零接触接触计算机——“交换机原理”篇

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目录

交换机基本原理与配置

1. 数据链路层的功能

2. 以太网MAC地址

2.1 以太网MAC地址格式

2.2 以太网帧格式

2.2.1 添加源、目的MAC

2.2.2 Type/Length

2.2.3 数据字段

2.2.4 帧校验

3.交换机原理

3.1交换机的四大功能

3.1.1学习功能

3.1.2转发功能

3.1.3查询功能

3.1.4刷新功能

交换机基本原理与配置

1. 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

2. 以太网MAC地址

用来识别一个以太网的某个单独的设备或一组设备

2.1 以太网MAC地址格式

1.MAC地址由48位二进制组成；前24位表示厂家编码，后24位表示某个批次的网卡

2.MAC地址的第8个bit如果为0则表示单播MAC地址；如果为1则表示组播MAC地址

3.发送数据的3种方式

（1）单播 —— 一对一通信  私聊

（2）组播 —— 一对多部分设备通信   群聊

（3）广播 —— 一对所有设备通信   广发消息

tips：广播域：发送方A发送广播，可以接收到发送方A发送的广播内容的设备，均在广播域内，否则则不在。

2.2 以太网帧格式

MAC地址+ IP地址+协议/端口号+真实数据+校验位

2.2.1 添加源、目的MAC

2.2.2 Type/Length

值大于0600—Type—-体现上层协议的类型(Type=0x0800–网络层为IPv4,Type=0x86dd–网络层为IPv6,Type=0x0806–ARP) 小于0600—Length—数据帧的字节数

数据帧遵循IEEE 802.3以的格式，同时数据帧当中会增加LLC(逻辑链路控制-802.2)字段

2.2.3 数据字段

范围是46字节—1500字节(1500字节—-MTU(最大传输单元))

2.2.4 帧校验

根据算法

单个数据报文默认最大为1500字节

3.交换机原理

交换机作用：提供更多接口

交换机是透明的设备

当交换机开机的时候，MAC地址表 表项为空

当主机A需要和主机B通讯的时候，主机A 会发送数据包（格式：源MAC 11-11 目的MAC 22-22）

当数据包到达1号接口，交换机会自动学习源MAC地址（11-11）形成1号接口对应11-11MAC地址的表项

然后去表项中查找22-22出口，找不到目的22-22的出口，就会发送广播寻找

这个时候只有22-22会回复

回复的数据包格式（源MAC地址 22-22 目的MAC地址 11-11）

当数据包到达2号接口，交换机会主动学习源MAC地址 将2号接口和MAC地址22-22关联 然后去查11-11的出口，发现出口为1号接口

就从1号接口出去

由于表项完整，下次主机A 和 主机B 再通讯就可以直接通讯

3.1交换机的四大功能

3.1.1学习功能

数据帧经过交换机，交换机会自动学习数据帧的源mac地址

——自动学习源MAC地址

3.1.2转发功能

数据帧经过交换机，会在MAC表中查找数据帧的目的MAC，查找成功，会从相应的接口转发数据

——会自动查找目的MAC地址的出口，然后按照出口转发

3.1.3查询功能

数据帧经过交换机，会在MAC表中查找数据帧的目的MAC，查找失败，会从所有接口转发相同数据（泛洪）

——MAC地址表中没有目的MAC地址，会广播寻找

3.1.4刷新功能

交换机默认300s刷新一次MAC地址表

——每300秒会清空一次MAC地址表

华为公司默认为300秒清空一次MAC地址表