二层交换机的转发过程描述
二层交换机转发原理
二层交换机转发原理
二层交换机是一种网络设备，用于在局域网中转发数据帧。
它
的转发原理基于MAC地址学习和转发表。
当二层交换机接收到一个数据帧时，它会检查数据帧中的目标MAC地址。
如果目标MAC地址在交换机的转发表中已经有记录，交
换机会将数据帧转发到相应的端口。
如果目标MAC地址不在转发表中，交换机会执行广播操作，将数据帧发送到所有的端口（除了接
收端口）。
在转发过程中，二层交换机会学习源MAC地址和对应的接口，
并将其添加到转发表中。
这样，当下次接收到具有相同源MAC地址
的数据帧时，交换机就知道将其转发到哪个接口。
转发表是交换机内部存储的一张表格，记录了MAC地址和对应
接口的映射关系。
转发表的更新是动态的，当交换机接收到新的数
据帧时，会更新转发表中对应的记录。
二层交换机的转发过程是快速的，因为它是硬件实现的。
它使
用专用的ASIC芯片来加速转发决策，能够在微秒级别完成转发操作。
总结起来，二层交换机的转发原理是基于MAC地址学习和转发表。
它通过学习数据帧中的源MAC地址，并将其与对应的接口建立映射关系，从而实现对数据帧的快速转发。
这种转发方式能够提高局域网中数据的传输效率和安全性。
二层交换机的工作原理
二层交换机的工作原理二层交换机是局域网中常见的网络设备，它的主要作用是在局域网内实现数据的交换和转发。
它能够根据目的MAC地址来转发数据包，实现局域网内不同设备之间的通信。
那么，二层交换机是如何实现这一功能的呢？接下来，我们将从交换机的工作原理、数据转发过程和工作流程三个方面来详细介绍。
首先，让我们来了解一下二层交换机的工作原理。
二层交换机是基于MAC地址工作的，每个设备都有唯一的MAC地址，交换机通过学习MAC地址表来实现数据的转发。
当交换机收到一个数据包时，它会查看数据包中的目的MAC地址，并在自己的MAC地址表中查找对应的端口，然后将数据包转发到相应的端口上。
如果MAC地址表中没有对应的记录，交换机就会向所有端口广播数据包，以此来学习新的MAC地址。
其次，让我们来看一下数据转发的过程。
当一个设备发送数据包到交换机时，交换机会首先进行地址学习，将源MAC地址和端口对应起来，并将这条记录添加到自己的MAC地址表中。
然后，交换机会查找目的MAC地址，并将数据包转发到对应的端口上。
如果目的MAC地址在交换机的MAC地址表中找不到，交换机会向所有端口广播数据包，以此来学习新的MAC地址。
最后，我们来了解一下二层交换机的工作流程。
当一个设备发送数据包到交换机时，交换机会首先进行地址学习，将源MAC地址和端口对应起来，并将这条记录添加到自己的MAC地址表中。
然后，交换机会查找目的MAC地址，并将数据包转发到对应的端口上。
如果目的MAC地址在交换机的MAC地址表中找不到，交换机会向所有端口广播数据包，以此来学习新的MAC地址。
总结一下，二层交换机通过学习MAC地址表来实现数据的转发，当收到数据包时，会首先进行地址学习，然后根据目的MAC地址将数据包转发到相应的端口上。
通过这样的工作原理和流程，二层交换机能够高效地实现局域网内设备之间的通信。
希望本文对二层交换机的工作原理有所帮助，谢谢阅读！。
交换机L2转发流程介绍
交换机L2转发流程介绍神州数码网络有限公司研发中心测试部，冯国馨Fenggx@TEL：82705287目录•简介交换机结构–硬件–软件•芯片中几张重要的表–MAC Table•重要表是如何建立的•交换机对各种数据的处理流程交换机硬件结构图（DCRS-5526）Expansion Module BCM56158245Flash16MbyteRS232BCM523810/100 OctalPHY810T/100TXPortsBCM523810/100OctalPHYBCM523810/100OctalPHY810T/100TXPorts810T/100TXPortsSGRAM8Mbyte ExpansionModule SDRAM 64Mbyte交换机软件结构-L22层交换MAC 表驱动接口映射层(Interface Mapping Layer ,IML)TCP/UDP/IP/ARPTELNET HTTPSNMP TFTP/FTPSTP/GVRP/LACPIGMP Snooping配置管理特殊数据包陷阱VLAN 控制端口控制IGMP VLAN 表CPU接口模块CPUARP 表IGMP Cache组播IP 注册表BITS FIELDS DESCRIPTION0~47MAC_ADDR6字节的MAC地址48~59VLAN_TAG VLAN