以太网交换机自学习、转发帧的流程

以太网交换机自学习、转发帧的流程

• 以太网交换机工作在数据链路层（也包括物理层）
• 以太网收到帧后，在帧交换表中查找帧的目的地址MAC地址所对应的接口号，然后通过该接口转发帧。
• 以太网交换机是一种即插即用设备，其内部的帧交换表是通过自学习算法自动地逐渐建立起帧交换表。

以太网交换机自学习、转发帧的流程：

1. 收到帧后进行登记。登记的内容为帧的源MAC地址及进入交换机的接口号；
2. 根据帧的目的MAC地址和交换机的帧交换表对帧进行转发，有以下三种情况：                              明确转发：交换机指定应当从哪个（或哪些）接口转发该帧（单播、多播、广播）                盲目转发：交换机不知道应当从哪个端口转发帧，只能将其通过除进入交换机的接口外                            的其它所有接口转发（也称为泛洪）                                                                      明确转发：交换机知道不应该转发该帧，将其丢弃

 帧交换表中的每条记录都有自己的生效时间，到期删除。原因如下：

• 交换机的接口改接了另一台主机
• 主机更换了网卡

以太网交换机的生成树协议STP

冗余链路

以太网的不可靠，B到A的链路故障会导致主机H1无法与主机H3和主机H2进行通信。

对于这种不可靠情况，可以添加冗余链路可以提高以太网的可靠性

但是，冗余链路也会带来负面效应——形成网络环路

网络环路会带来以下问题：

1.广播风暴：大量消耗网络资源，使得网络无法正常转发其他数据帧。

假设主机H1发送一个广播帧，交换机B收到该帧后，将其自己的其他所有接口转发出去。交换机A收到交换机B转发来的该帧后，将其自己的其他所有接口转发出去同样的，交换机C收到交换机B转发来的该帧后将其自己的其他所有接口转发出去。交换机C收到交换机A转发来的该帧后，将其自己的其他所有接口转发出去。交换机A收到交换机C转发来的该帧后，将其自己的其他所有接口转发出去。交换机B收到交换机C转发来的该帧后，将其自己的其他所有接口转发出去。交换机B收到交换机A转发来的该帧后，将其自己的其他所有接口转发出去。该广播帧在各交换机之间反复转发，分别按顺时针和逆时针方向同时兜圈，这就是所谓的广播风暴。

2. 主机收到重复的广播帧：大量消耗主机资源

3.交换机的帧交换表震荡(漂移)

 生成树协议STP

以太网交换机使用生成树协议STP，可以在增加冗余链路来提高网络的可靠性的同时又避免网络环路带来的各种问题。

不论交换机之间采用怎样的物理连接，交换机都能够自动计算并构建一个逻辑上没有环路的网络，其逻辑拓扑结构必须是树型的（无逻辑环路）；

最终生成的树型逻辑拓扑要确保连通整个网络

 当首次连接交换机或网络物理拓扑发生变化时（有可能是人为改变或故障），交换机都将进行生成树的重新计算

假设该网络出现以下故障，使无法连通整个网络，因此交换机将进行生成树的重新计算

 计算完的网络连通情况如下：