数据链路层

 

链路层协议

IEEE的802.3标准

PPP协议——点到点

传输层——端到端

传输层及以下点到点

MAC地址格式

1、MAC地址的地址长度为48bit,表现为16进制

2、前端后端的含义

  • 前24bit-----厂家的编码

  • 后24bit-----某个批次的网卡

3、MAC地址的第8个bit如果为

  • 0---单播MAC地址

  • 1---组播MAC地址

发送数据的3种方法

(1)单播-----一对一通信-----QQ私聊

(2)组播------一对部分感兴趣设备----QQ群聊

(3)广播-----一对所有设备---系统的广告

------------------------------------------

4、数据链路层广播MAC---FF-FF-FF-FF-FF-FF

FF-FF-FF-FF-FF-FF 48 个1

255.255.255.255 32个1

 

5、以太网的封装格式:

  1. 添加源、目的MAC

  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

  3. 数据字段----范围是46字节---1500字节(1500字节----MTU(最大传输单元))

  4. 帧校验:根据算法

交换机

工作原理:初始状态、MAC地址学习、广播位置数据帧、接收方回应、交换机实现单播通信。

流程

第一次通信时,交换机处于初始状态,MAC地址表为空。

当主机A 想和 主机B进行通信时

A发送一个数据帧

数据帧内容:

源MAC:11-11-11

目的MAC:22-22-22

当数据帧经过交换机时,交换机会拆开数据帧,分析源、目MAC地址

交换机会自动将源MAC地址和交换机接口号写入表,然后去表中查找,从接口去往目的MAC地址,发现没有直接广播(除发送接口),只有目的MAC地址的设备会回包,其余接口会丢弃

回复方主机B也会发送一个数据帧:

数据帧内容:

源MAC:22-22-22

目的MAC:11-11-11

数据帧经过交换机,交换机会将源MAC地址和接口号写入MAC表中自动学习。

然后会去交换机和MAC地址表查找去往目的MAC地址的接口,发现表项中有且是1号接口,直接从1号接口出去。

此时交换机MAC地址表中有了A、B主机的相关信息,下次通信直接单播。


四功能

学习:自动学习数据帧的源MAC地址。

转发:根据MAC地址表转发数据。

查询:如果找不到转发位置信息,会广播。

刷新:定期刷新(删除表项)节约硬件资源。

 

交换机以太网接口工作模式

单工:两个数据站之间沿单一方向传输数据。

半双工:两个数据站之间可双向传输数据,但不能同时进行。

全双工:两个数据站可双向且同时进行传输数据

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

eNSP环境小实验

实验一

主机与路由器的连接配置

先配置发送方主机1、接收方主机2的IP地址、网关。

image-20230705153124369

 

image-20230705153402051

 

image-20230705154157258

双击AR1进入编辑命令行页面

<Huawei>u t m
Info: Current terminal monitor is off.
<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]int g0/0/0 //对GE 0/0/0接口配置网关
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.10 24//网关与主机一致
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1//对GE 0/0/0接口配置网关
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.2.10 24

双击PC1,输入命令行,ping通PC2。成功!

image-20230705154935582

注意,一台主机中网关与IP地址不可冲突、PC1与PC2的网络段也需要不在同一段。

实验二

配置同网关下交换机与主机

单看PC1与PC2

image-20230705160126158

image-20230705160231481

交换机工作流程如图

image-20230705160932514

第一阶段,PC1发送帧信息,途径交换机。交换机会拆解信息读取源mac地址、目的mac地址。因为交换机自己的地址表里为空,会先存入源地址与对于接口号,所以先存入了PC1的mac地址与对于接口号。

第二阶段,交换机读取目的mac地址,找不到对应接口号,所以广播这段信息来找目的mac地址。因为只有目的mac地址对应的主机会返回信息,其余主机发现目的mac不是自己会直接扔掉信息。

第三阶段,真正对应的目的mac地址是PC2的,他会返回一段帧信息,包含自己的源地址与目的地址。途径交换机,交换机还是先读取源地址,发现是新地址,就将新地址与对应接口号一并存入表格。

第四阶段,交换机再去读取PC2传来信息的目的地址,发现指向PC1,地址与接口都存入表格中,故直接将信息传给了目的地PC1。

双击交换机,输入命令查看mac地址表,此时为空。

[Huawei]display mac-address
[Huawei]

双击PC1。输入命令,ping通PC2

image-20230705162616065

此时再去交换机里查看mac地址表,发现PC1、PC2的地址与对应接口都存进来了,所以才ping通了,一瞬间完成了四个阶段。

image-20230705162645700

实验三

远程控制,目的在于管理与维护无显示屏的设备。

image-20230705163142513

image-20230705163104066

如图,启动等待就成功啦。

交换机四大功能:

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

2、转发功能——

3、查询功能——

4、刷新功能——

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