交换机的原理详解

2023-10-17 1074阅读

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

（图片来源网络，侵删）

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.开发云主机域名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，

首先查看开发云主机域名报文的源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！