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  • 以太网交换机交换表
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    2021-07-08 17:36:00

          总结一下计算机网络学期课程所学,方便以后的复习和补充。
          本文主要是第八章以太网交换计算题部分。需要掌握的知识点如下图。
          需要手写记录的笔记pdf和课本pdf可私信。

    在这里插入图片描述

    文章目录

    第八章

    1.Which of the following would alleviate the problem of excessive collisions in a LAN?(Choose two.)

    以下哪一项可以缓解局域网中过度碰撞的问题?(选择两种)
    A. reduce the size of collision domains 减少碰撞域的大小
    B. reduce number of broadcast domains减少广播域的数量
    C. add extra hubs增加额外的集线器
    D. add extra managed switches增加额外的交换机
    E. add additional transceivers增加其他收发器
    F. increase the length of UTP cable runs增加UTP电缆的运行长度

    2.A network administrator has a multi-floor LAN to monitor and maintain.Through careful monitoring the administrator has noticed a age amourt ofbroadcast traffic slowing the network. Which device would you use to best solve this problem?

    一个网络管理员有一个多层局域网来监控和维护。通过仔细的监控,管理员注意到了一个广播流量减缓网络的时段。你会用哪种设备来最好地解决这个问题?
    A. bridge网桥
    B. hub集线器
    C. router路由器
    D. transceiver收发器

    3. Which of the following describes the concept of full-duplex mode?

    以下哪个描述了全双工模式的概念?
    A. traffic passing in one direction at a time with no collisions交通一次向一个方向通过,不发生碰撞
    B. traffic passing faster downstream than upstream下游的交通比上游的快
    C. traffic passing equally in both directions with no collisions不发生碰撞,双向平均通过的通信量
    D. traffic passing faster upstream than downstream上游的交通比下游的快

    全双工,半双工都要知道

    4.Which of the following are not to be exceeded when implementing the 5-4-3-2-1 Rule? (Choose three.)

    在执行5-4-3-2-1规则时,下列哪一项不应超过?(选择三个)
    A. five broadcast domains五个广播域
    B. four hubs四个集线器
    C.three routers3个路由器
    D. three host segments三个主机段
    E. one collision domain碰撞域

    补充一下其他的,2个连接段 5个网络段

    5.Which items are contributors to latency in a switched network?(Choose two.)

    哪些项是交换网络中延迟的主要原因?(选择两个)
    A. circuit delays电路延迟
    B. software delays软件延迟
    C. incorrect MAC addressing错误的MAC地址
    D. too many collision domains太多的冲突域

    6.Which of the following are considered Layer 1 devices?(Choose two.)

    以下哪一种设备被认为是第一层设备?(选择两种。)
    A. router路由器
    B. switch转换器
    C. repeater中继器
    D. bridge网桥
    E. hub集线器

    七层网络设备都需要知道,联想一下各自的功能就很好记了,具体看笔记和课本

    7.A switch reads the first 64 bytes of a data field and forwards data, before the entire data field has been read.Which switching method allows this?

    在读取整个数据字段之前,交换机读取数据字段的前64个字节并转发数据。哪种切换方法允许这样做?
    A. store and forward存储和转发
    Bcut-through直通
    C. fragment-free无碎片
    D. asymmetric不对称的
    E. symmetric对称的

    三种方式都需要知道

    8.Which of the following is a term associated with replacing hubs with switches to increase the number of collision domains?

    以下哪个术语与用交换机替换集线器有关,以增加碰撞域的数量?
    A. encapsulation
    A.封装latency延迟
    C. segmentation分割
    D. layered model分层模型
    E. broadcast domain广播域
    F. extended扩展

    9.What does a switch build as it reads MAC addresses that pass through it?

