какая информация используется коммутатором для заполнения таблицы mac адресов

Коммутируемая среда

Пересылка кадров

Коммутаторы используют МАС-адреса для направления сетевой передачи данных через коммутатор к соответствующему порту до места назначения. Коммутатор состоит из объединённых микросхем и соответствующего программного обеспечения, с помощью которого данные проходят через коммутатор. Чтобы коммутатор знал, какой порт использовать для передачи кадра, он должен сначала узнать, какие устройства существуют на каждом порте. По мере того, как коммутатор узнаёт отношение портов к устройствам, он создаёт таблицу МАС-адресов или таблицу ассоциативной памяти (CAM). CAM (ассоциативная память, англ. Content Addressable Memory) — это особый тип памяти, используемый в приложениях быстрого поиска.

Коммутаторы LAN определяют способ обработки входящих кадров путём ведения таблицы МАС-адресов. Коммутатор создаёт свою таблицу МАС-адресов, записывая МАС-адрес каждого устройства, подключённого к каждому из своих портов. Коммутатор использует данные из таблицы МАС-адресов для отправления кадров, предназначенных для конкретного устройства из порта, который был назначен этому устройству.

Коммутатор заполняет таблицу МАС-адресов на основе МАС-адресов источника. Когда коммутатор принимает входящий кадр с МАС-адресом назначения, который не содержится в таблице МАС-адресов, коммутатор пересылает кадр из всех портов (лавинная рассылка), за исключением входного порта этого кадра. Когда устройство назначения отвечает, коммутатор добавляет MAC-адрес источника кадра и порта, на котором был получен кадр, в таблицу МАС-адресов. В сетях с несколькими соединёнными коммутаторами таблица МАС-адресов содержит несколько МАС-адресов для одного порта, подключённого к другим коммутаторам.

Следующие шаги описывают процесс построения таблицы МАС-адресов:

1. Коммутатор получает кадр от компьютера PC 1 на порте Port 1 (рис. 1).

2. Коммутатор проверяет MAC-адрес источника и сравнивает его с таблицей MAC-адресов.

3. После записи информации об адресе источника коммутатор проверяет MAC-адрес назначения.

4. Устройство назначения (PC 3) отвечает кадру индивидуальным кадром, адресованным PC 1 (рис. 4).

5. Коммутатор вводит МАС-адрес источника компьютера PC 3 и номер порта входного порта в таблицу адресов. Адрес назначения кадра и его соответствующий выходной порт находятся в таблице МАС-адресов (рис. 5).

6. Теперь коммутатор может пересылать кадры между устройствами источника и назначения без лавинной рассылки, потому что в таблице МАС-адресов есть записи, которые идентифицируют соответствующие порты (рис. 6).

Источник

Артём Санников

Языки программирования

Базы данных

Программное обеспечение

Операционные системы

Мобильная разработка

Менеджеры пакетов

Сетевые технологии

CMS системы

Математика

SEO продвижение

Социальные сети

Психология

Хостинг провайдер

Смартфоны

Таблица MAC-адресов. Получение информации о MAC-адресах. CCNA Routing and Switching.

Коммутатор создает таблицу MAC-адресов динамически, проверяя MAC-адрес источника в кадрах, принимаемых портом. Он пересылает кадры на основе совпадения между MAC-адресом назначения в кадре и записью в таблице MAC-адресов.

При каждом поступлении кадра Ethernet в коммутатор выполняется следующий процесс.

Получение информации: проверка MAC-адреса источника

Рисунок 1 — Получение информации: проверка MAC-адреса источника.

При каждом поступлении кадра в коммутатор выполняется проверка на наличие новой информации. Проверяются MAC-адрес источника, указанный в кадре, и номер порта, по которому кадр поступает в коммутатор.

Примечание: Если MAC-адрес источника указан в таблице, но с другим портом, коммутатор считает эту запись новой. Запись заменяется на тот же MAC-адрес, но с более актуальным номером порта.

Пересылка: проверка MAC-адреса назначения

Рисунок 2 — Пересылка: проверка MAC-адреса назначения.

Если MAC-адрес назначения является индивидуальным адресом, коммутатор ищет совпадение между MAC-адресом назначения в кадре и записью в таблице MAC-адресов.

