小菜學網路 交換機與MAC位址學習

2022-03-24 07:13:58 字數 1737 閱讀 6618

上一小節介紹了集線器,一種工作於物理層的簡單網路裝置。由於集線器採用廣播的方式中繼、**物理訊號,傳輸效率受到極大制約。

注釋:這裡( port )指的是**裝置的插口,也可叫做網口。

如上圖,中間節點是**裝置,它在內部維護著一張主機 mac 位址與對應埠的對映表,現與 3 臺主機相連。這樣一來, 當**裝置接到主機 a 發給主機 c 的資料後,根據目的 mac 位址搜尋對映表,便可將資料準確地**到對應的埠 3 。

現在,傳輸模式變得更有針對性了——資料幀被精準**到正確的埠,其他埠不再收到多餘的資料:

不僅如此,主機 a 與 b 通訊的同時,其他計算機也可通訊,互不干擾。**裝置每個埠是乙個獨立的衝突域,頻寬也是獨立的。

集線器的缺陷全部避免了!

交換機長相跟集線器沒啥區別嘛。當然了,大部分網路裝置都是乙個布滿埠的盒子,關鍵在於內部構造。

再看看現實中的交換機長啥樣:

總結起來,乙太網交換機屬於二層網路裝置,特點如下:

交換機完美地解決集線器的缺點,但新問題又來了,對映表如何獲得呢?

最原始的方式是:維護一張靜態對映表。當新裝置接入,向對映表新增一條記錄;當裝置移除,從對映表刪除對應記錄。然而,純手工操作方式多少有些煩躁。

好在計算機領域可以實現各種花樣的自動化——通過演算法自動學習對映表。我們先來看看大致思路:

初始狀態下,對映表是空的。現在,主機 a 向 b 傳送乙個資料幀 frame1 。因為對映表中沒有位址 b 的記錄,交換機便將資料幀廣播到其他所有埠。

由於交換機是從fa0/1埠收到資料幀的,便知道 a 連線fa0/1埠,而資料幀的源位址就是 a 的位址!此時,交換機可以將 a 的位址和埠fa0/1作為一條記錄加入對映表。交換機學習到 a 的位址!

接著,主機 b 向 a 回覆乙個資料幀 frame2  。由於對映表中已經存在位址 a 的記錄了,因此交換機將資料幀精準**到埠fa0/1。同理,交換機學習到主機 b 的位址。

當主機 c 開始傳送資料時,交換機同樣學到其位址,學習過程完成!

這就是mac位址自動學習的基本原理。

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