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MAC自学习过程 初始状态#xff1a; 刚启动的交换机的MAC地址表是空的。 学习过程#xff1a; 当交换机收到一个数据帧… 目录 交换机工作原理路由器工作原理路由信息表组成部分路由器发决策 ARP工作原理配置双机三层互联静态路由方式 交换机工作原理
MAC自学习过程 初始状态 刚启动的交换机的MAC地址表是空的。 学习过程 当交换机收到一个数据帧时会检查该帧的源MAC地址和接收端口。如果该源MAC地址不在MAC地址表中交换机会将该地址与接收端口的对应关系添加到MAC地址表中。如果该源MAC地址已经在MAC地址表中但记录的端口与当前接收端口不同交换机会更新该MAC地址的端口信息。 转发过程 交换机会检查数据帧的目的MAC地址。如果目的MAC地址在MAC地址表中有对应的端口交换机会将数据帧转发到该端口。如果目的MAC地址不在MAC地址表中交换机会将数据帧广播到除接收端口以外的所有端口。 总结学习其实就是记录源mac地址和转发端口的映射关系以便于转发时直接使用这个映射而不需要广播。
路由器工作原理
路由信息表组成部分
目标网络地址子网掩码下一跳地址出接口跃点数/距离路由类型有效时间/更新时间192.168.1.0255.255.255.00.0.0.0eth00静态路由-10.0.0.0255.255.255.010.0.0.1eth11静态路由-0.0.0.00.0.0.010.0.0.254eth20默认路由-172.16.0.0255.255.0.0172.16.1.1eth32动态路由OSPF10:00:00
路由选择先找网络号相同的若有多个则找最长网络前缀匹配长度的若匹配长度相同则再找距离最近的。
路由器发决策 步骤1检查目标IP地址与路由表匹配 查找路由表中记录的ip网络号和目标ip对应的网络号相同的记录和子网掩码进行**【与运算】如有多个表项满足则在这些记录里面找到最长前最匹配的表项如果一个都没有则找到配置的默认路由**表项。 步骤2确定下一跳和端口 找到匹配的路由表条目后路由器确定下一跳路由器的IP地址和和对应的出口接口
注意如果路由表中没有配置默认路由而且目标 IP 地址也没有与任何路由表中的条目完全匹配即网络号完全相同那么路由器将无法确定如何转发该数据包可能会向发送端返回 ICMP 错误消息例如“目标网络不可达”或“目标主机不可达”。
ARP工作原理
ARPAddress Resolution Protocol地址解析协议是一种网络协议用于将IP地址解析为对应的MAC地址。ARP在IPv4网络中非常重要因为网络设备需要知道目标设备的MAC地址才能在以太网上发送数据帧。
工作流程 获取目标IP地址应用层或网络层协议如DNS、DHCP等提供了目标设备的IP地址。 检查ARP缓存设备A首先会检查其ARP缓存表看看是否已有目标IP地址对应的MAC地址。如果没有找到对应条目设备A需要发出ARP请求。 发送ARP请求设备A广播一个ARP请求帧其中包含发送者的IP地址和MAC地址以及目标设备的IP地址目标MAC地址为FF:FF:FF:FF:FF:FF Ethernet Header
Destination MAC: FF:FF:FF:FF:FF:FF (Broadcast)
Source MAC: 00:11:22:33:44:55 (Device As MAC)
Type: 0x0806 (ARP)ARP Header
Hardware type: 1 (Ethernet)
Protocol type: 0x0800 (IP)
Hardware size: 6
Protocol size: 4
Opcode: 1 (ARP Request)
Sender MAC: 00:11:22:33:44:55 (Device As MAC)
Sender IP: 192.168.1.1 (Device As IP)
Target MAC: 00:00:00:00:00:00 (Unknown)
Target IP: 192.168.1.2 (Device Bs IP)接收ARP请求并发送ARP响应根据ip匹配到最终的设备B设备B收到ARP请求帧后会创建一个ARP响应帧其中包含目标设备的IP地址和MAC地址。然后设备B将ARP响应以单播方式发送回设备A。 Ethernet Header
Destination MAC: 00:11:22:33:44:55 (Device As MAC)
Source MAC: 66:77:88:99:AA:BB (Device Bs MAC)
Type: 0x0806 (ARP)ARP Header
Hardware type: 1 (Ethernet)
Protocol type: 0x0800 (IP)
Hardware size: 6
Protocol size: 4
Opcode: 2 (ARP Reply)
Sender MAC: 66:77:88:99:AA:BB (Device Bs MAC)
Sender IP: 192.168.1.2 (Device Bs IP)
Target MAC: 00:11:22:33:44:55 (Device As MAC)
Target IP: 192.168.1.1 (Device As IP)更新ARP缓存设备A接收到ARP响应后将设备B的IP地址和MAC地址对应关系添加到其ARP缓存表中。ARP缓存表条目有一个过期时间通常为几分钟过期后会被删除。 数据传输设备A现在知道了设备B的MAC地址可以在以太网上发送数据帧帧中包含目标设备B的MAC地址。
配置双机三层互联静态路由方式
网络拓扑
配置IP地址
在 RouterA配置
enable
config t#配置端口1
interface fastethernet 0/0
ip address 192.168.1.254 255.255.255.0
no shutdown#配置端口2
interface fastethernet 0/1
ip address 10.0.1.1 255.0.0.0
no shutdown
在 RouterB 上配置
enable
config t#配置端口1
interface fastethernet 0/0
ip address 192.168.2.254 255.255.255.0
no shutdown#配置端口2
interface fastethernet 0/1
ip address 10.0.2.1 255.0.0.0
no shutdown
配置静态路由
在 RouterA 上配置静态路由到 RouterB目的ip是192.168.2.0子网内的数据包经过路由器A后会转发到10.0.2.1设备路由器B上
# 目的ip 目的ip掩码 下一跳ip
ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 10.0.2.1在 RouterB 上配置静态路由到 RouterA目的ip是192.168.1.0子网内的数据包经过路由器B后会转发到10.0.1.1设备路由器A上
# 目的ip 目的ip掩码 下一跳ip
ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 10.0.1.1测试结果 踩坑
注意路由信息的设置下一跳指的是下一个设备入接口的ip地址而不是当前路由器的出接口ip地址。执行添加路由信息ip route的指令后查看show ip route发现没有生效有可能当前路由器ip和配置的目标ip处于同一个网段的原因这种情况要么是路由器ip配置错了要么是目标ip配置错了。直通线用于连接不同设备老式的路由器之间不能用直通线实线连接否则会出现爆红无法连接正确方法是用交叉线虚线连接。
