交换机的原理详解-创新互联

交换机的原理详解

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实验名称:交换机 MAC 表形成
实验需求:
   1、确保 PC-1 与 PC-3 可以互相Ping通;
   2、查看交换机的 MAC 地址表 ;
实验步骤:
   1、互联交换机与 PC-1/2/3 ; 分别对应交换机的 Fas0/1/2/3口
   2、配置PC-1/2/3的IP地址(此时可以不配置网关IP地址)
   3、在Ping之前,查看交换机的 MAC地址表(空)
   4、PC-1 ping PC-3 之后,然后查看交换机的MAC地址表;
过程分析:
  PC1 --> PC3

  192.168.1.1 ---> 192.168.1.3
     A        --->  C  

原理详解:

    1、交换机收在 Fas0/1 端口收到 PC1 发送的数据包,
      关注源MAC地址,形成 MAC 地址表条目:
             A --- Fas0/1
   2、交换机关注PC1发送的数据包的目标MAC地址,然后进行查表;
        目标MAC : C
       MAC地址表:show mac-address-table
                   默认情况下,刚开机时,该表是空的;
        匹配:
           结果 - 不成功,所以,广播;
   3、交换机将 PC1 的数据包从 Fas0/2 和 Fas0/3 发送出去;
   4、Fas0/2口连接的 PC-2 收到数据包以后,首先查看 目标MAC
     地址是否与自己的网卡地址相同。不同,则丢弃数据包;
   5、Fas0/3口连接的 PC-3 收到数据包以后,首先查看 目标MAC
     地址是否与自己网卡地址相同。相同,则继续分析 目标IP
     地址,如果与自己的IP地址相同,则接收(反之,丢弃)

   6、PC-3 基于收到的Ping 的请求,进行构建回应报文:
          192.168.1.3 ----> 192.168.1.1
           C        ---->    A
       并且发送出去;
   7、交换机在 Fas0/3 口接收到 PC-3发送的数据包,首先查看源
     MAC,从而形成MAC地址表条目:
              C ---- Fas0/3 ;
   8、交换机关注 PC-3 发送的数据包的目标 MAC 地址, 查找MAC
      地址表 : show mac-address-table
                  A -- Fas0/1
   此时的数据包的目标MAC地址为 A,恰好与改条目匹配成功,则将数据包从 Fas0/1 口发送出去;
   9、PC-1收到数据包以后,首先分析目标   MAC地址是否与自己的网卡地址相同,如果相同,则继续分析目标IP地址,是否与自己的IP地址相同,如果相同,则接收。Ping显示成功。           

总结:
   1、成表 - 查看源MAC;
   2、查表 - 查看目标MAC;
   3、MAC表的动态条目是有一定的存活时间的,默认值为 300s
   4、MAC表的大小是有一定空间的(show mac-address-table)

小小的扩展:
   当PC机配置IP地址时,该设备会首先发送一个无故ARP,用于检测
   配置的IP地址是否可以用(确定本网段没有重复的IP地址)

   无故ARP的请求报文:
      源MAC ---> 目标MAC
       E  ---> 全F ;(表示的是广播MAC地址)
   1、交换机在 Fas0/4 口收到 PC-4 发送的无故 ARP 之后,
      首先查看报文的源MAC地址,形成MAC地址表条目:
         E --- Fas0/4 ;
   2、其次交换机会查看数据包的目标 MAC 地址,并进行MAC地址表
      条目的匹配:
          小问题:
              在MAC地址表中是否存在全F对应的 条目;
                比如: 全 F ----- Fas0/10
                  答案:不存在!

   交换机可以隔离冲突域,不可以隔离广播域;
   路由器可以隔离广播域,可以隔离冲突域;

   ARP :         IP --- MAC
   MAC 地址表 :   MAC --- Port 

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