    当一个交换机读取通过它的MAC地址时,它构建了什么?
    A. Routing Topology table路由拓扑表
    B. Content Addressable Memory table可寻址内存表
    C. Store and Forward list存储和转发列表
    D. Cut-through domain直通域
    E.MAC Route Address tableMAC路由地址表

    这边就涉及到交换机的作用,存储(学习)不就是用到了这个表,过滤,转发
    路由是ip寻址,找最优路径,区别一下

    10.What impact does a bridge have on a network? (Choose two.)

    网桥对网络有什么影响?(选择两个。)
    A. reduces the number collision domains 减少碰撞域的数目
    B. increases number of collision domains增加碰撞域的数目
    C. adds additional broadcast domains增加额外的广播域,
    D. has no impact on broadcast domains对广播域没有影响。
    E. reduces the length of the shared media减少共享媒体的长度

    11.While working on her computer,Mary noticed longer than normal network data transfers. Mary investigates the problem and notices that her co-workerJohn has been hosting an online video conference. What is the network probably experiencing?

    在电脑上工作时,玛丽注意到的时间比正常的网络数据传输要长。玛丽调查了这个问题,并注意到她的同事约翰一直在主持一个在线视频会议。网络可能正在经历什么?
    A. collision storm碰撞风暴
    B. broadcast storm广播风暴
    C. lP stormlP风暴
    D. data rain storm数据暴雨

    12.What will a bridge do if it receives a frame with a MAC address that is not within the table?

    如果一个网桥接收到一个MAC地址不在表中的帧,它会做什么?
    A. discard frame丢弃架
    B. ignore frame忽略帧
    C. send frame to appropriate port发送帧到适当的端口
    D. send frame to all ports except source port将帧发送到除源端口以外的所有端口

    13.Which LAN devices make frame forwarding decisions based on MAC addresses? (Choose two.)

    哪些局域网设备根据MAC地址进行帧转发决策?(选择两个)
    A. hub集线器
    B. router路由器
    C. bridge网桥
    D. switch转换器
    E. transceiver收发器

    14.Which of the following does a router use to make a forwarding decision?

    路由器使用下列哪一项来作出转发决定?
    A. destination lP address目的地LP地址
    B. MAC addressMAC地址
    C. source lP address源LP地址
    D. encapsulation address封装地址
    E. default gateway默认网关

    15.Which switching mode describes a switch that transfers a frame as soon as the destination MAC address is read?

    在读取目标MAC地址时,哪种交换模式描述传输帧的交换机?
    A. fragment-free无碎片的
    B. cut-through直通的
    C. store-and-forward存储和转发
    D. latency forwarding延迟转发

    总结

    如有错误,欢迎指出。

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    计算机网络实验报告

    实验三:交换机的交换表

    参考书籍:《计算机网络》(第七版 谢希仁)P99-101

    目录:

    1. 交换表的工作原理
    2. 交换机的MAC地址表的配置
    3. 实验内容

    一:交换表的工作原理

    • 存储转发方式

            把整个数据帧先缓存后再进行处理。

    • 交换机建立一个交换表,根据交换表来转发数据。

            

    1.1 以太网交换机的自学习功能

        以太网交换机运行自学习算法自动维护交换表。

        开始时,以太网交换机里面的交换表是空的

     

    1.2: 按照以下自学习算法 处理收到的帧和建立交换表

    • A 先向 B 发送一帧,从接口 1 进入到交换机。
    • 交换机收到帧后,先查找交换表,没有查到应从哪个接口转发这个帧。
    • 交换机把这个帧的源地址 A 和接口1  写入交换表中,并向除接口1以外的所有的接口广播这个帧。
    • C 和 D 将丢弃这个帧,因为目的地址不对。只 B 才收下这个目的地址正确的帧。这也称为过滤。
    • 从新写入交换表的项目 (A, 1) 可以看出,以后不管从哪一个接口收到帧,只要其目的地址是A,就应当把收到的帧从接口1转发出去。
    • B 通过接口 3 向 A 发送一帧。
    • 交换机查找交换表,发现交换表中的 MAC 地址有 A。表明要发送给A的帧(即目的地址为 A 的帧)应从接口1转发。于是就把这个帧传送到接口 1 转发给 A。显然,现在已经没有必要再广播收到的帧。
    • 交换表这时新增加的项目 (B, 3),表明今后如有发送给 B 的帧,就应当从接口 3 转发出去。
    • 经过一段时间后,只要主机 C 和 D 也向其他主机发送帧,以太网交换机中的交换表就会把转发到 C 或 D 应当经过的接口号(2 或 4)写入到交换表中。
    • 考虑到可能有时要在交换机的接口更换主机,或者主机要更换其网络适配器,这就需要更改交换表中的项目。为此,在交换表中每个项目都设有一定的有效时间。过期的项目就自动被删除。