Примечание: Если MAC-адрес назначения является широковещательным или групповым адресом, коммутатор также пересылает кадр через все порты, кроме входящего порта.

Источник: Академия Cisco.

Другие статьи из категории «CCNA: Introduction to Networks»

Источник

Коммутаторы LAN

Коммутация

Коммутаторы используют MAC-адреса для передачи данных по сети через свою коммутирующую матрицу на соответствующий порт в направлении узла назначения. Коммутирующая матрица представляет собой интегрированные каналы и дополняющие средства машинного программирования, что позволяет контролировать пути прохождения данных через коммутатор. Чтобы коммутатор смог понять, какой порт необходимо использовать для передачи кадра одноадресной рассылки, сначала ему необходимо узнать, какие узлы имеются на каждом из его портов.

Коммутатор определяет способ обработки входящих кадров, используя для этого собственную таблицу МАС-адресов. Он создаёт собственную таблицу MAC-адресов, добавляя в нее MAC-адреса узлов, которые подключены к каждому из его портов. После внесения MAC-адреса для того или иного узла, подключённого к определённому порту, коммутатор сможет отправлять предназначенный для этого узла трафик через порт, который сопоставлен с узлом для последующих передач.

Если коммутатор получает кадр данных, для которого в таблице нет MAC-адреса назначения, он пересылает этот кадр на все порты, за исключением того, на котором этот кадр был принят. Если от узла назначения поступает ответ, коммутатор вносит MAC-адрес узла в таблицу адресов, используя для этого данные из поля адреса источника кадра. В сетях с несколькими подключёнными коммутаторами в таблицы MAC-адресов вносятся несколько MAC-адресов портов, соединяющих коммутаторы, которые отражают элементы за пределами узла. Как правило, порты коммутатора, используемые для подключения двух коммутаторов, имеют несколько MAC-адресов, внесённых в соответствующую таблицу.

Чтобы увидеть, как это реализуется, просмотрите каждый шаг на рис. 1—6.

Описание этого процесса приведено ниже.

Шаг 1. Коммутатор получает кадр широковещательной рассылки от PC1 на порт 1.

Шаг 2. Коммутатор вводит МАС-адрес источника и порт коммутатора, получившего кадр, в таблицу МАС-адресов.

Шаг 3. Поскольку адрес назначения широковещательный, коммутатор рассылает кадр по всем портам, кроме порта, по которому он был получен.

Шаг 4. Устройство назначения отвечает на широковещательную рассылку индивидуальным кадром по адресу PC1.

Шаг 5. Коммутатор добавляет МАС-адрес источника PC2 и номер порта коммутатора, получившего кадр, в таблицу МАС-адресов. Адрес назначения кадра и соответствующий порт находятся в таблице МАС-адресов.

Шаг 6. Теперь коммутатор может пересылать кадры между устройствами источника и назначения без лавинной рассылки, поскольку у него есть записи в таблице МАС-адресов, которые идентифицируют соответствующие порты.

Примечание. Таблицу MAC-адресов иногда называют таблицей ассоциативной памяти (CAM). Хотя понятие «таблица ассоциативной памяти» используется относительно часто, в этом курсе мы будем называть её таблицей MAC-адресов.

Источник

Про MAC-таблицы в коммутаторах

Привет, Хабр!
Случается так, что иногда хочется отойти от скупой теории и перейти к практике. Сейчас как раз такой случай. Желание возникло на фоне воспоминаний того, как мы делали коммутатор. Он — вещь довольно простая, делов-то — пересылай пакеты с порта на порт, да статистику веди. Все оказалось немного сложнее.

cisco 3750G-16TD-S

cisco-01-TEST#sh ver
Cisco IOS Software, C3750 Software (C3750-ADVIPSERVICESK9-M), Version 12.2(46)SE, RELEASE SOFTWARE (fc2)
Copyright 1986-2008 by Cisco Systems, Inc.
Compiled Thu 21-Aug-08 15:43 by nachen
Image text-base: 0x00003000, data-base: 0x01940000

ROM: Bootstrap program is C3750 boot loader
BOOTLDR: C3750 Boot Loader (C3750-HBOOT-M) Version 12.2(18)SE1, RELEASE SOFTWARE (fc2)

cisco-01-TEST uptime is 4 weeks, 5 days, 1 hour, 11 minutes
System returned to ROM by power-on
System image file is «flash:c3750-advipservicesk9-mz.122-46.SE»

This product contains cryptographic features and is subject to United
States and local country laws governing import, export, transfer and
use. Delivery of Cisco cryptographic products does not imply
third-party authority to import, export, distribute or use encryption.
Importers, exporters, distributors and users are responsible for
compliance with U.S. and local country laws. By using this product you
agree to comply with applicable laws and regulations. If you are unable
to comply with U.S. and local laws, return this product immediately.

