二層交換機原理

2022-06-06 09:57:11 字數 3413 閱讀 3470

一、二層交換機基本原理

二層交換機通過解析和學習乙太網幀的源mac來維護mac位址與埠的對應關係(儲存mac與埠對應關係的表稱為mac表),通過其目的mac來查詢mac表決定向哪個埠**。

二、以太交換機的功能

(1)維護mac位址表、mac定址

(2)資料幀的**及過濾

(3)二層環路避免及鏈路冗餘

(4)終端裝置的接入

三、mac位址及mac位址表

交換機檢視資料幀的二層頭部,在自己的mac位址表中查詢mac位址,然後將資料幀從特定的埠**出去。

(1)二層交換機的功能就是透傳資料,不改變資料報中的源mac位址和目的mac位址

(2)二層交換機只關注資料報中的目的mac位址,來進行資料**

(3)二層交換機對資料報的**,根據的是mac位址表

四、mac位址

(1)mac位址有48bit,通常被表示為點分十六進製制數來表示

(2)mac位址分為單播、組播和廣播mac位址三類

(3)mac位址全球唯一,由ieee對這些位址進行管理和分配

(4)每個位址由兩部分組成,分別是廠商**和序列號。其中前24bit位二進位制代表**商**,餘下的24bit位由**商自己分配

五、為什麼需要vlan

(1)預設情況下,交換機的所有埠均屬於同乙個廣播域

(2)當網路中的交換機數量特別多時,廣播域變得特別龐大,網路中可能會被大量的廣播包損耗資源

(3)無法根據業務需求靈活的規劃邏輯單元

注:vlan(virtual local area network)即虛擬區域網,是將乙個物理的埠在邏輯上劃分成多個廣播域的通訊技術,vlan內的主機可以直接通訊,而vlan間不能直接互通,從而將廣播報文限制在乙個vlan內。

六、vlan的作用

(1)不同的vlan是不同的廣播域,通常會使用不同的ip網段

(2)可根據業務需要靈活的進行vlan的規劃

(3)不同的vlan之間無法進行二層互訪

七、vlan知識點小結

(1)乙個vlan中所有裝置都是在同乙個廣播域內,不同的vlan為不同的廣播域

(2)vlan之間互相隔離,廣播不能跨越vlan傳播,因此不同vlan之間的裝置一般無法互訪(二層互訪),不同vlan間需通過三層裝置實現相互通訊

(3)乙個vlan一般為乙個邏輯子網

(4)vlan中成員多基於交換機的埠分配,劃分vlan就是將交換機的介面新增到特定vlan中,從而該介面所連線的裝置也被劃入了該vlan

(5)vlan是二層交換機的乙個非常基本的工作機制

八、交換機的介面型別

access型別的介面:

(1)access介面只能加入乙個vlan,該vlan又被稱為access介面的預設vlan

(2)access介面只傳送無標記幀,且只接收無標記幀或打了預設vlan tag的標記幀

(3)access介面常用於連線pc、伺服器或其他終端

trunk型別的介面

(1)當一條鏈路需要承載多vlan資料的時候,可將該鏈路配置為trunk鏈路

(2)trunk鏈路兩端的介面是trunk型別的介面,兩端的交換機需採用相同的幹道協議

(3)trunk鏈路一般常用於交換機之間或交換機與路由器之間

hybrid型別的介面

hybrid介面也可以收發多個vlan的報文,而且可以指定該介面在傳送特定vlan的報文時是否攜帶 tag。    

九、802.1q資料幀的結構

十、埠的預設id (pvid)

(1)每個access、trunk、hybrid型別的介面都可以配置乙個預設vlan-id稱為pvid(port default vlan id),當介面接收到無標記的幀時,為資料幀打上pvid

(2)對於access型別的埠,pvid預設為1,由於access介面只能加入乙個vlan,因此pvid也是該介面所屬的vlan

(3)對於trunk、hybrid型別埠,pvid預設也為1,這兩種介面都允許多個vlan資料幀通過,當介面收到無標記幀時,為資料幀打上pvid

注:乙太網資料幀(無標記幀、untagger幀):指的是採用乙太網封裝的資料幀,如普通pc或伺服器網絡卡收發的資料幀

802.1q資料幀(標記幀、攜帶 vlan tag的資料幀、tagged幀):指的是接入了802.1q頭部的乙太網資料幀

十一、access port

access 埠收到資料幀

(1)如果該幀不帶 tag ,則接收幀並打上埠的pvid

(2)如果該幀攜帶 tag,則當 vlan id 與 預設 vlan id相同時,接收該報文,否則丟棄

access 埠傳送幀(送到pc端)

(1)剝離 802.1q tag ,發出的幀為普通以太幀

十二、trunk port

trunk 埠收到幀

(1)若資料幀不帶 tag ,打上介面pvid,若pvid 在允許通過的vlan id列表裡,則接收該報文,否則丟棄,預設時trunk介面的pvid為1,而且vlan1預設就已經在allow-pass vlan列表中

(2)若資料幀帶 tag,且 vlan id 在介面允許通過的 vlan id列表裡,則接收該報文,否則丟棄該報文

trunk 埠發出幀

若 vlan id 與介面 pvid 相同,且該vlan 在 allow-pass vlan 列表中,則去掉 tag ,傳送資料幀。

若 vlan id 與介面 pvid不同,且該 vlan 在 allow-pass vlan 列表中,則保持原有tag,傳送該帶 tag的資料幀。

十三、hybrid port

hybrid介面收到幀

(1)若資料幀不帶tag,打上介面pvid,若pvid在允許通過的vlan列表裡,則接收該幀,否則丟棄

(2)若資料幀帶tag,且vlan id在介面允許通過的vlan列表裡,則接收該報文,否則丟棄該報文

hybrid埠傳送幀

若vlan id在介面允許通過的vlan列表裡,則傳送該幀,可以通過命令設定傳送時是否攜帶 tag

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