    1.3:以太网交换机的这种自学习方法使得以太网交换机能够即插即用,不必人工进行配置,因此非常方便。

     

    1.4:交换机自学习和转发帧的步骤归纳

    • 交换机收到一帧后先进行自学习。查找交换表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。
      1. 如没有,就在交换表中增加一个项目(源地址、进入的接口和有效时间)。
      2. 如有,则把原有的项目进行更新(进入的接口或有效时间)。
    • 转发帧。查找交换表中与收到帧的目的地址有无相匹配的项目。
      1. 如没有,则向所有其他接口(进入的接口除外)转发。
      2. 如有,则按交换表中给出的接口进行转发。
      3. 若交换表中给出的接口就是该帧进入交换机的接口,则应丢弃这个帧(因为这时不需要经过交换机进行转发)。

    二:交换机的MAC地址表的配置

    • MAC(Media Access Control,媒体访问控制)地址表记录了MAC 地址与接口的对应关系,以及接口所属的VLAN 等信息
    • MAC 地址表项的生成方式有两种:自动生成、手工配置。
      1. 一般情况下,MAC 地址表由设备通过源MAC 地址学习自动生成。
      2. 为了提高安全性,网络管理员可手工在MAC 地址表中加入特定MAC 地址表项,将用户设备与接口绑定,从而防止非法用户骗取数据。
    • MAC 地址表项分为以下几种:
      1. 静态 MAC 地址表项:由用户手工配置,表项不老化
      2. 动态 MAC 地址表项:可以由用户手工配置,也可以由设备通过源MAC 地址学习自动生成。
    • 配置静态/动态MAC地址表项
      •    1.进入系统视图
            交换机管理界面输入SYS

                     2.添加或者修改静态/动态MAC地址表项

            mac-address { dynamic | static } mac-address interface interface-type
    
            interface-number vlan vlan-id

                      精简版

                       

          mac-address { dynamic | static } mac-address
    • 关闭MAC地址学习功能
         在系统视图下
         undo mac-address mac-learning enable
    • 配置动态MAC地址表项的老化时间
      mac-address timer { aging seconds | no-aging }

       

    • 交换机MAC地址转发表的表项包括:
      1. 目的MAC地址
      2. 端口所属的VLAN ID
      3. 状态
      4. 转发端口号
      5. 有效时间

    • H3C S5560X交换机的MAC配置
      1. 显示地址表信息
        display mac-address

         

      2. 显示某个接口下的地址表信息
        display mac-address interface gi 1/0/1

         

      3. 显示地址吧动态表项老化时间
        display mac-address aging-time

         

      4. 显示MAC地址学习功能的开启状态
        display mac-address mac-learning

    • 在Windows上查看主机MAC地址命令
      ipconfig –all     注意不要弄错了网卡(intel网卡)

    三:实验内容

    实验拓扑图

    1. 通过DMC连接到交换机
    <!--即使用浏览器访问10.3.18.xxx
    
            帐户名:admin
    
            密码:admin123
    
    -->

        2.将各主机连接到交换机5560X

        <!--将各主机的网线从机柜防火墙的接口处拔掉有序插到交换机5560X的接口上--> 

         3.使用各种查看mac信息的命令


     

