交换机原理

一、交换机

1.交换机的MAC地址表

交换机的每个端口上最初没有记录MAC地址，当收到发往这个口的报文，会将帧中的源MAC地址记录在该端口上，交换机会匹配帧中的目的MAC记录在哪个端口，就从哪个端口发出去，如果没有找到，就泛洪（发往除接收该帧的端口外的其它所有端口）。

2.交换机主要应用在局域网和城域网

3.关于vlan access/trunk/hybrid

交换机接口出入数据处理过程

3.1端口接收报文时的处理：

Acess端口收报文:      

        收到一个报文,判断是否有VLAN信息：如果没有则打上端口的PVID，并进行交换转发,如果有则直接丢弃（缺省） 

    trunk端口收报文：       

        收到一个报文，判断是否有VLAN信息：如果没有则打上端口的PVID，并进行交换转发，如果有判断该trunk端口是否允许该 VLAN的数据进入：如果允许则报文携带原有VLAN标记进行转发，否则丢弃该报文。 

    hybrid端口收报文：       

        收到一个报文,判断是否有VLAN信息：如果没有则打上端口的PVID，并进行交换转发，如果有则判断该hybrid端口是否允许该VLAN的数据进入：如果可以则转发，否则丢弃。

3.2 端口发送报文时的处理

Acess端口发报文：

        将报文的VLAN信息剥离，直接发送出去 

    trunk端口发报文：

        比较端口的PVID和将要发送报文的VLAN信息，如果两者相等则剥离VLAN信息，再发送，否则报文将携带原有的VLAN标记进行转发。

    hybrid端口发报文：

        1、判断该VLAN在本端口的属性

        2、如果是untag则剥离VLAN信息，再发送，如果是tag则比较端口的PVID和将要发送报文的VLAN信息，如果两者相等则剥离VLAN信息，再发送，否则报文将携带原有的VLAN标记进行转发。

3.ARP学习过程

刚开机时，C1没有到C2的ARP表，C1 ping C2首先要触发ARP学习

（1）C1 在网络上广播发送一个ARP request报文，等待主机IP地址为192.168.1.2的回应；

（2）ARP request报文到达交换机SW1，交换机将报文的源地址和进入接口记录到交换机的MAC地址表；

（3）检查收到的报文的目的MAC为全F，在交换机的MAC地址表没有记录，则以泛洪的方式从每个口都转发出去；

（4）当C2收到C1发送的ARP request报文后，会单播回复一个ARP response报文，报文中的目的MAC为C1的MAC地址，源MAC为C2的MAC地址；

（5）当ARP response报文到达交换机时，交换机首先将报文中的源MAC地址（即C2的MAC地址）和进入接口记录到交换机的MAC地址表，再查看报文中的目的MAC地址在交换机中有对应记录，于是从与C1相连的接口将该报文转发出去

（6）C1收到C2的ARP response报文后，会将C2的目的IP和目的MAC地址更新到自己的ARP表中，后续ping报文先根据ARP表填上目的MAC地址，到达交换机查MAC地址表直接转发到C2，C2回复的报文也如此。