10.3、局域网—交换机，虚拟局域网

  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。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。——百度百科
  以太网交换机是基于以太网传输数据的交换机，以太网采用共享总线型传输媒体方式的局域网。以太网交换机的结构是每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无冲突地传输数据。 ——百度百科
  以太网交换机在每段链路上都利用CSMA/CD协议收发数据帧。检验到达数据帧的目的MAC地址，选择性（selectively）向一个或多个输出链路转发数据帧。如下图，是6个接口的交换机：

1、每个交换机都有一个交换表（switch table）,这个表类似于路由表（但是路由表记录了接口->IP地址的映射关系），交换表（switch table）记录了每个接口（entry）可以到达的主机的MAC地址，时间戳等信息。
2、交换表（switch table）构造方式是自学习的，如下所示：

• 记录源MAC地址与接口的映射关系：当交换机收到数据帧时，交换机通过数据帧提取到了数据帧中的源MAC地址，然后将发送主机的MAC地址/接口信息记录到交换表中
  

• 当数据帧的目的MAC地址未知时，交换机采用泛洪的方式向除了源MAC地址连接的接口以外的其余所有接口发送数据帧，只有当数据帧到达目的MAC地址的结点才会向上层传递数据帧，其余非目的MAC地址的结点会直接抛弃该数据帧，如下图所示：
  
  

注意，交换机只能学习源MAC地址与接口的映射关系，并记录到交换表（switch table）中。
3、当多个交换机互联时，每个交换机的交换表（switch table）的学习方式与单一交换机情形相同
4、交换机在组织机构（institutional）网络中的作用，如下图所示：

一、交换机与路由器的对比

二、网络设备中的流量（冲突域）隔离、广播域隔离，直通传输等对比

三、虚拟局域网VLAN

  虚拟局域网VLAN一般可以应用在以下2种场景中：
1、为每个子网建立独立的广播域（只有路由器才可以进行广播域隔离，交换机不能进行广播域隔离），这样的话，所有第2层广播流量（ARP、DHCP、未知目的MAC地址位置）不需要穿越整个LAN；
2、将某一个子网下的设备连接到另一个子网的交换机上；
3.1、基于端口的虚拟局域网（VLAN）

3.2、跨越多交换机的虚拟局域网（VLAN）