网络交换机是否支持 IP？

Question

我有一些关于网络的非常微不足道的基本问题，但我发现了不同的信息，所以我只想解决这个问题。

据我所知，网络交换机以“智能”方式处理流量，它只将数据包传播到它知道接收器所在的端口（与集线器相反，集线器将所有数据暴力发送到所有端口）。

• 正确的？

所以交换机需要记住所有连接到它的主机的地址。如果找不到主机，则将数据包发送到默认路由（通常是 Up 链接到更广泛的网络）

• 正确的？

现在我的主要问题是：

• 交换机是否记住 IP 地址或 MAC 地址来计算其决策？

Answer 1

嗯，这取决于您使用的开关类型。

非常基本的类型在链路层运行并且不知道 IP 地址。他们使用 MAC 地址进行操作。这些交换机通常不受管理。

但是，还有更多智能交换机，它们在 IP 层提供功能，例如访问控制列表，并且这些交换机知道 IP 地址。通常，这些交换机是受管理的，即它们具有 Web 界面或控制台界面（或两者）以允许用户配置各种选项。但是，附加功能是在基本开关功能之上运行的。

交换机通过侦听流量“学习”连接到其端口的设备的 MAC 地址，并使用它们来决定将传入数据报发送到何处。交换机一般不执行路由。这通常由路由器完成，路由器发送的数据报使用链路层地址（以太网网络中的 MAC 地址）将数据包发送到下一跳。

Answer 2

只是对@wolfgangsz 和@sleske 的答案稍加补充，应该强调的是，标准交换机，如前所述，纯粹是第 2 层设备，因此它只能理解 MAC 地址。

尽管“数据包”通常用作通用术语，但第 2 层的协议数据单元 (PDU) 是“帧”，第 3 层的 PDU 是数据包。

可以将“多层交换机”视为包含路由器的交换机，与传统路由器不同，该路由器将数据包从 VLAN 路由到 VLAN，而不是从一个物理接口路由到另一个物理接口。

如果交换机支持 VLAN（这不一定使它成为多层交换机），那么具有未知目标 MAC 地址的帧将从与数据包属于同一 VLAN的所有端口（称为泛洪）发送出去因为 VLAN 是一个广播域并且帧不会超出广播域的边界，所以被接收。

编辑：为了完整起见，我还应该提到支持 VLAN 的交换机也将支持中继端口，这些端口使用扩展帧，允许来自多个 VLAN 的流量在单个物理链路上传输。

Answer 3

据我所知，网络交换机以“智能”方式处理流量，它只将数据包传播到它知道接收器所在的端口（与集线器相反，集线器将所有数据暴力发送到所有端口）。

对，那是正确的。

所以交换机需要记住所有连接到它的主机的地址。如果找不到主机，则将数据包发送到默认路由（通常是 Up 链接到更广泛的网络）

嗯，不完全是。交换机确实会记住哪些主机连接到哪个端口（通常通过观察到达端口的数据包的 MAC 地址）。然而，交换机通常不知道“默认路由”，因为这是来自更高网络层的概念。交换机在 OSI 模型的第 2 层（数据链路层）上工作。“默认路由”是用于路由的概念，它发生在第 3 层（网络层）。

因此，交换机没有“默认路由”。如果它不知道目标 MAC 地址，它只会将数据包发送到所有端口（至少在开始时，它只能这样做——这被称为“泛洪”）。无论如何，在以太网中，每个数据包都必须寻址到本地 MAC 地址，否则它将永远不会到达。发送到“互联网”的数据包仍然获得本地 MAC 地址目的地，即网络默认网关的地址。交换机只是将此数据包传递到默认网关，网关（在第 3 层运行）然后从数据包中嵌入的 IP 地址读取“真实”目的地，并在途中发送。

交换机是否记住 IP 地址或 MAC 地址来计算其决策？

如上所述，交换机与 IP 无关，因为它在较低的抽象级别上工作。因此，只有 MAC 地址。

一种并发症：如wolfgangsz的回答解释的，存在是开关，其还对层3操作（所谓的多层交换机）。这些有点复杂，它们可以处理 IP 地址等等。