LAN 交換機(jī)的最終作用是轉(zhuǎn)發(fā)以太網(wǎng)幀。為實現(xiàn)該目標(biāo)，交換機(jī)根據(jù)以太網(wǎng)幀中的源 MAC 地址和目標(biāo) MAC 地址做出決策。

圖 1. 以太網(wǎng)頭結(jié)構(gòu)

當(dāng)交換機(jī)接收到一個幀時，它會遵循一組規(guī)則并最終決定從哪個端口或多個端口向該幀發(fā)送。開關(guān)邏輯可以概括為幾個步驟：

1. 接收以太網(wǎng)幀，檢查源 MAC 地址并更新其 MAC 地址表。

2. 根據(jù)目標(biāo) MAC 地址決定將幀轉(zhuǎn)發(fā)到何處以及如何轉(zhuǎn)發(fā)。

3. 如果幀是未知單播或廣播幀，則將幀轉(zhuǎn)發(fā)到單個端口或?qū)母北巨D(zhuǎn)發(fā)到多個端口。

讓我們從接收幀和學(xué)習(xí) MAC 地址的過程開始。

學(xué)習(xí) MAC 地址

交換機(jī)通過檢查傳入以太網(wǎng)幀的源 MAC 地址來構(gòu)建其 MAC 地址表。當(dāng)在交換機(jī)端口上接收到幀并且源 MAC 地址未知時，交換機(jī)會在 MAC 表中創(chuàng)建一個新條目。

值得一提的是，術(shù)語交換機(jī)端口 和交換機(jī)接口可以互換使用。另外，交換機(jī)的MAC地址表也稱為交換表和CAM表（Content-Addressable Memory Table）。

圖 1 所示為單開關(guān)拓?fù)洹＝粨Q機(jī)尚未在其 MAC 地址表中創(chuàng)建任何條目。

圖 2. LAN 交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)幀和學(xué)習(xí) MAC 地址

當(dāng)客戶端 1 向客戶端 4 發(fā)送以太網(wǎng)幀時，該過程開始。讓我們仔細(xì)看看交換機(jī)執(zhí)行的每個步驟：

1. 在交換機(jī)端口 Gi0/1 上接收到以太網(wǎng)幀。如圖 1 所示，每一幀都以 7 字節(jié)的 前導(dǎo)碼和 1 字節(jié) 的起始幀定界符 (SFD) 開始。幀的前 8 字節(jié)用于引起接收節(jié)點(diǎn)的注意。本質(zhì)上，它們告訴接收節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備好接收新幀。

2. 交換機(jī)檢查源 MAC 地址，即 Client 1 的物理地址 - 1111.1111.1111。

3. 然后交換機(jī)根據(jù)其 MAC 地址表檢查此 MAC 地址。如果在表中找不到它，則交換機(jī)創(chuàng)建一個新條目。

4. 然后交換機(jī)檢查目標(biāo) MAC 地址。如果路由表中有該地址的條目，則它將幀從該接口發(fā)送出去。

開關(guān)操作總結(jié)在圖 3 中。