1.交換機的功能
交換機的功能是連接計算機、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、IP電話等終端設(shè)備，并實現(xiàn)與其它交換機、無線接入點、路由器、網(wǎng)絡(luò)防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互聯(lián)，從而構(gòu)建局域網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)所有設(shè)備之間的通信。
2.交換機的工作原理
交換機位于OSI參考模型中的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），交換機的工作依賴于對MAC地址的識別（所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有一個唯一的MAC地址，通常是由廠商直接燒錄進網(wǎng)卡中）。
當交換機從其某個端口收到一個數(shù)據(jù)包時，先讀取包頭中的源MAC地址（即發(fā)送該數(shù)據(jù)包的設(shè)備網(wǎng)卡的MAC地址），將該MAC地址和端口對應(yīng)起來添加到交換機內(nèi)存里的地址表中；然后再讀取包頭中的目的MAC地址，對照內(nèi)存里的地址表看該MAC地址與哪個端口對應(yīng)，如果地址表中有該MAC地址的對應(yīng)端口，則將該數(shù)據(jù)包直接復(fù)制到對應(yīng)的端口上，如果沒有找到，則將該數(shù)據(jù)幀作為一個廣播幀發(fā)送到所有的端口，對應(yīng)的MAC地址設(shè)備會自動接受該幀數(shù)據(jù)，同時，交換機將接受該幀數(shù)據(jù)的端口與這個目的MAC地址對應(yīng)起來放入內(nèi)存中的地址表中。
飛暢科技，專業(yè)做光端機、光纖收發(fā)器、工業(yè)交換機、協(xié)議轉(zhuǎn)換器等工業(yè)通信設(shè)備的廠家，自主研發(fā)品牌，歡迎前來了解、交流。
交換機有多個端口，每個端口都具有橋接功能，可以連接一個局域網(wǎng)或一臺高性能服務(wù)器或工作站。實際上，交換機有時被稱為多端口網(wǎng)橋。那么，交換機的作用是什么？交換機的功能及工作原理是什么？
交換機負責連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如交換機、路由器、防火墻、無線AP等）和終端設(shè)備（如計算機、服務(wù)器、攝像頭、網(wǎng)絡(luò)打印機等）；路由器實現(xiàn)局域網(wǎng)與局域網(wǎng)的互聯(lián)，局域網(wǎng)與Internet的互聯(lián)；而防火墻作為一個安全網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，作用于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)之間，或者內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與Internet之間?？偟膩碚f，交換機負責連接設(shè)備，路由器負責連接網(wǎng)絡(luò)，防火墻負責網(wǎng)絡(luò)訪問限制。
1.交換機的功能
交換機的功能是連接計算機、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、IP電話等終端設(shè)備，并實現(xiàn)與其它交換機、無線接入點、路由器、網(wǎng)絡(luò)防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互聯(lián)，從而構(gòu)建局域網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)所有設(shè)備之間的通信。
2.交換機的工作原理
交換機位于OSI參考模型中的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），交換機的工作依賴于對MAC地址的識別（所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有一個唯一的MAC地址，通常是由廠商直接燒錄進網(wǎng)卡中）。
當交換機從其某個端口收到一個數(shù)據(jù)包時，先讀取包頭中的源MAC地址（即發(fā)送該數(shù)據(jù)包的設(shè)備網(wǎng)卡的MAC地址），將該MAC地址和端口對應(yīng)起來添加到交換機內(nèi)存里的地址表中；然后再讀取包頭中的目的MAC地址，對照內(nèi)存里的地址表看該MAC地址與哪個端口對應(yīng)，如果地址表中有該MAC地址的對應(yīng)端口，則將該數(shù)據(jù)包直接復(fù)制到對應(yīng)的端口上，如果沒有找到，則將該數(shù)據(jù)幀作為一個廣播幀發(fā)送到所有的端口，對應(yīng)的MAC地址設(shè)備會自動接受該幀數(shù)據(jù)，同時，交換機將接受該幀數(shù)據(jù)的端口與這個目的MAC地址對應(yīng)起來放入內(nèi)存中的地址表中。
好了，以上就是飛暢科技關(guān)于交換機功能及工作原理的相關(guān)詳細介紹，希望能對你有所幫助！
