英格姆厂家与您讲解二层交换机的基本原理

顾名思义，所谓二层交换机，其进行转发的依据就是以太网帧的二层信息，即MAC地址且是帧的目的MAC地址。交换机接收到一个以太网帧后，然后根据该帧的目的MAC，把报文从正确的端口转发出去，该过程称为二层交换，对应的设备称为二层交换机。在这里稍微提一下，在二层交换机之前用于二层交换机的设备是透明网桥，它和二层交换机的最大区别就是：透明网桥只有两个端口，而交换机的端口数目远远超过两个。

目前的交换机都采用硬件来实现其转发过程，该器件一般称为ASIC（Application Specific Integrated Circuit ），也俗称为交换引擎。对于二层交换机来说，ASIC将维护一张二层转发表L2FDB（Layer 2 forwarding database）。表项的主要内容是MAC地址和交换机端口的对应关系。图5即为二层交换机结构示意图。

图1二层交换机结构示意图

北京迈森下面就详细了解一下二层交换机的转发过程，以图1为例进行说明。

交换机从端口1接收到一个以太网帧，其转发流程如下： Ÿ  根据帧的目的MAC查MAC转发表(即L2FDB)，查找相应的出端口。根据现有L2FDB表，报文应该从端口2发送出去；如果在L2FDB表中查找不到该目的MAC，则该报文将通过广播的方式向交换机所有端口转发；同时该以太网帧的源MAC将被学习到接收到报文的端口上，即端口1；L2FDB表中MAC地址通过老化机制来更新；在转发的过程中，不会对帧的内容进行修改。

图2二层交换机的转发流程

北京迈森与您分析一下使用交换机构成的网络，其冲突域和广播域是怎样的？性能如何？由于以太网发生冲突是在网络的第一层，而交换机工作在网络的第二层即链路层，参见图3。

图 3 二层交换机工作在链路层

 因此，二层交换机将网络的冲突域限制在了交换机的端口内（参见图4），也就是给网络划分成了若干个物理网段，每个端口一个物理网段，大大地减少了冲突对网络带来的影响，改善了网络的性能。‍

图 4  交换机的冲突域和广播域

   然后，我们也必须要看到，交换机虽然可以有效地的限制冲突的发生，但对于广播无能为力。对于大量的交换机构成的扁平网络（参见图5）而言，广播对网络性能的影响是显而易见的。广播消耗了大量的网络带宽；网络的安全性差，任何两台主机之间都可以相互访问。‍‍‍

图 5  由二层交换机构成的扁平网络‍