Làm thế nào để một công tắc tìm hiểu một địa chỉ MAC không có trong bảng tra cứu của nó?

Tôi có một câu hỏi tương đối ngớ ngẩn. Giả sử Switch mới bắt đầu và nó nhận được một khung chứa địa chỉ MAC đích cho một thiết bị mạng không có trong bảng địa chỉ MAC của nó.

Điều gì xảy ra sau đó? Nó có phát sóng (địa chỉ MAC ff:ff:ff:ff:ff:ff) và nhận câu trả lời từ các thiết bị được kết nối không, hoặc có một giao thức dành riêng cho cái được sử dụng không? Tôi không nghĩ rằng công tắc sử dụng ARP (Giao thức phân giải địa chỉ)?

Câu hỏi hay. Tôi sẽ trả lời nó bằng một hình ảnh động:

Khi Máy chủ A gửi khung, công tắc không có bất cứ thứ gì trong bảng địa chỉ MAC của nó. Khi nhận được khung, nó ghi lại Địa chỉ MAC của Máy chủ A để chuyển ánh xạ Cổng . Vì nó không biết địa chỉ MAC đích ở đâu, nó tràn vào tất cả các cổng.

Điều này đảm bảo rằng nếu máy chủ B tồn tại (mà tại thời điểm này, công tắc chưa biết), thì nó sẽ nhận được nó. Hy vọng rằng, khi nhận được khung, Máy chủ B sẽ tạo khung phản hồi, cho phép Switch tìm hiểu ánh xạ địa chỉ MAC từ khung trả về.

Bạn có thể đọc thêm về cách thức hoạt động của Switch tại đây (nơi tôi lấy hình ảnh động từ đó). Tôi cũng đề nghị đọc toàn bộ loạt bài viết để xem kỹ hơn cách thức gói tin di chuyển qua mạng .

Một lưu ý cuối cùng liên quan đến các điều khoản Flooding vs Broadcast . Công tắc không bao giờ phát khung, phát sóng không phải là hành động mà công tắc có thể thực hiện. Một công tắc chỉ có thể làm ngập một khung. Một phát sóng chỉ đơn giản là một khung có địa chỉ MAC đích ffff.ffff.ffff. Điều này thường bị nhầm lẫn bởi vì hiệu ứng cuối cùng là như nhau, nhưng chúng thực sự khác nhau .

Khi một công tắc nhận được một khung, nó sẽ cập nhật bảng địa chỉ MAC của nó với địa chỉ MAC nguồn và cổng mà nó nhận được khung. Nếu địa chỉ MAC đích không nằm trong bảng địa chỉ MAC của nó (unicast không xác định), nó sẽ tràn khung vào tất cả các cổng, ngoại trừ cổng mà khung được nhận.

Công tắc không sử dụng ARP, nhưng ARP có thể giúp ngăn chặn tình huống này xảy ra ngay từ đầu, vì hai lý do:

1. Nếu nút A đang gửi gói IP đến nút B không có trong bộ đệm ARP của nó, trước tiên, nó sẽ gửi yêu cầu ARP (là gói phát sóng và sẽ tự động bị ngập tới tất cả các cổng bởi công tắc). Khi nút B gửi trả lời ARP của nó, công tắc sẽ tìm hiểu địa chỉ MAC của nó. Vì vậy, tại thời điểm truyền dữ liệu thực tế xảy ra, công tắc đã biết địa chỉ MAC của những người tham gia và không cần phải làm ngập gói dữ liệu.

2. Nhiều thiết bị, khi liên kết của chúng tăng lên, sẽ gửi một gói ARP vô cớ . Ngoài việc cập nhật bộ đệm ARP của các nút khác trên mạng, GARP cũng sẽ điền vào bảng địa chỉ MAC của công tắc.

IPv6 không sử dụng ARP, nhưng NDP hoàn thành mục đích tương tự.

Vì vậy, về tổng thể, mặc dù các thiết bị chuyển mạch chắc chắn sẽ tràn khung vào các địa chỉ unicast mà chúng chưa học, nhưng nó không cần thiết như bạn nghĩ, bởi vì nó thường sẽ có cơ hội tìm hiểu địa chỉ của các nút từ các khung phát sóng trước đó. Tuy nhiên, bạn chắc chắn có thể quan sát nó bằng một công tắc có bảng MAC bị tràn hoặc vừa mới khởi động lại.