    <!-- 显示地址表信息
    
     display mac-address
    
        显示某个接口下的地址表信息
    
      display mac-address interface gi 1/0/1
    
      显示地址吧动态表项老化时间
    
      display mac-address aging-time
    
      显示MAC地址学习功能的开启状态
    
      display mac-address mac-learning
    
    -->

         4.交换机MAC信息学习实验

           ① A、B、C、D四台主机分别连接到交换机

           ② 为A、B、C、D四台主机的intel网卡配置ip:192.168.1.1 – 192.168.1.4

    <!--
      分别打开A B C D机器网络连接的更改适配器界面,
      选择intel网卡,右键点击属性,修改其ipv4的ip地址为
      192.168.0.x,子网掩码设置为255.255.255.0 
    -->

     

          ③记录各台主机的MAC地址、IP地址、连接到交换机的接口号,所有主机关闭防火墙。然后执行以下操作

            C发送数据包给B

            C发送数据包给A

            D发送数据包给A

            A发送数据包给D,使用ping操作,

    <!--在windows的命令提示符窗口下,输入ipconfig -all
    在控制台打印出的信息中找到intel网卡的相关信息,
    记录其mac地址,ip地址,并记录各主机通过配线架连接到交换机
    5560X的端口号。
    
    最后,在控制台根据实验要求分别ping 各个主机
         格式:ping ip(192.168.1.x)
    -->

     

    5.配置静态MAC地址实验

        ①在windows中查看各计算机的MAC地址

    <-- cmd中输入ipconfig -all查看-->

    ​​    ​​​​​②在交换机上将上述MAC地址配置到各个接口

    <-- 在交换机管理界面将地址全部改成静态mac地址即可-- >

        ③使用ping命令查看能否ping通

    <--可以ping通-->

       ④交换机配置静态MAC地址不变,但是将主机A和主机B所连接的端口互换,查看能否ping通,并截图。

    <!—可以ping 通,因为交换机的交换表会即时用新的地址,接口信息覆盖之前存在交换表中的信息-->

    6. 配置动态MAC地址表项的老化时间

      ①将表现老化时间配置为10s

    <!—
    
    进入系统视图下 在管理界面输入sys
    
    输入命令:mac-address timer aging 10
    
    -->

       ②查看何时MAC地址的表项会消失

    <!—
    10s后再次查看交换机表中信息即消失,
    因为老化时间设置为10s,10s后交换表的数据会自动情况
    -->

    7.关闭MAC地址学习功能

       ①关闭MAC地址学习功能

    <!--
    
    在交换机管理界面输入sys进入视图
    
    然后输入undo mac-address mac-learning enable
    
    关闭学习功能
    
     -->

     

       ②查看主机之间能否ping通

    <!--
    
        无法ping 通 因为交换机的交换表中一直为空,无法转发数据
    
    -- >

     

     

     

     

     

     

    展开全文
  • 以太网交换机交换方 式学习 以太网交换机交换方式学习 在实际使用时以太网交换机一般并不需要通信双方同时既发送又接收像打 印机这类的单向传送设备半双工甚至单工就能胜任也无需倒向像打印机 这类的单向传送设备...
  • 介绍冲突域、广播域的基本概念,详细讲解了交换机的工作原理,即交换机如何学习mac地址,对数据帧的处理过程。

    协议介绍

    以太网是当今现有局域网(Local Area Network, LAN)采用的最通用的通信协议标准,该标准定义了在局域网中采用的电缆类型和信号处理方法。以太网是建立在CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,载波监听多路访问/冲突检测)机制上的广播型网络。

    冲突的产生是限制以太网性能的重要因素,早期的以太网设备如HUB是物理层设备,不能隔绝冲突扩散,限制了网络性能的提高。而交换机做为一种能隔绝冲突的二层网络设备,极大的提高了以太网的性能,并替代HUB成为主流的以太网设备。然而交换机对网络中的广播数据流量不做任何限制,这也影响了网络的性能。