交換機用于連接電腦、打印機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
交換機是基于mac地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，交換機工作在OSI參考模型的第二層，數(shù)據(jù)鏈路層。交換機的傳輸模式有全雙工、單工、半雙工模式。
? ? 所謂工業(yè)以太網(wǎng)，一般來講是指技術(shù)上與商用以太網(wǎng)兼容，但在產(chǎn)品設(shè)計時控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，在材質(zhì)的選用、產(chǎn)品的強度、適用性以及實時性、可互操作性、可靠性、抗干擾性和本質(zhì)安全等方面能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。
? ? 隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與普及推廣控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，Ethernet技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展，Ethernet傳輸速率的提高和Ethernet交換技術(shù)的發(fā)展，給解決Ethernet通信的非確定性問題帶來了希望，并使Ethernet全面應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域成為可能。
工業(yè)以太網(wǎng)連接設(shè)備發(fā)展的下一代產(chǎn)品是管理型交換機。相對集線器和非管理型交換機，管理型交換機擁有更多更復(fù)雜的功能，價格也高出許多－通常是一臺非管理型交換機的3～4倍。
管理型交換機提供了更多的功能，通?？梢酝ㄟ^基于網(wǎng)絡(luò)的接口實現(xiàn)完全配置。它可以自動與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交互，用戶也可以手動配置每個端口的網(wǎng)速和流量控制。一些老設(shè)備可能無法使用自動交互功能，因此手動配置功能是必不可缺的。
? ? 絕大多數(shù)管理型交換機通常也提供一些高級功能，如用于遠程監(jiān)視和配置的SNMP，用于診斷的端口映射控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成組的VLAN(虛擬局域網(wǎng))，用于確保優(yōu)先級消息通過的優(yōu)先級排列功能等。
? ? 利用管理型交換機，可以組建冗余網(wǎng)絡(luò)。使用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)，管理型交換機可以組成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。每臺管理型交換機能自動判斷最優(yōu)傳輸路徑和備用路徑，當優(yōu)先路徑中斷時自動阻斷(block)備用路徑。
? ? “交換”是今天網(wǎng)絡(luò)里出現(xiàn)頻率最高的一個詞,從橋接到路由到ATM直至電話系統(tǒng),無論何種場合都可將其套用,搞不清到底什么才是真正的交換.其實交換一詞最早出現(xiàn)于電話系統(tǒng),特指實現(xiàn)兩個不同電話機之間話音信號的交換,完成該工作的設(shè)備就是電話交換機.所以從本意上來講,交換只是一種技術(shù)概念,即完成信號由設(shè)備入口到出口的轉(zhuǎn)發(fā).因此,只要是和符合該定義的所有設(shè)備都可被稱為交換設(shè)備.由此可見,“交換”是一個涵義廣泛的詞語,當它被用來描述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第二層的設(shè)備時,實際指的是一個橋接設(shè)備；而當它被用來描述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第三層的設(shè)備時,又指的是一個路由設(shè)備.我們經(jīng)常說到的以太網(wǎng)交換機實際是一個基于網(wǎng)橋技術(shù)的多端口第二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,它為數(shù)據(jù)幀從一個端口到另一個任意端口的轉(zhuǎn)發(fā)提供了低時延、低開銷的通路.
由此可見,工業(yè)交換機內(nèi)部核心處應(yīng)該有一個交換矩陣,為任意兩端口間的通信提供通路,或是一個快速交換總線,以使由任意端口接收的數(shù)據(jù)幀從其他端口送出.在實際設(shè)備中,交換矩陣的功能往往由專門的芯片（ASIC）完成.另外,以太網(wǎng)交換機在設(shè)計思想上有一個重要的假設(shè),即交換核心的速度非常之快,以致通常的大流量數(shù)據(jù)不會使其產(chǎn)生擁塞,換句話說,交換的能力相對于所傳信息量而無窮大（與此相反,ATM交換機在設(shè)計上的思路是,認為交換的能力相對所傳信息量而言有限）.雖然以太網(wǎng)第二層交換機是基于多端口網(wǎng)橋發(fā)展而來,但畢竟交換有其更豐富的特性,使之不但是獲得更多帶寬的最好途徑,而且還使網(wǎng)絡(luò)更易管理
