【HCIA】学习--交换基础

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前言

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交换基础

随着企业网络的发展,越来越多的用户需要接入网络,交换机提供了大量的接入端口能够很好的满足这种需求,同时交换机也彻底解决了困扰早期以太网的冲突问题,极大的提高了以太网的性能,同时提高了以太网的安全性

交换机工作在数据链路层,对数据帧进行操作,在收到数据帧之后,交换机根据数据帧的头部信息对数据帧进行转发

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交换机工作在二层,而路由器工作在三层,因此交换机进行数据转发依靠的是MAC地址,IP地址是依靠掩码的。

网络分层设计

通过使用分层网络设计原则和条理化设计方法,设计人员可以创建易于管理和易于支持的网络

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  • 接入层 更加关注安全特性
  • 汇聚层 汇聚总的交换机的流量,流量集中起来
  • 核心层 核心机房 更高速的转发 所有流量的汇聚
  • 出口层

交换机的工作原理

  • 终端设备的接入
  • 以太网数据帧的交换,根据目的MAC地址转发数据帧
  • 学习MAC地址,并维护MAC地址表
  • 防止二层环路

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  • 二层交换机不看IP地址,只看MAC地址,配置同一个网段就能通信

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交换机工作原理:根据MAC地址表中的MAC地址记录,做出智能转发,初始化的交换机没有MAC地址。

交换机查看数据帧的二层头部,在自己的MAC地址表中查找自己的MAC地址,随后将数据帧从特定的端口转发出去。

  • 学习 当从一个接口收到帧时,把帧内的源MAC与该接口进行绑定,存入MAC地址表
  • 泛洪 当一个接口收到广播帧,组播帧、未知单播帧(目标MAC地址不存在于MAC地址表中),把该帧从所有其他接口转发出去,除了接收口 -转发 当从一个接口收到已知单播帧的时候,立即从相应的接口转发出去
  • 更新 默认每条记录保存300S,交换机重启会清空所有接口学过的记录,接口关闭后会清空该接口学习到的记录,一个源MAC出现在另外个接口上,会删除老的记录,添加新的记录
  • 备注 一个MAC只能关联到一个接口上

PC1 ping 通 PC2 交换机做了啥事儿

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PC1 ping PC2 PC1发送ARP请求到交换机

  • Ethernet II帧发送ARP请求 源MAC写源地址
  • 目标MAC写全F,这个叫泛洪,从所有端口转发出去,条件是属于同一个Vlan
  • mac信息每条记录保存300S,从学到开始倒计时
  • 不发包之后,mac地址就消失了

所以整个流程是:

帧输入-> 目的mac地址,如果是单播,则在地址表查找,查找成功,转发该帧,没有找到或者收到的是广播帧,则泛洪该帧,源端口除外。

以太网接口工作模式

  • 半双工 通信双方都能发送和接收数据,但不能同时进行
  • 全双工 通信双方都能够同时接收和发送数据
  • 速率 接口连接时两端进行协商,协商失败则无法正常通信

调整接口速率

sys
int g0/0/0
undo negotitation auto
speed 100
duplex full

改为接口自动配置

negotitation auto