交换机的工作原理

一、数据链路层协议

二、mac地址格式

        2.1 mac地址格式

        2.2、前后端的含义

        2.3、MAC地址的第8位含义

        2.4、数据链路层广播MAC——FF-FF-FF-FF-FF-FF

三、以太网的封装格式

        3.1、添加源、目的MAC

        3.2、Type/Length

四、交换机的功能

五、总结

1、数据链路层协议

  • 以太网发展史 Xerox (施乐)公司的 X-Wire 1973 年,位于加利福尼亚的 Xerox 公司提出并实现了

最初的以太网, 他研制的实验室原型系统的运行速率是 2.94Mb/s

  • DIX(DEC-Intel-Xerox)的以太网 1979 年,Xerox 公司与 DEC 公司(Digital Equipment Corporation)联合起来,

致力于以太网技术的标准化和商品化,后来Intel 公司也参与进来 于1980 年 9 月开发并发布了 10Mb/s 版的以太网标准

  • IEEE 的 802.3 标准 1983 年 6 月,IEEE 标准委员会通过了第一个 802.3 标准,是一个有线的以太网标准, 后来成为了首选的以太网技术

  • Ethernet (以太网)

  • 快速以太网 快速以太网(Fast Ethernet)也就是我们常说的百兆以太网

  • 千兆位以太网 千兆位以太网是一种新型高速局域网,它可以提供1Gbps的通信带宽

IEEE:电气与电子工程师协会,是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会, 也是目前全球最大的非营利性专业技术学会。

  • ppp 协议

传输层是端到端

传输层以下点到点

2、mac地址格式

2.1 mac地址格式

mac地址长度为48bit,表现为16进制

十进制

16进制

2进制

0

0

0

1

1

1

2

2

10

3

3

11

4

4

100

5

5

101

6

6

110

7

7

111

8

8

1000

9

9

1001

10

A

1010

11

B

1011

12

C

1100

13

D

1101

14

E

1110

15

F

1111

 

2.2、前后端的含义

  • 前24bit:厂家的编码
  • 后24bit:某个批次的网卡

2.3、MAC地址的第8位含义

  • 0:单播MAC地址
  • 1:组播MAC地址

发送数据的3种方法

单播:一对一通信——微信私聊

组播:一对部分感兴趣设备——微信群聊

广播:一对所有设备——系统的广告

2.4、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

3、以太网的封装格式

3.1、添加源、目的MAC

3.2、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)
  • 值小于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

普通交换机   第二层     数据链路层    MAC地址

三层交换机    具有认识IP地址的功能    第三层     网络层(路由器)

三层交换机    具有一部分路由器的功能,但不能完全替代路由器(acl  vpn)

接入层:交换机

汇聚层:交换机

核心层:路由器(三层交换)

4、交换机的功能

  • 转发:-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

  • 学习:数据帧经过交换机,交换机会自动学习数据帧的源mac地址

  • 查询: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)

  • 刷新:交换机默认300s刷新一次mac地址表

 当一个交换机连接了三个pc,一开始交换机什么都不知道。当第一个主机想要通过交换机给第二个pc发送                     

           一个数据帧,其他的接口会泛红,第二个pc会主动接受,其他的会丢弃,交换机会根据数据帧学习源                 

            mac地址和目的mac地址加入到源目mac表里,下次发送会根据源目mac表自动发送和接收

五、总结

我学到了交换机工作的原理

  • 交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射,并将其写入MAC地址表中。
  • 交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较,以决定由哪个端口进行转发。
  • 如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中,则向所有端口转发。这一过程称为泛洪(flood)。
  • 广播帧和组播帧向所有的端口转发

 

posted @ 2022-09-05 15:35  龙Llong  阅读(47)  评论(0编辑  收藏  举报