华为HCIA课堂笔记第七章 以太网交换基础

2024-01-07 23:28:58

第七章 ?以太网交换基础

7.1 ARP的种类

  1. 普通ARP:通过已知的IP地址获取未知的MAC地址。
  2. 免费ARP(无辜ARP):用于重复IP地址检测(ARP报文中携带的目的IP地址是自己的),如果有收到回复,则认为自己的地址和对端的地址出现了重复。设备接口手动配置了IP地址或者自动学习到IP地址的时候。
  3. 反向ARP:通过已知的MAC地址获取未知的IP地址(ipconfig)
  4. ARP代理:本地设备收到ARP请求之后,代理目标地址回复本地MAC地址。
    1. 冲突域和广播域

7.2.1冲突域:

  1. 早期以太网中,通过Hub集线器连接所有的设备,设备节点发出去的数据将通过Hub复制到所有的出口,交给所有其他设备。即单个节点发送的数据,所有的其他节点都能收到,形成冲突。冲突域是指:在共享网络中,出现通信冲突的所有节点的组合。解决方法:
    1. 通过CSMA/CD机制(载波监听多路访问/冲突检测机制)
      • 先听后发
      • 边发边听
      • 冲突后停发
      • 随机时间重发
    2. 通过部署交换机隔离冲突域,交换机的每一个接口是一个冲突域。

7.2.2 广播域

每一个交换机就是一个广播域,即交换机所有接口默认属于一个广播域。

交换机收到一个广播B、组播M、未知单播帧U(BUM帧),默认向所有接口转发,其他所有与交换机相连的设备能收到BUM帧,组成一个广播域。

路由器可以隔离广播域(路由器不转发广播报文)、VLAN技术可以隔离广播域

7.3 数据帧格式:

以太网数据帧存在两种格式:Ethernet II,802.3帧,包含数据的总长度不超过1518B

  1. Ethernet II格式字段:数据部分长度46-1500B
    1. D.MAC:目的MAC地址,6B
    2. S.MAC:数据帧的源MAC,6B
    3. Type字段:用于标识上层协议(网络层)种类:
      • Type字段取值为0x0800表示上层协议为IP协议
      • Type字段取值为0x0806表示上层协议是ARP协议,2B
    4. Data字段(包含了上层协议+传输层协议+Data)
    5. FCS:帧尾校验,对数据包整个进行校验,校验成功后才能接受,否则丢弃。
  2. 802.3帧:数据部分长度38-1492B
    1. D.MAC:数据帧的目的MAC地址
    2. S.MAC:数据帧的源MAC地址
    3. Length:后续携带的数据的字节长度,不包含FCS帧尾
    4. LLC:略(DSAP目的服务访问点、SSAP源服务访问点,取固定值)
    5. SNAP:略(Ctrl取固定值,OUI取值厂商代码,Type字段)
      • Type字段:2B,标识上层协议,与Ethernet II相同
    1. Data字段(包含了上层协议+传输层协议+Data)
    2. FCS:帧尾校验,对数据包整个进行校验,校验成功后才能接受,否则丢弃。
  1. 如何区分两个帧

S.MAC地址后的2B字段判断(Type/Length)

    1. 值>1536,则该字段名称为Type字段,表明该数据帧是一个Ethernet II帧
    2. 值<1500,则该字段名称为Length字段,表明该数据帧是一个802.3帧

7.4 园区网部署架构

  1. 接入层:负责终端设备的接入。
  2. 汇聚层:汇聚接入层的流量。
  3. 核心层:汇总汇聚层的流量。
  4. 出口层:出口设备负责连接互联网。

7.5 以太网交换

7.5.1 交换机转发数据(转发数据)

交换机依据MAC地址表项单播转发数据:查看数据帧头部中的目的MAC地址,是否在本地的MAC地址表中存在映射关系,如果存在,则向对应的表项中的端口外转发数据。

7.5.2 MAC表的形成(学习)

当交换机收到一个数据帧,查看数据帧的MAC地址,以及收包接口,形成MAC地址与收包接口的映射关系(MAC地址表项)。

交换机三种处理报文的动作:泛洪、转发、丢弃

  1. 丢弃:交换机收到报文后查找目的MAC地址对应的MAC地址表项,发现要从收包接口再次发出,则丢弃。

MAC地址表的特点:

  1. 一个接口可以学习多个不同的MAC地址
  2. 一个MAC地址只能在一个接口被学习,后学习该MAC地址的接口记录覆盖前学习的记录。
  3. MAC地址表的老化时间 默认300s,表项在没有通信报文的情况下,超时就会删除,如果在老化时间内,存在报文通信,则学习MAC地址,刷新表项老化时间为300s。

文章来源:https://blog.csdn.net/m0_60875392/article/details/135332452
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