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交换机的工作原理

2022-08-09 08:02:00 光的方向79

目录

一、数据链路层的功能

二、以太网

1、以太网MAC地址

2、以太网帧格式

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三、交换机的工作原理

1、交换机转发原理

2、以太网接口的工作模式

3、交换机的基本命令

总结


一、数据链路层的功能

1、数据链的建立、维护和拆除——物理地址,网络拓步

2、帧包装、帧传输,帧同步——把数据封装在帧中,按顺序传送、定界与同步,产生,识别帧的边界

3、帧的差错恢复——采用重传方法

4、流量统计——确保中间传输的设备稳定及收发双方传输速率的稳定

二、以太网

1、以太网MAC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地址由48位二进制数组成,通常分成六段,用十六进制表示,如00-D0-09-A1-D7-B7,其中前24位是生产厂商向IEEE申请的厂商编号,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MAC 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。
单播、广播和组播有什么区别组播:一对列单播:一对一广播:一堆多。

2、以太网帧格式

 

以太网帧格式
前导码(Preamble)包含8字节。前7字节的值为0xAA,而最后1字节的值为0xAB。在 DIX 以太网中,前导码被认为是物理层封装的一部分,而不是数据链路层的封装。
注:前导码作用是使目的主机接收器时钟与源主机发送器时钟同步。紧接着是帧开始分界符字节10101011",用于指示帧的开始。前导码和起始定界符是为了隔离每个以太网帧的,也是定位符目的地址(DA)包含6字节。DA标识了帧的目的站点的MAC 地址。DA可以是单地址(单个目的地)、组播地址(组目的地)或广播地址。
源地址(SA)包含6字节。SA标识了发送帧的站点的MAC 地址。SA一定是单播地址(即第位是0)。
类型域包含2字节,用来标识上层协议的类型,如0800H表示IP协议。
数据域包含46~1500字节。数据域封装了通过以太网传输的高层协议信息。由于CSMA/CD算法的限制,以太网帧不能小于某个最小长度。高层协议要确保这个域至少包含46字节。如果实际数据不足 46字节,则高层协议必须执行某些(未指定)填充算法。数据域长度的上限是任意的,但已经被设置为1500字节。
帧校验序列(FCS)包含4字节。FCS 是从DA开始到数据域结束这部分的校验和。校验和的算法是32位的CRC(Cyclic RedundancyCheck,循环冗余校验法)。

三、交换机的工作原理

1、交换机转发原理

交换机的工作原理——基于MAC地址进行转发

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地址位置时,泛洪处理

4、交换机收到广播/组播时,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,但是是从不同的端口到学习的,此时,将此MAC地址与后学习到的端口绑定起来

2、以太网接口的工作模式

单工:两个数据之间只能沿单一方向传输数据
半双工:两个数据站之间可以双向传输数据,但不能同时进行
全双工:两个数据站之间可双向且同时进行数据传输

3、交换机的基本命令

 

华为交换机命令:

华为交换机的三种视图:
<Huawei>用户视图
[Huawei]系统视图
[Huawei-Ethernet0/0/1]接口视图
[Huawei-vlan10]vlan视图

<Huawei>display version   //查看版本号
Huawei Versatile Routing Platform Software
VRP (R) software, Version 5.110 (S3700 V200R001C00)   VRP:华为设备的操作系统平台,装了这个系统之后可以支持很多协议,功能等
Copyright (c) 2000-2011 HUAWEI TECH CO., LTD  //指明这是一个华为的设备

Quidway S3700-26C-HI Routing Switch uptime is 0 week, 0 day, 0 hour, 3 minutes   //指明运行了多长时间,当你开启时开始计算

<Huawei>dis ver   --->命令可以简写

<Huawei>display saved-configuration   使用display saved-configuration命令可以查看交换机下次启动时的配置文件信息
<Huawei>display current-configuration 交换机运行过程中正在生效的配置称为当前配置
<Huawei>display startup 交换机上电时,从默认存储路径中读取配置文件进行交换机的初始化操作,因此该配置文件中的配置称为初始配置

  ---- More ----  当命令太多一页翻不完时出现more,可按空格和回车键继续看,不看了就ctrl+c
  
<Huawei>system-view 或    <Huawei>sys                 //进入系统视图
  
[Huawei]sysname sw1 或    [Huawei]sys sw1            //更改设备名,区分2个简写的sys代表的意思不同
  
[sw1]display bridge mac-address 
System bridge MAC address: 4c1f-ccf1-10b5       //显示交换机mac地址

<Huawei>dis int Ethernet0/0/1       //查看接口详细信息,包括状态、mac地址等
Ethernet0/0/1 current state : UP
Line protocol current state : UP
Description:
Switch Port, PVID :    1, TPID : 8100(Hex), The Maximum Frame Length is 9216
IP Sending Frames' Format is PKTFMT_ETHNT_2, Hardware address is 4c1f-ccf1-10b5
Last physical up time   : 2021-02-19 17:04:16 UTC-08:00
Last physical down time : 2021-02-19 16:23:41 UTC-08:00
Current system time: 2021-02-19 17:09:28-08:00
Hardware address is 4c1f-ccf1-10b5
    Last 300 seconds input rate 0 bytes/sec, 0 packets/sec
    Last 300 seconds output rate 0 bytes/sec, 0 packets/sec
    Input: 0 bytes, 0 packets
    Output: 17017 bytes, 143 packets
    Input:
      Unicast: 0 packets, Multicast: 0 packets
      Broadcast: 0 packets
    Output:
      Unicast: 0 packets, Multicast: 143 packets
      Broadcast: 0 packets
    Input bandwidth utilization  :    0%
    Output bandwidth utilization :    0%


[Huawei]int e0/0/1  
[Huawei-Ethernet0/0/1]display this         //显示接口当前配置

[Huawei]quit   //退回到上一层
<Huawei>

[Huawei-Ethernet0/0/1]return   //如果跨层返回用return或ctrl+z
<Huawei> 

<Huawei>save  //保存设置

[Huawei]clear configuration interface e0/0/1      //清除接口的配置,需指定接口

<Huawei>reset saved-configuration——清除已保存的配置
<Huawei>reboot——重启(未保存的当前配置会消失)

?:命令帮助/命令提示
TAB键:命令补全

<Huawei>sys   //设置用console线连接时永不超时,默认是10min
[Huawei]user-interface console 0
[Huawei-ui-console0]idle-timeout 0

直接在接口模式下切换到其他接口不用退出当前视图
[SW1]int e0/0/2
[SW1-Ethernet0/0/2]int e0/0/1
[SW1-Ethernet0/0/1]

查看mac地址表
<SW1>dis mac-address

配置双工模式及速率
[SW1-Ethernet0/0/1]undo negotiation auto   #关闭自协商功能,默认是自动协商,需先关闭之后可手动设置速率

[SW1-Ethernet0/0/1]duplex full/half     //full全双工,half半双工

[SW1-Ethernet0/0/1]speed 10/100     //配置接口速率10M/100M


<SW1>undo terminal monitor  关闭监视功能
Info: Current terminal monitor is off.

[R1]undo info-center enable 禁止弹出接口信息
Info: Information center is disabled.


想取消命令或者激活接口都可以使用undo

总结

  • 交换机通过MAC地址学习,实现单播转发
  • 交换机有4种工作模式:用户、特权、全局、接口模式
  • 交换机使用console线缆,进行配置管理
  • 交换机使用命令行进行配置管理

 

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