交换机如何学习不在其查找表中的MAC地址？

我有一个相对愚蠢的问题。假设交换机刚刚启动，并且它接收到一个帧，该帧包含不在其MAC地址表中的网络设备的目标MAC地址。

那会发生什么呢？它是否广播（MAC地址ff:ff:ff:ff:ff:ff）并从连接的设备接收答案，或者是否有专用于所使用协议的协议？我认为交换机不使用ARP（地址解析协议）吗？

好问题。我将用动画来回答：

主机A发送帧时，交换机的MAC地址表中没有任何内容。接收到帧后，它将记录主机A的MAC地址到交换机端口的映射。由于它不知道目标MAC地址在哪里，因此会将帧泛洪到所有端口。

这样可以确保如果主机B存在（此时主机尚不知道），它将收到它。希望主机B接收到该帧后，将生成一个响应帧，这将使交换机能够从返回帧中学习MAC地址映射。

您可以在此处（我从中获取动画的位置）了解有关Switch工作原理的更多信息。我还建议阅读整个文章系列，以更仔细地了解数据包如何通过网络移动。

关于“ 泛洪与广播” 一词的最后一点说明。交换机从不广播帧，广播不是交换机可以采取的措施。交换机只能淹没一帧。甲广播是简单地用一个目的地MAC地址的帧ffff.ffff.ffff。由于最终效果是相同的，但实际上却是不同的，因此常常会感到困惑。

交换机不使用 ARP，但是ARP可以首先防止这种情况的发生，这有两个原因：

1. 如果节点A将IP数据包发送到不在其ARP缓存中的节点B，它将首先发送ARP请求（这是一个广播数据包，并且将自动被交换机泛洪到所有端口）。当节点B发送其ARP答复时，交换机将学习其MAC地址。因此，在实际数据传输发生时，交换机已经知道参与者的MAC地址，并且不需要泛洪数据包。

2. 当许多设备的链路断开时，它们将发送免费的ARP数据包。除了更新网络上其他节点的ARP缓存外，GARP还将填充交换机的MAC地址表。

IPv6不使用ARP，但NDP可以达到类似的目的。

因此，总的来说，尽管交换机肯定会将帧泛洪到他们尚未学习的单播地址，但您不必像您想的那样频繁，因为交换机通常有机会事先从广播帧中学习节点的地址。但是，您绝对可以使用已使其MAC表溢出或刚刚重新启动的交换机对其进行观察。

当交换机接收到帧时，它将使用源MAC地址和接收帧的端口更新其MAC地址表。如果目标MAC地址不在其MAC地址表中（未知单播），则它将帧泛洪到除接收帧的端口之外的所有端口。