工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)工作原理:
交換機(jī)工作于OSI參考模型的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層。交換機(jī)內(nèi)部的CPU會(huì)在每個(gè)端口成功連接時(shí)，通過(guò)將MAC地址和端口對(duì)應(yīng)，形成一張MAC表。在今后的通訊中，發(fā)往該MAC地址的數(shù)據(jù)包將僅送往其對(duì)應(yīng)的端口，而不是所有的端口。因此，交換機(jī)可用于劃分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層廣播，即沖突域；但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播，即廣播域。
交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線(xiàn)和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線(xiàn)上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對(duì)照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個(gè)端口上，通過(guò)內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的MAC若不存在，廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)”新的MAC地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。使用交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過(guò)對(duì)照IP地址表，交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過(guò)交換機(jī)。通過(guò)交換機(jī)的過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的減少?zèng)_突域，但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播，即廣播域。
工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)主要結(jié)構(gòu)：
交換機(jī)能同時(shí)連通許多對(duì)端口，使每一對(duì)相互通信的主機(jī)都能像獨(dú)占通信媒體那樣，進(jìn)行無(wú)沖突地傳輸數(shù)據(jù)。那么，以太網(wǎng)交換機(jī)的工作原理有哪些呢？接下來(lái)我們就一起來(lái)詳細(xì)看看吧！
以太網(wǎng)交換機(jī)工作于OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型的二層（即數(shù)據(jù)鏈路層），是一種基于MAC（MediaAccessControl，介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制）地址識(shí)別、完成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
交換機(jī)上用于鏈接計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備的插口稱(chēng)作端口。計(jì)算機(jī)借助網(wǎng)卡通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)連接到交換機(jī)的端口。網(wǎng)卡、交換機(jī)和路由器的每個(gè)端口都具有一個(gè)MAC地址，由設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)商固化在設(shè)備的EPROM中。MAC地址是長(zhǎng)度為48位的二進(jìn)制，前24位由設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)商標(biāo)識(shí)符，后24位由生產(chǎn)廠(chǎng)商自行分配的序列號(hào)。
交換機(jī)在端口上接受計(jì)算機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)幀頭的目的MAC地址查找MAC地址表然后將該數(shù)據(jù)幀從對(duì)應(yīng)端口上轉(zhuǎn)發(fā)出去，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
以太網(wǎng)交換機(jī)的工作過(guò)程可以概括為“學(xué)習(xí)、記憶、接收、查表、轉(zhuǎn)發(fā)”等幾個(gè)方面：通過(guò)“學(xué)習(xí)”可以了解到每個(gè)端口上所連接設(shè)備的MAC地址；將MAC地址與端口編號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系“記憶”在內(nèi)存中，生產(chǎn)MAC地址表。
從一個(gè)端口“接收”到數(shù)據(jù)幀后，在MAC地址表中“查找”與幀頭中目的MAC地址相對(duì)應(yīng)的端口編號(hào)，然后，將數(shù)據(jù)幀從查到的端口上“轉(zhuǎn)發(fā)”出去。