A summary of U.S. laws governing Cisco cryptographic products may be found at:
www.cisco.com/wwl/export/crypto/tool/stqrg.html

If you require further assistance please contact us by sending email to
export@cisco.com.

cisco WS-C3750G-16TD (PowerPC405) processor (revision F0) with 118784K/12280K bytes of memory.
Processor board ID CSG0921P0EB
Last reset from power-on
1 Virtual Ethernet interface
16 Gigabit Ethernet interfaces
1 Ten Gigabit Ethernet interface
The password-recovery mechanism is enabled.

512K bytes of flash-simulated non-volatile configuration memory.
Base ethernet MAC Address: 00:14:1C:D7:33:80
Motherboard assembly number: 73-9143-08
Power supply part number: 341-0045-01
Motherboard serial number: CAT091916AM
Power supply serial number: LIT09130942
Model revision number: F0
Motherboard revision number: A0
Model number: WS-C3750G-16TD-S
System serial number: CSG0921P0EB
Top Assembly Part Number: 800-24591-04
Top Assembly Revision Number: A0
CLEI Code Number: COM1D10ARB
Hardware Board Revision Number: 0x01

Switch Ports Model SW Version SW Image
— — — — —
* 1 17 WS-C3750G-16TD 12.2(46)SE C3750-ADVIPSERVICESK9-M

Configuration register is 0xF

cisco-01-TEST#show mac address-table count

Total Mac Address Space Available: 5507

interface GigabitEthernet1/0/1
switchport access vlan 20
switchport mode access
end

cisco-01-TEST#show mac address-table count

Mac Entries for Vlan 20:
— Dynamic Address Count: 11
Static Address Count: 0
Total Mac Addresses: 11

Total Mac Address Space Available: 5496

cisco-01-TEST#sh mac- vl 20
Mac Address Table
— Vlan Mac Address Type Ports
— — — — 20 0001.0203.0001 DYNAMIC Gi1/0/1
20 0001.0203.0002 DYNAMIC Gi1/0/1
20 0001.0203.0003 DYNAMIC Gi1/0/1
20 0001.0203.0004 DYNAMIC Gi1/0/1
20 0001.0203.0005 DYNAMIC Gi1/0/1
20 0001.0203.0006 DYNAMIC Gi1/0/1
20 0001.0203.0007 DYNAMIC Gi1/0/1
20 0001.0203.0008 DYNAMIC Gi1/0/1
20 0001.0203.0009 DYNAMIC Gi1/0/1
20 0001.0203.000a DYNAMIC Gi1/0/1
20 50af.7312.8435 DYNAMIC Gi1/0/1

cisco-01-TEST#show mac address-table count

Mac Entries for Vlan 20:
— Dynamic Address Count: 4281
Static Address Count: 0
Total Mac Addresses: 4281

Total Mac Address Space Available: 1219

cisco-01-TEST#show mac address-table count

Mac Entries for Vlan 20:
— Dynamic Address Count: 5724
Static Address Count: 0
Total Mac Addresses: 5724

Total Mac Address Space Available: 192

Mac Entries for Vlan 20:
— Dynamic Address Count: 5945
Static Address Count: 0
Total Mac Addresses: 5945

Total Mac Address Space Available: 3

cisco-01-TEST#show mac address-table count

Рандомный тест:
cisco-01-TEST#sh mac address-table count

Mac Entries for Vlan 20:
— Dynamic Address Count: 4417
Static Address Count: 0
Total Mac Addresses: 4417

Total Mac Address Space Available: 1499

cisco-01-TEST#sh mac address-table count

Mac Entries for Vlan 20:
— Dynamic Address Count: 5947
Static Address Count: 0
Total Mac Addresses: 5947

Total Mac Address Space Available: 1

Итог
Получается, что заявленная производителем характеристика не соответствует действительности (если я не прав, например влияет IOS и для него есть особые заметки, дайте знать с пруфом). Разница почти в два раза. Даже если опираться на сведения, выводимые самой системой (5507), то им тоже не стоит верить: в быстром режиме таблица недозаполнилась на 1219 адресов, а в медленном постоянно перестраивалась и показания суммарного счетчика менялись, от режима генерации (последовательно/случайно) не зависит.

