在上一篇文章中，咱们钻研了两台主机间接互相通信所产生的所有。在本文中，咱们将增加一个常见的网络设备：交换机。咱们将看看通过交换机从主机到主机的通信会产生什么。
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本文将是咱们将交换机视为数据包传输中的要害参与者时所探讨的所有内容的理论利用。在持续之前，可能值得查看该局部。
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咱们将从查看交换机的各个性能开始，而后查看显示它们合作操作的动画。
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交换机性能

交换机次要有四个性能：学习、洪泛、转发和过滤
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学习

作为 L2 设施，交换机将依据 L2 报文头中的信息做出所有决定。具体来说，交换机将应用源 MAC 地址和指标 MAC 地址来做出转发决策。
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交换机的指标之一是创立一个 MAC 地址表 ，将其 每个交换机端口 映射到 所连贯设施的 MAC 地址。
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MAC 地址表一开始是空的，每次交换机收到任何货色时，它都会查看 传入帧的源 MAC 地址字段 。它 应用源 MAC 和接管帧的交换机端口在 MAC 地址表中建设一个条目。

迟早，随着每个连贯的设施不可避免地发送一些货色，交换机将领有一个齐全填充的 MAC 地址表。而后，该表可用于智能地将帧转发到其预约目的地。
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洪泛

然而，只管进行了上述学习过程，但不可避免的是，交换机在某些时候会收到发往交换机不晓得其地位的 MAC 地址的帧。
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在这种状况下，交换机惟一的抉择是简略地复制帧并将其发送到所有端口。此操作称为洪泛。
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洪泛确保如果指标设施存在并且它连贯到交换机，那么它必定会收到帧。
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当然，连贯到该特定交换机的所有其余设施也是如此。尽管不现实，但这是齐全失常的。每个连贯设施的 NIC 将接管该帧并查看指标 MAC 地址字段。如果他们不是预期的接收者，他们只会默默地抛弃帧。
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然而，如果它们是预期的设施，那么交换机能够释怀，晓得它可能胜利传送帧。
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此外，当指标设施收到帧时，将生成一个响应，当发送到交换机时，该响应将容许交换机学习并创立一个 MAC 地址表，将未知设施映射到其交换机端口。
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转发

当然，现实状况下，对于遇到的每个指标 MAC 地址，交换机在 MAC 地址表 中都有一个条目。
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产生这种状况时，替换机会很快乐地将帧转发到适当的交换机端口。
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交换机能够通过三种办法转发帧。上面简要介绍它们。

• 存储和转发

交换机将整个帧（header + data）复制到内存缓冲区中，并在转发之前查看该帧是否存在谬误。这种办法是最慢的，但容许最好的谬误检测和其余个性，例如优先解决某些类型的流量以放慢处理速度。
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• 直通

交换机不存储任何内容，只查看读取指标 MAC 地址和转发帧所需的最低限度。这种办法是最快的，但不提供谬误检测或附加性能的后劲。
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• 无碎片

这种办法是前两种办法的混合。在转发帧之前，交换机仅查看帧的第一局部（64 字节）。如果产生传输谬误，通常会在前 64 个字节内留神到。因而，这种办法提供了“足够好”的谬误检测，同时取得了防止在转发之前将整个帧存储在其内存中的速度和效率。
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值得指出的是，当交换机技术较新并且切换引起显著提早时，这三种办法一度十分重要。在古代，应用线速替换，这三者之间的速度差别能够忽略不计，并且大多数交换机在存储和转发模式下工作。
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过滤

最初，交换机的最初一个性能是过滤。次要是，此性能表明交换机永远不会将帧转发回接管帧的同一端口。
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最常见的是，当交换机须要洪泛帧时会产生这种状况——帧将被复制并发送到除接管帧的交换机端口之外的每个交换机端口。
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很少有主机会发送一个本人带有目的地 MAC 地址的帧。这通常是主机遇到某种谬误状况或处于歹意状态。无论哪种形式，当产生这种状况时，交换机都会简略地抛弃该帧。
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交换机操作

当初咱们曾经理解了交换机的每个独自性能，咱们能够看看它们的运行状况。上面的动画包含一个交换机在解决流量时执行所有四个性能。
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通常，上面动画中的主机须要进行 ARP 解析，但为了关注交换机的操作，咱们将省略 ARP 就如同所有主机都曾经晓得彼此的 IP 和 MAC 地址一样。

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主机 A 有“货色”要发送给主机 B。“货色”的内容齐全无关紧要，只有它了解该帧具备 L2 报文头，其中包含源和指标 MAC 地址。
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最后，交换机的 MAC 地址表是空的。请记住，只有在收到帧时才会填充它。
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当主机 A 向交换机发送帧时，它蕴含 aaaa.aaaa.aaaa 的源 MAC 地址。这会提醒交换机学习 MAC 地址表条目，将端口 1 映射到 MAC 地址 aaaa.aaaa.aaaa。
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而后，在决定如何转发该帧时，交换机意识到没有 bbbb.bbbb.bbbb 的条目。这让交换机只有一种抉择：复制帧并将其从所有端口转发。请留神，除了端口 1（它进入的端口）之外，所有端口都复制了该帧——这是交换机执行其过滤性能的一个示例。
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该帧随后将被主机 C 和主机 B 接管。主机 C 在查看 L2 报文头时意识到该帧不是为它筹备的，将简略地抛弃它。相同，当主机 B 收到帧并意识到它的确是预期的接收者时，他们将承受该帧并生成响应。
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当响应达到交换机时，能够学习另一个 MAC 地址表映射：端口 2 蕴含 MAC 地址 bbbb.bbbb.bbbb。
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而后交换机查找指标 MAC 地址 (aaaa.aaaa.aaaa) 并意识到该地址存在于端口 1。而后交换机能够简略地转发帧，因为它晓得指标 MAC 地址的地位。
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下面的动画演示了单个交换机的四个性能。要理解该过程如何扩大到多个交换机，请查看这篇文章。

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播送

对于播送和交换机的洪泛行为，常常会呈现一些混同。混同是能够了解的，因为最终后果是雷同的，但了解区别也很重要。
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播送帧是发送到本地网络上每个人的帧。这是应用咱们后面探讨过的以太网报头实现的，只是指标 MAC 地址字段填充了一个非凡地址：ffff.ffff.ffff。“全 F”地址是专门为播送保留的。
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依据定义，如果交换机遇到指标 MAC 为 ffff.ffff.ffff 的数据包，它将始终洪泛该帧（当然是在学习源 MAC 之后）。
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另一种对待它的形式是，因为地址 ffff.ffff.ffff 是保留的，因而交换机无奈为其学习 MAC 地址表映射。因而，任何以该 MAC 地址为目的地的帧都将被洪泛。
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综上所述，播送是发送给本地网络上所有人的帧 (ffff.ffff.ffff)，而洪泛是交换机能够执行的操作。依据定义，播送帧将始终被交换机洪泛。然而交换机永远不会播送帧（因为播送不是交换机的性能）。
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翻译
Host to Host through a Switch