交換機的原理詳解

實驗名稱：交換機 MAC 表形成
實驗需求：
1、確保 PC-1 與 PC-3 可以互相Ping通；
2、查看交換機的 MAC 地址表 ；
實驗步驟：
1、互聯交換機與 PC-1/2/3 ; 分別對應交換機的 Fas0/1/2/3口
2、配置PC-1/2/3的IP地址（此時可以不配置網關IP地址）

3、在Ping之前，查看交換機的 MAC地址表（空）
4、PC-1 ping PC-3 之後，然後查看交換機的MAC地址表；
過程分析：
PC1 --> PC3

192.168.1.1 ---> 192.168.1.3
A ---> C

原理詳解：

1、交換機收在 Fas0/1 端口收到 PC1 發送的數據包，
關註源MAC地址，形成 MAC 地址表條目：
A --- Fas0/1
2、交換機關註PC1發送的數據包的目標MAC地址，然後進行查表；

目標MAC ： C
MAC地址表：show mac-address-table
默認情況下，剛開機時，該表是空的；
匹配：
結果 - 不成功，所以，廣播；
3、交換機將 PC1 的數據包從 Fas0/2 和 Fas0/3 發送出去；
4、Fas0/2口連接的 PC-2 收到數據包以後，首先查看 目標MAC
地址是否與自己的網卡地址相同。不同，則丟棄數據包；
5、Fas0/3口連接的 PC-3 收到數據包以後，首先查看 目標MAC
地址是否與自己網卡地址相同。相同，則繼續分析 目標IP
地址，如果與自己的IP地址相同，則接收（反之，丟棄）

6、PC-3 基於收到的Ping 的請求，進行構建回應報文：
192.168.1.3 ----> 192.168.1.1
C ----> A
並且發送出去；
7、交換機在 Fas0/3 口接收到 PC-3發送的數據包，首先查看源
MAC，從而形成MAC地址表條目：
C ---- Fas0/3 ；
8、交換機關註 PC-3 發送的數據包的目標 MAC 地址， 查找MAC
地址表 ： show mac-address-table
A -- Fas0/1
此時的數據包的目標MAC地址為 A，恰好與改條目匹配成功，則將數據包從 Fas0/1 口發送出去；
9、PC-1收到數據包以後，首先分析目標 MAC地址是否與自己的網卡地址相同，如果相同，則繼續分析目標IP地址，是否與自己的IP地址相同，如果相同，則接收。Ping顯示成功。

總結：
1、成表 - 查看源MAC；
2、查表 - 查看目標MAC；
3、MAC表的動態條目是有一定的存活時間的，默認值為 300s
4、MAC表的大小是有一定空間的（show mac-address-table）


小小的擴展：
當PC機配置IP地址時，該設備會首先發送一個無故ARP，用於檢測
配置的IP地址是否可以用（確定本網段沒有重復的IP地址）

無故ARP的請求報文：
源MAC ---> 目標MAC
E ---> 全F ；(表示的是廣播MAC地址)
1、交換機在 Fas0/4 口收到 PC-4 發送的無故 ARP 之後，
首先查看報文的源MAC地址，形成MAC地址表條目：
E --- Fas0/4 ；
2、其次交換機會查看數據包的目標 MAC 地址，並進行MAC地址表
條目的匹配：
小問題：
在MAC地址表中是否存在全F對應的 條目；
比如： 全 F ----- Fas0/10
答案：不存在！

交換機可以隔離沖突域，不可以隔離廣播域；
路由器可以隔離廣播域，可以隔離沖突域；

ARP ： 　　　　　 IP --- MAC
MAC 地址表 ：　　　ＭＡＣ －－－ Ｐoｒｔ　

交換機的原理詳解