ZyXEL GS-3012F

zyxel-01-T# show version
Current ZyNOS version: V3.80(LR.2) | 03/04/2008

zyxel-01-T# show system-information
System Name: zyxel-01-TEST
System Contact:
System Location:
Ethernet Address: 00:19:cb:2d:d8:49
ZyNOS F/W Version: V3.80(LR.2) | 03/04/2008
RomRasSize: 3234952
System up Time: 837:37:39 (11f939d5 ticks)
Bootbase Version: V3.00 | 01/14/2005
ZyNOS CODE: RAS Mar 4 2008 11:51:18
Product Model: GS-3012F

Итог
В целом, хорошие результаты. Коммутатор не “теряет” адреса, генерируемые на скорости порта. Размер таблицы и ее заполнение соответствует заявленному.

D-Link DGS-3426

DGS-3426:admin#show tech_support
Command: show tech_support

Boot Time: 31 Dec 1999 23:59:59
RTC Time: 2000/01/01 00:07:51
Boot PROM Version: Build 1.00-B13
Firmware Version: Build 2.70.B56
Hardware Version: 2A1
MAC Address: 00-17-9A-10-CD-AA
[STACKING 2000-1-1 00:07:51]

DGS-3426:admin#show fdb vlan TEST
Command: show fdb vlan TEST

VID VLAN Name MAC Address Port Type
— — — — — 20 TEST 00-01-02-03-00-01 1 Dynamic
20 TEST 00-01-02-03-00-02 1 Dynamic
20 TEST 00-01-02-03-00-03 1 Dynamic
20 TEST 00-01-02-03-00-04 1 Dynamic
20 TEST 00-01-02-03-00-05 1 Dynamic
20 TEST 00-01-02-03-00-06 1 Dynamic
20 TEST 00-01-02-03-00-07 1 Dynamic
20 TEST 00-01-02-03-00-08 1 Dynamic
20 TEST 00-01-02-03-00-09 1 Dynamic
20 TEST 00-01-02-03-00-0A 1 Dynamic
20 TEST 00-01-02-03-00-0B 1 Dynamic
20 TEST 00-01-02-03-00-0C 1 Dynamic
20 TEST 00-01-02-03-00-0D 1 Dynamic

DGS-3426:admin#show fdb vlan TEST
Command: show fdb vlan TEST

VID VLAN Name MAC Address Port Type
— — — — — 20 TEST 00-00-01-33-82-27 1 Dynamic
20 TEST 00-00-03-43-5A-66 1 Dynamic
20 TEST 00-00-03-66-C4-5D 1 Dynamic
20 TEST 00-00-05-32-86-B1 1 Dynamic
20 TEST 00-00-07-6D-3A-40 1 Dynamic
20 TEST 00-00-0A-0F-E0-AE 1 Dynamic
20 TEST 00-00-22-3A-81-2B 1 Dynamic
20 TEST 00-00-24-68-E9-70 1 Dynamic
20 TEST 00-00-35-00-B0-93 1 Dynamic
20 TEST 00-00-3F-04-BE-95 1 Dynamic
20 TEST 00-00-43-01-A4-A4 1 Dynamic
20 TEST 00-00-71-27-41-8A 1 Dynamic
20 TEST 00-00-92-3C-2A-5A 1 Dynamic
20 TEST 00-00-92-5B-94-62 1 Dynamic
20 TEST 00-00-95-26-49-3D 1 Dynamic
20 TEST 00-00-9F-2E-45-DF 1 Dynamic
20 TEST 00-00-9F-6D-BE-1E 1 Dynamic
20 TEST 00-00-A7-75-72-4F 1 Dynamic
20 TEST 00-00-A9-17-38-DD 1 Dynamic
20 TEST 00-00-AF-5A-8C-54 1 Dynamic

Итог
У этого коммутатора тоже все в порядке. Таблица заполняется как заявлено, на случайных данных показатели незначительно хуже. А в качестве “фишки” таблица маков при просмотре сортируется (возможно потому, что никакого строкового процессора нет, например как у cisco).

