问题描述

在网络中传输数据时需要遵循一些标准，以太网协议定义了数据帧在以太网上的传输标准，了解以太网协议是充分理解数据链路层通信的基其础。以太网交换机是实现数据链路层通信的主要设备，了解以太网交换机的工作原理也是十分必要的。

该笔记将记录：以太网协议的相关概念、MAC 地止的类型、二层交换机的工作流程、二层交换机的工作原理。

解决方案

数据链路层：控制网络层与物理层之间通信。物理层不同，则数据链路层采用的封装方法也不同。

数据单元：数据帧，Frame；

以太网协议

以太网是当今现有局域网（Local Area Network，LAN）采用的最通用的通信协议标准，该标准定义了在局域网中采用的电缆类型和信号处理方法。

以太网是建立在 CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Acce ss/Collision Detection，载波监听多路访问 / 冲突检测）机制上的广播型网络。

以太网卡，NIC

网络接口卡（Network Interface Card, NIC）也称为“网卡”，是计算机、交换机、路由器等网络设备与外部网络世界相连的关键部件。

二层环路

常见根因：
1）在网络中部署二层冗余环境；
2）人为的误接线缆导致；

防环：
1）需借助特定的协议或机制实现二层防环；
2）在二层帧头中，并无任何信息用于防止数据帧被无止尽地转发

交换网络拓扑

小型交换网络

常用技术

VLAN、VLAN Routing、链路聚合、生成树

桥接 | Bridging

DeepSeek / 在网络中，桥接与交换的区别

在网络通信中，桥接（Bridging）和交换（Switching）都是用于数据帧转发的技术，但它们在实现方式、性能、应用场景上存在关键区别。以下是两者的详细对比：

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### 1. 工作层次与基础原理
– 桥接（Bridge）：
– 数据链路层（Layer 2）设备，基于 MAC 地址转发帧。
– 传统网桥是软件驱动的，通过 CPU 处理转发决策，性能较低。
– 通常只有两个端口（早期网桥连接两个冲突域）。
– 支持生成树协议（STP）防止环路。

– 交换（Switch）：
– 本质是多端口网桥，但采用硬件加速（ASIC 芯片）实现高速转发。
– 支持多个端口（如 24/48 口交换机），每个端口是一个独立的冲突域。
– 支持全双工通信，允许同时收发数据，彻底消除冲突（不同于 Hub 或早期网桥）。

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### 2. 性能与效率
– 桥接：
– 转发速度较慢（依赖软件处理），延迟较高。
– 早期网桥可能需存储整个帧后再转发（存储转发模式）。

– 交换：
– 线速转发（Wire-speed），硬件查表（CAM 表）实现微秒级延迟。
– 支持直通转发（Cut-through）等优化模式，减少延迟。

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### 3. 功能扩展
– 桥接：
– 功能简单，主要用于分割冲突域或连接不同物理介质（如以太网到 Wi-Fi）。
– 可能支持基础过滤（如 MAC 过滤）。

– 交换：
– 高级功能丰富：VLAN 划分、QoS（服务质量）、端口镜像、链路聚合（LACP）等。
– 三层交换机还可参与路由（Layer 3 Switching）。

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### 4. 广播域与冲突域
– 两者均不分割广播域（需路由器或三层交换机）。
– 桥接：分割冲突域（每个端口一个冲突域）。
– 交换：天然每个端口一个冲突域，且通过 VLAN 可逻辑分割广播域。

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### 5. 历史演进
– 桥接是早期技术（如透明网桥），用于扩展局域网。
– 交换是桥接的升级版，随着硬件技术进步成为主流，现代“交换机”已完全取代传统网桥。

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### 总结对比表

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### 实际应用建议
– 使用交换机：除非在特定场景（如连接异构网络需桥接），否则交换机是更优选择。
– 桥接的遗留用例：无线 AP 的 WDS 桥接模式、虚拟机网络桥接（虚拟交换机本质仍是交换技术）。

简而言之，交换机是桥接的高性能、多端口升级版，两者原理相似，但交换机的硬件优化和扩展功能使其成为现代网络的标准设备。