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Commutation Ethernet : table MAC et méthodes de switching

Un commutateur (switch) prend des décisions de transfert de trame au niveau 2, en s'appuyant sur une table d'adresses MAC (CAM table) qu'il construit dynamiquement par apprentissage.

Le processus "Learn, Flood, Forward"​

   1. APPRENTISSAGE (learning)
      Une trame arrive sur le port Fa0/1, @MAC source = AA:AA...
      → le switch enregistre : AA:AA... est joignable via Fa0/1

   2. DÉCISION DE TRANSFERT
      Le switch regarde la @MAC DESTINATION de la trame dans sa table :

      ┌─────────────────────┬──────────────────────────────────┐
      │ MAC dst CONNUE       │ MAC dst INCONNUE / broadcast      │
      │ dans la table        │                                    │
      ├─────────────────────┼──────────────────────────────────┤
      │ FORWARD : envoi      │ FLOOD : envoi sur TOUS les ports  │
      │ uniquement sur le    │ (sauf le port d'origine)          │
      │ port correspondant   │                                    │
      └─────────────────────┴──────────────────────────────────┘
  • Si la MAC destination = MAC source du port d'entrée (même segment), la trame est filtrée (non retransmise).
  • Table MAC = dynamique par défaut, avec un timeout (300 s par défaut sur IOS) : une entrée inactive expire et disparaît.

Table MAC — commandes​

Switch# show mac address-table
          Mac Address Table
-------------------------------------------
Vlan    Mac Address       Type        Ports
----    -----------       --------    -----
   1    aaaa.bbbb.cccc    DYNAMIC     Gi0/1
   1    dddd.eeee.ffff    DYNAMIC     Gi0/2

Switch# show mac address-table dynamic
Switch# show mac address-table interface gi0/1
Switch# clear mac address-table dynamic

! Adresse MAC statique (sécurité, redondance)
Switch(config)# mac address-table static aaaa.bbbb.cccc vlan 1 interface gi0/1

Méthodes de commutation​

   STORE-AND-FORWARD         CUT-THROUGH              FRAGMENT-FREE

   Reçoit la trame           Lit seulement            Lit les 64 premiers
   ENTIÈREMENT avant de      l'en-tête (@MAC dst)     octets (au-delà de
   la transférer             puis transfère            la zone de collision
                             immédiatement              possible) avant
   → vérifie le FCS,                                    de transférer
     élimine les trames      → latence minimale,
     corrompues              mais propage              → compromis entre
                             les trames                  les deux
   → latence plus élevée     corrompues
     mais fiable
MéthodeVérification d'erreurLatenceUsage
Store-and-forwardOui (FCS complet)Plus élevéeDéfaut sur la plupart des switches Cisco modernes
Cut-throughNonTrès faibleEnvironnements exigeant une latence minimale (datacenters, HFT)
Fragment-freePartielle (64 premiers octets)IntermédiaireCompromis historique

Segmentation des domaines et micro-segmentation​

Chaque port de switch en full-duplex constitue son propre domaine de collision — c'est la différence fondamentale avec un hub (qui ne fait que répéter le signal sur tous les ports, un seul domaine de collision partagé). Le switch ne segmente pas le domaine de broadcast (voir cours précédent) : cela nécessite un routeur ou des VLANs (CCNA 2).

Ce qu'il faut retenir​

  • Le switch apprend les @MAC source entrantes, puis forward si la destination est connue ou flood si inconnue/broadcast.
  • show mac address-table affiche la table CAM ; timeout dynamique par défaut = 300 s.
  • Trois méthodes de commutation : store-and-forward (fiable, défaut), cut-through (rapide, pas de vérification), fragment-free (compromis).
  • Un switch segmente les domaines de collision (par port) mais pas les domaines de broadcast.

Pour aller plus loin​