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交换机的工作原理

交换机工作于OSI参考模型的第二层，即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过将MAC地址和端口对应，形成一张MAC表。在今后的通讯中，发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不能划分网络层广播，即广播域。

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交换机模块故障分析

交换机是由很多模块组成，比如：堆叠模块、管理模块（也叫控制模块）、扩展模块等。这些模块发生故障的机率很小，不过一旦出现问题，就会遭受巨大的经济损失。如果插拔模块时不小心，或者搬运交换机时受到碰撞，或者电源不稳定等情况，都可能导致此类故障的发生。

当然上面提到的这3个模块都有外部接口，比较容易辨认，有的还可以通过模块上的指示灯来辨别故障。比如：堆叠模块上有一个扁平的梯形端口，或者有的交换机上是一个类似于USB的接口。用于和网管计算机建立连接，方便管理。如果扩展模块是光纤连接的话，会有一对光纤接口。

在排除此类故障时，首先确保交换机及模块的电源正常供应，然后检查各个模块是否插在正确的位置上，后检查连接模块的线缆是否正常。在连接管理模块时，还要考虑它是否采用规定的连接速率，是否有奇偶校验，是否有数据流控制等因素。连接扩展模块时，需要检查是否匹配通信模式，比如：使用全双工模式还是半双工模式。当然如果确认模块有故障，解决的方法只有一个，那就是应当立即联系供应商给以更换。

交换机刚加电时网络无法通信解决方式

交换机刚刚开启的时候无法连接至其他网络，需要等待一段时间才可以。另外，需要使用一段时间之后，访问其他计算机的速度才快，如果有一段时间不使用网络，再访问的时候速度又会慢下来。

由于这台交换机是一台可网管交换机，为了避免网络中存在拓扑环，从而导致网络瘫痪，可网管交换机在默认情况下都启用生成树协议。这样即使网络中存在环路，也会只保留一条路径，而自动切断其他链路。所以，当交换机在加电启动的时候，各端口需要依次进入、学习和转发状态，这个过程大约需要3~5分钟时间。

如果需要迅速启动交换机，可以在直接连接到计算机的端口上启动“PortFast”，使得该端口立即并且转换至转发状态，这样设备可以立即连接到网络，避免端口由和学习状态向转发状态过渡而必须的等待时间。

如果需要在交换机加电之后迅速实现数据转发，可以禁用扩展树协议，或者将端口设置为PortFast模式。不过需要注意的是，这两种方法虽然省略了端口检测过程，但是一旦网络设备之间产生拓扑环，将导致网络通信瘫痪。