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交换机到底是什么？

很高兴为您解答。我看了您那张图片是光纤交换机，我先介绍下交换机的原理，等会我把普通交换机和光纤交换机做个比较。1、交换机的定义交换机（switch）意为开关是一种用于电、光信号转发的网络设备。它可以分为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机，主要用在局域网连接终端设备。

2、交换机的特点①主要工作在OSI模型的物理层、数据链路层②提供以太网间的透明桥接和交换③依据链路层的MAC地址，将以太网数据帧在端口间进行转发3、交换机MAC地址表转发过程mac地址表初始化交换机启动时，MAC地址表中无表项。以上图中的交换机就是刚刚启动的时候的mac地址表，没有任何表项，当接入PC的时候，交换机开始进行学习mac地址，如下图：4、说说交换机最重要功能Vlan①vlan隔离广播二层交换机使用VLAN隔离广播，用来减少广播域的范围。

这样不同VLAN之间是无法进行通信的，这样既限制了广播域的范围，又保证了安全性。②vlan优点1）有效控制广播域范围2）增加局域网的安全性3）灵活构建虚拟工作组③VLAN的划分方法1）基于端口划分（用的最多，重点了解）基于端口的vlan，就是將一个或者几个端口划分到一个VLAN，这个端口的电脑就属于该VLAN。

2）基于mac地址划分VLAN其他的划分方式不介绍了。5、光纤交换机的应用光纤交换机和普通交换机比较最大的不同就是传输链路采用了光纤介质，光纤的传输快，抗干扰能力强。一般用在数据中心，作为服务器、存储的传输较多。综上所述，交换机主要是用来连接局域网的终端设备，以及需要掌握交换机的一些常用的功能。欢迎转载、留言！一起学习！一起进步！。

VLAN是什么意思？有什么作用？什么情况下用到？

交换机在交换数据时是根据目的Mac地址确定其要转发到哪个端口！它内存中维护着一张Mac转发表！当一个新的Mac地址过来需要转发时，交换机在查询后并无此Mac对应的端口记录，咋么办？它会构建一个ARP数据包，从除了接受到这个数据的所有端口转发出去，叫做广播，作用是得到目的Mac地址在哪个端口上连接着！而每次收到一个新的数据时都会发送一次广播，只要是这个交换机下的主机不管需不需要都得处理该ARP请求！当网络规模很大时，广播将会很多，严重影响网络的性能！这时候VLAN就可以有很大的作用！它的全称是虚拟局域网，作用就是把连接在同一交换机下的主机分为更小的逻辑网段，以减少广播的数量，不同的VLAN之间不能通讯，这样广播就被限制在同一个业务需求主机的VLAN里，即便是连接在同一个交换机下，不同的VLAN也不会收到广播的ARP请求！如果他们之间需要通讯，只能借助路由器或三层交换机！。

请问报文在交换机中芯片转发流程是什么？从输入到输出？

感谢邀请!我大概解释一下交换机中芯片的转发流程，感兴趣的朋友可以了解一下。目前，交换机的核心芯片包括CPU和转发芯片。转发芯片又包括两类，大部分用的是ASIC，少量用的是NP，目前还有极少数的交换机使用的是CPU不同交换机转发芯片的差异ASIC又叫专用集成电路，是目前交换机使用最多的核心转发芯片。这个芯片的特点简单的说就是性能强劲，但是逻辑简单。

性能简单的意思就是转发性能非常强，而逻辑简单的意思是这个芯片内部的流程都是定好的，不能随便编辑和新增功能。NP又叫网络处理器，本来一般是用在路由器的芯片，特点是可编程，可以自定义很多复杂灵活的流程，但是性能可能比ASIC简单一些。原因很明显，ASIC逻辑简单，没有那么多花花肠子可以修改，所以性能最好，NP是牺牲了一部分性能丰富了功能。

目前业界的趋势也有ASIC和NP大一统的趋势，如Jericho的ASIC和华为的SoC形式的NP，都是这种类型目前，华为的交换机很多是基于NP的，国内交换机如果使用的是盛科或者博通的，那么基本是ASIC的，还有很少量的小交换机的确是基于CPU的。了解交换机的芯片转发流程中的一些概念不管用什么样子的芯片，交换机中芯片的转发流程是差不多的。

