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華為三層以太網交換機基本原理及轉發流程

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1. 二層轉發流程
1.1. MAC地址介紹
MAC 地址是48 bit 二進制的地址，如：00-e0-fc-00-00-06 。
可以分為單播地址、多播地址和廣播地址 。
單播地址：第一字節最低位為0，如：00-e0-fc-00-00-06
多播地址：第一字節最低位為1，如：01-e0-fc-00-00-06
廣播地址：48 位全1，如：ff-ff-ff-ff-ff-ff
注重：
1）普通設備網卡或者路由器設備路由接口的MAC 地址一定是單播的MAC 地址才能保證其與其它設備的互通 。
2） MAC 地址是一個以太網絡設備在網絡上運行的基礎，也是鏈路層功能實現的立足點 。
1.2. 二層轉發介紹
交換機二層的轉發特性，符合802.1D 網橋協議標準 。
交換機的二層轉發涉及到兩個要害的線程：地址學習線程和報文轉發線程 。
學習線程如下：
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1）交換機接收網段上的所有數據幀，利用接收數據幀中的源MAC 地址來建立MAC 地址表；
2）端口移動機制：交換機假如發現一個包文的入端口和報文中源MAC地址的所在端口不同，就產生端口移動，將MAC 地址重新學習到新的端口；
3）地址老化機制： 假如交換機在很長一段時間之內沒有收到某臺主機發出的報文，在該主機對應的MAC 地址就會被刪除，等下次報文來的時候會重新學習 。
注重： 老化也是根據源MAC 地址進行老化 。
報文轉發線程:
1）交換機在MAC 地址表中查找數據幀中的目的MAC 地址，假如找到，就將該數據幀發送到相應的端口，假如找不到，就向所有的端口發送；
2）假如交換機收到的報文中源MAC 地址和目的MAC 地址所在的端口相同，則丟棄該報文；
3）交換機向入端口以外的其它所有端口轉發廣播報文 。
1.3. VLAN二層轉發介紹
報文轉發線程:
引入了VLAN 以后對二層交換機的報文轉發線程產生了如下的影響：
1）交換機在MAC 地址表中查找數據幀中的目的MAC 地址，假如找到（同時還要確保報文的入VLAN 和出VLAN 是一致的），就將該數據幀發送到相應的端口，假如找不到，就向（VLAN 內）所有的端口發送；
2）假如交換機收到的報文中源MAC 地址和目的MAC 地址所在的端口相同，則丟棄該報文；
3）交換機向（VLAN 內）入端口以外的其它所有端口轉發廣播報文 。
以太網交換機上通過引入VLAN，帶來了如下的好處：
1）限制了局部的網絡流量，在一定程度上可以提高整個網絡的處理能力 。
2）虛擬的工作組，通過靈活的VLAN 設置，把不同的用戶劃分到工作
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組內；
3）安全性，一個VLAN 內的用戶和其它VLAN 內的用戶不能互訪，
提高了安全性 。
另外，還有常見的兩個概念VLAN 的終結和透傳，從字面意思上就可以很好的了解這兩個概念 。所謂VLAN 的透傳就是某個VLAN 不僅在一臺交換機上有效，它還要通過某種方法延伸到別的以太網交換機上，在別的設備上照樣有效；終結的意思及相對，某個VLAN 的有效域不能再延伸到別的設備，或者不能通過某條鏈路延伸到別的設備 。
VLAN 透傳可以使用802.1Q 技術，VLAN 終結可以使用PVLAN 技術 。
IEEE802.1Q 協議是VLAN 的技術標準,主要是修改了標準的幀頭，添加了一個tag 字段，其中包含了VLAN ID 等VLAN 信息，具體實現這里不談，假如有愛好可以看相關的標準和資料 。
注重：在Trunk 端口轉發報文的時候，假如報文的VLAN Tag 等于端口上配置的默認VLAN ID，則該報文的Tag 應該去掉，對端收到這個不帶Tag 信息的報文后，從端口的PVID 獲得報文的所屬VLAN 信息，因此配置的時候必須保證連接兩臺交換機之間的一條Trunk 鏈路兩端的PVID 設置相同 。

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