天天看點

交換機的基本原理(一)

一、資料鍊路層的基本概念

1、資料鍊路層的功能

a.資料鍊路層在實體層提供的服務的基礎上向網絡層提供服務。

b.最基本的服務:将源自網絡層的資料可靠的傳輸到目标主機的網絡層

c.将資料組合成資料塊(在資料鍊路層這種資料塊叫:幀),幀是資料鍊路層的傳送機關。

d.如何控制幀在實體信道上的傳輸,包括:①如何處理傳輸差錯 ②如何調節發送速率以使與接收方相比對 ③在兩個裝置之間提供資料鍊路通路的建立、維持和釋放的管理

2、資料鍊路層的協定

a.點對點協定(Point-to-Point Protocol)——廣域網

b.以太網(Ethernet)——區域網路

交換機的基本原理(一)

c.進階資料鍊路協定

d.幀中繼

e.異步傳輸模式

二、以太網(區域網路)基礎概念

1、以太網(區域網路):工作在資料鍊路層

2、以太網的發展:速度越來越快

交換機的基本原理(一)

3、以太網的 MAC 位址

以太網位址用來識别以太網上的某個單獨裝置,類似于我們的身份證
由28個二進制位組成,使用16進制表示
交換機的基本原理(一)

4、Windows系統可以在運作--ipconfig /all 檢視裝置的MAC位址

交換機的基本原理(一)

5、以太網的幀格式

交換機的基本原理(一)

目的位址:目标機的 MAC 位址

源位址:本機的 MAC 位址

幀校驗序列:保證資料傳輸不會出錯;一般接收方會進行校驗

三、交換機基礎知識

1、交換機裝置簡介

1.1 分類:家用、小企業、中大型企業用途

家用常見品牌:TP-Link、騰達

企業常見品牌:華為、中興、H3C、思科、Juniper、銳捷網絡

1.2 思科交換機産品體系

Cisco 2960系列:入門級交換機,是2950系列的更新款

Cisco 3560系列:企業級交換機,是3550系列的更新款

Cisco 4500系列:子產品化交換機,實作功能化擴充

Cisco 6500系列:高端交換機,用于電信營運商或大型企業

交換機的基本原理(一)

其中 24 或 48 代表交換機上的接口數量

TT 表示有2個10/100/1000端口

TC表示有兩個雙媒體千兆以太網上行鍊路端口

2、交換機工作原理(重點)

2.1圖解交換機工作原理
交換機的基本原理(一)
如上圖所示,假設電腦的MAC位址分别為11、22、33、44
當主機11給主機33發送一個資料幀,目的位址33,源位址11,各個裝置間工作如圖所示:
交換機的基本原理(一)
提示:當在交換機的MAC位址表能找到對應裝置的 MAC位址與端口關系,則單點傳播發送至對應裝置;如果不能找到,則進行廣播,查找目标位址與端口。
2.2交換機工作原理

轉發:交換機根據MAC位址表單點傳播轉發資料幀

學習:MAC位址表是交換機通過學習接收的資料幀的源MAC位址來形成的

廣播:如果目标位址在MAC位址表中沒有,交換機就向除接收到該資料幀的端口外的其他所有端口廣播該資料幀

更新:交換機MAC位址表的老化時間是300秒;交換機如果發現一個幀的入端口和MAC位址表中源MAC位址的所在端口不同,交換機将MAC位址重新學習到新的端口。

3、交換機的工作模式:單工、半雙工、雙工
單工:兩個資料站之間隻能沿單一方向傳輸資料

例如:對講機

半雙工:兩個資料站之間可以雙向資料傳輸,但不能同時進行

例如:電腦與交換機之間(支援半雙工)

全雙工:兩個資料站之間可以雙向且同時進行資料傳輸

例如:打電話、電腦與交換機之間(常用全雙工模式)

4、交換機以太網接口速率

接口連接配接時進行協商,協商失敗則無法正常通信

5、交換機内部交換方式

存儲轉發:在交換機緩存中備份校驗,然後轉發(速度慢,準确度高)
快速轉發:交換機收到後直接轉發(速度快)——常用
分段轉發:(不常用)