Metrotek X10-24

x10-00002# show version report
Origin: Metrotek
Label: Metrotek
Codename: oxygen
Version: 1.0.1
Date: Wed, 4 Mar 2015 11:04:37 UTC
Architectures: armel i386
Components: contrib non-free
Description: Metrotek X10-24 Gigabit Ethernet Switch

Итог
Для инкрементарных адресов таблица полностью соответствует заявленной, а вот для случайных показатели ухудшаются, хотя и лежат в довольно близком к заявленному диапазоне.

Вывод

Если ваша сеть построена таким образом, что домен L2 включает множество устройств, то можно ждать беды. Странным оказалось то, что самый весомый вендор показал худшие результаты. Отсюда мораль — доверяй только собственным глазам и тесту, а не маркетинговым заявлениям с мелким шрифтом в сноске.
Я был так удивлен положением вещей, что решил об этом написать. Если есть возможность провести такой же тест, то прошу опубликовать результаты в комментариях.

Источник

Русские Блоги

Таблица MAC-адресов, таблица ARP-кеша, таблица маршрутизации и основные принципы коммутаторов и маршрутизаторов

Таблица MAC-адресов

Когда дело доходит до таблицы MAC-адресов, вам нужно поговорить о принципе работы коммутатора, поскольку коммутатор пересылает кадр данных в соответствии с таблицей MAC-адресов. В коммутаторе есть таблица, в которой записывается соответствие между MAC-адресом хоста LAN и интерфейсом коммутатора. Коммутатор отвечает за передачу кадра данных на указанный хост в соответствии с этой таблицей.

Принцип работы выключателя

После получения кадра данных коммутатор сначала записывает исходный MAC-адрес в кадре данных и соответствующий интерфейс в таблицу MAC, а затем проверяет, есть ли информация о целевом MAC-адресе в кадре данных в его таблице MAC. Кадр данных будет отправлен в соответствии с соответствующим интерфейсом, записанным в таблице MAC (то есть одноадресной передачей). Если нет, кадр данных будет отправлен из неприемлемого интерфейса (то есть широковещательной передачи).

Как показано ниже: подробно объясните процесс передачи кадров данных, передаваемых коммутатором.

1) Хост A отправит коммутатору кадр данных с MAC-адресом источника в качестве собственного и MAC-адресом назначения в качестве хоста B.

2) После получения кадра данных коммутатор сначала записывает исходный MAC-адрес в кадре данных и соответствующий интерфейс (интерфейс f / 1/1) в таблицу MAC-адресов.

3) Затем коммутатор проверит, есть ли информация о целевом MAC-адресе в кадре данных в его таблице MAC-адресов. Если она есть, она будет отправлена ​​с интерфейса, записанного в таблице MAC-адресов. Все интерфейсы принимающего интерфейса отправляются (то есть, кроме интерфейса f / 1).

4) В это время все хосты в локальной сети получат этот кадр данных, но только хост B будет отвечать на эту трансляцию при получении этого кадра данных и отвечать на кадр данных. Этот кадр данных включает в себя MAC-адрес хоста B.

5) Когда коммутатор получает кадр данных от хоста B, он также записывает MAC-адрес источника в кадре данных (то есть MAC-адрес хоста B). В это время, когда хост A и хост B обмениваются данными, коммутатор Записи в таблице адресов являются одноадресными.

Как показано ниже: Когда в локальной сети есть несколько коммутаторов, как записывается таблица MAC-адресов коммутатора?

1) Хост A отправляет фрейм данных с собственным MAC-адресом источника и MAC-адресом назначения на хост C

3) После получения этого фрейма данных коммутатор 2 также запишет MAC-адрес источника и соответствующий интерфейс в фрейме данных в таблицу MAC-адресов и проверит свою собственную таблицу MAC-адресов. Если запись целевого MAC-адреса отсутствует, он будет транслировать Это фрейм данных.

4) После получения кадра данных узел C ответит на этот кадр данных и ответит MAC-адресом источника в качестве своего собственного кадра данных. В это время коммутатор 1 и коммутатор 1 запишут MAC-адрес хоста C в свою таблицу MAC-адресов. И отправьте этот фрейм данных на хост A в форме одноадресной передачи.

