(考研湖科大教书匠计算机网络)第三章数据链路层-第九节:以太网交换机自学习和转发帧的流程

news/2024/2/27 20:59:02
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  • 一:自学习算法流程演示
    • (1)情况1
    • (2)情况2
    • (3)情况3
    • (4)情况4
  • 二:特别注意

本节对应视频如下

  • 【计算机网络微课堂(有字幕无背景音乐版)】:3.9 以太网交换机自学习和转发帧的流程

一:自学习算法流程演示

如下图所示,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,为了使问题简化便于描述,假设各主机知道网络中其他主机的MAC地址,即无需进行ARP

(1)情况1

主机A给主机B发送帧

  • 该帧从交换机1的接口1进入交换机1

  • 交换机1首先进行登记工作,将该帧的原MAC地址A记录到自己的帧交换表中、将该帧进入自己的接口的接口号1相应地也记录到帧交换表中
    在这里插入图片描述

  • 交换机1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,未找到

  • 于是对该帧进行盲目转发,也即泛洪,即除该帧进入交换机接口外的其他所有接口转发该帧
    在这里插入图片描述

  • 主机B网卡收到该帧后,根据该帧的目的MAC地址,就知道这是发送给自己的帧,于是接受

  • 主机C网卡收到该帧后,根据该帧的目的MAC地址,知道这不是发送给自己的帧,于是丢弃
    在这里插入图片描述

  • 该帧从交换机2的接口2进入交换机2

  • 交换机2进行登记工作
    在这里插入图片描述

  • 将该帧的源MAC地址A记录到自己的帧交换表中

  • 将该帧进入自己的接口的接口号2,相应地也记录到帧交换表中
    在这里插入图片描述

  • 交换机2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,未找到

  • 于是对该帧进行盲目转发, 主机D、E、F都会收到该帧
    在这里插入图片描述

  • 根据帧的MAC地址B就知道这不是发送给自己的帧,于是丢弃
    在这里插入图片描述

(2)情况2

主机B主机A发送帧

  • 该帧从交换机1的接口3进入交换机1

  • 交换机1首先进行登记工作,将该帧的源MAC地址B记录到自己的帧交换表中、将该帧进入自己接口的接口号3相应地也记录到帧交换表中
    在这里插入图片描述

  • 交换机1对该帧进行转发,该帧的目的MAC地址是A,在帧交换表中查找目的MAC地址A,可以找到

  • 于是按照MAC地址所对应的接口号1,从接口1转发该帧,这是明确转发
    在这里插入图片描述

  • 主机A的网卡收到该帧后,根据帧的目的MAC地址A,就知道这是发送给自己的帧,于是接受
    在这里插入图片描述

(3)情况3

主机E给主机A发送帧

  • 该帧从交换机2的接口3进入交换机2

  • 交换机2首先进行登记工作,将该帧的源MAC地址E记录到自己的帧交换表中、将该帧进入自己接口的接口号3相应地也记录到帧交换表中
    在这里插入图片描述

  • 交换机2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
    在这里插入图片描述

  • 于是按照MAC地址A所对应的接口号2,从接口2转发该帧,这是明确的转发
    在这里插入图片描述

  • 该帧从交换机1的接口4进入交换机1

  • 交换机1首先进行登记工作,将该帧的源MAC地址E记录到自己的帧交换表中、将该帧进入自己接口的接口号4相应地也记录到帧交换表中
    在这里插入图片描述

  • 交换机1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
    在这里插入图片描述

  • 于是按照MAC地址A所对应的接口号1,从接口1转发该帧,这是明确的转发
    在这里插入图片描述

  • 主机A的网卡收到该帧后,根据目的MAC地址A就知道这是发送给自己的帧,于是接受该帧
    在这里插入图片描述

(4)情况4

  • 注意:为了演示以太网交换机丢弃帧这种情况,给交换机1的接口1再连接一台主机G

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1的接口1都可以收到
    在这里插入图片描述

  • 主机A的网卡收到该帧后,根据帧的目的MAC地址,就知道这是发送给自己的帧,于是接受
    在这里插入图片描述

  • 交换机1收到该帧后,首先进行登记工作,将该帧的源MAC地址G记录到自己的帧交换表中、将该帧进入自己接口的接口号1相应地也记录到帧交换表中
    在这里插入图片描述

  • 交换机1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

  • MAC地址A所对应的接口号是1,但是该帧正好是从接口1进入交换机1的,因此交换机1不会再从该接口将该帧转发出去,这是没有必要的,于是丢弃
    在这里插入图片描述


随着网络中各主机都发送了帧后,网络中的各交换机就可以学习到各主机的MAC地址,以及它们与各自接口的对应关系

在这里插入图片描述

二:特别注意

帧交换表中每条记录都有自己的有效时间,到期会自动删除,这是因为MAC地址与交换机接口的对应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
  • 主机中网卡坏了被更换

这些情况都会导致MAC地址与交换机接口对应关系的改变


http://www.ppmy.cn/news/23257.html

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