Dator- och nätverksteknik · område 10 · lektion 50 och 52

Switchen och adresstabellen

Område 9 slutade med en gräns: ramen når switchen — men hur switchen väljer vilken port ramen ska ut på lämnades till det här området. Den här sidan besvarar den halvan av frågan. Switchen lär sig var varje maskin sitter genom att läsa avsändaren i varje ram den tar emot, och skriver upp det i sin MAC-adresstabell. Vet den inte var mottagaren sitter skickar den ramen till alla — och det är inget fel. Sist två switchar i samma nät, som har var sin tabell och inte delar den med varandra, och en tabell som glömmer.

1. Frågan som väntat

Den här sidan tar switchen. Routern kommer på lektion 53, och står på routersidan.

Kom ihåg från lektion 42: en switch är en lager 2-enhet. Den tittar i Ethernet-kuvertet — MAC-adresserna — och bryr sig inte om vad som står i IP-kuvertet inuti.

2. Switchen lär sig av avsändaren

Varje gång en ram kommer in läser switchen ramens käll-MAC, och skriver upp den tillsammans med porten ramen kom in på. Listan kallas MAC-adresstabellen.

Sedan läser switchen ramens mål-MAC och slår upp den i tabellen. Vad den gör då beror på vad den hittar.

3. Tre fall

Det tredje fallet är sällsynt i ett nät med en maskin per port. De två första är de som ska sitta. Tabellen kommer tillbaka resten av området, och på prov 3.

4. Flödning är normalt

Jämför med hubben från lektion 36. Hubben skickade allt till alla portar, alltid. Switchen gör det bara tills den lärt sig. Det är hela skillnaden, och det är därför switchen ersatte hubben.

5. Tabellen läst rad för rad

Tabellen visas med kommandot show mac address-table i switchens kommandorad. I Packet Tracer: klicka på switchen, fliken CLI, tryck Enter, skriv enable — prompten ska sluta på #, inte > — och sedan kommandot. En rad kan se ut så här:

Switch#show mac address-table
          Mac Address Table
-------------------------------------------

Vlan    Mac Address       Type        Ports
----    -----------       --------    -----
   1    0001.c7a3.5b12    DYNAMIC     Fa0/1

Två kommandon till behövs på den här sidan: clear mac address-table dynamic tömmer tabellen, och arp -d — på en PC, i Command Prompt — tömmer maskinens ARP-cache, som på lektion 44.

6. Flödningen i din kopia

I parets egen kopia från område 9. Följ ordningen — den spelar roll:

1. Realtime: pinga från en maskin till en annan. Kontrollera med arp -a att mottagaren finns i cachen
2. Switchen, CLI: enable, show mac address-table. Skriv av tabellen
3. clear mac address-table dynamic. Kör show mac address-table igen. Tom
4. Simulation, filter på ICMP, och samma ping igen
5. Capture/Forward tills echo request når switchen, och ett klick till. Skriv upp vilka portar ramen gick ut på. De maskiner som inte är mottagaren tar emot den och kastar den
6. Klicka fram echo reply. Skriv upp vilken enda port svaret gick ut på
7. Pinga igen. Vilken port använde nästa förfrågan?
8. show mac address-table igen. Skriv av — nu har tabellen rader

Syns ingen flödning var tabellen redan fylld — töm den med clear mac address-table dynamic före pingen. Tar CLI:n inte emot show mac address-table har du glömt enable.

Ta en skärmbild av flödningen och av tabellen före och efter. Anteckningen är områdets första underlag, och hör hemma i labb 10:s utförandedel.

7. Tabellen medan den fylls

1. Tryck Återställ (töm tabell). Tabellen säger att switchen inte vet någonting
2. Välj A → B under Skicka en ram och tryck Skicka ▸. Logg visar flödningen. Switchens MAC-tabell har fått en rad — vilken?
3. Skicka B → A. Ramen vidarebefordras direkt. Nu har tabellen två rader
4. Skicka A → B igen. Ingen flödning

Läs nodens förklaring efter varje ram. I vilket steg lärde sig switchen B:s port?

8. Broadcasten över två switchar

På lektion 51 kopplades en andra switch in, med två maskiner på 192.168.<grupp>.20 och .21. Hur det görs står på broadcastsidan. På lektion 52 bevisas att en broadcast når varje port på båda switcharna.

Kontrollera nätet först:

1. Länken mellan switcharna är grön i båda ändar
2. .20 och .21 har rätt adress och mask, 255.255.255.0
3. Realtime: pinga .20 från en maskin på den första switchen. Svar

Går det inte: korsad kabel, samma nätdel, samma mask. Skriv ner vad som var fel — det är felsökningsavsnittets material.

Sedan fångas broadcasten:

1. clear mac address-table dynamic på båda switcharna
2. arp -d på en maskin på den första switchen
3. Simulation, filter på ARP
4. Pinga 192.168.<grupp>.20
5. Capture/Forward ett steg i taget. På den första switchen går ARP-frågan ut på alla portar utom den den kom in på — också länken till den andra switchen. På den andra switchen går den ut på alla portar utom länken den kom in på
6. Skärmbild när frågan har nått alla maskiner på båda switcharna
7. Klicka fram svaret. Vart går det?

Fyll i:

Tar du skärmbilden för tidigt har frågan inte nått den andra switchen än. Klicka tills alla maskiner fått den.

9. Två switchar, två tabeller

Kör show mac address-table på båda switcharna, och skriv upp tabellerna sida vid sida. Portnumren här är ett exempel — dina kan vara andra:

Två saker att se:

• Varje switch ser den andra switchens maskiner på länkporten. Den första switchen vet inte att .20 sitter på den andra switchens Fa0/1. Den vet bara att .20 finns åt det hållet — ut genom Gi0/1
• Tabellerna är inte likadana. Varje switch lär sig bara av det som passerar dess egna portar. De pratar inte med varandra om vad de vet

10. Tabellen glömmer

En rad ligger inte kvar för evigt. Har ingen ram setts från en adress på en stund tas raden bort — på Ciscos switchar efter 300 sekunder, fem minuter. Det kallas åldrande, aging.

Varför? Maskiner flyttas. En bärbar dator kopplas in i en annan port, en maskin stängs av. En tabell som aldrig glömmer skulle till slut peka fel.

Följden: nästa ram till en bortglömd adress flödas igen, tills switchen lär sig porten på nytt. Samma flödning som i avsnitt 4 — nu som något som kan komma tillbaka när som helst, och fortfarande inte ett fel.

11. Labb 10:s första underlag

In i labb 10-rapportens utförandedel:

• Skärmbilden av flödningen över båda switcharna
• Tabellen över vilka portar frågan kom in på och gick ut på
• De två MAC-adresstabellerna, sida vid sida
• En mening om varför tabellerna skiljer sig åt
• Anteckningen från lektion 50: flödningen, och tabellen före och efter

Och i planeringsdelen: topologin — två switchar, vilken port som är länken, och vilka maskiner som sitter var.

Saknas anteckningen från lektion 50: gör om den nu — tom tabell, ping, tabell. Det tar fem minuter. Hela labben står på labbsidan.

12. Vanliga missuppfattningar

13. Ordlista