什么是网络分层，交换机的工作原理是什么？ (什么是网络分层体系结构)

计算机网络通信是分层进行的，交换机是较低层的东东。打个比方，当你们四个同时在打游戏，从高层次来看，就是使用层上来看，有一个服务器在为四个客户端提供服务。就是你能看到的层次。那么四个客户端和服务器的数据怎么被稳定的，传送的呢？

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什么是网络分层，交换机的工作原理是什么？　图1　　这个属于网络层和传输层干的事，这个比使用层又低一个层次。简单来说，我们仅看网络层，给五个节点每个节点一个*，就是ip*。然后，数据就像平时邮局里的邮件一样按照目的*投递过去。在这一层上，我们能看到的就是五个*之间相互传数据。这就是互联网。交换机的工作比上面说的层次更低，因为按照ip*找主机是个技术活，难度大，*高。因此，我们希望那些离得近的主机，尽量内部搞定，不用互联网设备。

什么是网络分层，交换机的工作原理是什么？　图2　　因此，我们就把离得近的主机放在一个圈子里面，用mac*来相互通信。这就像你要给隔壁老王送个蛋，就自己上门跑一趟就好。交换机就是完成这事的。在交换机看来，它仅知道，按照mac*和端口进行数据交换。比如你们四台机器连在1，2，3，4口上，外网连8口。你们打游戏的时候，交换机知道的是，1，2，3，4口都有数据发到8口，8口也有数据发到1，2，3，4口。具体是哪口看mac*。当然，交换机只能完成近端通信，当目的地远的时候就依旧需要通过*来通信了。

什么是网络分层，交换机的工作原理是什么？　图3　　而交换机中有一张MAC*转发表，记录了MAC*和交换机端口的对应关系，一个端口可以对应多个MAC*，但一个MAC*不能对应多个端口。这就使得交换机具备多级级联的能力，每个交换机在转发报文的时候只需要知道这个目的MAC可以从我的哪一个端口到达就行了，然后就把帧往这个端口发，至于后面的设备如何维修他并不关心。　　就这样一级一级转发，知道电脑的网卡实际连接的交换机把帧发到网卡以后，网卡一看目的MAC就是自己，然后就解封装，交由三层协议栈进行处理。

什么是网络分层，交换机的工作原理是什么？　图4　　以上是转发表和转发的过程，那么另外一个关键的问题是交换机的这张MAC*表是怎么建立的，部分是根据主动发起请求的报文，把源MAC和从哪一个端口收到的建立对应，另一部分在收到报文的时候如果MAC表里还没有这个目的MAC，那么就在除了收到这个报文的端口以外的其他端口进行一次洪泛，等待目的MAC的终端响应。