交换机的基本原理

小型交换机网络

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，会根据数据帧的头部信息对数据帧进行转发。

有了交换机，在一定程度上解决了冲突域问题。

交换机的转发行为

1．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）。

2．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）。

3．丢弃：交换机把从某一端口进来的帧直接丢弃。

交换机的转发原理

MAC地址表

1．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（ContentAddressable Memory）表。

MAC地址表与转发行为的关系

1．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。

2．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。

3．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。

4．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。

ARP协议

作用：已知IP地址解析MAC地址

ARP协议可以说是tcp/ip协议簇中最不安全的协议，但离开他又不行。

ARP工作原理

• 发送ARP广播：内容是我的IP是XXX，我的MAC是XXX，谁的IP是XXX，你的MAC是？？？

1. 主机B和主机C接收到此数据帧后，都会查看该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。
2. 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。
3. 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。

• 目标回应ARP单播，当pc收到ARP单播回应后，在计算机本地生成ARP缓存表