    通过在交换机上划分VLAN和采用L3交换机可解决这一问题。

    注意:划分VLan的目的是隔离广播域,不是为了隔离通信,所以才会用单臂路由和vlanif实现不同间vlan互访

    冲突域

    在共享网络,以太网络使用CSMA/CD技术,避免冲突问题。CSMA/CD的基本工作过程如下:

    1.终端设备不停的检测共享线路的状态。

    如果线路空闲则发送数据。

    如果线路不空闲则一直等待。

    2.如果有另外一个设备同时发送数据,两个设备发送的数据必然产生冲突,导致线路上的信号不稳定。

    3.终端设备检测到这种不稳定之后,马上停止发送自己的数据。

    4.终端设备发送一连串干扰脉冲,然后等待一段时间之后再进行发送数据。发送干扰脉冲的目的是为了通知其他设备,特别是跟自己在同一个时刻发送数据的设备,线路上已经产生了冲突。

    5.检测到冲突后等待的时间是随机的。

    CSMA/CD的工作原理可简单总结为:先听后发,边发边听,冲突停发,随机延迟后重发。 

    广播域

    因为网络中使用了广播,会占用带宽,降低设备的处理效率,必须对广播加以限制。比如ARP使用广播报文从IP地址来解析MAC地址。全1MAC地址FFFF-FFFF-FFFF为广播地址,所有节点都会处理目的地址为广播地址的数据帧。这种一个节点发送一个广播报文其余节点都能够收到的节点的集合,就是一个广播域。传统的网桥可以根据MAC表对单播报文进行转发,对于广播报文向所有的接口都转发,所以网桥的所有接口连接的节点属于一个广播域,但是每个接口属于一个单独冲突域。 

    最小帧长

    由于CSMA/CD算法的限制,以太网帧必须不能小于某个最小长度。以太网中,最小帧长为64字节,这是由最大传输距离和冲突检测机制共同决定的。

    规定最小帧长是为了避免这种情况发生:A站点已经将一个数据包的最后一个Bit发送完毕,但这个报文的第一个Bit还没有传送到距离很远的B站点。B站点认为线路空闲继续发送数据,导致冲突。

    图1 Ethernet_II的帧结构

    高层协议必须保证Data域至少包含46字节,这样加上以太网帧头的14字节和帧尾的4字节校验码正好满足64字节的最小帧长,如图1所示。如果实际数据不足46个字节,则高层协议必须填充一些数据单元。

     以太网的双工模式

    以太网的物理层存在半双工和全双工两种模式。

    半双工

    数据可以双向传输,但不能·同时传输。采用CSMA/CD机制,有最大传输距离的限制,HUB工作在半双工模式。单双工数据只能单向传输 

    全双工

    全双工从根本上解决了以太网的冲突问题,以太网从此告别CSMA/CD。

    同一时刻可以接收和发送数据,最大吞吐量达双倍速率,消除了半双工的物理距离限制。当前制造的网卡、二层设备、三层设备都支持全双工模式,HUB除外。

    实现全双工的硬件保证:支持全双工的网卡芯片,收发线路完全分离的物理介质,点到点的连接。

    以太网的网络层次

    一些组织和厂家提出把数据链路层再进行分层,分为媒体接入控制子层(MAC)和逻辑链路控制子层(LLC)。这样不同的物理层对应不同的MAC子层,LLC子层则可以完全独立。如图1所示。

    图1 以太网链路层的分层结构

    MAC子层

    MAC子层的功能简介

    MAC(Media Access Control)子层负责完成下列任务:

    提供物理链路的访问。

    MAC子层是物理层相关的,也就是说,不同的物理层有不同的MAC子层来进行访问。

    链路级的站点标识:在数据链路层识别网络上的各个站点。

    数据的收发过程如下:

     1.当上层要发送数据的时候,把数据提交给MAC子层。

     2.MAC子层把上层提交来的数据放入缓存区。

     3.然后加上目的MAC地址和自己的MAC地址(源MAC地址),计算出数据帧的长度,形成以太网帧。

     4.以太网帧根据目的MAC地址被发送到对端设备。

     5.对端设备用帧的目的MAC地址,跟MAC地址表中的条目进行比较。只要有一项匹配,则接收该以太网帧。若无任何匹配的项目,则丢弃该以太网帧。(这里对端设备是指主机,而不是交换机,交换机可以泛洪未知单播帧)

    以太网帧结构

    Ethernet_II的帧结构

    图1 Ethernet_II的帧结构

    Ethernet_II的帧中各字段说明如表1所示。

    字段

    说明

    DMAC

    DMAC(Destination MAC)是目的地址。DMAC确定帧的接收者。

    SMAC

    SMAC(Source MAC)是源地址。SMAC字段标识发送帧的工作站。

    Type

    • 类型字段取值为0800的帧代表IP协议帧。
    • 类型字段取值为0806的帧代表ARP协议帧。
    • 类型字段取值为8035的帧代表RARP协议帧。
    • 类型字段取值为8137的帧代表IPX和SPX传输协议帧。

    Data

    数据字段的最小长度必须为46字节以保证帧长至少为64字节,这意味着传输一字节信息也必须使用46字节的数据字段。

    如果填入该字段的信息少于46字节,该字段的其余部分也必须进行填充

    数据字段最小长度为46字节,以太网帧最短长度64字节。数据字段的最大长度为1500字节,使得以太网帧的最大长度为1518字节。

    FCS

    FCS:Frame Check Sequence(帧校验序列),俗称帧尾,即计算机网络数据链路层的协议数据单元(帧)的尾部字段,是一段4个字节的循环冗余校验码

     

    源节点发送数据帧时,由帧的帧头和数据部分通过循环冗余校验计算,将结果放入FCS,目的节点接收到后,用同样的方式再计算一遍,如果与接收到的FCS不同,则认为帧在传输过程中发生了错误,从而选择丢弃这个帧。

    FCS提供了一种错误检测机制,用来验证帧在传输过程中的完整性。

    IEEE802.3帧

    所示,IEEE802.3帧格式类似于Ethernet_II帧,只是Ethernet_II帧的Type域被802.3帧的Length域取代,并且占用了Data字段的8个字节作为LLC和SNAP字段。

    字段

    说明

    Length

    Length字段定义了Data字段包含的字节数

    LLC

    LLC(Logical Link Control)由目的服务访问点DSAP(Destination Service Access Point)、源服务访问点SSAP(Source Service Access Point)和Control字段组成。

    SNAP

    SNAP(Sub-network Access Protocol)由机构代码(org code)和类型(Type)字段组成。org code三个字节都为0。Type字段的含义与Ethernet_II帧中的Type字段相同

    当Type或者Length字段值小于等于1500(或者十六进制的0x05DC)时,帧使用的是IEEE802.3格式。当Type或Length字段值大于等于1536(或者十六进制的0x0600)时,帧使用的是EthernetII格式。以太网中大多数的数据帧使用的是EthernetII格式。

    LLC子层

    在前文的介绍中提到了MAC子层形成的帧结构,包括IEEE802.3的帧和ETHERNET_II帧。在ETHERNET_II帧中,由Type字段区分上层协议,这时候就没有必要实现LLC子层,仅包含一个MAC子层。

    IEEE802.3帧中的LLC子层除了定义传统的链路层服务之外,还增加了一些其他有用的特性。这些特性都由DSAP、SSAP和Control字段提供。

    例如以下三种类型的点到点传输服务:

    下面通过一个例子来说明SSAP和DSAP的应用。假设终端系统A和终端系统B要使用面向连接的可靠的数据传输服务,这时候会发生如下过程:

    1.A给B发送一个数据帧,请求建立一个面向连接的可靠连接。

    2.B接收到以后,判断自己的资源是否够用(即是否建立了太多的连接),如果够用,则返回一个确认信息,该确认信息中包含了识别该连接的SAP值。

    3.A接收到回应后,知道B已经在本地建立了跟自己的连接。A也创建一个SAP值,来表示该连接,并发一个确认给B,连接建立。

    4.A的LLC子层把自己要传送的数据进行封装,其中DSAP字节填写的是B返回的SAP,SSAP字节填写的是自己创建的SAP,然后发给MAC子层。

    5.A的MAC子层加上MAC地址和LENGTH字段之后,发送到数据链路上。

    6.B的MAC子层接收到该数据帧之后,提交给LLC子层,LLC子层根据DSAP字段判断出该数据帧属于的连接。

    7.B根据该连接的类型进行相应的校验和确认,通过这些校验和确认后,才向上层发送。

    8.数据传输完毕之后,A给B发送一个数据帧来通知B拆除连接,通信结束。

    交换机的工作原理

    二层交换机工作在数据链路层,它对数据帧的转发是建立在MAC地址基础之上的。交换机不同的接口发送和接收数据是独立的,各接口属于不同的冲突域,因此有效地隔离了网络中的冲突域。

    二层交换设备通过学习以太网数据帧的源MAC地址来维护MAC地址与接口的对应关系(保存MAC与接口对应关系的表称为MAC地址表),通过其目的MAC地址来查找MAC地址表决定向哪个接口转发。

     MAC地址表

    MAC地址表记录了交换机学习到的其他设备的MAC地址与接口的对应关系。交换机在转发数据帧时,根据数据帧的目的MAC地址查询MAC地址表。如果MAC地址表中包含与该帧目的MAC地址对应的表项,则直接通过该表项中的出接口转发该报文;如果MAC地址表中没有包含该帧目的MAC地址对应的表项时,交换机将采取泛洪方式在除接收接口外的所有接口发送该报文。

    交换机的3种数据帧处理行为

     泛洪

    如果从传输介质进入交换机的某个端口的帧是一个单播帧,交换机会去MAC表查这个帧的目的MAC地址。如果查不到这个MAC地址,则交换机将对该单播帧执行泛洪操作。(泛洪出去的还是单播帧)

    如果从传输介质进入交换机的某个端口的帧是一个广播帧,交换机不会去查MAC地址表,而是直接对该广播帧执行泛洪操作。

     转发

    如果从传输介质进入交换机的某个端口的帧是一个单播帧,则交换机会去MAC表查这个帧的目的MAC地址。如果查到了这个MAC地址表,则比较这个MAC地址在MAC地址表中对应的端口编号是不是这个帧从传输介质进入交换机的那个端口的端口编号。如果不是,则交换机执行转发操作(将该帧送至该帧目的MAC地址在MAC地址表中对应的那个端口,并从那个端口发送出去)。

     丢弃

    如果从传输介质进入交换机的某个端口的帧是一个单播帧,则交换机会去MAC表查这个帧的目的MAC地址。如果查到了这个MAC地址表,则比较这个MAC地址在MAC地址表中对应的端口编号是不是这个帧从传输介质进入交换机的那个端口的端口编号。如果是,则交换机将对该帧执行丢弃操作。(接收到的数据帧的目的MAC出接口和接收数据帧接口编号一样,就丢弃)

    交换机的MAC地址学习 (主机已知对端的IP地址和MAC地址)

    1.

    初始状态下,交换机并不知道所连接主机的MAC地址,所以MAC地址表为空。

     2.

    主机1想要发送数据给主机2(假设已知对端的IP地址和MAC地址),会封装数据帧,包含自己的源IP地址和源MAC地址。交换机收到后会查自己的MAC地址表,发现没有对应表项,则收到的数据帧是“未知单播帧” 。

    3.