? ? 工業(yè)交換機是自動化很小的一塊，十年前沒有幾個廠商關(guān)注過這個狹窄的領(lǐng)域。隨著自動化漸漸成熟，并伴隨著工業(yè)以太網(wǎng)的大量使用和大型工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的建立而崛起，對于自動化廠商來講，豐富產(chǎn)品線這一塊也是不能落下的。在市場上也有幾家是專門從事工業(yè)交換機的廠商，主要分為三類。
第一類是以卓越、芯惠通為代表的市場規(guī)模較小、發(fā)展速度較快的專業(yè)工業(yè)以太網(wǎng)交換機廠商。該類企業(yè)發(fā)展迅速，在未來2-3年內(nèi)將保持較好的銷售業(yè)績，但是該類型企業(yè)市場定位接近，競爭企業(yè)數(shù)量較多，未來將面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。
第二類以赫思曼、MOXA、東土為代表的市場規(guī)模大、發(fā)展速度快的專業(yè)工業(yè)以太網(wǎng)交換機廠商。該類企業(yè)是目前國內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)交換機市場的主要企業(yè)，涉及行業(yè)廣，銷售規(guī)模大；由于搶占了市場的先機，赫思曼市場占有率第一的情況短時期內(nèi)不會出現(xiàn)變化，其在電力行業(yè)擁有優(yōu)勢行業(yè)資源的情況也不會改變；但是赫思曼產(chǎn)品價格偏高、涉及行業(yè)較廣，在未來將面臨MOXA、東土等企業(yè)多方面的挑戰(zhàn)。MOXA會在以后的競爭里面對東土等高性價比企業(yè)的威脅，但由于目前整體大環(huán)境較好，這種挑戰(zhàn)表現(xiàn)得并沒有十分突出。東土目前的主要問題是解決其產(chǎn)品與國外產(chǎn)品質(zhì)量上的差距。
那我們來看看工業(yè)交換機一開始的關(guān)注什么？工業(yè)以太網(wǎng)交換機在工業(yè)級設(shè)計一般在設(shè)計上滿足：工業(yè)寬溫設(shè)計，4級電磁兼容設(shè)計，冗余交直流電源輸入，另外PCB板一般做“三防”處理。工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境比普通環(huán)境都要惡劣，至少在震動、濕氣、溫度上都要比普通環(huán)境惡劣，普通交換機在設(shè)計上沒有抵御在工業(yè)環(huán)境中出現(xiàn)的各種情況的能力，普通交換機不能長時間工作在這種惡劣環(huán)境下，經(jīng)常容易出現(xiàn)故障，更使維護成本上升，一般不建議在工業(yè)環(huán)境中使用商業(yè)交換機，為了能使交換機在這種惡劣環(huán)境中使用，故生產(chǎn)出能適應(yīng)這種環(huán)境的交換機，工業(yè)級別的交換機的可靠性有電源故障，端口中斷，可由繼電器輸出報警，冗余雙直流電源輸入，主動式電路保護，過壓、欠壓自動斷路保護。
(1) 功能：工業(yè)以太網(wǎng)交換機與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊更加接近，比如各種現(xiàn)場總線的互通互聯(lián)、設(shè)備的冗余以及設(shè)備要求的實時性。
(2) 性能：主要體現(xiàn)在適用外界環(huán)境的參數(shù)不一樣，工業(yè)環(huán)境除了特別惡劣的環(huán)境之外，還要求有EMI電磁兼容、溫度、濕度、防塵等，特別是溫度對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的影響是最廣泛的。
格局的不斷變化，讓我們來看看第三類，那就是PLC廠商已經(jīng)開始注意到這個市場，因為這個時候正是他們大力推廣他們自己建立的以太網(wǎng)工業(yè)標準的時候，他們很需要有強有力的工業(yè)交換機來滿足他們在協(xié)議上的不可撼動的霸主地位，比如西門子研發(fā)了SCANLANX交換機，并收購了加拿大的工業(yè)交換機羅杰康來支持profinet協(xié)議，AB和商業(yè)交換機霸主思科研發(fā)了Stratix交換機來支持Ethernet/IP協(xié)議，這些都說明了以前的基礎(chǔ)交換和轉(zhuǎn)發(fā)兼路由的時代就要過去了，現(xiàn)在工業(yè)交換機面臨的是要去適應(yīng)各種工業(yè)以太網(wǎng)的協(xié)議，為了支持更多工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議而設(shè)計，如果要支持這些協(xié)議就要加入那些協(xié)議開發(fā)組織并成為會員，這對剛剛被百通收購了的赫斯曼來說無疑是要更加投入成本才能在未來嚴峻的協(xié)議大戰(zhàn)中生存下來。而那些以西門子和AB為代表新興的工業(yè)交換機的廠家所面臨的主要是質(zhì)量和兼容性的考驗，另外他們能夠具備得天獨厚的集成特性，比如：西門子的交換機通過profinet可以輕松集成到TIA中，而AB的斯達交換機可以通過控制IO方式集成在RS logix5000中，并通過FT View SE的功能面板來做工業(yè)交換機的維護和診斷，這就是未來工業(yè)交換機以一個新的面貌示人，再不是枯燥的命令行和千篇一律的IE設(shè)置界面。
