交换机/路由器工作原理

交换机

我们 一般讲的交换机都是二层交换机，三层 交换机是特指，二层交换机是基于MAC地址进行转发数据帧，

二层交换机：

二层交换机工作在数据链路层。

交换机学习MAC地址表的过程：

当交换机收到一个数据帧时，会提取数据帧的 源 MAC 地址，并将其与接收端口绑定，写入 MAC 地址表。

如果目标 MAC 地址已存在于表中，则直接转发到对应端口；若不存在，则泛洪（Flood）到所有其他端口（除接收端口外）。

表项具有老化时间（默认 300 秒），长期未使用的条目会被删除。

交换机收到不同 数据帧的处理方式如下：

如果是广播帧或者组播帧：会泛洪到除接收接口外的其他所有接口。

如果是单播帧：如果目的MAC在MAC地址表且出入接口不同，则转发，否则丢弃，如果不在MAC地址表，则泛洪。

二层交换机容易产生环路，所以会运行STP消除二层环路，避免MAC地址漂移和广播风暴。

vlan

由于有些情况不想让同一广播域的主机进行通信，则有了vlan技术,用于隔离广播域。

同VLAN且同网段的PC之间可直接进行通信，无需借助三层转发设备，该通信方式被称为二层通信。

同网段不同vlan的PC可以实现隔离，具体实现方式如下：

交换机接口通过为数据帧添加tag标签，实现数据帧的接收和发布，具体有三种接口：

access:一般用于连接终端收到原始数据帧。（也可连接路由器）

收到数据帧时：如果不带标签，则打上pvid并接收；如果带标签，和pvid相同则接收，否则丢弃。

发送数据帧时：tag标签和pvid相同则剥离tag发送，否则丢弃。