    由于收到的数据帧是“未知单播帧”,因此交换机会泛洪该数据帧。

    同时,交换机将收到的数据帧的源MAC地址和对应端口编号记录到MAC地址表中。 

    注意:MAC地址表中动态学习的表项并非永远有效,每一条表项都有一个生存周期,到达生存周期仍得不到更新的表项将被删除,这个生存周期被称作老化时间。例如华为S系列交换机的老化时间缺省值是300秒。

    4.

    广播网络中的所有主机均会收到该数据帧,但是只有主机2会处理(因为目的MAC地址是主机2)。

    主机2会回复数据帧给主机1,也是单播数据帧。 

    5.

    交换机收到该单播数据帧后,会查看自己的MAC地址表,发现有对应的表项,则将数据从对应的端口转发出去。

    同时,交换机将收到的数据帧的源MAC地址和对应端口编号记录到MAC地址表中。

     交换机MAC地址学习(主机未知对端的MAC地址)

    数据封装过程 

    主机1在发送数据报文前,需要先进行报文封装,包括源目IP地址、源目MAC地址等。

    初始状态

    主机1为了进行报文封装,会查本地的ARP缓存表。初始状态下,主机1的ARP缓存是空的。

    而刚上电的交换机,初始状态下,交换机的MAC地址表也是空的。

     泛洪数据帧

    主机1发送ARP请求报文,请求目的MAC地址。

    交换机收到的数据帧后查MAC地址表,发现没有对应表项,则向所有非接收端口,泛洪该数据帧。

     学习MAC地址

    交换机将收到的数据帧的源MAC地址和对应端口记录到MAC地址表中。 

    目标主机回复

    主机2收到ARP请求报文后,会进行相应的处理,并发送ARP响应报文,回复主机1。

    交换机收到的数据帧后查MAC地址表,发现有对应表项,则向对应端口转发该数据帧;并且交换机将收到的数据帧的源MAC地址和对应端口记录到MAC地址表中。

    最终,主机1收到主机2的ARP响应报文后,就会将对应的IP地址和MAC地址记录到自己的ARP缓存中,并封装自己的报文,访问主机2。

    补充

    注:这里的不能通信是指不能使用ip协议通信,A和B都有互相的mac地址,可以通过二层协议相互通信。

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    首先我们来看看交换机的概念

    交换机(Switch)意为“开关”是一种用于电(光)信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。

    其次是以太网交换机

    是家用的以太网交换机或者其他较小的网络使用的交换机,这种交换机一般都是傻瓜式的。而大型的交换机需要更复杂的配置,这里就不讲了。那么,家用的、小型的以太网交换机怎么用呢?其实很简单,一句话:插上就能用。就是接上电源,接上网线就能用。

    但是,往往有同学发现交换机的功能不像自己想象的那样。就会上百度搜索:以太网交换机怎么用?在此,我们要先明白交换机的一般用途:

    形象的说,就是提供更多的接口,让更多的设备(比如:电脑)能接上网线上网。

    如果,你在家里面想让更多的电脑上网,而路由器或者Modem(猫)的接口不够多,此时,你可以使用一个或者多个交换机,交换机上都是LAN口,接路由器时是接路由器的LAN口。

    此时需要注意:

    如果,你是把室外的网线直接接到交换机上。然后再接电脑,在某台电脑上拨号上网,此时,交换机几乎没有作用,你接到交换机其他口上的电脑也无法上网。

    正确的做法应该是,室外的网线接路由器或者Modem(猫),在路由器或者Modem(猫)上拨号,然后再接交换机,再接电脑,这样的话接到交换机其他口上的电脑就都可以上网了。

    还需要注意网线的不同接法:同种设备交叉线,异种设备直通线。路由器和电脑属于同种设备,交换机和电脑属于异种设备。不过,现在的网卡一般都能自动适应,不管交叉线、直通线都可以。

    以上就是以太网交换机的概念以及使用方法,一般都是小型区域用的,大家了解一下就好。

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