ID，如IEEE802.1Q标准使用12bits标识60~62COS_DST以目标地址为基础的COS63CPU是否需要发送给CPU处理64L3MAC地址是L3路由接口的MAC地址，需要经过路由转发65~66SD_DIS地址过滤（01为基于源地址；10为基于目标地址）67ST静态地址68HIT当源地址在地址表超时时间内又进行了转发，该源地址的老化时间将复位69~71COS_SRC以源地址为基础的COS72TRUNK MAC地址是从端口汇聚组成员中学习到的73~75TGID端口汇聚组的组号76~78RTAG端口汇聚组的转发算法79~84PORT学习到MAC地址的端口85SCP是否使用源地址的COS覆盖目的地址的COS86~95RESERVED保留在交换机中可以使用命令show mac查看MAC表，显示内容如下:Vlan Mac Address Type Ports----------------------------------------------------------------------------------------------------------1 00-00-00-00-00-05 STATIC Ethernet0/17(blackhole)1 00-00-00-00-00-06 STATIC Ethernet0/17(blackhole)2 00-00-e2-3a-5c-d3 DYNAMIC Ethernet0/6转发表是如何建立的？？•下面以PC1发ping包给PC3为例，观察交换机的MAC Table的建立过程（交换机未划分VLAN）–PC1向PC3发ping包时，首先会发出带PC3的IP地址的ARP Request，交换机接口1接收到该ARP Request，交换机的MAC地址表中就会增加MAC地址11-11-11-11-11-11和端口1映射表项；–交换机芯片检查该ARP Request不是特殊数据包陷阱，且是广播包，交换机将该数据包转发给所有其他端口（同时也上传给CPU）；1、10.1.1.3的ARP RequestMAC TableVlan Mac Address Type Ports-----------------------------------------------------------------1 11-11-11-11-11-11 dynamic Ethernet0/0/12、10.1.1.3的ARP Request在同一VLAN中广播–图中PC2-PC4都接收到PC1发出的ARP Request，只有PC3会给PC1回应ARPReply，交换机接口23接收到该ARPReply就在其MAC地址表中增加MAC地址33-33-33-33-33-33和端口23映射表项；–交换机检查该ARP Reply不是特殊数据包陷阱，目的MAC地址为11-11-11-11-11-11，且MAC地址表中有该目的MAC的表项，因此交换机芯片直接将该数据包送到接口1发出；3、PC3 10.1.1.3响应并回复ARP Reply Vlan Mac Address Type Ports--------------------------------------------------------------111-11-11-11-11-11 dynamic Ethernet0/0/11 33-33-33-33-33-33 dynamic Ethernet0/0/23–经过上述过程，PC1和PC3之间也建立起了相应的ARP表项，交换机转发PC1发给PC3的ping包时，只会在接口1和接口23之间转发，其他接口不会接收到PC1和PC3的ping数据。
交换机基本原理和转发过程
交换机基本原理和转发过程（李建昂 0023000149 专用设备/驱动科室）本文主要介绍了一下交换机的工作原理，通过本文能够熟悉交换机的原理并对二层交换的一些概念有较深的理解。
首先介绍一下几个设备。
我们经常会看到一些设备的名字，比如HUB、交换机等。
这些设备之间到底有什么区别和联系，下面就简单说一下。
1、Ethernet HUBEthernet HUB的中文名称叫做以太网集线器，其基本工作原理是广播技术（broadcast），也就是HUB从任何一个端口收到一个以太网数据帧后，它都将此以太网数据帧广播到其它所有端口，HUB不存储哪一个MAC地址对应于哪一个端口。
以太网数据帧中含有源MAC地址和目的MAC地址，对于与数据帧中目的MAC地址相同的计算机执行该报文中所要求的动作；对于目的MAC地址不存在或没有响应等情况，HUB既不知道也不处理，只负责转发。
HUB工作原理：(1) HUB从某一端口A收到的报文将发送到所有端口；(2) 报文为非广播报文时，仅与报文的目的MAC地址相同的端口响应用户A；(3) 报文为广播报文时，所有用户都响应用户A。
