交换机的原理

一、数据链路层的功能

（1）数据链路的建立、维护与拆除
物理地址、网络拓扑
（2）帧包装、帧传输、帧同步
组帧：把数据封装在帧中，按顺序传送。
定界与同步：产生/识别帧边界。
（3）帧的差错恢复
差错恢复：采用重传的方法进行。
（4）流量控制
流量控制即自适应：确保中间传输设备的稳定及收发双方传输速率的匹配。

二、以太网
EEE的 802.3 标准 1983 年 6 月，IEEE标准委员会通过了第一个标准 802.3 标准。

1996年，IEEE 802.3 成立了一个标准开发任务组，1998年完成并通过了该标准。

1、以太网MAC地址

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

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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:

 

 

 

 

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

 

普通交换机 第二层（傻瓜 ） 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）

三.交换机

（1）、交换机工作原理

查看mac地址表，如果没有接口和mac地址对应则广播数据帧；

查看mac地址表，如果有接口没有mac地址对应则直接单播；

mac地址表老化时间300s，如果老化时间以内mac地址产生变化则重新刷新这个时间。

（2）、交换机的转发原理

1.基于源MAC地址学习

2.基于己知目标MAC地址转发

3.当目标MAc地址未知时，泛洪处理

4.交换机收到广播/组播帧时，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到的，此时，将此MAc与后学习到的端口绑定起来。

  (3)、交换机接口模式

（1）单工:两个数据站之间只能沿单一方向传输数据，类似于麦克风和扬声器
（2）半双工:半双工数据传输使两个数据站之间可以实现双向数据传输，但不能同时进行，类似于对讲机
（3）全双工：两个数据站之间可以双向且同时进行数据传输。

  (4)、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

四、总结