HC110110012 交换网络基础

常见的以太网设备包括Hub、交换机等。交换机网络工作在数据链路层，他有效地隔离了以太网中的冲突域，极大地提升了以太网的性能。

小型交换网络

• 交换机工作在数据链路层，交换机在收到数据帧后，交换机会根据数据帧的头部形象对数据帧进行转发。

交换机的转发行为

• 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

• 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：当交换机收到一个广播帧或收到未知单播帧（自己mac地址表中没有的单播帧），交换机就会通过除接收端口外转发出去。

• 转发：交换机吧从某一个端口进来的帧通过另一个端口转发出去（另一个端口不能是进入的端口）

• 交换机把从某一个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。

• 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。

交换机初始状态

• 初始状态下，交换机并不知道所连主机的mac地址，所以mac地址表为空。

学习MAC地址

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

转发数据帧

• 当数据帧的目的MAC地址不在MAC表中，或者目的MAC为广播地址时，交换机会泛洪该帧。

目标主机回复

• 交换机根据MAC地址表将目标主机的恢复信息单播转发给源主机。
• 主机B和主机C接收到此数据帧后，都会查看ARP数据帧。但是主机B不会回复该帧，主机C会处理该帧并发送ARP回应，此回复数据帧的目的MAC地址为主机A的MAC地址，源MAC地址为主机C的MAC地址。SWA收到回复数据帧时，会将该帧的源MAC地址和接口的映射关系添加到MAC地址表中。如果此映射关系在MAC地址表已经存在，则会被刷新。然后SWA查询MAC地址表，根据帧的目的MAC地址找到对应的转发端口后，从G0/0/1转发此数据帧。

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问题：当一台主机从交换机的一个端口移动到另外一个端口时，交换机的MAC地址表会发生什么变化?

答：当一台主机从交换机的一个端口移除时，交换机检测到物理链路Down，因此会从MAC地址表中清除对应主机的MAC表项。一旦主机连接到交换机另外一个端口，交换机会检测到新端口对应的物理链路UP。主机发送报文后，交换机就会学习到主机的MAC地址和新端口的映射关系，并且添加到MAC地址表中。