当交换机知道MAC地址，但发送PC不知道目标MAC地址时，交换机是如何工作的？

Question

有4台电脑连接到一个交换机，这个交换机知道它们的MAC地址（所有4台电脑）。电脑A和电脑D之前从未通信过，因此它们两者的ARP表中都没有对方的MAC地址。 电脑A想要与电脑D通信，因此它发送了一个用于获取电脑D的MAC地址的ARP请求。这个ARP请求将是一个广播消息（ARP数据包的目标MAC地址为FF:FF:FF:FF:FF:FF）。 我想了解一下交换机会如何处理这个情况，因为它已经知道电脑D的MAC地址，但电脑A不知道。交换机会让电脑D回应这个ARP消息（广播），还是会丢弃这个ARP请求并直接将电脑A的数据包路由到电脑D（因为交换机已经知道电脑D的MAC地址）？

- Aniruddha

---

除了答案之外，我所知道的所有操作系统在链路启动时都会发出一个自愿ARP。 - AbraCadaver

@AbraCadaver 这并不是很相关。Gratuitous ARP 只应该存在于 ARP 缓存条目中，而不是创建新的条目。它的作用是在 IP 移动或网卡更换时强制清除过时的条目，而不是预加载缓存。 - Barmar

@Barmar：不对。桥接器/交换机会检测到帧，记录源MAC地址和端口。这就是它的工作原理。 - AbraCadaver

@AbraCadaver 这与如何处理无偿ARP有什么关系？ - Barmar

@Barmar：交换机不会处理无谓的ARP请求。它只是看到一个带有特定端口的源MAC地址的以太网帧进来而已... - AbraCadaver

@AbraCadaver，我从来没有说过它是这样的。是你提到了无谓ARP，而我只是指出它对那些不知道彼此的机器（问题中的计算机A）没有任何影响。 - Barmar

Answer 1

ARP请求当然会通过。 交换机并不了解ARP。它只了解以太网（即以太网帧上的MAC地址），而不了解其上协议。（一些交换机提供高级功能，如IGMP监听，但在这里与本讨论无关。） 由于它是一个广播消息，必须传递到所有（已连接）端口。这是交换机所关心的唯一事情。它无法知道实际上它是要发给计算机D的。

- Daniel B

---

嗯，以太网是一种协议。然而，一个简单的交换机只关注某些协议（比如以太网），而忽略其他协议（比如IPv4或传输控制协议）。 - TOOGAM

ARP请求问道：“192.168.0.1在哪里？”交换机对此一无所知。 - Michael Hampton

Answer 2

ARP请求只是一条消息，它说：“IP地址为whatever的设备在吗？请告诉我你的MAC地址。”尽管ARP处理的是第二层地址的发现，但由于它被发送到一个IP地址，它本质上是一个第三层请求。交换机不在第三层操作。 在你提供的例子中，你知道一些交换机不知道的东西；即ARP请求中的IP地址属于计算机D。目标MAC地址是广播地址，这是交换机所知道和关心的全部。如果交换机看到一个广播MAC地址，那么它将简单地广播该数据包。 是的，有第三层交换机存在，而且学究们可能会指出ARP在技术上并不是一个第三层协议，但对于这个例子来说，这些都不重要。

- Wes Sayeed