《MY网络基础知识》----数据链路层之二层转发原理

 

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网络层	IP协议，ICMP协议，IGMP协议	IP包，IP数据报	路由器，三层交换机	网络层
数据链路层	以太网协议，ARP协议	帧，数据帧	交换机，网桥	数据链路层
物理层	802.3	比特流	网口，网线，集线器	物理层

 

概念：二层转发，即数据包在二层网络设备上的转发过程。而二层网络设备常用的是交换机和网桥，将PC通过交换机或者网桥连接在一起，形成一个局域网的拓扑。在此基础上讨论二层转发原理。

需要明白的基础知识：PC在自己内部维护一个ARP表，内容为IP和MAC地址。在将数据发送出去的时候，就会查找该表，根据IP封装MAC头部。而交换机(Switch)内部维护的是一个FDB(Forwarding DataBase)表，里面包含端口和对应的MAC地址。在转发数据的时候根据这个FDB表进行转发。

 

 

一：构建拓扑

 

 

二：二层转发过程及二层转发原理

（1）PC A要讲数据发往PC C，PC A已知 PC C  IP地址为192.168.1.3。但是在PC A 的ARP表中没有相关的项。

（2）此时，PCA 就会广播ARP请求，交换机SW1收到这个请求后，根据收到的端口，和数据包的源MAC地址，确定这个MAC地址和这个端口是对应的，于是将它添加到FDB表。

（3）因为PCA发的是广播的ARP查询包，所以SW1会将该数据包广播出去。

（4）SW2收到该数据包后，同SW1一样，会根据源MAC和接受的端口，来添加一项FDB表。因为是广播，PC b也会收到该ARP广播报文，但是因为该ARP请求报文的请求的IP不是自己，所以PCb不做什么回应。PCb他会利用该数据包，得知IP和ARP。会在自己的ARP表中添加一项，但是我们在这里先不用考虑PC b这台主机。

（5）SW2继续广播出去。

（6）PC C收到数据包，为自己的ARP表添加一项。

（7）PC C解析该数据包，发现找的就是自己的IP地址，于是回应一个ARP响应报文。

（8）SW2收到后，同理也会根据源Mac和收到该数据包的端口，添加一个FDB表项。

（9）SW2查找FDB表项，发现发往0000-00e0-0001MAC地址的端口是E0/0，所以直接发过去，不会广播。

(10)同理，SW1收到该数据包，也会添加FDB

（11）同理，SW1会根据FDB，确定转发的端口是E0/1，所以此时PC b就不会收到这个数据包了。

（12）PC A收到了这个ARP回应报文，于是添加了一个ARP表项。

(13)现在PCA可以根据ARP表，封装要发往PC C的数据包了，然后SW1,SW2也有了相应的FDB表项，就会轻车熟路的进行转发，这就是二层转发的过程，SW1,SW2根据FDB表项进行转发的机制，即是二层转发的原理。

 

注：上面的图片素材是我在某公司上班时，为应届生进行交换机知识授课的时候自己做的PPT。如需要，可访问我的下载资料。