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(lián)交換機與 PC-1/2/3 ; 分別對應(yīng)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(wǎng)關(guān)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 之后，然后查看交換機的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(fā)送的數(shù)據(jù)包，
       關(guān)注源MAC地址，形成 MAC 地址表條目：
              A --- Fas0/1    
    2、交換機關(guān)注PC1發(fā)送的數(shù)據(jù)包的目標MAC地址，然后進行查表；
          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(jié)果 - 不成功，所以，廣播；
    3、交換機將 PC1 的數(shù)據(jù)包從 Fas0/2 和 Fas0/3 發(fā)送出去；
    4、Fas0/2口連接的 PC-2 收到數(shù)據(jù)包以后，首先查看 目標MAC
       地址是否與自己的網(wǎng)卡地址相同。不同，則丟棄數(shù)據(jù)包；
    5、Fas0/3口連接的 PC-3 收到數(shù)據(jù)包以后，首先查看 目標MAC
       地址是否與自己網(wǎng)卡地址相同。相同，則繼續(xù)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 基于收到的Ping 的請求，進行構(gòu)建回應(yīng)報文：
            192.168.1.3  ---->  192.168.1.1  
               C         ---->     A  
        并且發(fā)送出去；
    7、交換機在 Fas0/3 口接收到 PC-3發(fā)送的數(shù)據(jù)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(guān)注 PC-3 發(fā)送的數(shù)據(jù)包的目標 MAC 地址， 查找MAC
        地址表 ： show  mac-address-table
                     A -- Fas0/1  
    此時的數(shù)據(jù)包的目標MAC地址為  A，恰好與改條目匹配成功，則將數(shù)據(jù)包從 Fas0/1 口發(fā)送出去；
    9、PC-1收到數(shù)據(jù)包以后，首先分析目標    MAC地址是否與自己的網(wǎng)卡地址相同，如果相同，則繼續(xù)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(jié)：
    1、成表 - 查看源MAC；  
    2、查表 - 查看目標MAC；
    3、MAC表的動態(tài)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(shè)備會首先發(fā)送一個無故ARP，用于檢測
    配置的IP地址是否可以用（確定本網(wǎng)段沒有重復(fù)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(fā)送的無故 ARP 之后，  
        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(shù)據(jù)包的目標 MAC 地址，并進行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(yīng)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