一、数据链路层协议

1.1数据链路层

数据链路层.png

1.2 以太网的发展史

1973年，Xerox公司的X-Wire，2.94兆实验性以太网；
1979年，DEC-Inter-Xerox的DIX，10兆以太网应用；
1983年，IEEE802.3（有线）标准，10兆以太网标准；IEEE802.11（无线）标准；
1991-1992年，快速以太网和千兆以太网，100/1000兆以太网。

1.3 以太网帧格式

1.3.1 以太网MAC地址

MAC地址由48位二进制数组成，通常分成六段，用十六进制表示，如08-00-5a-e3-93-6c。其中前24位是生产厂商向IEEE申请的厂商编号，后24位是网络借口卡序列号。

MAC地址的第8位为0时，表示该MAC地址为单播地址；为1时，表示该MAC地址为组播地址。一块物理网卡的地址一定是一个单播地址，也就是第8位一定为0，组播地址是一个逻辑地址，用来表示一组接收者，而不是一个接收者。

1.3.2 以太网帧格式

Ethernet Ⅱ帧格式

未命名绘图.png

前导码（Preamble）包含八字节。前七字节的值为0xAA，最后一个字节的值为0xAB。在DIX以太网中，前导码被认为是物理层封装的一部分，而不是数据链路层的封装。
目的地址（DA）包含六字节。DA标识了帧的目的站点的MAC地址。DA可以是单播地址（单个目的地）、组播地址（组目的地）或广播地址。
源地址（SA）包含六字节。SA标识了发送帧的站点的MAC地址。SA一定是单播地址（即第8位是0）。
类型域包含两字节，用来标识上层协议的类型，如0800H标识IP协议。
数据域包含46~1500字节。数据域封装了通过以太网传输的高层协议信息。高层协议要确保这个域至少包含46字节，如果实际数据不足46字节，则高层协议必须执行某些（未指定）填充算法。数据域长度的上限是任意的，但已经被设置为1500字节。
帧校验序列（FCS）包含四字节。FCS是从DA开始到数据域结束这部分的校验和。校验和的算法是32位的循环冗余校验法（CRC）。

二、交换机

1.1 交换机工作原理

以主机A与主机B通信为例：

1）MAC地址的学习第一次通信的时候交换机处于初始状态，mac表上为空，当主机A想和主机B进行通讯的时候，主机会发送一个数据帧。

数据帧的内容:

源mac：11-11-11

目的mac：22-22-22

当这个数据帧经过交换机时，交换机会拆开数据帧，分校源目mac地址，如果条目中没有数据帧的源MAC地址，交换机就会将这个帧的源地址和收到该数据帧的接口编号（1号口）对应起来，添加到MAC地址表中。

2)广播未知数帧

交换机发现 MAC表中没有对应地址然后会直接发送广播（除了发送接口），即向主机B主机C同事发送广播，只有目的MAC地址的设备会回包，其余接口的设备会丢弃。

3)接收回复方信息

回复方主机B 也会发送一个数据帧

数据帧的内容

源mac：22-22-22

目的mac：11-11-11

该数据帧经过交换机，交换机会将源mac地址和接口号写入mac地址表。

4）实现单播通信
交换机有了主机A主机B的源mac地址与接口号，即可实现单播通信。

1.2 交换机的四大功能

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
转发功能---------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
查询功能（泛洪）---------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）
刷新功能---------交换机默认300s刷新一次mac地址表

1.3 交换机以太网接口的工作模式

单工：单工数据传输是指两个数据站之间只能沿单一方向传输数据。

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，但是不能同时进行。

全双工：全双工数据传输是在两个数据站之间可双向且同时进行数据传输的模式。

1.4 交换机常用指令

1.进入系统视图模式与退出

<Huawei>system-view
<Huawei>sys
退回用户视图
ctrl+z
[Huawei] quit

2.历史命令查询

[Huawei] display history-command

3.配置主机名

<Huawei> system-view
[Huawei] sysname 主机名

4.状态信息查询

<Huawei>display version   ####查看VRP版本
<Huawei>display users    ####查看用户终端信息

5.进入接口模式并查看信息

<Huawei>sys
[Huawei]int e0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]dis this   ####查看当前视图下的配置信息

6.配置文件管理命令

[Huawei]display saved-configuration     ###查看设备保存的信息
[Huawei]display current-configuration   ###查看设备当前配置的信息

<SW1>save	###保存配置

<Huawei>reset saved-configuration      ###擦除存储设备中的配置文件(初始化)

<Huawei>compare configuration          ###比较当前配置信息与存储设备中的保存文件是否一致

7.关闭华为的信息提示

[Huawei]undo info-center enable 
或者
<Huawei>undo terminal monitor

8.永不超时

[Huawei]undo info-center enable 
或者
<Huawei>undo terminal monitor

9.配置双工及速率命令

<Huawei>sys
[Huawei]int g0/0/1
[SW1-Ethernet0/0/1]undo negotiation auto    ###关闭自动协商
[SW1-Ethernet0/0/1]speed 100                ###调至速率100M
[SW1-Ethernet0/0/1]duplex full              ###调至全双工模式

解释：full：Full-Duplex（全双工模式）

half：Half-Duplex（半双工模式）

10.保存配置

<Huawei>save

交换机原理