交换机的原理详解-创新互联

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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