网桥和交换机 · 融合风（象牙 + Obsidian 入口）

速查

网桥/交换机工作于数据链路层，按 MAC 地址表转发：已知目的端口则转发，未知则泛洪，目的端口=入端口则丢弃。交换机每端口独立冲突域，路由器才分隔广播域。

基本概念 ▾

网桥（Bridge）

工作在数据链路层的设备，根据 MAC 地址转发帧，连接两个或多个网段。

交换机（Switch）

多端口网桥，每个端口是一个独立的冲突域。

网桥的工作原理 ▾

MAC 地址表学习

端口1: MAC_A, MAC_B
端口2: MAC_C, MAC_D
端口3: MAC_E

网桥根据 MAC 地址表把帧从对应端口转发出去

转发规则

学习：收到帧时，记录源 MAC 和入端口
查找：查找目的 MAC 对应的端口
转发：找到目的端口 → 转发到该端口
未找到 → 泛洪（向除入端口外所有端口转发）
目的端口 = 入端口 → 丢弃

转发过程示例

A(端口1) → C(端口2):
1. 收到帧: 源=A, 目的=C, 入端口=1
2. 学习: A→端口1
3. 查找: C→端口2
4. 转发: 从端口2转发

C(端口2) → 未知X:
1. 收到帧: 源=C, 目的=X, 入端口=2
2. 学习: C→端口2
3. 查找: X未找到
4. 泛洪: 向端口1,端口3转发

交换机 ▾

特点

多端口网桥（通常 24/48 端口）
每个端口独立冲突域
支持全双工通信
可并行转发多个端口的数据

交换方式

方式	说明	延迟	可靠性
存储转发	收完整帧后转发，有 CRC 校验	高	高
直通	只读目的 MAC 就转发	低	低（可能转发错误帧）
无碎片	收到 64 字节后转发	中	中

交换机 vs 集线器

特性	集线器(Hub)	交换机(Switch)
层次	物理层	数据链路层
冲突域	所有端口同一冲突域	每端口独立冲突域
转发方式	广播	按 MAC 地址转发
带宽	共享	独占
双工	半双工	全双工

冲突域和广播域 ▾

冲突域（Collision Domain）

同一冲突域内的设备共享带宽
集线器的所有端口在同一冲突域
交换机每个端口是独立冲突域
网桥/交换机分隔冲突域

广播域（Broadcast Domain）

广播帧能到达的所有设备
交换机的所有端口在同一广播域
路由器分隔广播域

广播域1:  [集线器(冲突域1)]  [交换机(冲突域2 冲突域3)]
                  │               │
             主机A           主机B 主机C
                  │
             路由器 ← 分隔广播域
                  │
广播域2:  [交换机(冲突域4 冲突域5)] → 主机D 主机E

生成树协议（STP） ▾

问题

交换机之间存在环路会导致：广播风暴、MAC 地址表不稳定、帧的重复接收。

STP 原理

通过阻塞某些端口，将环形拓扑变为树形拓扑，消除环路。

STP 工作过程

选举根桥（Root Bridge）：Bridge ID 最小的交换机
每个非根桥选举一个根端口（Root Port）
每个网段选举一个指定端口（Designated Port）
其余端口被阻塞（Blocking）

状态	持续时间	说明
Blocking	20s	阻塞，不转发
Listening	15s	监听 BPDU
Learning	15s	学习 MAC 地址
Forwarding	-	正常转发

MAC 地址表 ▾

表项组成

字段	说明
MAC 地址	设备的物理地址
端口号	对应的交换机端口
VLAN	所属 VLAN
老化时间	表项存活时间（默认 300s）

老化机制

每次收到该 MAC 的帧时刷新老化时间
超时未收到则删除表项
防止表项无限增长

记忆卡片 ▾

未知目的 MAC 如何转发？

泛洪——向除入端口外的所有端口转发；收到响应后学习目的 MAC。

交换机与集线器冲突域区别？

集线器所有端口同一冲突域；交换机每端口独立冲突域。

谁分隔冲突域？谁分隔广播域？

交换机/网桥分隔冲突域；路由器分隔广播域。

STP 的作用与根桥选举？

消除环路（防广播风暴）。选举 Bridge ID 最小的交换机为根桥，阻塞冗余端口成树形。

图示 · 交换机分隔冲突域 ▾

图：交换机每个端口是独立冲突域；只有路由器能分隔广播域（虚线框为两个广播域边界）。

交互动画 · 自学习转发的 7 步过程 ▾

手动模式

A 向 C 发送帧：观察网桥如何学习 MAC 表并精确转发

核心：源 MAC → 学习；目的 MAC → 查表转发/泛洪/丢弃