06 二层交换机转发行为

接入层负责终端的接入，平常在家使用的WiFi是利用胖AP实现的接入层工作，AP是无线的接入层，在有线的环境负责终端接入的是二层交换机，将终端的RJ45口（网口）通过网线和交换机相连就完成终端接入了，无线终端使用手机连接对应的WiFi就实现接入了，本章介绍的有线的接入层设备，以太网二层交换机

以太网二层交换机

在园区网络中，交换机一般来说是距离终端用户最近的设备，用于终端接入园区网，接入层的交换机一般为二层交换机。
二层交换设备工作在TCP/IP对等模型的第二层，即数据链路层，它对数据包的转发是建立在MAC（Media Access Control ）地址基础之上的。

交换机的工作原理

在交换机工作时，交换机内部有一张MAC表， MAC地址表中记录着终端和接口的对应关系，终端A需要访问终端B时，根据终端A发送的报文中的目的MAC地址来判断这个报文从哪个接口发出去，如下图MAC地址表格式：

交换机的MAC地址表学习

交换机默认MAC地址表为空，二层交换设备通过学习以太网数据帧的源MAC地址来维护MAC地址与接口的对应关系，每个数据报文都会二层封装，只要经过这台交换机的报文都会被记录MAC和接口的信息，从GE0/0/1口收到来自终端A的报文，那么终端A就会和GE0/0/1形成对应关系记录在交换机的MAC地址表

抓包分析学习过程：

拓扑：

配置完PC对应IP后不需要做任何配置

查看LSW1的MAC地址表，还没有报文经过LSW1，无法学习到MAC地址和端口的对应关系：

[LSW1]dis mac-address
[LSW1]

使用PC1 ping 192.168.1.5

PC>ping 192.168.1.5
Ping 192.168.1.5: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
From 192.168.1.1: Destination host unreachable
From 192.168.1.1: Destination host unreachable
— 192.168.1.5 ping statistics —
2 packet(s) transmitted
0 packet(s) received
100.00% packet loss
PC>

此时查看交换机MAC地址表发现记录PC1的接口的对应关系,PC1的MAC地址5489-987b-2849和GE0/0/1口对应

[LSW1]dis mac-address
MAC address table of slot 0:
-------------------------------------------------------------------------------
MAC Address VLAN/ PEVLAN CEVLAN Port Type LSP/LSR-ID
VSI/SI MAC-Tunne1
-------------------------------------------------------------------------------
5489-987b-2849 1 - - GE0/0/1 dynamic 0/-
-------------------------------------------------------------------------------
Total matching items on slot 0 displayed = 1

使用PC1 ping PC2和PC3再查看交换机MAC地址表

[LSW1]dis mac-address
MAC address table of slot 0:
-------------------------------------------------------------------------------
MAC Address VLAN/ PEVLAN CEVLAN Port Type LSP/LSR-ID
VSI/SI MAC-Tunnel
-------------------------------------------------------------------------------
5489-987b-2849 1 - - GE0/0/1 dynamic 0/-
5489-9803-4067 1 - - GE0/0/2 dynamic 0/-
5489-98f2-6389 1 - - GE0/0/3 dynamic 0/-
-------------------------------------------------------------------------------
Total matching items on slot 0 displayed = 3

PC1 ping PC2和PC3时，第一步查询自己的ARP表格，ARP表默认为空，所以会发送ARP Request报文请求PC2,PC3的MAC地址，ARP Reques 报文在到达LSW1上时，LSW1学习了PC1和接口的对应关系，PC2和PC3的ARP Response到达LSW1后，LSW1学习了PC2和PC3的MAC地址和接口的对应关系，MAC地址表的老化时间为300秒，有新的报文经过时会重置老化时间

交换机的三种数据帧处理行为

交换机的工作就是转发数据帧的，交换机对于从传输介质进入莫一端口的帧的处理行为一共有三种：

泛洪：交换机把从某一端口进来的帧通过所有其它的端口转发出去（注意，“所有其它的端口”是指除了这个帧进入交换机的那个端口以外的所有端口）。
转发：交换机把从某一端口进来的帧通过另一个端口转发出去（注意，“另一个端口”不能是这个帧进入交换机的那个端口）。
丢弃：交换机把从某一端口进来的帧直接丢弃。

泛洪

交换机将数据帧泛洪有两种情况：
当报文的目的MAC是广播地址，会进行泛洪
未知单播帧，目的终端的MAC地址和接口的映射关系未知，会进行泛洪，这种帧叫未知单播帧

转发

当端口接受到一个单播帧，查看MAC地址表后，找到了MAC地址对应的接口，比较这个目的接口是否是接受到报文的接口，不是则根据MAC对应的接口转发

丢弃

当端口接受到一个单播帧，查看MAC地址表后，找到了MAC地址对应的接口，比较这个目的接口是否是接受到报文的接口，是的话丢在该报文