3.9、以太网交换机自学习和转发帧的流程
3.9、以太网交换机自学习和转发帧的流程
1.以太网交换机工作在数据链路层
(也包括物理层
)
- 说明:目前市场上也有包含
网络层
部分功能的交换机,称为三层交换机
2.以太网交换机收到帧后,在帧交换表中查找的目的MAC地址所对应的接口号\color{red}的目的MAC地址所对应的接口号的目的MAC地址所对应的接口号,然后通过该接口转发帧。
3.以太网交换机是一种即插即用
设备,刚上电启动时其内部的帧交换表是空的。
- 随着网络中各主机间的通信,以太网交换机通过自学习算法\color{red}自学习算法自学习算法自动逐渐建立起交换表\color{red}交换表交换表。
3.9.1、接收帧
相互连接的两台以太网交换机各自连接了三台主机,构成了一个交换式以太网
这里用一个大写字母表示
MAC
地址(简单起见)
假设主机 A
给主机 B
发送帧
该帧从交换机接口 111 进入交换机 111。
交换机 111 首先进行登记的工作。(
自学习
)- 将该帧的源
MAC
地址A
记录到自己的交换表中 - 将该帧进入自己的接口号 111 也记录到自己的交换表中
- 将该帧的源
之后交换机 111对该帧进行转发。该帧的目的 MAC
地址是 B
,在帧交换表中查找 MAC
地址 B
,找不到于是对该帧进行盲目地转发(泛洪
)
- 也就是除该帧进入交换机接口外的
其他所有接口转发该帧
主机 B
的网卡收到帧后,根据帧的 MAC
地址 B
就知道这是发送给自己的帧,于是就接受该帧
主机 C
的网卡收到帧后,根据帧的 MAC
地址 B
就知道这不是发送给自己的帧,于是就丢弃该帧
该帧从交换机接口 222 进入交换机 222
交换机 222 首先进行登记工作
- 将该帧的源
MAC
地址A
记录到自己的交换表中 - 将该帧进入自己的接口号 222 也记录到自己的交换表中
之后交换机 222 对该帧进行转发。该帧的目的 MAC
地址是 B
,在帧交换表中查找 MAC
地址 B
,找不到于是对该帧进行盲目地转发(泛洪
)
主机 D
,E
,F
都会收到该帧,根据帧的 MAC
地址 B 就知道这不是发送给自己的帧,于是就丢弃该帧
接下来,主机 B
给主机 A
发送帧
该帧从交换机 111 的接口 333进入交换机 111
交换机 111 首先进行登记的工作。(自学习
)
- 将该帧的源
MAC
地址B
记录到自己的交换表中 - 将该帧进入自己的接口号 333 也记录到自己的交换表中
之后交换机 111 对该帧进行转发。该帧的目的 MAC
地址是 A
,在帧交换表中查找 MAC
地址 A
,可以找到,于是按照 MAC
地址 A
所对应的接口号 111 从接口 111 转发该帧(这是明确的转发)
主机 A
的网卡收到帧后,根据帧的 MAC
地址 A
就知道这是发送给自己的帧,于是就接受该帧
- 很显然,交换机 222 不会受到该帧
接下来,主机 E
给 主机 A
发送该帧
该帧从交换机 222 的接口 333 进入交换机 222
交换机 222 首先进行登记的工作。(自学习
)
- 将该帧的源
MAC
地址E
记录到自己的交换表中 - 将该帧进入自己的接口号 222 也记录到自己的交换表中
之后交换机 222 对该帧进行转发。该帧的目的 MAC
地址是 A
,在帧交换表中查找 MAC
地址 A
,可以找到,于是按照 MAC
地址 A
所对应的接口号 222 从接口 222 转发该帧(这是明确的转发)
该帧从交换机 111 的接口 444 进入交换机 111
交换机 111 首先进行登记的工作。(自学习
)
- 将该帧的源
MAC
地址E
记录到自己的交换表中 - 将该帧进入自己的接口号 444 也记录到自己的交换表中
之后交换机 111 对该帧进行转发.该帧的目的 MAC
地址是 A
,在帧交换表中查找 MAC
地址 A
,可以找到,于是按照 MAC
地址 A
所对应的接口号 111 从接口 111 转发该帧(这是明确的转发)
主机 A
的网卡收到帧后,根据帧的 MAC
地址 A
就知道这是发送给自己的帧,于是就接受该帧
3.9.2、丢弃帧
交互机 111 的接口 111 再连接一台主机 G
,(为了简单起见,没有画出集线器)
- 主机
A
、主机G
、交换机 111 的接口 111 共享同一条总线
假设主机 G
给主机 A
发送帧。
该帧通过总线进行传输,主机 A
和交换机 111 的接口 111 都可以收到
主机 A
的网卡收到该帧后,根据帧的 MAC
地址 A
就知道这是发送给自己的帧,于是就接受该帧
交换机 111 首先进行登记的工作。(自学习
)
- 将该帧的源 MAC 地址 G 记录到自己的交换表中
- 将该帧进入自己的接口号 1 也记录到自己的交换表中
之后交换机 111 对该帧进行转发.该帧的目的 MAC
地址是 A
,在帧交换表中查找 MAC
地址 A
,可以找到,该 MAC 地址对应的接口号是 111,
- 但是该帧正是从接口 111 进入交换机 111 的
- 交换机 111 不会再从该接口 111 将该帧转发出去(因为这是没有必要的),于是
丢弃该帧
很显然,交换机 222 不会收到该帧
3.9.3、注意
随着各主机都发送帧后,网络中的交换机就可以学习到各主机的 MAC
地址,以及它们与自己个接口的对应关系
注意:
- 帧交换表中的每条记录都有自己的有效时间\color{red}有效时间有效时间,到期自动删除
- 因为,
MAC
地址与交换机接口的关系并不是永久性的- 例如:交换机某接口所连接的主机更换成了另一台主机。或者主机中的网卡坏了,更换了新的网卡
3.9.4、习题
解析:
解析:
PDU
通常称为帧
答案 A
解析:
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