工业级环网交换机：高效过滤和转发数据包的网络设备

环形网络是一种网络拓扑结构，其特点是将每个设备连成一个连续的环形。它可以确保一台设备发出的信号可以被环上所有其他设备接收到。环网冗余是指工业级环网交换机是否能够应对网络线缆连接中断的情况。当出现连接中断时，工业级环网交换机会接收到此消息，并启动备用端口，以确保网络通信能够正常恢复运行。在同一时间，当网络中的第7口和第8口失去连接时，交换机会触发继电器闭合，并通过指示灯向用户发出错误警报信号。当线缆修复后，继电器和指示灯将恢复其正常状态。

工业级环网交换机具备高带宽的背部总线和内部交换矩阵。所有的交换机端口都连接到背板总线上。当控制电路接收到数据包时，处理端口会查询内存中的地址对照表来确定目标MAC地址所连接的端口。然后，通过内部交换矩阵快速将数据包传送到目标端口。如果目标MAC地址不存在，则会广播到所有端口。一旦接收端口响应，交换机会学习新的地址，并将其添加到内部MAC地址表中。

即使使用工业级环网交换机，也可以将网络进行分段。通过对比MAC地址表，交换机可以仅允许必要的网络流量通过。借助交换机的过滤和转发功能，能够有效地阻断广播风暴，减少错误数据包和丢失数据包的发生，并避免共享出现冲突。

交换机能够同时进行多个端口之间的数据传输。每个端口都可以看作是一个独立的网段，连接在上面的网络设备可以独自享受全部的带宽，不需要与其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时，节点B可以同时与节点C进行数据传输，而且这两个传输都可以同时利用整个网络的带宽，并且它们之间都有各自独立的虚拟连接。如果使用的是10Mbps的以太网交换机，那么这个工业级环网交换机的总流通量将是20Mbps，即2倍于10Mbps。

总的来说，工业级环网交换机是一种使用MAC地址进行识别并具备封装转发数据包功能的网络设备。交换机能够自动地“学习”MAC地址，并将其储存在内部的地址表中。通过建立临时的交换路径，数据帧可以直接从源地址传送到目的地址。