網路基礎之網橋和交換機的工作原理及區別

網橋和交換機區別在敘述前，我們先一起看兩幅圖：

從圖中可以看到，網橋只有2個輸入/出埠，而交換機有8個。嗯，是的，一開始的時候(那時候只有hub這種裝置)，由於硬體水平不是很發達，人們為了提高區域網效率，減少廣播風暴的出現，他們生產了網橋（乙個只有兩個輸入/出埠的鏈路層裝置，這時的網橋已經是個比較先進的裝置），然後他們把乙個區域網一分為2，中間用網橋連線，這樣a發給bcd的資料就不會再廣播到efgh了(網橋發現如果資料報不是**給下面這個子網的，它會自動丟棄此包)，只有從a 發到efgh的資料報才能通過網橋，到達另外乙個子網(網橋發現如果資料報是**給下面這個子網的，它才會把包**給這個子網)。

這樣一來，非必要的傳輸減少了，整個網路的效率也隨之提高可不少！人們發現網橋真是個好東西呀，隨著硬體發展，出現了4個，8個埠的鏈路層裝置，這就是交換機，由於交換機可以使得網路更安全(資料不容易被監聽，因為資料不再廣播了，注意：只是不容易而已，要搞你其實還是可以的)，網路效率更高(還是因為資料不再廣播！)，交換機漸漸替代了hub，成為組建區域網的重要裝置。

所以說，網橋和交換機，基本上是一樣的，嗯，只是基本上而已，細看還是有些不一樣的，但在說明他們之間有什麼不一樣之前，我想先簡單介紹一下網橋和交換機的工作原理。

上圖是用乙個網橋連線的兩個網路，網橋的a埠連線a子網，b埠連線b子網，為什麼網橋知道哪些資料報該**，哪些包不該**呢？那是因為它有兩個表a和b，當有資料報進入埠a時，網橋從資料報中提取出源mac位址和目的mac位址。

一開始的時候，表a和表b都是空的，沒有一條記錄，這時，網橋會把資料報**給b網路，並且在表a中增加一條mac位址(把源mac位址記錄表中)，說明這個mac位址的機器是a子網的，同理，當b子網傳送資料報到b埠時，網橋也會記錄源mac位址到b表。

當網橋工作一段時候後，表a基本上記錄了a子網所有的機器的mac位址，表b同理，當再有乙個資料報從a子網傳送給網橋時，網橋會先看看資料報的目的mac 位址是屬於a子網還是b子網的，如果從a表中找到對應則，拋棄該包，如果不是，則**給b子網，然後檢查源mac位址，是否在表中已經存在，如果不存在，在表a中增加一條記錄。

噢，或許你現在會問了，為什麼需要兩張表呢，一張表不行麼？？嗯～剛才把錶一分為二是為了便於理解，實際上，真正的網橋裡面存的應該是一張表(當然有可能為了提速，或者其他原因，它也可能把資訊存為多張表，這個得看它怎麼實現了～)，如果是一張資訊表，表裡記錄的應該是：mac-portnum。

交換機也有一張mac-port對應表(這張表的學名為：cam)，和網橋不一樣的是，網橋的表是一對多的(乙個埠號對多個mac位址)，但交換機的cam表卻是一對一的，如果乙個埠有新的mac位址，它不會新增mac－port記錄，而是修改原有的記錄

例如：現在交換機記錄表裡已經有一項：mac1-port1，如果此刻埠1又來了乙個資料報，裡面的源mac位址是mac2，此時，交換機會重新整理交換機記錄表：mac1-port1記錄被修改為mac2－port1，因為交換機認為是埠1的計算機mac位址變了，如果埠1連線的一台物理機器，mac一般是不會變的，如果連線的是另外乙個交換機，那這個埠的記錄會變化得比較頻繁(如上圖的port12，它是對外的介面，與乙個區域網連線)，另外，如果 cam表中沒有找到和資料報的目的mac位址對應的記錄，交換機會對此資料報進行廣播，發給本交換機的每乙個埠。

網橋和交換機除了用cam表指導資料報**這點和hub不一樣外，網橋和交換機還有乙個特點：快取！對，網橋和交換機都有一定量的快取，因為網橋和交換機**資料報需要一些額外的操作，所以可能會占用一些時間，為了避免出現因來不及**資料，導致大量資料丟失的情況，網橋和交換機就出現了快取。

當然，快取不是萬能的，當網橋或交換機處理不及並且快取用完了，以後再來的資料還是會丟失的。還乙個網橋需要快取的原因是：橋接兩個傳輸速率不同的區域網，比如：802.3的傳輸速率說10mb/s，但實際上並不是真的10mb/s，而 802.4(幾乎)確實為10mb/s，但兩個區域網橋接時候必須是速率一樣的，否則會有包丟失，而快取也正好可以為不同速率網路連線時所使用。

網橋的快取量是大於交換機的快取量，因為網橋天生是為了連線兩個網路的，兩個網路橋接時所要處理的資料量會比一般的交換機需要處理的資料量要多，所以網橋的快取也一般要比交換機大一點。

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