觀察交換器運作原理
Observe How a Switch Operates
用兩台 PC 與交換器觀察來源 MAC 學習、已知單播與未知單播泛洪。
基本拓撲 TOPOLOGY
原創示意圖 · 靜態拓撲設備與位址 ADDRESSING
先確認介面名稱，再開始設定| 設備 DEVICE | 介面 | IPv4 位址 | 子網路遮罩 | 預設閘道 |
|---|---|---|---|---|
| PC1 | Ethernet | 192.168.20.10 | 255.255.255.0 | 不需要 |
| PC2 | Ethernet | 192.168.20.20 | 255.255.255.0 | 不需要 |
查看線路對照表（2 條連線）
| 起點 | 終點 | 介面對照 |
|---|---|---|
| pc1 | sw1 | Ethernet ↔ Fa0/1 |
| sw1 | pc2 | Fa0/2 ↔ Ethernet |
這次練習，你會學到
- 將交換器 MAC 表與實體埠逐項對照。
- 區分來源 MAC 學習、目的 MAC 查找及 ARP 廣播。
- 理解同網段連線不需要路由器。
開始之前
- 具備本題涉及的 IPv4/IPv6 與子網路基礎，能在自己的隔離練習環境開啟 Console。
- 使用合法設備與軟體映像，先備份現有設定，介面名稱以自己的裝置為準。
適用環境與驗證狀態
Catalyst 2960 / IOS 15.x待驗證原創教案，尚未於實體設備驗證。依實際硬體、IOS/AireOS 版本與授權核對命令；介面名稱不可直接套用至正式設備。
循序操作 STEP BY STEP
在你自己的練習環境操作。命令複製不包含提示字元；所有輸出皆為示例。
01 建立同網段測試
將 PC1/PC2 接至 SW1 Fa0/1、Fa0/2，兩個接入埠使用 VLAN 20。PC 靜態設為 IP 表所列 /24，暫不設定閘道。先核對埠未接其他實驗。
展開參考指令 SW1 · 全域 / 介面設定
enable
configure terminal
vlan 20
name MAC_LAB
interface range FastEthernet0/1 - 2
switchport mode access
switchport access vlan 20
no shutdown
end將 PC1/PC2 接至 SW1 Fa0/1、Fa0/2，兩個接入埠使用 VLAN 20。PC 靜態設為 IP 表所列 /24，暫不設定閘道。先核對埠未接其他實驗。
查看預期結果 範例輸出，非真實執行
show vlan brief 的 VLAN20 包含 Fa0/1 與 Fa0/2。02 記錄來源 MAC 與 MAC 表
在兩台 Windows PC 執行 ipconfig /all 找到 Ethernet 實體位址；將冒號或連字號格式換成 IOS 顯示方式比較。SW1 查看 VLAN20 表格。背景流量可能使表格不是空的。
展開參考指令 SW1 · 特權 EXEC
show mac address-table dynamic vlan 20在兩台 Windows PC 執行 ipconfig /all 找到 Ethernet 實體位址；將冒號或連字號格式換成 IOS 顯示方式比較。SW1 查看 VLAN20 表格。背景流量可能使表格不是空的。
查看預期結果 範例輸出，非真實執行
每列包含 VLAN、MAC、Type DYNAMIC 與埠；PC1 的 MAC 應學在 Fa0/1。03 產生 ARP 與 ICMP 流量
以下在 Windows PC1 執行。先看 ARP 快取再 ping PC2。ARP 已存在時不一定重新廣播；不要為了教材要求清除整個正式網段的快取。
展開參考指令 PC1 · Windows 命令提示字元
arp -a
ping 192.168.20.20
arp -aPC1 先找目的 IP 對應 MAC，再以乙太網路封裝 ICMP。交換器從進入埠的來源 MAC 學習。
查看預期結果 範例輸出，非真實執行
PC1 ARP 表可找到 192.168.20.20；ICMP 可回應（主機防火牆需允許）。04 再次對照 MAC 表
在 SW1 對照兩個來源 MAC。已知單播只轉送至對應埠；未知單播才對同 VLAN 其他 forwarding 埠泛洪。ARP Request 是廣播，並非未知單播。單憑 MAC 表不能證明每個封包的實際轉送，可在自有模擬器或 SPAN 封包擷取另觀察。
展開參考指令 SW1 · 特權 EXEC
show mac address-table dynamic vlan 20
show interfaces FastEthernet0/1 counters在 SW1 對照兩個來源 MAC。已知單播只轉送至對應埠；未知單播才對同 VLAN 其他 forwarding 埠泛洪。ARP Request 是廣播，並非未知單播。單憑 MAC 表不能證明每個封包的實際轉送，可在自有模擬器或 SPAN 封包擷取另觀察。
查看預期結果 範例輸出，非真實執行
PC1/PC2 MAC 各出現在正確埠；計數器隨流量增加。05 觀察老化與安全復原
停止產生流量並查看老化時間，背景通訊可能持續刷新 MAC，不保證等待後一定消失。復原依原記錄還原兩個埠的 VLAN；VLAN20 無其他用途才刪除。不需清除全交換器 MAC 表。
展開參考指令 SW1 · 特權 EXEC
show mac address-table aging-time
show vlan brief停止產生流量並查看老化時間，背景通訊可能持續刷新 MAC，不保證等待後一定消失。復原依原記錄還原兩個埠的 VLAN；VLAN20 無其他用途才刪除。不需清除全交換器 MAC 表。
查看預期結果 範例輸出，非真實執行
可閱讀動態 MAC aging time；靜態與安全 MAC 的行為可能不同。確認你的設定 VERIFICATION
show mac address-table dynamic vlan 20預期狀態 兩台 PC 來源 MAC 對應 Fa0/1、Fa0/2。
MAC 表是 Layer2，沒有 IP 欄位。
PC1: ping 192.168.20.20預期狀態 同網段可互通。
不需要閘道；失敗先查 VLAN、線材與 ICMP 防火牆。
常見問題與排查
MAC 表只有一台 PC
讓另一台 PC 主動送出封包，確認線路 up、VLAN20 與埠 forwarding。
PC2 IP 出現在 arp 但 ping 失敗
ARP 成功只代表 L2 位址解析；檢查主機 ICMP 規則與 IP 是否衝突。
參考資料
依 CCNA v2.2 主題自行編寫之練習，非官方逐字教材。
發布版本 1 · 範例輸出供理解，指令尚待實機驗證。