5) В это время связь между хостом A и хостом C является одноадресной передачей кадров данных, связь между хостом B и хостом C такая же, как и в описанном выше процессе, поэтому таблица MAC-адресов коммутатора 2 записывает MAC-адрес хоста A и хоста B Адреса соответствуют интерфейсу f 0/1.

Сводка: как видно из двух изображений выше, коммутатор имеет функцию динамического определения MAC-адреса источника, и один интерфейс коммутатора может соответствовать нескольким MAC-адресам, но один MAC-адрес может соответствовать только одному интерфейсу.

Примечание. MAC-адрес, динамически определяемый коммутатором, по умолчанию действителен только для 300S. Если MAC-адрес, записанный в 300S, не связывается, эта запись будет удалена.

ARP кеш таблица

Выше мы объяснили принцип работы коммутатора, зная, что коммутатор взаимодействует через MAC-адрес, но как мы можем получить MAC-адрес целевого хоста? В настоящее время нам нужно использовать протокол ARP.В каждом хосте есть таблица ARP, в которой записывается соответствие между IP-адресом хоста и MAC-адресом.

Следующая картина: Объясните подробно принцип работы ARP.

2) После получения фрейма данных коммутатор обнаруживает, что фрейм данных является широковещательным фреймом, поэтому он отправит фрейм данных из всех неприемлемых интерфейсов.

3) После получения этого фрейма данных хост B проверит, является ли IP-адрес своим собственным, и запишет соответствие между IP-адресом и MAC-адресом хоста A в своей таблице кэша ARP и одновременно отправит ответ ARP. Это включает в себя свой собственный MAC-адрес.

4) После получения фрейма данных этого ответа хост A записывает соответствие между IP-адресом хоста B и MAC-адресом в своей таблице кэша ARP. В это время коммутатор узнал MAC-адреса хоста A и хоста B.

Таблица маршрутизации

Маршрутизатор отвечает за связь между различными сетями. Это важное устройство в современной сети. Можно сказать, что без маршрутизатора нет современного Интернета. В маршрутизаторе также есть таблица, которая называется таблицей маршрутизации и записывает информацию в разные сегменты сети. Информация в таблице маршрутизации делится на маршруты с прямым подключением и маршруты без прямого подключения.

Прямой маршрут соединения: это сегмент сети, напрямую подключенный к интерфейсу маршрутизатора, который автоматически генерируется маршрутизатором.

Непрямая маршрутизация соединения: это сегмент сети, напрямую подключенный к интерфейсу маршрутизатора.Эту запись необходимо добавить вручную или использовать динамическую маршрутизацию.

Некоторые записи, записанные в таблице маршрутизации, необходимо добавить вручную (так называемая статическая маршрутизация), а некоторые тесты получают динамически (так называемая динамическая маршрутизация). Непосредственно связанные маршруты являются статическими маршрутами.

Маршрутизатор работает на сетевом уровне, где можно идентифицировать логические адреса. Когда определенный интерфейс маршрутизатора получает пакет, маршрутизатор считывает сетевую часть логического адреса соответствующей цели в пакете и затем ищет его в таблице маршрутизации. Если запись маршрутизации для адреса назначения найдена в таблице маршрутизации, пакет перенаправляется на соответствующий интерфейс маршрутизатора.Если запись маршрутизации для адреса назначения не найдена в таблице маршрутизации, то, если маршрут настроен с маршрутом по умолчанию, тогда конфигурация маршрута по умолчанию пересылается К соответствующему интерфейсу маршрутизатора, если маршрут по умолчанию не настроен, пакет отбрасывается и возвращается недоступная информация. Это процесс маршрутизации данных.

Следующая картина: Представьте принцип работы роутера в деталях

2) HostA получает MAC-адрес порта E0 маршрута A шлюза через запрос ARP и инкапсулирует MAC-адрес интерфейса E0 маршрутизатора в целевой MAC-адрес на канальном уровне, а исходный MAC-адрес сам по себе.

5) Только тогда HostB получит данные, отправленные с HostA.

Сводка: таблица маршрутизации отвечает за запись пути из одной сети в другую, поэтому маршрутизатор работает в соответствии с таблицей маршрутизации.

Источник