how/network

Как свитч учится - MAC learning

Свитч на старте не знает ничего. За первые секунды трафика он сам строит «карту» - кто на каком порту - и перестаёт флудить кадры.

Когда ты включаешь новый свитч в розетку - он умеет коммутировать, но не знает кто к каким портам подключён. Как он за пару секунд начинает работать «как надо» - без флудинга, с точечной доставкой?

Магия в CAM-таблице (Content-Addressable Memory) - это таблица MAC адрес ↔ номер порта, которую свитч сам учит наблюдая за проходящим трафиком. Каждый входящий кадр содержит source MAC - свитч просто смотрит и записывает: «о, этот MAC живёт на этом порту».

Нажми ▶ - посмотрим как пустой свитч за 3 кадра учится и переходит из режима «флужу всё» в «точечную доставку».

step 1/5·00 · свитч включён, ничего не знает

§ шаги

Свитч только что загрузился. CAM-таблица пуста. Он умеет принимать и отправлять кадры, но не знает какие MAC'и на каких портах живут.

Любой кадр, который сейчас прилетит, заставит его флудить копию во все порты - потому что dst MAC ему неизвестен.

итого

Что важно запомнить:

Свитч учится только из source MAC входящих кадров. Он никогда не учится из destination MAC - потому что dst может быть фейковым или broadcast'ом
Если destination MAC неизвестен - свитч флудит кадр во все порты кроме входящего (это называется unknown unicast flood). Не путать с broadcast'ом (ff:ff:ff:ff:ff:ff) - broadcast флудится всегда, не зависит от CAM
Записи стареют (aging) - обычно через 300 секунд без трафика запись удаляется. При следующем кадре свитч снова поучится. Это важно: иначе при перемещении устройства между портами оно стало бы «недостижимым»
MAC flooding atak - атака на свитч, когда злоумышленник заваливает CAM-таблицу до переполнения. Свитч начинает себя вести как hub - флудит весь трафик на все порты. Защита - port security (ограничение количества MAC'ов на порт)
Чем CAM-таблица отличается от ARP-таблицы: CAM живёт в свитче и хранит MAC ↔ port. ARP живёт в хосте и хранит IP ↔ MAC. Разные слои, разные задачи

Связано с arp (как хост узнаёт MAC соседа) и broadcast-domain (где свитч обязан флудить).

§ копнуть в базу знаний

§ шаги

Свитч только что загрузился. CAM-таблица пуста. Он умеет принимать и отправлять кадры, но не знает какие MAC'и на каких портах живут.

Любой кадр, который сейчас прилетит, заставит его флудить копию во все порты - потому что dst MAC ему неизвестен.