以太网交换机工作原理是什么？

问题1：

我们常说集线器共享带宽、交换机独享带宽。你是如何理解的呢？　　

问题2：

我们常说集线器通过广播转发数据、交换机根据端口号/MAC地址映射表转发数据。你又是怎么理解的？

我希望通过解答这两个问题后，大家可以很好理解以太网交换机的工作原理。　　

解答问题1：

集线器、交换机可以分别比喻成在1层大楼和2层大楼的系统。因为楼层不同，每层楼的房客身份不同，所以所享受的待遇也就有所不同。

<1> 1层大楼只安装了一部，如果大家想打的话，只能排队等待。当人数很少时候，公共还能满足大家的需求；当人数增加很多时，公共通信的负担加重，还可能出现插队争吵等不和谐情况，公共通信的效率降低。　　

集线器共享带宽。虽然在物理上是以星型拓扑连接，但逻辑上确是总线型的拓扑结构。所有节点共享一条公共通信传输介质。集线器只适合较小的网络规模，随着网中节点数的不断增加，网络通信负荷加重，网络效率将会急剧下降。

<2>   2层大楼为每位房客都安装了一部，当需要打时候，直接拨通对方即可。假设2楼有A、B、C女士和D女士四位房客。在同一时刻，A可以和B打，C女士也可以和D女士打，相互不干扰。　　

以太网交换机独享带宽。其工作原理与总线型网络是**的。通信时，双方站点的计算机独占信道，采用相同的通信协议，相对于两台计算机通过一条线路直接相连。它支持交换机端口节点之间的多个并发连接，可以实现多接点之间的数据的并发传输。因此，以太网交换机可以增加网络带宽，改善局域网的性能与服务质量。

解答问题2：

这次集线器、交换机的角色发生一些改变。集线器比喻成1层公共亭的喊话员——小张，交换机比喻成2层系统的总机转话员——小安。

<1> 小张天生是个大嗓门，每当下一个人打前，总要大声的吆喝一声：下一位，**号。人们一听，如果叫到自己，就上前去打了，如果不是自己，就不做任何反应，继续等待。因为排队的人们都能听到小张的叫喊声，于是人们给小张起了个绰号：大喇叭。

当集线器中的一个节点发送数据时，它会以广播的方式将数据传输到集线器的每个端口。其他端口检查一下，发送节点的目的地址是否和自己的地址吻合，如果是发给自己的数据，就接收下来；如果不是发送给自己的，就不做出任何反应，直接丢弃。　　

<2>在局域网中交换机负责数据的传送，传送过程中，交换机会生成一个端口号/MAC地址映射表，然后根据这个表来发送数据。用比喻的方法，交换机可以比喻为总机转话员——小安，2层房客想和其他人打，必须经小安转接到对方。

假设A住在201房间，是3338001，B住在202房间，是3338002 ，C女士住在208房间，是3338010，D女士住在210房间，是3338021 。

小安刚工作不久，没什么经验，业务不熟悉。当A要给C女士打时，总机转话员小安这里没有上图所示的对应表，就要逐屋打询问，工作性质有点类似于小张大喇叭：“请问你是c女士吗？”。B和D女士不做理会，C女士回应后，小安这时特意在一个小本上记下了 208 C女士 ——3338010 这样一条对应表。当A第二次给C女士打时，小安查看小本上有记录，直接转过去，这样A和C女士就可以快速通话了。

同理，交换机*次工作时候，也没有经验，即端口号/MAC地址映射表是空的。也会通过广播方式向其它端口发送请求，当端口号/MAC地址映射表积累到一定程度，全网段内的节点MAC地址与输出端口也就建立了一种对应关系表。今后交换机就会直接为节点之间传输数据建立多个并发连接。