计网学习笔记-以太网交换机

文章目录前言一、以太网1. 什么是以太网2. 什么是以太网帧3.什么是MAC地址二、交换机1. 什么是交换机2. 交换机 MAC 地址表是如何生成的3.交换机的工作方式四、配置命令4.1.配置静态项4.2. 查看 MAC 地址表信息总结前言以太网是当今应用最广泛的局域网技术而交换机作为数据链路层的核心设备承担着数据帧的转发与过滤。本文从以太网的基本概念出发依次介绍以太网帧的格式、MAC 地址的分类再到交换机的工作原理与 MAC 地址表的生成方式最后给出常用的配置命令帮助读者建立起从原理到实践的整体认识。一、以太网1. 什么是以太网答以太网是一种由 IEEE 在 802.3 规范中定义的局域网技术标准它基于 CSMA/CD 机制工作于数据链路层与物理层中是当今应用最广泛的局域网协议。2. 什么是以太网帧答即在以太网中传递的数据帧格式主要可分为两种Ethernet Ⅱ以太网的标准数据帧一般多用于对应用程序所产生的数据进行封装格式如下IEEE 802.3即正式的 IEEE 802.3 协议封装由 Ethernet Ⅱ 发展而来一般多用于对协议所产生的数据进行封装格式如下各字段含义DMAC6B目的 MACSMAC6B源 MACType2B协议类型0x0800IPv40x0806ARPFCS4B帧校验验证数据完整性现使用 CRC-32Length2B用户数据的长度值注EthernetⅡ 的type 与 802.3的Length区分当type字段 0x05DC十进制1500时为802.3的数据帧当type字段 0x0600十进制1536时为EthernetⅡ 的帧LLC3B逻辑链路控制用来表示上层的公有协议DSAP1B目的服务访问点表示上层协议ip为0x06SSAP1B源服务访问点同上ip也为0x06Control1B表示一个固定的链接无连接服务的IEEE 802.3无编号数据格式字段值通常为0x03SNAP5B用来兼容厂家自研协议Org Code3B机构代码标识三字节都为0Type2B代表厂家的私有协议类型3.什么是MAC地址答MACMedia Access Control Address地址又称物理地址是网卡在数据链路层中使用的地址且 MAC 地址具有全球唯一性。总长为 48 bit其中前 24 bit 为 OUIOrganizationally Unique Identifier厂商代码由 IEEE 为网卡生产厂家进行分配后 24 bit 由网卡制作商自行分配并且MAC 地址分为 3 类单播地址从左往右数第八位为0的地址即转为16进制后第二个数为偶数的地址。如00-11-22-33-44-55组播地址从左往右数第八位为1且其他位均不同时为1的地址即转为16进制后第二个数为单数的地址。如01-11-22-33-44-55广播地址48bit全为1的地址(即ff-ff-ff-ff-ff-ff)二、交换机1. 什么是交换机答交换机是一种工作在数据链路层的设备通过使用本设备自身的 MAC 地址表来实现数据帧的转发。2. 交换机 MAC 地址表是如何生成的按照不同的生成方式可分为静态 MAC 地址表项由管理员手工配置在 MAC 地址表中的表项动态 MAC 地址表项当交换机收到一条数据帧时会自动学习该数据帧的 SMAC 地址并将其添加到 MAC 地址表中注静态表项没有老化时间动态表项存在老化时间默认 300s当收到 SMAC 为对应 MAC 的帧时刷新老化时间对于静态表项其严格规定了 MAC 地址与接口的对应关系。即交换机收到 DMAC 在静态表项中的数据帧时只会往指定的接口发送数据帧。3.交换机的工作方式交换机的工作方式针对收到的不同数据主要有三种处理操作转发当收到数据帧时查询本机地址表中是否存在数据帧中 DMAC 的表项若存在且没有问题则正常进行转发。丢弃当收到数据帧时查询本机 MAC 地址表当出现下述情况时丢弃该数据帧数据帧的 DMAC 对应的接口与收到该数据帧的接口相同时。收到数据帧的 DMAC 匹配到黑洞 MAC 时。泛洪当收到未知单播帧、组播帧与广播帧时会向除收到该数据帧的接口外的其他所有接口进行泛洪操作。四、配置命令4.1.配置静态项# 配置静态MAC地址[S1]mac-address static MAC地址 接口 vlan1-4094# 配置黑洞MAC地址[S1]mac-address blackhole MAC地址[vlan1-4094]# 配置动态表项的老化时间单位s0 不老化[S1]mac-address aging-time0,10-10000004.2. 查看 MAC 地址表信息# 查看MAC地址表[S1]display mac-address# 查看老化时间[S1]display mac-address aging-time总结本文围绕以太网与交换机展开梳理了以太网帧的两种格式及其字段含义、MAC 地址的分类与构成并介绍了交换机 MAC 地址表的生成方式、三种工作方式以及常用的配置命令。理解这些基础概念是进一步学习网络交换与路由的前提。文中如有疏漏或不当之处欢迎批评指正。