交换机的地址列表
工程师经常需要坐火车出差，到车站后就会找对应的检票口，确定检票口的提示信息和票面上的车次一致，就不会上错车，车站会根据调度表来调整检票口提示信息。
交换机会生成一张目的地址与端口号对应关系的地址列表，用于转发报文。如果交换机在开始时并没有确定设备连接在哪个端口上，其地址列表中没有相关条目，就会把该报文广播发送到所有端口等待响应。一旦收到回复的报文，就记录下相关联的目的地址与端口，作为一个条目填入地址列表中，等到下次收到报文，发现其目的地址已经记录在地址列表中，则直接向对应端口转发报文。如果交换机广播后没有收到任何回复，则不会有进一步操作。交换机还需要维护并动态更新地址列表。
感谢《网络那些事儿》作者所提供的图，描述了地址列表学习与使用的步骤：
1. 交换机端口1接收到来自PC1的报文，目的地址是PC3；
2. 交换机获得报文的目的地址，这时地址列表中的没有记录，则交换机将PC1的源地址关联到进入端口1，记录在地址列表中。
3. 交换机向所有端口转发该报文（除了进入端口不发）；
4. PC3收到报文后回复目的地址为PC1的单播报文；
5. 交换机地址表中记录下PC3的源地址和端口3，在地址列表中找对应的端口。由于地址列表中已有关联的条目PC1和端口1，交换机不用广播只要向PC1转发报文。
这就是为什么大妈要在楼下运气后大吼一声，原来这就是在广播找人，D回应后就知道是哪个房间的，下次大妈就直接去房间找D就行了。但大吼一声没有回复，说明女生不在宿舍，男生就不要纠缠了，不然大妈就要对你大吼了。而且大妈会定期整理女生与房间的对应关系，这就相当于交换机维护地址列表，地址列表项目通常会保持5分钟。
不同的工业以太网交换机
工业交换机用于苛刻的工业应用，外观和安装形式多样，高IP防护等级，满足24V电源，还要求防水、防尘、抗震、抗电磁干扰，使用全双工模式。PROFINET工业以太网交换机还需要支持VLAN、标准化的诊断、自动极性交换、自动协商和自动交叉等功能。
工业以太网交换机有两类不同的报文处理方法——直通转发（cut-through）与存储转发（store-forward）。
直通转发就是交换机在收到帧后，只要查看到此帧的目的MAC地址，马上根据MAC地址表向相应的端口转发；这种方式的好处是速度快，转发所需时间短，但问题是可能同时把一些错误的、无用的帧也同时转发目的地址。
存储转发就是交换机的每个端口被分配到一定的缓冲区（大小一般为64k），报文在进入交换机后读取目标地址，根据地址表获得到转发关系后，数据会暂存在此端口的缓冲区，直到数据填满缓冲区后，所有数据会一次性转发。在数据存储在缓冲区期间，交换机会简单效验数据，如果此时发现错误的数据，就不会转发到目的地址，而是直接丢弃。储存转发机制提高了报文转发质量，但是转发所需时间会比直通转发要长一点。
开始时，大妈采用直通转发，所以男生的用户体验非常好，以至于女生宿舍的访问量剧增。后来，大妈则改进成储存转发，所以学校的用户体验就变得越来越好，女生也多了一种保驾护航的尊贵感觉，大妈也为此加了工资。
非管理型交换机不支持网管功能，不提供Web界面，用户不能够手动控制，没有诊断功能，一致性类型A的PROFINETIO系统可以使用非管理型交换机。所以说，大妈一开始对于以学习为理由的男生采用的是非管理型交换机的方式。
管理型交换机支持网管功能，提供了多种用户控制选项，支持冗余控制、网络数据流量的统计分析和诊断功能，允许Web访问，而且可以作为一种IO设备。满足一致性类别B类和C类的PROFINETIO系统的要求，尤其在使用冗余控制功能时必须使用管理型交换机。后来，大妈就运用了管理型交换机的处理方法来限制男生串门，导致男生叫苦不已，女生的尊荣感受与日俱增。
冲突域与广播域
以太网交换机中比较容易混淆的概念是冲突域和广播域，这两个概念会影响局域网性能。局域网从80年代中期开始大规模使用，随着技术的发展，设备变得越来越强，应用程序也越来越复杂，网络负载也急剧增大。为了满足在局域网对带宽要求，网络运营商已经实现下面的解决方案：
1、使用传输速率更快的局域网技术；
2、通信分解成多个较小的局域网段。
设备间共享的同一网段称为冲突域。因为该网段内两个以上设备同时尝试通讯时，可能发生冲突，也就是说当两个男生同时提要求时，大妈不容易听清楚。工业以太网交换机可将各个网段的冲突域隔离，其每一个端口就是一个新的网段，所以冲突域缩小到设备本身，也就是大为缩小了冲突域。
广播域是一个逻辑上的计算机组，该组内的所有计算机都会收到同样的广播信息。尽管交换机根据地址列表转发数报文，但收到广播报文后会向所有端口转发。当广播通信比较多时，可能会带来广播风暴，可能导致局域网严重拥挤乃至崩溃。大妈在楼下大吼一嗓子，整栋楼都是广播域，吼的次数多了女生就会觉得比较吵，而且效率很低，有时只是一个年级的事情，结果通知了所有年级。
虚拟局域网VLAN
前面提到PROFINETIO系统采用支持IEEE802.1Q标准的交换机组网，或者PROFINET设备本身就集成一个带交换功能的双端口，这样不仅提高了系统实时性，而且会减少线缆接线。
IEEE802.1Q协议也就是虚拟桥接局域网协议，主要规定了VLAN（virtual local areanetwork）的实现方法，什么是VLAN呢？VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的数据交换技术。在实际应用中，支持VLAN的工业交换机可以将网络划分足够小子网，这样可以尽可能的缩小冲突区域的范围，可以解决更大的规模网络的实时性问题。在广播域中会产生大量的广播以及多播报文（如ARP、DHCP、STP等），就会与数据流竞争带宽。改善网络中的性能传统的做法是将整个网络划分成更小的子网。划分VLAN的目的是提高安全性与提高性能。
支持IEEE802.1q的交换端口可传输带VLAN标签的帧或无标签帧，对于插入了VLAN标签的以太网报文，会分优先级转发报文。
《甄嬛传》的确好看，促使大妈充分运用VLAN的原理，实现从楼下大吼一嗓子到后来在相应楼层里喊一声的转变，轻松搞定工作难题！
