园区网架构基础(7/22,33min)
交换技术/二层技术
路由技术不一定都是三层技术(如RIP封装在UDP 520,OSPF封装在IP 89)
二层交换机工作在数据链路层,对数据帧进行操作。在收到数据帧后,交换机会根据数据帧的头部信息对数据帧进行转发
提到大二层网络
交换机工作原理(7/22,42min)
交换机的主要功能:
终端设备的接入
以太网数据帧的交换,根据目的MAC地址转发数据帧;学习MAC地址,并维护MAC地址表;
防止二层环路
原理 | 备注 |
学习 Learn | 当从一个接口收到帧时,把帧内的源MAC与该接口进行绑定,存入MAC地址表 |
泛洪 Flood | 当从一个接口收到广播帧、组播帧、未知单播帧(目标MAC不存在与MAC地址表中),把该帧从所有其他接口转发出去,除了接收口 |
转发 Forward | 当从一个接口收到已知单播帧,立即从相应的接口转发出去 |
更新 Update | 默认每条记录保存300s 交换机重启后会清空所有接口学习到的记录 接口关闭后会清空该接口学习到的记录 一个源MAC出现在另外接口上,会删除老的记录,添加新的记录 |
发包即学习,无故ARP也能使交换机学习到MAC地址
相对交换机,路由器发现没有目标路由则直接丢包
dis mac-add agenting-time查看老化时间(不发包的话五分钟mac表清空)
一个接口只会学到一个主机的一个mac,可能来回浮动
组播优化技术,控制泛洪
以太网接口工作模式:
术语 | 备注 |
半双工 | half-duplex 通信双方都能发送和接收数据,但不能同时进行。(电话) |
全双工 | full-duplex 通信双方都能同时接收和发送数据。(对讲机) |
速率 | speed 接口连接时两端进行协商,协商失败则无法正常通信 |
双工与速率默认自适应(negotiation auto);
关闭自动协商:
int GigabitEthernet 0/0/1
undo auto-negotiation 或 negotiation auto disable(根据设备版本不同)
半双工可能出现CRC与Framements(分片)以及Collisions(冲突,数据包流向冲突)错误包
VLAN原理(7/22,48min)
Vlan(Virtual Local Area Network),虚拟局域网。
VLAN优点:
有效控制广播域范围;增强局域网的安全性;灵活构建虚拟工作组;简化网络管理
VLAN概述:
将一个物理局域网在逻辑上划分成多个广播域;
1 VLAN =1 广播域 =1 子网
广播不会在VLAN之间转发,而是被限制在各自的VLAN中
不同VLAN间的设备默认无法通讯,需要第三层设备才能实现互通
VLAN范围:
0-4095,共4096个(0和4095作保留,1为默认)
VLAN标签介绍:
以太网帧中源mac与类型之间插入一个4字节的tag
交换机给pc或交换机端口间pvid与vlan一致时,不带tag
VLAN链路类型:
类型 | 备注 |
Access Link 接入链路 | 用于连接主机和交换机的链路 接入链路上传输的帧都是untagged帧 |
Trunk link 干道/中继链路 | 用于交换机的互连或交换机与路由器间(单臂路由)的链路 干道链路上传输的帧几乎都是tagged帧用于两端识别 |
还有Hybrid与QinQ两种
PVID:
即Port VLAN ID,代表端口的缺省VLAN
接口类型-Access:
用于连接主机;
收到数据后会添加VLAN Tag,VLAN ID和端口的PVID相同;
转发数据前会移除VLAN Tag
主机A给交换机发送数据,交换机打上标签10,找到另一个pvid10端口转发,并剥离tag
注:
PC不能发送或接受有tag的帧(无法识别)
交换机打标签只用于自己识别
若主机A向交换机发送标签为20的数据包,交换机接口(PVID为10)怎么处理——将20改为10
接口类型-Trunk:
收到帧时(入方向)
如该帧不含Tag,则打上端口的PVID;
若该帧包含Tag,则不改变
发送帧时(出方向),该帧的VLAN ID在Trunk的允许发送列表中:
若与端口的PVID相同,则剥离Tag发送;
若与端口的PVID不同,则直接发送
承载多个vlan的流量
接口类型-Hybrid
全access口也能通(主机地址要同网段)
既可以连接主机,又可以连接其他交换机。
既可以连接接入链路又可以连接干道链路
允许多个VLAN的帧通过,并可以在出接口方向将某些VLAN帧的Tag剥离(取决于命令的配置)
特殊场景:
只依靠Access接口完成不同VLAN(但同网段)主机的通信:
交换机的级联端口做如上设置,也可以实现数据通信
PC-A→SW1 Gi0/0/1(添加标签PVID10)→SW1 Gi0/0/2(剥离标签PVID 10)→SW2 Gi0/0/1(添加标签PVID 20)→SW2 Gi0/0/2(剥离标签PVID20)→PC-B