交换机的基本原理


了解MAC地址的概念



了解以太网帧结构



理解交换机转发原理



数据链路层的功能2-1



数据链路层



位于网络层与物理层之间




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数据链路层的功能2-2


数据链路层的功能


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

以太网


以太网工作在数据链路层


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以太网的发展


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以太网MAC地址


以太网地址用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一组设备


MAC地址--硬件地址--物理地址地址


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以太网帧格式


Ethernet II帧格式


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交换机设备简介


Cisco交换产品体系


Cisco 2960系列交换机


一款入门级交换机,属于Cisco2950系列的升级产品


Cisco 3560系列交换机


一款企业级交换机,属于Cisco3550系列的升级产品


Cisco 4500系列交换机


一款模块化的交换机,实现功能化扩展保护企业投资


Cisco 6500系列交换机


一款高端交换机设备,主要用于大型企业网或电信运营商网络


设备型号

说明

WS-C2960-24TT-L

24个10/100 + 2个10/100/1000端口

WS-C2960-24TC-L

24个10/100 + 2个双介质千兆以太网上行链路端口

WS-C-24TC-L

20个10/100/1000 + 4个双介质千兆以太网上行链路端口

WS-C2960-48TT-L

48个10/100 + 2个10/100/1000端口

WS-C2960-48TC-L

48个10/100 + 2个双介质千兆以太网上行链路端口


交换机的工作原理


  • 交换机的转发原理
  • 先学习,后转发

初始状态


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MAC地址学习


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广播未知数据帧


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接收方回应


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交换机实现单播通信


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交换机以太网接口的工作模式


交换机以太网接口双工模式


单工


两个数据站之间只能沿单一方向传输数据


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半双工


两个数据站之间可以双向数据传输,但不能同时进行


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全双工


两个数据站之间可双向且同时进行数据传输


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交换机以太网接口速率


接口连接时进行协商


协商失败则无法正常通信


VLAN


一个VLAN是一个广播域


默认情况下,交换机所有的端口属于相同的VLAN


激活网口:


ifup 网口名(需要读取配置文件)


ifconfig 网口名 up(不需要 读取配置文件)


检查网线是否接好


先激活网口


先ethtool 再查看link detected



一个广播域就是一个网段


不同网段(广播域)的主机需要通信,就需要路由器


IP地址


定义了基于IP协议的逻辑地址


连接不同的媒介类型


选择数据通过网络的最佳路径


IP包头的格式


版本( 4 )

首部长度( 4 )

优先级与服务类型( 8 )

总长度( 16 )

标识符( 16 )

标志( 3 )

段偏移量( 13 )

TTL ( 8 )

协议号( 8 )

首部校验和( 16 )

源地址( 32 )

目标地址( 32 )

可选项

数据


版本字段,IP v4


IP包头部长度,因为长度可变,因此需要定义


优先级与服务类型,提供3层的QoS优先级与服务类型,提供3层的QoS


IP数据总长度


上层来的数据到IP层会被分段,这几个字段用来对数据包进行标识,使在数据到达目的端重组的时候,不会乱序


生命周期字段,经过一个路由器值减1,为0时,数据包丢弃。为了防止一个数据包在网络中无限的循环下去。


协议字段,用来标识封装的上层数据是UDP还是TCP,UDP是17,TCP是6


IP地址的作用


用来标识一个节点的网络地址


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2进制


10进制逢10升位


包含数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9


2进制逢2升位


只包含数字0、1


10进制数

2进制数

0

0

1

1

2

10

3

11

4

100

5

101

6

110

7

111

8

1000

9

1001

10

1010


2-10进制转换


10进制的8转换成2进制数是多少?


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因此,10进制的8转换成2进制为1000


10-2进制转换


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IP地址的组成


32位,4字节


用十进制数表示,用 . 分隔


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IP地址的分类


关心A、B、C三类地址形式

ip地址分为网络位,主机位

网络位表示一个网段

主机位表示网段中的某个主机

网络位不能全为0

127开头的IP表示本机,配置给虚拟的网口(lo)的

ping 120.0.0.1判断TCP/IP协议是否正常

一个IP地址的主机位全为0,该IP是网络地址(网络ID)

一个IP地址的主机位全为1,该IP是广播地址

每个网段都有1个网络地址和1个广播地址


B类中:169.254开头的IP,是 自动获取IP无法获取成功 的时候使用


ABC类IP中,部分网段是私有的,局域网中随便用


A:10开头


B:172.16-172.31


C:192.168开头


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子网掩码


子网掩码的位数也是32位,分4段,每段8位


子网掩码的长度对应于ip地址网络部分的位数


子网掩码的作用是用来确定网段的


有效ip地址段=网络部分(网段)+主机部分


路由器的作用是实现跨网段通信


一个广播域是一个网段


用1对应IP的网络位,用0对应主机位


子网划分原因


满足不同网络对IP地址的需求


实现网络的层次性


IP地址分类


有类地址


无类地址