Layer 2 forwarding: MAC adreslər əsasında çərçivələrin (frames) ötürülməsi.
Layer 3 forwarding: IP ünvanları əsasında paketlərin yönləndirilməsi.
Collision və Broadcast Domains
Collision domain: eyni media üzərində eyni anda ötürmə cəhdi olan cihaz qrupu (hub ilə paylaşılır).
Switch collision domain-i kiçildir, router isə broadcast domain-i bölür.
Broadcast domain: eyni Layer 2 seqmentdəki bütün cihazlar eyni broadcast mesajı alır.
MAC Address Table (CAM Table)
Switch MAC ünvanları və portları yadda saxlayır.
show mac address-table ilə baxılır.
Unknown unicast → ünvan tapılmayanda switch bütün portlara flood edir.
MAC məlumatları CAM (Content Addressable Memory) içində saxlanılır.
VLAN əsasları
VLAN – eyni fiziki switch üzərində müxtəlif broadcast domainlər yaradır.
VLAN ID: 1–1005 (normal), 1006–4094 (extended).
VLAN 1 — default, amma təhlükəsizlik baxımından istifadə edilməməlidir.
VLAN yaratmaq:
switch(config)# vlan 10
switch(config-vlan)# name HR
Access və Trunk portlar
Access port: yalnız 1 VLAN-ı daşıyır (untagged).
Trunk port: bir neçə VLAN-ı daşıyır, 802.1Q tag istifadə olunur.
Native VLAN: Trunk üzərindən keçən untagged traffic üçün VLAN (default = 1, dəyişmək tövsiyə olunur).
ARP və Yerli Forwarding
ARP (Address Resolution Protocol): IP → MAC xəritələməsi.
Eyni subnetdəki cihazlar birbaşa Layer 2 ilə ünsiyyət qurur.
Fərqli subnet üçün routerə yönləndirilir (default gateway vasitəsilə).
Routing və Packet Forwarding
Router IP header-i oxuyur və növbəti hop ünvanını müəyyən edir.
Layer 2 frame yenidən yazılır (source/destination MAC dəyişir).
Layer 3 TTL (Time-To-Live) hər hop-da 1 azalır.
Cisco Express Forwarding (CEF)
Cisco-nun hardware-based forwarding texnologiyasıdır.
İki əsas cədvəl:
FIB (Forwarding Information Base): Routing məlumatlarını saxlayır.
Adjacency Table: MAC ünvanlarını və interfeysləri saxlayır.
CEF prosessor yükünü azaldır, performansı artırır.
TCAM (Ternary CAM)
3 nəticə: 0 (false), 1 (true), X (don’t care).
ACL, QoS və yönləndirmə qaydalarının hardware səviyyəsində emalı üçün istifadə olunur.
Forwarding Architecture növləri
Növ İzah
Process Switching CPU hər paketi ayrıca yönləndirir – çox yavaşdır.
CEF (Cisco Express Forwarding) Ən sürətli, default mexanizm.
Centralized Forwarding Yalnız Route Processor qərar verir.
Distributed Forwarding Hər line card öz forwarding qərarını verir.
Layer 2 Forwarding Concepts
Switch learns source MAC addresses → builds MAC table.
For unknown destination → unknown unicast flooding.
Broadcast MAC FF:FF:FF:FF:FF:FF floods to all ports (same VLAN).
Switch = multiple collision domains, one broadcast domain per VLAN.
Commands:
show mac address-table
clear mac address-table dynamic
Collision Domains
One device transmits at a time in same segment.
Hub: single collision domain.
Switch: each port = separate collision domain.
Router: breaks broadcast domains.
Broadcast Domains
All devices receiving Layer 2 broadcasts.
Broadcasts don’t cross Layer 3 boundaries.
Each VLAN = one broadcast domain.
VLAN Essentials
IEEE 802.1Q adds 4-byte tag:
TPID (0x8100)
PCP (Priority 3 bits)
DEI (1 bit)
VLAN ID (12 bits → 0-4095)
VLAN ID Ranges:
1 (Default) – avoid for data.
2–1001 (Normal range).
1002–1005 (Reserved).
1006–4094 (Extended range)
Access vs Trunk Ports
Type Function Command
Access One VLAN only; no tags. switchport mode access
switchport access vlan 10
Trunk Multiple VLANs; 802.1Q tagged. switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 1,10,20
Native VLAN Carries untagged frames (default = 1). switchport trunk native vlan 99
Best practice: change native VLAN from 1 → unused VLAN.
Verify Trunk: show interfaces trunk.
Layer 2 Diagnostics
show mac address-table [vlan x | address xx]
show interfaces switchport
show interfaces status
Layer 3 Forwarding Basics
Local Forwarding: ARP maps IP → MAC; stays in same subnet.
Remote Forwarding: needs routing (default gateway).
ARP commands: show ip arp, clear ip arp.
Packet process:
Source checks destination IP network.
Finds next-hop MAC (via ARP).
Sends to router.
Router rewrites MAC (header rewrite), decrements TTL, recalculates checksum.
IP Address Assignment
IPv4: ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
IPv6: ipv6 address 2001:db8::1/64
Secondary IPv4: ip address 172.16.1.1 255.255.255.0 secondary
Show IPs: show ip interface brief, show ipv6 interface brief.
Subinterfaces & SVIs
Router Subinterface (Router-on-a-Stick):
interface G0/0.10
encapsulation dot1Q 10
ip address 10.10.10.1 255.255.255.0
SVI (Switched Virtual Interface): VLAN-based L3 interface.
interface vlan 10
ip address 10.10.10.1 255.255.255.0
no shutdown
SVI up only if at least one access port in that VLAN is active.
Routed Switch Ports
Converts Layer 2 port to Layer 3:
interface gi1/0/14
no switchport
ip address 10.20.20.1 255.255.255.0
Used for point-to-point routing links between switches.
Forwarding Architectures
Process Switching CPU handles every packet (slow).
Fast Switching Cache based (old).
CEF (Cisco Express Forwarding) Uses FIB & Adjacency Table for fast, deterministic forwarding (default).
Centralized Forwarding One CPU (Route Processor) does forwarding decisions.
Distributed Forwarding Each line card has local ASIC / NPU forwarding.
Cisco Express Forwarding (CEF)
FIB (Forwarding Information Base): built from routing table (RIB).
Adjacency Table (AIB): next-hop MAC & interface info from ARP.
Glean Adjacency: incomplete entry → CPU processing.
CEF Benefits:
Deterministic & hardware-based.
Fast reroute support.
Reduces CPU load.
Ternary Content Addressable Memory (TCAM)
Performs parallel matches → result = 0 (true), 1 (false), X (don’t care).
Used for ACLs, QoS, Routing lookups.
VMR format: Value, Mask, Result.
Multiple TCAMs allow security, QoS, and L3 decisions in hardware.
Software CEF vs Hardware CEF
Type Description
Software CEF Performed by CPU. FIB + Adjacency Tables in RAM.
Hardware CEF Performed in ASICs/NPUs for line-rate forwarding.
dCEF (Distributed CEF) Line cards contain local FIB/AIB copies.