数据链路层设备

需要了解三点：转发表结构、交换机转发流程以及交换方式，选择题会考查，也作为解答题的基础。

交换机

交换机（Switch）是网络中用于连接设备并转发数据帧的二层设备。它通过分析数据帧中的 MAC 地址，将数据帧从接收端口精准转发到 目标设备所在的端口。相比 集线器，交换机只将数据帧发送到必要端口，避免把已知单播帧广播到整个网络，因而能 显著降低碰撞域，提升带宽利用率和传输速度。更准确地说，交换机把每个端口划为独立冲突域；未知单播、广播及特定组播仍可能在同一 VLAN 内泛洪。

转发表

转发表（也称 MAC 地址表）是交换机内部维护的一张记录表，存储了网络设备 MAC 地址 与其 连接端口 的对应关系。每条记录通常包含以下信息：

MAC 地址：网络设备的唯一标识。
端口号：设备连接的交换机端口。
附加信息（可选）：如 VLAN 标识或条目有效时间。

如上图所示，交换机 A 和 B 分别通过 转发表 记录了通往每个 MAC 地址 的端口。

转发流程

当交换机收到数据帧后，会根据 转发表（MAC 地址表） 执行以下步骤：

学习源 MAC 地址
- 用帧的源 MAC 地址与入端口更新转发表；也就是说，交换机会根据 源 MAC 地址 学习到该设备所在端口，并更新转发表。交换机学习的是源地址，不是目的地址。
检查目标 MAC 地址并查询转发表
- 从数据帧的头部提取目标 MAC 地址，再查询转发表（MAC 地址表）。
- 命中（已学习）：如果表中有该 MAC 地址 → 将帧转发到对应端口（单播）。
- 命中但出端口等于入端口：过滤该帧，不再转发。
- 未命中（未知单播）：如果表中没有记录，交换机将帧 泛洪（Flooding），即复制该帧并发送到所属 VLAN 内除接收端口以外的其他相关端口。
转发或泛洪数据帧
- 目标设备收到帧后应答；交换机在收到返回帧时按同样规则学习其源 MAC 地址。

原文把这里简称为“广播”，但更准确的说法是二层 Flooding（泛洪） 行为，并不是“发送 ARP 请求”。交换机只是把收到的原帧复制到相应端口，以期目标主机回复；未知单播与广播帧都可能泛洪，但两者的目的 MAC 地址不同。

交换方式

交换机的 交换方式 决定了交换机在接收到数据帧后，决定如何以及何时将该帧转发到目标端口，交换方式 有如下三种：

直通交换：交换机在接收到数据帧的前 6 个字节（即目的 MAC 地址）后，立即根据 MAC 地址表 查找目标端口并开始转发，无需等待整个数据帧接收完成。因此它时延低，但可能转发错误帧。这里的“前 6 个字节”从数据链路层帧的目的地址字段起算，不包含物理层前导码。
存储转发：交换机接收完整数据帧后，将其存储在缓冲区中，进行 CRC（循环冗余校验）和帧长检查，确认数据帧无误后再根据 MAC 地址表 转发。它的可靠性较好，但时延更大。
碎片隔离：介于直通交换和存储转发之间，检查数据帧的前64字节（以太网最小帧长），若帧长不足64字节（碎片），则丢弃；若正常，则转发。

网桥

网桥（Bridge）的功能和 交换机 基本一致，两者都是二层网络设备，用于转发数据帧。网桥中也有 转发表 的概念，转发过程和 交换机 一致，这里不再赘述。

那么，网桥和交换机的区别在哪里呢？

网桥是比较早期计算机网络使用的设备，现在已经渐渐被 交换机 替代，两者的重要区别如下表：

方面	网桥（Bridge）	交换机（Switch）
端口数量	通常较少（如 2～4 个）	通常很多（几十个甚至上百个），可视为“多端口网桥”
实现与性能	早期产品常以软件转发，处理能力较弱	现代产品常用硬件转发（ASIC 芯片），转发速度更快
功能	简单地转发帧，适合小型或实验网络	常支持 VLAN、端口镜像、链路聚合等高级功能
使用场景	传统上用于连接两个小型网络或少量局域网网段	用于构建现代企业内部网络（LAN）

这些是典型产品差异，不是协议层次上的绝对界线；网桥与二层交换机的核心转发原理相同。