HC110110012 交换网络基础
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0x01 交换网络基础
随着企业网络的发展，越来越多的用户需要接入到网络，交换机提供的大量的接入端口能够很好地满足这种需求。同时，交换机也彻底解决了困扰早期以太网的冲突问题，极大地提升了以太网的性能，同时也提高了以太网的安全性。
交换机工作在数据链路层，对数据帧进行操作。在收到数据帧后，交换机会根据数据帧的头部信息对数据帧进行转发。
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。(为了好理解才这么写的，实际在真机环境下，除了学习的一些地址，交换机上还有一些默认的地址，这些地址都是直接交由交换机直接处理的)
主机A发送数据给主机C时，一般会首先发送ARP请求来获取主机C的MAC地址，此ARP请求帧中的目的MAC地址是广播地址，源MAC地址是自己的MAC地址。SWA收到该帧后，会将源MAC地址和接收端口的映射关系添加到MAC地址表中。
缺省情况下，X7系列交换机学习到的MAC地址表项的老化时间为300秒。如果在老化时间内再次收到主机A发送的数据帧，SWA中保存的主机A的MAC地址和G0/0/1的映射的老化时间会被刷新。此后，如果交换机收到目标MAC地址为00-01-02-03-04-AA的数据帧时，都将通过G0/0/1端口转发。
本例中主机A发送的数据帧的目的MAC地址为广播地址，所以交换机会将此数据帧通过G0/0/2和G0/0/3端口广播到主机B和主机C。
本例中主机A发送的数据帧的目的MAC地址为广播地址，所以交换机会将此数据帧通过G0/0/2和G0/0/3端口广播到主机B和主机C。
最后弄个总结：
交换机中有一个MAC地址表，里面存放了MAC地址与交换机端口的映射关系。MAC地址表也称为CAM（Content Addressable Memory）表。
如图所示，交换机对帧的转发操作行为一共有三种：泛洪（Flooding），转发（Forwarding），丢弃（Discarding）。
- 泛洪：交换机把从某一端口进来的帧通过所有其它的端口转发出去（注意，“所有其它的端口”是指除了这个帧进入交换机的那个端口以外的所有端口）。
- 转发：交换机把从某一端口进来的帧通过另一个端口转发出去（注意，“另一个端口”不能是这个帧进入交换机的那个端口）。
- 丢弃：交换机把从某一端口进来的帧直接丢弃。
交换机的基本工作原理可以概括地描述如下：
- 如果进入交换机的是一个单播帧，则交换机会去MAC地址表中查找这个帧的目的MAC地址。
1）如果查不到这个MAC地址，则交换机执行泛洪操作。
2）如果查到了这个MAC地址，则比较这个MAC地址在MAC地址表中对应的端口是不是这个帧进入交换机的那个端口。如果不是，则交换机执行转发操作。如果是，则交换机执行丢弃操作。 - 如果进入交换机的是一个广播帧，则交换机不会去查MAC地址表，而是直接执行泛洪操作。
- 如果进入交换机的是一个组播帧，
则交换机的处理行为比较复杂，超出了这里的学习范围，所以略去不讲，PPT上写的很复杂，个人感觉好像除了本机处理的，或者已知组播对应接口的，其余的和广播一样泛洪就行了，没什么复杂的。。。 - 另外，交换机还具有学习能力。当一个帧进入交换机后，交换机会检查这个帧的源MAC地址，并将该源MAC地址与这个帧进入交换机的那个端口进行映射，然后将这个映射关系存放进MAC地址表。