随着网络应用不断丰富，网络结构日渐复杂，导致传统的以太网连接设备HUB已经越来越不能满足网络规划和系统集成的需要，它的缺陷主要表现在以下两个方面：(1) 冲突严重——HUB对所连接的局域网只作信号的中继，所有物理设备构成了一个冲突域；(2) 广播泛滥2、二层交换技术二层交换机的出现能够在一定程度上解决HUB存在的缺陷——主要是冲突严重的问题，其与HUB的区别从大的方面来看可以分为以下三点：（1）从OSI体系结构来看，HUB属于OSI模型的第一层物理层设备，而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。
也就意味着HUB只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用，对数据传输中的短帧、碎片等无法进行有效的处理，不能保证数据传输的完整性和正确性；而交换机不但可以对数据的传输做到同步、放大和整形，而且可以过滤短帧、碎片等。
二层报文转发详细流程
应用层 传输层 网络层 链路层 物理层 端系统
学习内容
1.交换机在网络中的位置 2.以太网帧结构
2.1 MAC地址介绍 2.2 以太网帧的封装
3.交换机数据转发机制
4.广播泛滥——VLAN的诞生
5.VLAN的二层转发机制
数据的封装：
2.1 MAC地址介绍
MAC地址有48位，但它通常被表示为12位的十六进制数，MAC地址全球唯 一，由IEEE对这些地址进行管理和分配。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 我们公司的交换产品MAC地址都是以00:0a:5a开头的。 MAC地址分类： 单播地址：第一字节最低位为0，如00-27-19-9B-07-26 多播地址：第一字节最低位为1，如01-27-19-98-07-26 广播地址：48位全为1，即FF-FF-FF-FF-FF-FF
5.4VLAN的出口规则
当Access端口发送帧时：
剥离802.1Q tag header，发出的帧为普通以太网帧。
发送方向
Access
当Trunk端口发送帧时： 当该帧的VLAN ID与端口的PVID不同时，直接透传； 当该帧的VLAN ID与端口的PVID相同时，则剥离802.1Q tag header
能同时属于多个 VLAN
可灵活配置
注意：三种端口模式在默认情况下，对其PVID所对应的VLAN报文都是 untagged状态。
学习内容
1.交换机在网络中的位置
2.以太网帧结构
3.交换机数据转发机制
4.广播泛滥——VLAN的诞生 5.VLAN的二层转发机制
5.1 5.2 5.3 5.4 VLAN 的划分 VLAN的入口规则 VLAN的转发规则 VLAN的出口规则
简述二层交换机的工作过程。
简述二层交换机的工作过程。
二层交换机是计算机网络中的一种重要设备，用于实现局域网内主机之间的数据交换。
它的主要工作过程可以简述为以下几个步骤。
当二层交换机接收到一个数据帧时，它会先检查该帧的目的MAC 地址。
MAC（Media Access Control）地址是一个唯一的硬件地址，用于标识网络设备。
交换机通过查找自己的转发表来确定该目的MAC地址是否已经存在于该表中。
转发表是交换机内部存储的一个表格，记录了不同主机的MAC地址与所在端口的对应关系。
如果转发表中已经存在该目的MAC地址的记录，交换机就会根据转发表中的信息将该数据帧转发到相应的端口。
这样，数据帧就能够直接从源主机传输到目的主机，而无需经过其他端口的转发。
这种直接传输的方式称为“透明转发”。
如果转发表中没有该目的MAC地址的记录，交换机就会执行广播操作。
广播操作是指交换机将数据帧从一个端口发送到所有其他端口，以便让其他主机学习到该数据帧的存在。
这样，其他主机就能够更新自己的转发表，并将数据帧传送给目的主机。
在执行广播操作时，交换机还会记录下发送广播数据帧的源MAC 地址与所在端口的对应关系，并更新转发表。
这样，当其他主机需要向该源主机发送数据时，交换机就可以直接将数据帧转发到该端口，而无需再执行广播操作。
二层交换机还支持VLAN（Virtual Local Area Network）功能。
VLAN是一种虚拟的局域网技术，可以将一个物理网络划分为多个逻辑上独立的虚拟网络。
交换机可以根据VLAN信息对数据帧进行过滤和转发，从而实现不同VLAN之间的隔离和通信。
二层交换机的工作过程主要包括接收数据帧、查询转发表、执行透明转发或广播操作、更新转发表等步骤。
通过这些步骤，二层交换机可以实现快速、准确的数据交换，提高局域网的传输效率和安全性。
简述二层交换机的转发原理
简述二层交换机的转发原理二层交换机是现实网络中应用最为广泛的一种交换机，其主要作用是根据目的MAC地址将数据帧转发到指定端口，实现数据的局域网内的转发。
其转发原理主要包括学习、过滤和转发三个过程。
下面将逐一进行详细阐述。
1. 学习过程：当一个数据帧到达交换机的某个端口时，交换机会提取数据帧的源MAC地址。
