以太网交换机基础

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1、以太网交换机原理LANSwitchFundamental培训目标了解以太网工作的基本机制掌握二层交换机转发机制和流程掌握三层交换机转发机制和流程掌握三层交换机和路由器的区别了解交换机的常用协议和技术培训大纲以太网基本概念二层交换机基本原理三层交换机基本原理交换机相关协议和技术以太网发展简史IEEE802.3以太网标准IEEE802.3u100BASE-T快速以太网标准IEEE802.3z/ab1000Mb/s千兆以太网标准IEEE802.3ae10GE以太网标准70年代80年代90年代以太网产生10M以太网发展成熟共享式转向LAN交换机100M快速

2、以太网92年96年千兆以太网迅速发展万兆以太网出现2002年以太网工作机制CSMA/CD：载波侦听与冲突检测-CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetectionCS:载波侦听发送之前的侦听，确保线路空闲，减少冲突机会MA:多址访问每个站点发送的数据，可以被多个站点接收CD:冲突检测：边发送边检测，发现冲突后进行回退回退：检测到冲突后的处理：发现冲突就停止发送，然后延迟一个随机时间之后继续发送冲突域和广播域物理网段（冲突域）：连接在同一导线上所有工作站的集合逻辑网段（广播域）：限制以太网广播报文的范围。一般来说

3、，逻辑网段定义了第三层网络，如IP子网等。以太网典型设备--Hub工作原理Hub的缺陷HUB对所连接的LAN只做信号的中继，所有的物理设备构成了一个冲突域和广播域在主机数目较多的情况下：冲突严重广播泛滥全双工以太网数据通过两种独立的路径传输和接收。只存在两个节点，可以在同一时间对信息进行双向传输，而不会发生冲突。本章小结以太网工作机制–CSMA/CD概念：广播域和冲突域典型设备HUB工作原理和缺陷全双工以太网培训大纲以太网基本概念二层交换机基本原理三层交换机基本原理交换机相关协议和技术二层交换机基本交换过程通过识别MAC进行SwitchABCD二层

4、交换机工作模型二层交换引擎ASIC--ApplicationSpecificIntegratedCircuitL2FDB—Layer2forwardingdatabase二层交换机转发处理流程查MAC转发表(即L2FDB)处理转发对于表中不包含的地址，通过广播的方式转发使用地址自动学习(根据以太网帧的源MAC)和老化机制进行地址表维护一般不对帧格式进行修改二层交换机的局限性二层交换机将网段上的冲突域限制到了端口级、但是无法限制广播域的大小。扁平二层网络问题广播泛滥，网络性能差网络安全性差解决方法在二层交换机上引入VLAN功能VLAN的基本作用Vir

5、tualLocalAreaNetwork相同VLAN内主机可以任意通信二层交换不同VLAN内主机二层流量完全隔离阻断广播包，减小广播域提供了网络安全性相同VLAN跨设备通信实现虚拟工作组减少用户移动带来的管理工作量VLAN的划分方法基于端口划分基于MAC地址划分基于网络层(协议、IP地址、IP子网)划分基于IP组播划分基于组合策略划分基于端口VLAN的划分建议VLAN和IP子网间是一对一的关系，便于管理VLAN和端口对应表VLAN标准（12比特彻底改变了以太网！）VLAN的标准：802.10，Cisco在1995年提出802.1Q，IEEE于199

6、6制定DestSrcDataLen/Etypep/QLabelEtypeFCSVLAN-IDToken-RingEncapsulationFlagVLAN-IDandT-REncapsFlagare.1Q,not.1pVLANIDrange:0-40954字节称为VLANTagHeader662224...DestSrcFCSDataLen/EtypeVLAN实现虚拟工作组Access和Trunk链路Access链路连接Access链路的交换机端口称为Access端口帧在Access链路上转发不带VLANTag交换机Access端口接收到以太网帧后

7、，按照端口所在VLAN加上VLANTag，然后进行转发帧从Access端口发送出去，帧中的VLANTag会被去掉Trunk链路连接Trunk链路的交换机端口称为Trunk端口帧在Trunk链路上转发带VLANTag，因此允许多个VLAN的帧在Trunk链路上转发交换机Trunk端口接收到以太网帧后，需要判断该Trunk端口是否允许帧中VLANID对应的VLAN通过。若允许，则进行转发；否则要直接丢弃该帧帧从Trunk端口发送出去，VLANTag一般不会被去掉支持VLAN的二层交换引擎支持VLAN二层交换机地址学习方式IVL：IndependentV

8、LANLearning；SVL：SharedVLANLearning；MAC1VLAN1PORT1MAC2VLAN1POR