交换机基本原理

最新推荐文章于 2024-03-24 16:00:00 发布

原创最新推荐文章于 2024-03-24 16:00:00 发布 · 999 阅读

1 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#网络 #交换机

本文详细介绍了交换机MAC地址表的分类，包括动态、静态和黑洞表项，以及MAC地址学习控制、老化过程和基于VLAN或接口的限制。还探讨了MAC地址漂移问题及其解决方案，有助于深入理解交换机的工作原理。

交换机有关MAC地址表学习笔记

MAC地址表的分类

动态表项、静态表项和黑洞表项
特点：同一个MAC地址被多个接口学习到，会选择后学习到的接口，进行MAC地址表项覆盖。同一个接口可以学习到多个MAC地址。

学习过程

如图：实验图
E0/0/1和E0/0/2属于同一个VLAN，PC1向PC2发送ping包时，交换机MAC地址表会产生2个MAC地址表项，分别通过E0/0/1和E0/0/2学习得到(基于源MAC地址学习)

学习到的MAC地址表项中，可以看到其中有MAC地址表项对应的VLAN、接口。

在这里插入图片描述
将E0/0/1接口加入到聚合端口0中，这时从E0/0/1学习到的地址所对应的接口是Eth-Trunk0（将交换机端口加入到聚合端端口时，交换机端口需为初始化状态，反之会出现以下错误信息）

这时加入聚合端口是失败的。

MAC地址表项老化过程简述：

交换机学习到一个新的MAC地址表项(新学习的MAC地址命中位为1)，会每经过一个周期(老化时间)进行检查一次，当两个周期的时候，MAC地址表项的命中位置为0，不会进行删除。
mac-address aging-time 修改MAC地址表项老化时间

静态表项：

特点：用户手工配置，下发到接口板，表项不老化，一个MAC地址只能绑定一个出接口。

如图：
在这里插入图片描述
PC1与PC2为同一网段，交换机端口无配置。在交换机上配置一个静态表项(PC2 MAC地址)。此时出接口为E0/0/6，拓扑图中，PC2连接的是交换机E0/0/3，PC2发送ping包给PC1，源MAC地址是PC2本身，此时交换机会对帧丢弃。因为在其他接口接收到源MAC地址是此静态MAC地址的数据帧会进行丢弃。
在这里插入图片描述

黑洞表项

特点：由用户手工配置，下发到接口，表项不老化
配置黑洞MAC地址后，源MAC或目的MAC是该MAC的报文会被丢弃。

在这里插入图片描述配置黑洞表项的VLAN ID号必须和MAC地址对应，否则无用。

如图：
在这里插入图片描述
交换机为默认配置，把PC2的MAC地址加入黑洞表项，mac-address blackhole 5489-98CB-2668 vlan 1，此时PC2 ping PC1是不通的。若把VIAN ID 改为与PC2所属VLAN 不同的VLAN ID 即可ping通。配置黑洞表项时，可以对同一个MAC地址，配置到不同VLAN ID中。

在这里插入图片描述

MAC地址学习控制

基于VLan或接口学习MAC地址能力：

若关闭MAC地址学习能力，设备在收到数据振时将不会进行MAC地址学习。之前的MAC地址表项不会立即删除，需要等待老化时间到达后老化删除，或手工执行删除命令。

如图：
在这里插入图片描述
交换机为二层交换机，默认配置。现对 E0/0/6和E0/0/4关闭MAC地址学习，配置命令：进入接口，输入——mac-address learning disable [action]，默认动作forward,即对报文进行转发。当配置动作为discard时，即需要查看MAC地址表是否有该MAC地址表项。
在这里插入图片描述
此时默认动作为forward，也就是说，直接对包进行转发。

在这里插入图片描述若修改动作为discard，则将会丢弃。
删除配置，PC1与PC2通信，让交换机学习MAC地址。此时MAC地址表中有2个表项。

在这里插入图片描述关闭MAC地址学习，action为discard。此时交换机会转发帧。

删除配置，清空MAC地址表。关闭VLAN学习MAC地址的能力。

在这里插入图片描述

这时，交换机MAC地址表中没有任何表项（默认接口都属于VLAN 1），但PC之间可通信。配置VLAN禁止学习MAC时候，没有action选项。
在这里插入图片描述
不删除配置，对E0/0/6接口禁止MAC地址学习。结果与上图相同。由此可知，VLAN 禁止学习MAC优先于接口禁止学习MAC，也就是说。若接口禁止学习MAC地址，同时也配置VLAN禁止学习MAC（与先后顺序无关），交换机会直接对该帧进行转发（若其他接口为启动状态，那么该帧会泛洪到同一VLAN接口中）。这样就会导致大量广播流量，所以在没有必要的情况不要禁止MAC地址学习。
在这里插入图片描述