数通——交换机数据转发原理详解

一、交换机转发原理

• 交换机接口怎么处理数据

交换机依靠ARP表单生成mac地址表,依靠mac地址转发数据,交换机处理数据时,有三个处理行为:

泛洪:接收到的是广播帧,交换机会广播泛洪(arp request广播帧); 目的mac广播   

转发:如果接收的是一个已知的单播帧(可以匹配到mac-address table)交换机转发.

丢弃:交换机接收的是一个未知的单播帧(匹配不到目的mac-address表),交换机丢弃该数据帧.

2、交换机二层转发原理

如果是二层转发，交换机依靠mac-address表转发数据流量,mac-address表总共有三要素：目的mac,vlanid,数据出接口

Mac-address表通过ARP表单生成, 交换机在报文入接口学习ARP报文的源MAC,生成arp缓存表,Mac-address表通过arp缓存表生成。

ARP是将IP地址解析为MAC的协议，Arp表单主要体现ip和mac的对应关系。

二层详细转发原理：

PC在进行通信时，会进行与运算，计算目的地址和自己本身IP的网络位是否相同，网络位相同，进行二层通信。

此时pc会触发arp广播，请求目的地址的mac,交换机接收到arp广播请求，交换机会在arp报文的入接口学习arp报文的原mac，生成arp表单，mac-address表通过arp表单生成；同时交换机会将arp广播报文泛洪到同vlan的所有接口。

目的主机接收到arp广播请求后，目的主机会通过arp-reply单播回应arp广播请求，交换机接收到arp-reply单播回应后，交换机会在arp报文的入接口学习arp报文的原mac,生成arp表单，通过arp表单生成mac-address表。

原Pc接收到arp回应后，开始触发tcp/ip网络模型数据封装，数据封装好之后，就会发往目的地址，交换机接收到数据之后，就会通过mac-address表做数据转发。

3、交换机三层转发原理

PC在进行通信时，会进行与运算，计算网络位是否相同，网络位相同，进行二层通信，网络位不同，进行三层通信。交换机三层是通过IP路由表进行数据转发的.

进行三层转发时，目的MAC封装为网关MAC，网关接收到之后，会脱掉MAC帧头，读取IP包头，如果目的IP为网关IP，脱掉IP头部，获取数据信息，如果目的IP不是网关IP，依靠IP路由表进行路由，依靠路由表转发时，重新封装MAC,源MAC为路由条目出接口MAC,目的MAC为路由下一跳MAC。