思科模拟器教程(思科模拟器教程视频)

交换机：

再当今局域网中，交换机作为是作为最常见的以太网交换设备。大到服务器级华为思科交换机，小到十几块钱的塑料盒子。那么作为局域网中最常见的交换设备，它是如何进行工作的。

交换机的工作环境：

交换机工作于数据链路层和物理层，所有被交换机连接的设备被称为同一广播域，交换机是通过广播的方式与其他直连主机进行通信的。交换机的出现几乎屏蔽掉了冲突域的概念，在交换机发送广播报文时，所有主机都会收到该数据包，故被称为很吵闹的线路。

MAC地址和地址表：

每一个交换机中都会有一个MAC地址表，每一张网卡上都拥有MAC地址，每个MAC地址都是世界上独一无二的，在交换机连接的网络，都是通过MAC地址来进行通信的。MAC地址表中存放的是主机的MAC地址和需要对应转发的接口。

交换机工作原理：

交换机在某一个端口收到一个数据包之后，会先查看该数据包的源地址和目的地址，将目的地址和MAC表中的地址进行匹配，如有匹配项，则发送至对应端口，如果不匹配，则向所有主机发送广播报文进行询问，广播报文中还会存放其发送方主机的源地址，收到广播报文的主机，会发送一个ARP包给发送方主机，在经过交换机的时候，会被交换机截获，将其（目的主机）MAC地址写入MAC表中，然后再将数据包转发给源主机。记录目的主机MAC地址之后，源主机再发送数据时，交换机就能在MAC表中发现对应地址，实现两主机之间的单播通信。

配置举例：

配置环境：Cisco Packet Tracer

本次实验使用思科模拟器中的仿真抓包功能来进行实验。

二层直通比较简单，先配置好各个主机的IP地址。

主机0的IP地址

检测主机的ARP广播报文

在连接设备之后，主机会发送一条源地址和目的地址都是自己的ARP广播报文，用来检查在局域网内有没有其他设备与自己有相同IP地址。如果检测到有其他相同地址设备，则清空自己的地址。

交换机交换过程

在主机2上使用ping命令对主机0进行通信，主机2会生成两个数据包，一个ARP数据包和一个ICMP数据包。

ARP报文：询问直连交换机主机0的MAC地址

ICMP报文：在询问到主机0地址之后发送（IP控制报文，但是交换机不具备路由功能，所以等待目的主机MAC地址后跟随发送）

主机2生成了两个数据包

1.主机2发送ARP广播报文给交换机1询问主机IMAC地址

2.交换机查询MAC地址表，发现无匹配项，转发ARP广播报文，询问其他端口

3.交换机0收到ARP包后继续转发ARP广播报文

4.单播ARP包经过交换机时，交换机记录主机0的MAC地址进MAC地址表

5.找到目的主机后，与其进行单播通信

完成通信。

如果以太网内没有目的主机呢？

在主机2上去与一个不存在的地址进行通信。

Ping 10.0.0.1（地址不存在该以太网）

当该IP不在本网段时，此ICMP数据包会直接被端口丢弃。（判断到目的IP不再该子网内时，一般会默认发送给网关端口，让路由器进行交互，每配置网关则会直接丢弃）。

不进行传输

对一个子网内不存在的主机地址进行通信。

ping192.168.1.4（不存在该主机）

主机发送ARP广播报文，交换机中无匹配项，无主机对应，所有没有其他主机回应主机2，主机2在等待一段时间后认为超时，再发送广播报文，结果如上一致。在发送5次（默认5次）之后，返回结果不可通。

总结：

思科设备和华为设备在基础通信上基本一致，会存在一些微小的差异。例如华为交换机在转发ARP报文时，会向源端口也发送广播，相对可以节省交换机计算时间；在抓包过程中我发现，思科设备独有的DTP协议，用来让交换机之间自动协商他们的链路是否可以形成Trunk（发送给主机会被主机丢弃，发送给交换机会被交换机收取。），但是总的通信原理没有太多的不同。

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