我们平时把报文在交换机中的转发分为控制面和转发面。转发面的意思是交换机收到报文后需要从出端口送出丢给下一个转发设备处理，控制面的意思是，交换机收到报文后自己处理，例如一些协议报文。那么交换机收到一个报文做什么事情呢？这里又涉及TCP/IP的结构了。简单的说，报文从减缓及的入口进入时，是从物理层处理到应用层的一个解封装过程，而从出口转发时，是一个反向的过程，从应用层到物理层的一个封装过程（如下图）。

二层交换机只有物理层、数据链路层的处理，三层交换机报文有物理层、数据链路层、网络层的处理报文在交换机的处理，分为上行和下行，可以简单的认为上行处理入接口的相关功能并查找报文应该如何转发，下行处理出接口的功能。报文在交换机芯片的处理流程介绍当一个报文从交换机的入口进入时，交换机会先处理物理层的内容，例如帧校验等。

处理完后开始解包，根据一定的格式获取数据链路层、网络层、甚至传输层的信息。例如普通二层交换机获取原MAC、目的MAC、VLAN信息，如果是三、四、七层交换机会获取原目的IP、原目的端口、协议等信息。在解包的同时，还会保存这个报文的一些特征数据，例如，这个报文是从交换机哪个端口进来的解包后，报文会暂时存在内存，根据解包信息进行后续的处理。

后续的处理依据是交换机内一个个“表项”。什么是表项？表项就是你配置或者自动生成的信息，这些信息在处理芯片里映射为一个个逻辑表项，用于指示下一步的处理。例如你配置了交换机某个端口是一个二层转发端口，那么交换机内这个端口就有一个表项，指示这个是一个普通的二层口。如果有VLAN配置，还会有表项，说明这个二层口配置了什么类型的VLAN，以及VLAN的类型等等，不同的芯片可能不太一样，大体的流程是一样的。

然后根据表项就开始处理。例如先看看你的这个报文是从哪个接口进来的，一查这个端口的表是一个二层接口，那么就开始二层处理流程，依据的是配置时生成的端口表项。然后进行下一步，检查发现这个端口是个VLAN接口，然后就开始VLAN的处理的流程，报文的VLAN自然是从刚才的解包过程中获得的，根据解包获得的VLAN和端口的VLAN规则进行处理。

符合规则的进入下一流程，不符合规则的丢弃。接下来就是转发的处理。如果是二层转发，那么就是查MAC表。前面讲过了各种“表项”可以是配置生成的，可以是动态生成的，MAC转发表就是动态学习生成的。当来一个报文，交换机在解包获取了报文的源MAC，就会生成MAC、端口和VLAN的对应关系。查MAC表就是依据目的MAC查找这个对应关系。

例如如果发现目的MAC是从某个端口学习来的，那么报文就会从那个端口丢出去。如果是三层转发，就不会查MAC表，就会继续查路由表。路由器表就是通过动态路由协议或者静态路由配置，获取哪个IP地址从哪个接口来的，然后依据目的IP查路由表，就可以找到正确的出接口。不过要注意的是，如果目的IP地址是三层交换机自己的，表明这个是发给自己的报文，那么IP报文可能是协议报文，会送到控制面，由CPU来处理咱们继续说普通的二层交换机的处理。

获取从哪个端口学习来的信息后，那么表示数据链路层处理完毕，这个时候完成了上行（入）的处理，接下来就是下行（出）的处理，报文也根据出接口的信息，从交换机上行转发到下行下行处理是一个反向过程，先处理VLAN相关的内容，例如重新封装，然后再处理数据链路层相关的内容。不过一般二层交换机不需要处理，三层交换机需要根据ARP表的内容，更改源目的MAC为自己的端口的MAC和互连网络设备的接口MAC，最后再进行物理层的处理，处理完后从内存获取处理完的报文发出去。

当然，有一些处理是和TCP/IP没有关系的。例如配置了QOS限速。那么在报文送到下行，查询下行的接口表时，接口表中会有限速相关的信息，这个时候还需要先完成限速处理，才能继续进行物理层处理转发出去。如果超带宽了，报文就直接丢了，不会继续转发这是一个大概的处理过程。当然越复杂的交换机的处理过程就更复杂，这些复杂的功能都体现为一个个连续的“表项“，固化在交换机的上下行流程里，可能不同的芯片有略微的差异，但是整体过程是差不多的。

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