)習(xí)”MAC地址。

上面我們講到，交換機(jī)最開始是為了解決集線器共享傳輸介質(zhì)，端口帶寬過窄，容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴而產(chǎn)生，最初的交換機(jī)是工作在OSI／RM開放體系結(jié)構(gòu)中的第二層，所以也稱之為第二層交換機(jī)（這一點(diǎn)我們會(huì)在下篇介紹交換機(jī)的分類時(shí)繼續(xù)介紹）。

本節(jié)要介紹的是交換機(jī)與集線器之間到底有哪些區(qū)別，換句話說也就是交換機(jī)到底有哪些優(yōu)點(diǎn)，理解了它們之間的區(qū)別后就能正確理解當(dāng)前局域網(wǎng)為什么廣泛使用交換機(jī)，而非集線器，也便于我們?cè)谌蘸蟮木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備選購中正確地選擇。

交換機(jī)與集線器的區(qū)別主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

（1）在OSI／RM中的工作層次不同

交換機(jī)技術(shù)和集線器在OSI／RM開放體系模型中對(duì)應(yīng)的層次就不一樣，集線器是同時(shí)工作在第一層（物理層）和第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），而交換機(jī)至少是工作在第二層，更高級(jí)的交換機(jī)可以工作在第三層（網(wǎng)絡(luò)層）和第四層（傳輸層）。

（2）交換機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸方式不同

集線器的數(shù)據(jù)傳輸方式是廣播（broadcast）方式，而交換機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸是有目的的，數(shù)據(jù)只對(duì)目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送，只是在自己的MAC地址表中找不到的情況下第一次使用廣播方式發(fā)送，然后因?yàn)?FONT>交換機(jī)具有MAC地址學(xué)習(xí)功能。

第二次以后就不再是廣播發(fā)送了，又是有目的的發(fā)送。這樣的好處是數(shù)據(jù)傳輸效率提高，不會(huì)出現(xiàn)廣播風(fēng)暴，在安全性方面也不會(huì)出現(xiàn)其它節(jié)點(diǎn)偵聽的現(xiàn)象。具體在前面已作分析，在此不再贅述。

（3）帶寬占用方式不同

在帶寬占用方面，集線器所有端口是共享集線器的總帶寬，而交換機(jī)的每個(gè)端口都具有自己的帶寬，這樣就交換機(jī)實(shí)際上每個(gè)端口的帶寬比集線器端口可用帶寬要高許多，也就決定了交換機(jī)的傳輸速度比集線器要快許多。

（4）傳輸模式不同

集線器只能采用半雙工方式進(jìn)行傳輸?shù)?，因?yàn)榧€器是共享傳輸介質(zhì)的，這樣在上行通道上集線器一次只能傳輸一個(gè)任務(wù)，要么是接收數(shù)據(jù)，要么是發(fā)送數(shù)據(jù)。而交換機(jī)則不一樣。

它是采用全雙工方式來傳輸數(shù)據(jù)的，因此在同一時(shí)刻可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，這不但令數(shù)據(jù)的傳輸速度大大加快，而且在整個(gè)系統(tǒng)的吞吐量方面交換機(jī)比集線器至少要快一倍以上，因?yàn)樗梢越邮蘸桶l(fā)送同時(shí)進(jìn)行，實(shí)際上還遠(yuǎn)不止一倍，因?yàn)槎丝趲捯话銇碚f交換機(jī)比集線器也要寬許多倍。

三、交換機(jī)的工作原理

交換機(jī)和集線器在外型上非常相似，而且都遵循IEEE802.3及其擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)，介質(zhì)存取方式也均為CSMA／CD，但是它們之間在工作原理上還是有著根本的區(qū)別。簡(jiǎn)單地說，由交換機(jī)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)稱之為交換式網(wǎng)絡(luò)。

每個(gè)端口都能獨(dú)享帶寬，所有端口都能夠同時(shí)進(jìn)行通訊，并且能夠在全雙工模式下提供雙倍的傳輸速率。而集線器構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)稱之為共享式網(wǎng)絡(luò)，在同一時(shí)刻只能有兩個(gè)端口（接收數(shù)據(jù)的端口和發(fā)送數(shù)據(jù)的端口）進(jìn)行通訊，所有的端口分享固有的帶寬。下面簡(jiǎn)單以圖示方式介紹如下。

要明白交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)我們首先就必須明白交換機(jī)的基本工作原理，而交換機(jī)的工作原理其實(shí)最根本的是要理解“共享”（Share）和“交換”（Switch）這兩個(gè)概念。集線器是采用共享方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹?t#

而我們?cè)谶@里要講的交換機(jī)技術(shù)工作原理則是采用“交換”方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。我們可以把“共享”和“交換”理解成公路?！肮蚕怼狈绞骄褪莵砘剀囕v共用一個(gè)車道的單車道公路，而“交換”方式則是來回車輛各用一個(gè)車道的雙車道公路，“共享”和“交換”這兩種數(shù)據(jù)傳輸方式的示意圖分別如圖1左、右圖所示。

從我們平常生活中就可感覺到這兩種方式的不同之處，明顯可以感受到雙車道的交換方式的優(yōu)越性。因?yàn)殡p車道來回的車輛可以在不同的車道上單獨(dú)行走，一般來說如果不出現(xiàn)意外的外是不可能出現(xiàn)大塞車現(xiàn)象（當(dāng)然也有可能，那就車輛太多，速度太慢情況下）。

而單車道就象我們過單車道的橋一樣，來回的車輛每次只能允許一個(gè)方向的車輛經(jīng)過這個(gè)橋，這樣就很容易出現(xiàn)塞車現(xiàn)象。交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的原理就是在這樣的背景下產(chǎn)生，它解決了集線器那種共享單車道容易出現(xiàn)“塞車”現(xiàn)象。

在交換機(jī)技術(shù)上把這種“獨(dú)享”道寬（網(wǎng)絡(luò)上稱之為“帶寬”）情況稱之為“交換”，這種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境稱為“交換式網(wǎng)絡(luò)”，交換式網(wǎng)絡(luò)必須采用交換機(jī)（Switch）來實(shí)現(xiàn)。從圖1右圖可以知道交換式網(wǎng)絡(luò)可以是“全雙工”（FullDuplex）狀態(tài)。

即可以同時(shí)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流是雙向的。而集線器的“共享”方式的網(wǎng)絡(luò)就稱之為“共享式網(wǎng)絡(luò)”，共享式網(wǎng)絡(luò)采用集線器（集線器）作為網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。顯然，共享網(wǎng)絡(luò)的效率非常低，在任一時(shí)刻只能有一個(gè)方向的數(shù)據(jù)流，即處于“半雙工”（HalfDuplex）模式，也稱為“單工”模式。