交换机部署架构 网络交换机架构

文章目录

• 前言
• 一、数据链路层

• 数据链路层的功能

• 二、以太网帧格式

• 1.以太网MAC地址
• 2.以太网帧格式的组成

• 三、以太网交换机

• 1.交换机设备简介
• 2.交换机工作原理
• 3.交换机基本配置

• 总结

---

前言

交换机作为网络中重要的一个设备，为了在工作中能更完善的对交换设备进行管理和配置，必须对其转发原理进行深度剖析。

一、数据链路层

数据链路层的功能

• 数据链路的建立、维护和拆除
• 帧包装、帧传输和帧同步
• 帧的差错恢复
• 流量控制

如下图，数据链路层位于网络层和物理层中间，在物理线路上提供可靠的数据传输，对网络层而言是一条无差错的线路

二、以太网帧格式

1.以太网MAC地址

• MAC地址的定义：计算机联网必须的硬件是安装在计算机上的网卡。通信中，用来标识主机身份的地址就是制作网卡上的一个硬件地址。每块网卡生产出来后，除了具有基本的功能外，都有一个全球唯一的编号来标识自己，这个地址就是MAC地址。
• MAC地址的组成：MAC地址是由48位二进制数组成，通常分为6段，用十六进制数表示，如00-D0-09-A1-D7-B7。其中前24位是生产商向IEEE申请的厂商标识编号，后24位是网络接口卡序列号。MAC地址的第8位为0时，表示该MAC地址为单播地址；为1时，表示该MAC地址为组播地址。一块物理网卡的地址一定是一个单播地址，也就是第8位一定为0，组播地址是一个逻辑地址，用来表示一组接收者，而不是一个接收者，如下图：

2.以太网帧格式的组成

• 以太网的帧格式：以太网有很多种帧格式，下面是最为常用的EthernetⅡ的帧格式。如下图所示，该帧包含六个域。

三、以太网交换机

1.交换机设备简介

交换机的品牌众多，像Cisco、华为、H3C、TP-Link、神州数码、锐捷等厂家都生产了很多不同型号的交换机。如下图某品牌交换机：

2.交换机工作原理

交换机并不会把收到的每个数据信息都以广播的方式发给客户端，这是由于交换机可以根据MAC地址智能地转发数据帧。交换机存储的MAC地址表将MAC地址和交换机的接口编号对应在一起，每当交换机收到客户端发送的数据帧时，就会根据MAC地址表的信息判断该如何转发。

• 工作原理
  ①基于源MAC地址学习
  ②基于已知目标MAC地址转发
  ③当目标MAC地址未知时，泛洪处理
  ④交换机收到广播/组播帧时，无条件泛洪处理
  ⑤交换机一个接口可以学习多个MAC地址
  ⑥交换机学习到同一个MAC地址时，但是是从不同的地方学到的，此时将MAC与后学习到的端口绑定起来
• 交换机以太网接口的模式
  单工模式：两个数据站之间只能沿单一的方向传输数据
  半双工模式：两个数据站之间可以双向数据传输，但是不能同时进行
  全双工：两个数据站之间可双向且同时进行数据传输
• 交换机以太网接口速率
  ①接口连接时进行协商
  ②协商失败则无法正常通信

3.交换机基本配置

交换机的管理方式基本分为两种

①带内管理：带宽以内，指的是占用带宽的形式（用外网）管理交换机的方式

②带外管理：指的是不占用带宽的形式（用内网）管理交换机的方式

总结

1.以太网MAC地址是全球范围唯一，以太网帧格式以前导码起始，32位冗余校验码结尾。
2.交换机所学习到的条目并不会永远保存在MAC地址表中，默认的老化时间是3000s。
3.交换机以太网接口的工作模式和接口速率都是可以自适应的。