6-26 二层交换机的工作原理
如下图,是一个典型的园区网络,可以看到,交换机的数量要远大于路由器数量,只在网络出口处设置了路由器(图中出口处是设置了防火墙),因此对于园区网络,交换机是主角。
简单介绍必须使用路由器的几种情况:
防火墙只有以太网接口,如果运营商甩过来的都是ATM接口或POS接口(这两种接口常用于运营商的骨干网),则必须用路由器
如果路由器上要跑很多功能如MPLS VPN等,这种服务只能由路由器提供
如今小型网络在出口处使用防火墙,够用了,不用路由器;但是公安、政务等网络则出口处使用路由器,防火墙专注安全业务

华为的交换机可以分为以下三大类:(了解一下华为设备编号特征,同样产品在不同行业,编号不一样则价格不一样)
中小企业产品:这类产品一般用在酒店、网吧、小型门店,价格便宜,但性能和品质相对较差,质保一年,而行业级产品均质保三年。华为的1700系列交换机就是这类产品。
企业级产品:在教育、医疗、政府、企业等主流行业推的产品,也即普通用户用得最多的产品,华为企业级产品都带7,比如12700、7700、5700等。(数据中心产品都带8,如5800,6800,12800)
特定行业产品:很多厂商针对特定行业有专供产品,如:华为运营商级别产品都带3,如9300、5300,不少厂商针对金融、电力、军队、互联网等大客户均有专供产品
二层交换机的主要功能
维护MAC地址表
MAC寻址数据帧的转发及过滤
二层环路避免及冗余性支持:STP协议
MAC地址及MAC地址表
交换机对于目的MAC地址根据MAC地址表进行查表转发,路由器对于根据IP地址根据路由表进行查表转发

MAC地址

MAC地址有48位,通常被表示为点分十六进制数
MAC地址全球唯一,由IEEE对OUI进行管理和分配;
每个地址由两部分组成,分别是供应商代码和序列号。其中前24位二进制代表该供应商代码。剩下的24位由厂商自己分配。
交换机的寻址原理:根据源MAC地址进行学习,根据目的MAC地址进行转发
- 初始情况下,交换机MAC地址表是空的

- PC1发送一个数据帧给PC4,暂且假设PC1已经知道PC4的MAC地址。

- 交换机在收到数据帧后,将数据帧的源MAC地址学习到MAC地址表中,并与接收该帧的接口GE0/0/1口关联。(根据源MAC地址自学习,根据目的MAC地址转发)

- 交换机在MAC地址表中查询数据帧的目的MAC地址,发现没有匹配的表项,因此将数据帧从除了其入站接口之外的所有接口泛洪出去

- PC2及PC3收到数据帧后将其丢弃,因为这些数据帧并非发送给自己;

- PC4则收下数据帧,现在PC4要回复数据给PC1

- 交换机收到了数据帧,将帧头中的源MAC地址学习到MAC表中,并与接口GE0/0/4关联(基于源MAC地址自学习)

- 交换机在MAC表中查找数据帧的目的MAC地址,发现有一个匹配的表项,出接口是GE0/0/1,于是将数据帧转发到GE0/0/1口(基于目的MAC地址进行转发)
