交换机的工作原理4个步骤

交换机是计算机网络中常见的网络设备之一，它主要用于连接多个设备，将它们之间的通信数据包转发给目标设备。那么，交换机是如何实现这个功能的呢？下面，我们从多个角度来分析一下交换机的工作原理。

第一步：学习MAC地址

交换机的第一步工作是学习MAC地址，也就是在它的转发表中添加目标计算机的MAC地址。当一台计算机向交换机发送数据帧时，交换机首先扫描数据帧中的目标MAC地址，并将其与转发表中的MAC地址进行比对。如果转发表中已经有了目标MAC地址，那么交换机就将数据帧直接转发给目标计算机。如果交换机的转发表中没有这个MAC地址，那么它会广播一条ARP请求帧，请求目标MAC地址对应的主机回复。

第二步：过滤数据帧

交换机的第二步工作是过滤数据帧。当一台计算机向交换机发送数据帧时，交换机会检查数据帧的源MAC地址和目标MAC地址，如果它们不合法，那么交换机就会丢弃该数据帧。这个过程可以防止网络攻击和地址冲突，同时也可以提高网络传输效率。

第三步：转发数据帧

交换机的第三步工作是转发数据帧。当交换机学习到了所有计算机的MAC地址，并过滤掉了非法的数据帧后，它会将数据帧转发给目标计算机。交换机的转发过程是非常快速的，可以达到几毫秒甚至几微秒级别。这个过程可以提高网络传输效率，同时也保证了网络的稳定性和可靠性。

第四步：更新转发表

交换机的第四步工作是更新转发表。当一台计算机从一个接口发送数据包时，交换机会学习到这个接口与该计算机的MAC地址的对应关系，然后把这个对应关系加入到自己的转发表中。当下一次有数据包从相同的接口发送过来时，交换机就可以直接把数据包转发到对应的计算机，而无需广播请求。

本文从学习MAC地址、过滤数据帧、转发数据帧和更新转发表这四个方面，分析了交换机的工作原理。交换机可以提高网络传输效率和运行稳定性，同时也可防抵御攻击，保障网络安全。