說起交換機先要知道什么是局域網。交換機是組成局域網的最重要的設備，然后了解交換機在局域網中的作用。
局域網
家庭的網絡，辦公室的網絡都屬於局域網。局域網的產生是為了共享。共享上互聯網、共享軟件，共享打印機，共享文件等等。
多台終端，包括手機、電腦、監控、打印機要組網，必須要交換機。交換機可以說就是一個信息交換中心，把終端需要的信息互相交換給對方。
常見的局域網結構有總線型、星型、環型。日常用的最多的就是星型了，以交換機為中心，構成的星型局域網。如下圖所示，核心部件就是交換機。
交換機
交換機顧名思義就是交換數據。怎么交換數據呢？
交換機完成數據交換功能要經過以下幾個步驟：
學習
學習MAC地址，從端口收到數據包后，交換機要學習數據報的原IP的MAC地址，並將它寫到自己的MAC表中，MAC-端口相對應。
廣播
轉發一個數據包時，如果在MAC表中有該MAC地址，則直接從對應端口轉發，否則向除接收端口外的所有端口廣播該報文。（這就是為什么交換機組網盡量避免環路的原因）
交換
1.交換機在mac地址表中查找數據幀中的目標mac地址，如果找到就講該數據幀發送到相應的端口，如果找不到就廣播。
2.如果交換機收到的報文中的源mac地址和目標mac地址一致的話，丟棄報文。
3.交換機向入端口以外的所有端口發送廣播。
老化
若交換機與某台主機長時間未通信，交換機就會把該主機的mac地址從mac地址表里刪除掉，等下次通信時重新學習地址。一般設置為300s。
路由
如下網絡拓撲圖，交換機0所在的網段為192.168.1.0/24，交換機1所在網段為192.168.2.0/24，且各自有2台主機：
假設192.168.1.10/32的PC0要跟192.168.2.11/32的PC4通信，如何實現？
中間就需要一個路由器的東西。我們知道，PC0發出的數據包的目的地址是跨網段的，也就是需要出網關。(網關是數據包出所在網段的出口。)
網關地址一般是所在網段的前一兩個地址，且網關一般都集成在路由器中，稱為下一跳。
子網中的每一台主機都需要配置好默認網關，即下一跳：PC0的默認網關為192.168.1.1/32、PC4的默認網關為192.168.2.1/32。這樣子PC0要發給PC4的數據包會先抵達路由器的192.168.1.1/32地址的網卡，路由器拿到該數據包后，將其從192.168.2.1/32的網卡發送出去。也就是說，路由器在中間負責中轉數據包。
如下圖中，PC0還是要發數據包給PC4，當數據包抵達路由器1時，路由器1並不知道通往PC4的路徑，於是需要在路由器1上的路由表上添加路由規則，使其知道應該將數據包發往192.168.2.0/24網段的地址，需要走往哪一個路由器，這里是路由器2。其他路由器同理，直至到目的主機PC4。
網絡暢通的條件是有去有回，所以當數據包從PC4返回PC0時，沿途的所有路由器都需要數據包的轉法路徑，也就是配置好返回的路由，使其知道數據包發往192.168.1.0/24網段的地址需要走往哪一個路由器。
靜態路由
（1）靜態路由是由系統管理員設計與構建的路由表規定的路由。適用於網關數量有限的場合，且網絡拓朴結構不經常變化的網絡。其缺點是不能動態地適用網絡狀況的變化，當網絡狀況變化后必須由網絡管理員修改路由表。
也就是人為添加的路由稱之為靜態路由。
動態路由
（2）動態路由是由路由選擇協議而動態構建的，路由協議之間通過交換各自所擁有的路由信息實時更新路由表的內容。動態路由可以自動學習網絡的拓朴結構，並更新路由表。其缺點是路由廣播更新信息將占據大量的網絡帶寬。
當路由器連接的網段太多時不方便配置靜態路由，可以讓路由器自行學習得到數據包的下一個中轉地址，稱之為動態路由。
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