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防火墙技术原理与应用
资料介绍
一、基本定义与核心定位
**交换机（Switch）**是一种用于电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，是局域网中实现终端设备数据交互的核心枢纽设备。和早期共享带宽的集线器相比，交换机能够独立分配带宽，大幅提升了网络传输效率，目前已经成为企业办公、数据中心、家庭网络等场景中应用最广泛的基础网络设备之一。
从网络分层模型来看，绝大多数普通交换机工作在OSI七层模型的数据链路层（第二层），基于MAC地址完成数据转发，因此也常被称为二层交换机；随着网络技术发展，具备路由转发能力的三层交换机出现，可以工作在网络层，基于IP地址实现跨网段的数据转发，成为大中型局域网的核心设备。
二、核心工作原理
地址学习
交换机开机后，首先会学习接入每个端口设备的MAC地址，并将MAC地址与对应端口的映射关系记录到自身的地址转发表（CAM表）中。当有数据帧进入交换机端口时，交换机会提取数据帧的源MAC地址，检查该地址是否已经存在于转发表中，如果不存在就添加新的映射条目，如果存在就更新对应条目的老化时间，避免转发表信息过期。
数据转发
当交换机接收到需要转发的数据帧时，会提取数据帧中的目的MAC地址，然后检索自身的地址转发表：
1. 如果转发表中存在目的MAC地址对应的端口条目，并且目的端口与源端口不是同一个端口，就会将数据帧从对应目的端口转发出去；
2. 如果目的端口和源端口为同一个端口，说明源设备和目的设备在同一个端口下，不需要转发，直接丢弃该数据帧；
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