数据链路层设备

⭐ 中优先级

需要了解三点：转发表结构、交换机转发流程以及交换方式，选择题会考查，也作为解答题的基础。

交换机（Switch）是网络中用于连接设备并转发数据帧的二层设备。它通过分析数据帧中的 MAC 地址，将数据帧从接收端口精准转发到 目标设备所在的端口。相比 集线器，交换机只将数据帧发送到必要端口，避免广播到整个网络，显著降低碰撞域，提升带宽利用率和传输速度。

转发表（也称 MAC 地址表）是交换机内部维护的一张记录表，存储了网络设备 MAC 地址 与其 连接端口 的对应关系。每条记录通常包含以下信息：

如上图所示，交换机 A 和 B 分别通过 转发表 记录了通往每个 MAC 地址 的端口。

交换机收到数据帧后，会根据 转发表 执行以下步骤：

当交换机收到数据帧后，会根据 转发表（MAC 地址表） 执行以下步骤：

检查目标 MAC 地址
- 从数据帧的头部提取目标 MAC 地址。
查询转发表（MAC 地址表）
- 命中（已学习）：如果表中有该 MAC 地址 → 将帧转发到对应端口（单播）。
- 未命中（未知 MAC）：如果表中没有记录 → 交换机将帧 泛洪（Flooding），即复制该帧并发送到除接收端口以外的所有端口。
转发数据帧
- 目标设备收到帧后应答，交换机会根据 源 MAC 地址 学习到该设备所在端口，并更新转发表。

注意

这里的“广播”是二层的 Flooding 行为，并不是“发送 ARP 请求”。交换机只是盲目地把该帧发给所有人，以期目标主机回复。

交换机的 交换方式 决定了交换机在接收到数据帧后，决定如何以及何时将该帧转发到目标端口，交换方式 有如下三种：

直通交换：交换机在接收到数据帧的前6个字节（即目的 MAC 地址）后，立即根据 MAC 地址表 查找目标端口并开始转发，无需等待整个数据帧接收完成。
存储转发：交换机接收完整数据帧后，存储在缓冲区中，进行 CRC（循环冗余校验）检查，确认数据帧无误后再根据 MAC 地址表 转发。
碎片隔离：介于直通交换和存储转发之间，检查数据帧的前64字节（以太网最小帧长），若帧长不足64字节（碎片），则丢弃；若正常，则转发。

网桥（Bridge）的功能和 交换机 基本一致，两者都是二层网络设备，用于转发数据帧。网桥中也有 转发表 的概念，转发过程和 交换机 一致，这里不再赘述。

那么网桥和交换机区别在哪里呢？

网桥是比较早期计算机网络使用的设备，现在已经渐渐被 交换机 替代，两者的重要区别如下表：