无VLAN配置的交换机的工作原理

Posted 2020-10-10

一、原理概述

交换机是最常见的网络设备之一，本文简单描述其工作原理（未配置VLAN）：

1、成表：当交换机在端口上收到数据包以后，首先查看源MAC地址，从而形成 源MAC 与 入端口的对应关系

2、查表：分析数据包的 目标MAC地址，并且查找 MAC地址表：能找到对应的MAC条目，则在对应端口转发；如果找不到对应的条目，则广播。

二、案例讲解：

1、网络拓扑：

为便于理解，结合下图进行讲解：

如上图所示，主机PC1-3分别接入交换机SW的三个端口，并且分别配置192.168.1.1网段的三个地址。

我们知道交换机是基于MAC地址表(mac-access-table)进行工作的，此时我们查看SW的MAC地址表（使用SW#show mac-address-table命令），结果如下：

可以看到MAC地址表中没有条目，此时主机之间还没有开始通信。

2、成表：

从主机PC1上ping主机PC2，结果如下：

此时查看SW的MAC地址表，结果如下：

可以看到有两条MAC地址条目，来源如下：

    1、当PC1发出ICMP包到达SW的Fa0/1端口时，SW首先查看收到的数据包中的源MAC地址是否在MAC地址表中，没有看到则在MAC地址表中写入第一条记录（生成源MAC地址与数据包入端口的对应关系）；

    2、SW查看收到的数据包的目标MAC地址，在MAC地址表中没有找到对应的条目，那么就从Fa0/2、Fa0/3（除入端口外所有属于VLAN 1的其他的活跃端口）发出广播包；

    3、PC2收到SW发出的广播包后，查看其中的目标MAC地址是否与自己的MAC地址相同，发现相同则向SW发出回应的数据包（源MAC地址为PC2的MAC地址，目标MAC地址为PC1的MAC地址）；

    4、SW收到PC2发出的数据包后，查看源MAC地址是否在MAC地址表中，没有看到则在MAC地址表中写入第二条记录（生成源MAC地址与数据包入端口的对应关系）；

    5、SW查看收到的数据包的目标MAC地址，在MAC地址表中找到对应的条目（第一条），那么就从Fa0/1端口发出数据包；

    6、PC3收到SW发出的广播包后，查看其中的目标MAC地址是否与自己的MAC地址相同，发现不相同则不予理睬。

    7、因此PC1主机pingPC2主机的操作，导致SW生成两条MAC地址条目。总结起来就是MAC地址表形成和使用的过程，也就是交换机的工作原理。

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