第 2 章 乙太網路與交換器運作

交換器的三個動作:學習、轉送、氾濫

交換器的全部智慧就這三件事。理解它,你就能預測任何一題交換題的答案。

12 分鐘


交換器裡有一張 MAC 位址表(MAC address table),記錄「哪個 MAC 位址在哪個埠」。它靠三個動作維護和使用這張表。

一、學習(Learning)

每收到一個訊框,交換器就看它的來源 MAC,把「這個 MAC ↔ 這個埠」記進表裡。注意:學習只看來源,永遠不看目的。

二、轉送(Forwarding)

看訊框的目的 MAC去查表。查得到 → 只從那一個埠送出去,其他埠完全看不到這個訊框。

三、氾濫(Flooding)

查不到目的 MAC(稱為 unknown unicast),或目的是廣播/多播 → 從除了來源埠之外的所有埠送出去。

初始:MAC 表是空的

Step 1  PC-A 送訊框給 PC-C
        來源 MAC = A,目的 MAC = C

Step 2  交換器【學習】:A 在 Fa0/1  ← 寫進表
        交換器查表找 C → 查不到

Step 3  交換器【氾濫】:從 Fa0/2、Fa0/3 都送出去
        PC-B 收到但發現不是給自己的 → 丟棄
        PC-C 收到 → 處理

Step 4  PC-C 回話,來源 MAC = C
        交換器【學習】:C 在 Fa0/3  ← 寫進表

之後 A↔C 的通訊都是【轉送】,PC-B 再也看不到
PC-A 第一次跟 PC-C 說話時發生什麼
在真機上看這張表
Switch# show mac address-table

          Mac Address Table
-------------------------------------------
Vlan    Mac Address       Type        Ports
----    -----------       --------    -----
   1    000a.1111.1111    DYNAMIC     Fa0/1
   1    000a.3333.3333    DYNAMIC     Fa0/3
   1    000a.5555.5555    STATIC      Fa0/5
  • DYNAMIC:自動學來的,預設 300 秒(5 分鐘)沒動靜就會被清掉(aging)。
  • STATIC:手動綁定或 Port Security 學到的,不會過期。
  • Vlan 欄位:MAC 表是按 VLAN 分開的,不同 VLAN 的相同 MAC 是兩筆。第 4 章會展開。

三種轉送模式

模式什麼時候開始轉送延遲會不會轉出壞訊框
Store-and-Forward收完整個訊框、檢查 FCS 之後最高不會
Cut-Through只讀完目的 MAC(前 6 位元組)最低
Fragment-Free讀完前 64 位元組中等會擋掉 runt

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