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交換機

交換機英文名稱為Switch，也稱為交換式集線器,是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉發數據包功能的網絡設備。交換機可以“學習”MAC地址，并把其存放在內部地址表中，通過在數據幀的始發者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數據幀直接由源地址到達目的地址。

交換機的工作特點:

擁有一條很高帶寬的背板總線和內部交換矩陣·所有的端口都掛接在這條背板總線上

控制電路收到數據包以后，處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC地址的網卡(NIC)掛接在哪個端口上，通過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口目的MAC若不存在才廣播到所有的端口，接收端口回應后交換機會“學習”新的地址，并把它添加入內部MAC地址表中。

交換機中的術語介紹

1. MAC地址老化時間

交換機中各端口具有自動學習地址的功能，通過端口發送和接收的幀的源地址(源MAC地址、交換機端口號)將存儲到地址表中。老化時間是一個影響交換機學習進程的參數。從一個地址記錄加入地址表以后開始計時，如果在老化時間內各端口未收到源地址為該MAC地址的幀，那么，這些地址將從動態轉發地址表（由源MAC地址、目的MAC地址和它們相對應的交換機的端口號）中被刪除。靜態MAC地址表不受地址老化時間影響。

2. 靜態地址表

靜態MAC地址區別與一般的由學習得到的動態MAC地址。靜態地址一旦被加入，該地址在刪除之前將一直有效，不受老化時間的限制。靜態地址表記錄了端口的靜態地址。靜態地址表中一個MAC地址對應一個端口，如果設置，則所有發給這個地址的數據只會轉發給該端口。也成為MAC地址綁定。

3.MAC地址過濾

MAC地址過濾是通過配置過濾地址，允許交換機對不期望轉發的數據幀進行過濾。當被限制的MAC地址接入到交換機上，交換機將自動過濾掉目的地址為這個地址的幀，以達到安全的目的。過濾地址表中的地址對所有的交換機端口都生效。已加入到過濾地址表中的地址不能被加入到靜態地址表中，也不能被端口動態綁定。

交換機中的一些術語介紹

1、動態MAC地址綁定

動態地址綁定是指交換機的端口在動態地址綁定狀態下，可以動態學習MAC地址，但是可以學習地址的數目是受到限制的。當端口學習到一個MAC地址后，立即被綁定，接著學習下一個地址。被綁定的地址不受老化時間的限制，會一直生效。端口學習到一定數目的地址后，就不再學習和綁定了。被端口綁定的MAC地址在該端口地址綁定功能被禁用或交換機重啟后才會被刪除。

2、端口安全

當某個端口啟用端口安全后，該端口將不學習新的MAC地址，并且只轉發來已學習到的MAC地址的數據幀，其他的數據幀將被丟棄。判斷條件為：發往交換機的幀，如果其源地址為該端口的MAC地址表成員，則允許轉發，否則將被丟棄。當端口安全選擇“禁用”時，該端口將恢復自動學習新的MAC地址，轉發收到的幀。

工業交換機大多使用在工廠，環境惡劣，因此對工業交換機的要求就嚴格了許多，那么工業交換機在選擇的時候需要注意什么呢？

工業交換機實時性

在不同的應用環境中，系統可以忍受的響應時間與抖動大不相同。自動化網絡中的數據幀在從一臺設備轉發至另一臺設備的每次過程中都會產生一定延遲。因此，選擇工業交換機首先需要考慮的是交換機對于數據幀轉發過程中的端口時延。

在標準的工廠自動化控制系統中，系統可以容忍的響應時間不超過10毫秒，為了控制數據幀從系統頂端到底部的累積時延，選擇交換機時，應當注意交換機端口時延這一數值的不應當超過10微秒。