4.5.2 网络交换机的功能

1.学习、存储、接收、查表、转发功能

（1）学习和存储：交换机初始化时，MAC地址表是空的，它能学习和存储进入交换机的数据帧的源地址，并且把源地址及其对应的交换机的端口号记录在MAC地址表。

交换机不断记录每个接口上接收到的数据帧的地址，一段时间以后所有的端口连接的MAC地址都会记录到MAC地址表中。

（2）接收、查表和转发：交换机内部有一个地址表，这个地址表标明了MAC地址和交换机端口的对应关系。

当交换机从某个端口收到一个数据包时，它首先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道信源主机的MAC地址是连在交换机的哪个端口上，交换机读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口，如果表中存有与该目的MAC地址对应的端口，则把数据包直接复制到这个端口上，然后，将数据帧从查到的端口上“转发”出去。

如果在表中找不到相应的端口，则把数据包广播到所有端口上，广播后如果没有主机的MAC地址与帧的目的MAC地址相同，则丢弃，若有主机相同，则会将主机的MAC地址自动添加到其MAC地址表中，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。

2.分割冲突域功能

交换机端口如果有大量数据要转发，端口将发送的数据存储到寄存器中，实施先到先发的顺序发送方式。

3.流量控制功能

当一个端口的流量超过了其处理能力时，就会发生端口阻塞。交换机通过网络流量过滤，只允许通过必要的网络流量和转发，这样可以有效隔离广播风暴，减少丢帧、误包和错包，避免共享冲突。

4.优先级控制功能

优先级是交换机的一个高级特性，提供优先级控制的交换机可以提供重要网络应用优先传输的保证。

优先级支持方式分为端口优先、MAC地址、IP地址和应用的优先级控制，支持标准主要是确定是否支持802.1p标准。

5.利用生成树协议防止网络环路功能

生成树协议Spanning-Tree Protocol简称为STP，该协议应用于环形网络，通过一定的算法实现路径冗余。当交换机包括一个冗余回路时，将环路修剪成无环路的树形网络，从而避免报文在环路网络中“长生不老”循环。以太网交换机通过生成树协议避免（消除）产生环路，同时允许存在后备路径。

生成树协议的主要功能有两个：一是在利用生成树算法，在以太网中创建一个以某台交换机的某个端口为根的生成树，避免环路。二是在以太网拓扑发生变化时，通过生成树协议达到收敛保护的目的。