计算机网络——交换机自学习和转发帧流程

交换机工作在数据链路层。当收到帧后，在帧交换表中查找帧的目的MAC地址所对应的接口号，然后通过该接口转发帧。但是交换机刚上电启动时帧交换表是空的，随着网络中各个主机间的通信，交换机通过自学习算法自动逐渐建立起帧交换表。下面通过一个例子来详细说明转发的流程。

如上图所示的网络，当A想要向B发送信息，交换机在接口1收到该帧，交换机将A的MAC地址和进入交换机的接口号进行登记，存放在帧交换表中。而此时由于帧交换表中没有B的MAC地址，所以交换机1将该帧泛洪处理，即转发到除接口1外的所有接口。交换机2会从接口2收到该帧，同样进行登记，而由于交换机2的交换表中也没有B的相关信息，所以也将其泛洪处理。
而当B想要给A发送信息，帧从接口3进入交换机1，进行登记。此时帧交换表中已经存在A的MAC地址，直接根据地址进行转发即可。
当E想要给A发送信息，首先帧从交换机2的接口3进入交换机，查找帧交换表，发现A的MAC地址和进入交换机2的接口，于是将帧从接口2转发出去，从接口4到达交换机1。交换机1首先对其进行登记，并从表中查找到A的MAC地址，进行转发。
而如果G与A使用同一根总线，都通过接口1和交换机1相联。而G想要给A发送信息时，帧从接口1进入交换机1，对其进行登记，查找A的相关信息，发现它们的接口信息相同，于是交换机将该接收到的该帧废弃。
要注意，帧交换表中的每条记录都有自己的有效时间，到期会自动删除。譬如给某个设备换装了网卡，那么该设备的MAC地址就会发生变化，但如果帧交换表中没有更新，就会造成错误。

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