交换机会将该源MAC地址与该端口进行绑定，建立源MAC地址到端口的映射关系。
如果交换机中没有与该源MAC地址对应的条目，则会添加一条新的映射关系。
这样，交换机的学习过程就是不断更新和维护源MAC地址与端口的映射。
2. 过滤过程：交换机中的过滤过程主要是在学习过程的基础上，实现了对不同VLAN的数据帧的区分和过滤。
交换机可以通过配置VLAN的端口成员关系，将不同端口划分到不同的VLANs中。
在过滤过程中，交换机会根据目的MAC地址和所属VLAN，查找MAC地址表，确定数据帧要转发到的端口。
交换机只会将数据帧转发到目标端口，从而实现了对局域网内数据流量的过滤。
3. 转发过程：当交换机接收到一个数据帧时，会根据目的MAC地址查找MAC地址表。
如果MAC地址表中存在与目的MAC地址相匹配的条目，则交换机会将数据帧转发到与目的MAC地址对应的端口。
如果MAC地址表中不存在与目的MAC地址相匹配的条目，则交换机会根据广播地址进行广播，将数据帧发送到所有的端口（除了接收数据帧的端口外）。
这样，局域网内的所有设备都可以接收到该数据帧。
另外，当交换机接收到的数据帧的目的MAC地址是交换机自身的MAC地址时，交换机会丢弃该数据帧，从而避免了数据帧无限循环的问题。
总结起来，二层交换机的转发原理是通过学习过程建立起源MAC地址与端口的映射关系，并通过过滤过程实现对不同VLAN的数据帧的区分和过滤。
在转发过程中，交换机会根据目的MAC地址查找MAC地址表，并将数据帧转发到与目的MAC地址对应的端口。
如果目的MAC地址在MAC地址表中不存在，则进行广播处理，从而保证数据帧可以到达局域网内的所有设备。
二层交换机和三层交换机转发原理
二层交换机和三层交换机转发原理
二层交换机和三层交换机都是网络设备，用于在局域网或广域网中进行数据包的转发。
不同之处在于它们的转发原理。
二层交换机转发原理：二层交换机是根据设备的 MAC 地址进行转发的。
当一个数据包到达二层交换机时，它会查看数据包中的目的MAC 地址，并将其与自己维护的 MAC 地址表中的地址进行匹配。
如果找到匹配项，二层交换机会直接将数据包发送到相应的端口。
如果没有找到匹配项，二层交换机会将数据包广播到所有端口，以便找到目标设备的 MAC 地址。
二层交换机的转发速度非常快，适合用于高速局域网中。
三层交换机转发原理：三层交换机是根据设备的 IP 地址进行转发的。
当一个数据包到达三层交换机时，它会查看数据包中的目的 IP 地址，并将其与自己维护的路由表中的地址进行匹配。
如果找到匹配项，三层交换机会将数据包发送到相应的端口。
如果没有找到匹配项，三层交换机会将数据包发送到缺省路由器，缺省路由器会继续将数据包发送到下一跳路由器，直到找到目标设备的 IP 地址。
三层交换机的转发速度较慢，但可以支持更大的网络环境和更复杂的网络拓扑。
总之，二层交换机和三层交换机都是非常重要的网络设备，它们的转发原理不同，应根据具体情况选择适合的设备。
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二层交换机的转发过程描述
本文将浅谈支持VLAN中二层交换机转发的具体过程，通过图文结合了解VLAN协议802.1Q文档中的帧在数据包中的具体体现。
上图就是二层交换机的具体转发过程，下面对上图中进行具体的阐述。
首先，我们来看一下TPID这个是什么意思？
VLAN协议802.1Q文档中的帧在数据包的中的体现为下图：
标签协议识别符（Tag Protocol IdenTIfier，TPID）：一组16位元的域其数值被设定在0x8100以用来辨别某个IEEE 802.1Q的帧为已被标签的，而这个域所被标定位置与乙太形式/长度在未标签帧的域相同，这是为了用来区别未标签的帧。
通过判断此项的值是否是0x8100就可得出此帧是否是VLAN的帧。
优先权代码点（Priority Code Point，PCP）：以一组3位元的域当作IEEE 802.1p优先权的参考，从0（最低）到7（最高），用来对资料流作传输的优先级。
标准格式指示（Canonical Format Indicator，CFI）：1位元的域。
若是这个域的值为1，则MAC地指则为非标准格式；若为0，则为标准格式；在乙太交换器中他通常默认为0。
在以太和令牌环中，CFI用来做为两者的相容。
若帧在乙太端中接收资料则CFI的值须设为1，且这个端口不能与未标签的其他端口桥接。
虚拟局域网识别符（VLAN IdenTIfier，VID）：12位元的域，用来具体指出帧是属于哪个特定VLAN。
值为0时，表示帧不属于任何一个VLAN；此时，802.1Q标签代表优先权。
16位元的值0、1、0xFFF为保留值，其他的值都可用来做为小于4094个VLAN的识别符。
此项表示VLAN ID的值是多少。
其次，我们来看看支持VLAN的交换表的表项：。