交换机下的PC通信过程详解

是 否 +2 论坛币

k人 参与回答

经管之家送您一份

应届毕业生专属福利!

求职就业群

赵安豆老师微信：zhaoandou666

经管之家联合CDA

送您一个全额奖学金名额~ !

立即领取

感谢您参与论坛问题回答

经管之家送您两个论坛币！

+2 论坛币

一、网络拓扑结构说明

根据所提供的网络拓扑图，分析PC1与PC3之间的通信流程。由于图中未明确标注VLAN划分情况，需引入合理假设以构建典型二层通信场景：

关键假设： PC1 与 PC3 处于同一 VLAN（如 VLAN 10），而 PC2、PC4 和 PC5 可能归属于其他 VLAN 或不同广播域。

若二者不在同一个 VLAN 中，则必须依赖三层设备（如路由器或具备路由功能的交换机）进行跨网段转发，通信机制将更为复杂。本文描述基于两者位于相同 VLAN 的前提下展开，仅涉及数据链路层的交换过程。

二、PC1 与 PC3 的通信流程详解（二层交换机制）

整个通信过程可分解为以下四个主要阶段：

第1步：数据包生成与封装（由PC1发起）

应用层触发操作 用户在PC1上执行网络请求，例如使用ping命令探测PC3的IP地址（如

ping 192.168.1.3

），或尝试访问其共享资源。

网络层封装 操作系统生成一个IP数据报：

• 目标IP地址： PC3的IP（如 192.168.1.3）
• 源IP地址： PC1自身的IP（如 192.168.1.1）

ARP地址解析请求（初始必要步骤） 在发送实际数据前，PC1需获取PC3的MAC地址。首先查询本地ARP缓存表——若为空（通常初始状态如此），则PC1将在所属VLAN内广播一个ARP请求帧，内容为：“谁拥有IP地址192.168.1.3？请告知你的MAC地址！”

数据链路层封装

• 目标MAC地址： 若为ARP广播，则为目标全F地址

  FF-FF-FF-FF-FF-FF

  ；若已知PC3 MAC，则填写具体地址（如

  00-01-02-03-04-05

  ）
• 源MAC地址： PC1自身的MAC地址（如

  00-01-02-03-04-01

  ）
• VLAN标签处理： 数据帧从PC1发出时一般为无标记帧（untagged）。当进入交换机的接入端口（Access Port）后，交换机会依据该端口配置的PVID（默认VLAN ID）自动添加VLAN标签（如VLAN 10）

Ethernet 0/0/1

第2步：交换机LSW1的接收与转发处理

帧接收 PC1发送的数据帧通过物理链路到达与其直连的LSW1交换机的指定端口

E0/0/1

。

源MAC地址学习 LSW1读取该帧的源MAC地址（即PC1的MAC），并将其与接收到该帧的端口号

E0/0/1

及对应VLAN ID（VLAN 10）一同记录至自身的MAC地址表中。此后，发往PC1的数据即可精准转发至该端口。

目标MAC地址查找与转发决策

情况A：处理ARP广播请求 若当前帧为目标MAC为全F的广播帧（ARP请求），LSW1会将此帧在VLAN 10范围内进行泛洪（flood），即向除接收端口

E0/0/1

外的所有属于VLAN 10的端口转发。这包括连接PC3的端口

E0/0/2

，以及通往另一台交换机LSW2的Trunk链路端口

E0/0/3

和

E0/0/4

（假设这些端口允许VLAN 10通过）。

情况B：转发已知单播数据 若PC1已知晓PC3的MAC地址，并发送的是单播帧，LSW1会在其MAC地址表中查找目标MAC。假设此前PC3曾发送过数据，LSW1已学习到其MAC地址关联于端口

Ethernet 0/0/2

，则交换机会将该帧仅从端口

Ethernet 0/0/2

转发，实现精确投递。

第3步：数据帧抵达PC3并响应

帧接收 数据帧经由网络线路传输至PC3的网卡接口

Ethernet 0/0/1

。

ARP应答（针对情况A） 若PC3收到的是ARP查询请求，识别出请求中的IP与其自身匹配，便会向PC1返回一个单播ARP回复，告知自己的MAC地址。该回复过程遵循相同的交换逻辑，但方向相反。

数据处理 PC3网卡检测帧头中的目标MAC地址，确认与本机一致后接收该帧，剥离以太网头部，将内部封装的IP数据包上传至操作系统网络层进行进一步处理（如回应ICMP Echo Reply）。

第4步：建立双向通信（PC3 回复 PC1）

一旦PC1成功获得PC3的MAC地址（通过ARP交互），双方即可开启直接的单播通信。PC3对PC1的回复帧将被LSW1根据其MAC地址表中的记录（PC1 MAC 端口

E0/0/1

）准确转发，无需再广播或泛洪。

三、核心流程总结

步骤	关键动作	涉及设备/表项
1. 发起	PC1生成IP包，通过ARP查询获取PC3的MAC地址	PC1的ARP缓存
2. 学习	LSW1记录PC1的MAC地址及其接入端口信息	LSW1的MAC地址表
3. 查找与转发	LSW1根据目标MAC决定转发方式（泛洪或单播）	LSW1的MAC地址表、VLAN配置信息
4. 响应	PC3接收数据并作出响应，完成双向通信建立	PC3的ARP缓存及网络协议栈

整个通信过程完全运行于数据链路层（第二层），依赖交换机的三大核心功能：

• MAC地址学习
• VLAN广播域隔离
• 基于MAC地址表的智能帧转发

此外，图中连接两台交换机之间的链路

E0/0/3

和其余相关端口共同构成了多交换机环境下的VLAN间桥接路径，确保同一VLAN内的主机即使跨设备也能正常通信。

为了确保属于同一VLAN（如VLAN 10）的设备在不同交换机上仍能正常通信，该链路（

E0/0/4

）很可能被设置为Trunk模式。这种配置支持多个VLAN的数据流量通过，实现跨交换机的VLAN信息传递。

扫码加我 拉你入群

请注明：姓名-公司-职位

以便审核进群资格，未注明则拒绝

分享0 收藏0 回帖

关键词：交换机 access MAC地址 reply Acces