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  • **当流量进入交换机后,根据数据帧中的源MAC,建立该地址与交换机端口的映射,并写入MAC地址表中。再查看数据帧中的目的MAC,根据MAC地址表中的信息进行转发;如果MAC地址表中没有相关信息,则进行洪泛处理(目的MAC...

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    14、 什么是交换机?描述一下工作过程?

    **
    交换机是一种工作在数据链路层对流量进行转发的网络设备。主要应用于延长传输距离,解决冲突域,实现单播等功能。

    **

    工作过程:

    **当流量进入交换机后,根据数据帧中的源MAC,建立该地址与交换机端口的映射,并写入MAC地址表中。再查看数据帧中的目的MAC,根据MAC地址表中的信息进行转发;如果MAC地址表中没有相关信息,则进行洪泛处理(目的MAC为全F);若划分了VLAN,则向对应的VLAN进行洪泛。如果收到的为广播帧或组播帧,则直接进行洪泛。

    交换机属于二层设备,基于MAC进行转发
    **

    交换机基本功能:

    **
    1,基于原MAC地址学习
    2,目标MAC地址转发
    3.数据过滤
    泛洪数据:1.广播 2.组播(01-00-5E) 3.位置单播
    **
    **

    19、 交换机是如何转发数据包的?

    **
    交换机通过学习数据帧中的源MAC地址生成交换机的MAC地址表,交换机查看数据帧的目标MAC地址,根据MAC地址表转发数据,如果交换机在表中没有找到匹配项,则向除接受到这个数据帧的端口以外的所有端口广播这个数据帧。

    15、 什么是三层交换机?和二层交换机有什么区别?三层交换机是否可以代替路由器?为什么?

    **
    三层交换机就是具有部分路由功能的交换机,工作在OSI模型的网络层。兼具二层交换机的转发功能,又具有处理三层IP数据包的功能;除了二层交换机用的CAM表外,还有专门用于三层硬件的转发表。主要目的是加快大型局域网内部的数据交换,它对网络结构的变化没有路由器敏感,三层交换机一般部署在三层架构当中,他可以拥有多个SVI接口,用于管理接入层流量,主要功能还是负责数据的交换。

    工作的层次不同,实现的功能也就不同;三层交换机工作于网络层可以用于网络互连,二层交换机工作于数据链路层只能用于同一局域网通信。

    三层交换机仅仅具有简单的路由转发功能,在路由转发和策略上面远远不及路由器;而三层交换机的数据交换效率要远高于路由器。在大型设备领域,三层交换机要比一般的路由器更昂贵。

    所以,由于三层交换机有基本的路由功能,而交换数据的效率比路由要高的多,所以三层交换机可以代替路由器作为局域网内部各子网的网关;至于不同类型网络之间的互联,由于三层交换机的路由功能不能满足要求,所以还是要用路由器。

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  • 二层交换机转发数据原理解析

    千次阅读 2019-10-18 18:55:27
    二层交换机转发数据原理解析 一、什么是二层交换机 二层交换机工作于OSI模型的第2层(数据链路层),故而称为二层交换机。二层交换技术的发展已经比较成熟,二层交换机属于数据链路层设备,可以识别数据帧中的MAC地址...

    二层交换机转发数据原理解析

    一、什么是二层交换机

    二层交换机工作于OSI模型的第2层(数据链路层),故而称为二层交换机。二层交换技术的发展已经比较成熟,二层交换机属于数据链路层设备,可以识别数据帧中的MAC地址信息,根据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。

    二、交换机的特性

    1、学习

    以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址,并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。

    2、转发/过滤

    当一个数据包的目的地址在MAC地址表中有映射时,它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口(如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口) 。

    三、二层交换机转发数据过程

    如下图所示
    在这里插入图片描述
    1、环境介绍:
    (1)交换机为初始状态,若主机A B C知道对方MAC地址

    (2)主机A想与主机B通信

    2、过程介绍

    当主机A B C 知道对方MAC地址

    主机A发送一个数据帧到交换机的1号端口,此时:

    源MAC为主机A的MAC

    目标MAC为主机B的MAC

    交换机接受到数据帧首先会记录主机A的MAC地址(记在MAC地址表中)和收到该帧的端口号,因为交换机

    MAC地址表中没有目标MAC地址,所以交换机会在2号端口和3号端口进行一个广播,当主机B收到这个和自

    己对应的广播时会做出回应发个数据帧给交换机,此时:

    源MAC为主机B的MAC

    目标MAC为主机A的MAC

    交换机会记录主机B的MAC地址和接受该地址的端口号,然后查询MAC地址表直接与主机A进行单播通讯

    若主机A B C不知道对方MAC地址

    主机A会发送一个arp请求给交换机,交换机记录主机A的MAC地址(记在MAC地址表中)和端口号,然后对2

    号端口和3号端口进行arp广播,主机B收到广播后会做出回应发送一个数据帧给交换机,交换机会记录主机B

    的MAC地址和接受该地址的端口号,然后查询MAC地址表直接与主机A进行单播通讯。

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  • 题目比较奇怪,主要是想大家彻底的弄清楚为什么平常说三层交换机比路由器转发速率快,分两段来讲: ... 二层交换机:接收到由自己的物理层送上来的二层数据帧时,根据源MAC学习并写MAC地址表,根据目的MAC
    题目比较奇怪,主要是想大家彻底的弄清楚为什么平常说三层交换机比路由器转发速率快,分两段来讲:

    1.首先我们来比较二层交换机与路由器报文转发速率(严格意义上不应该这么比较,毕竟一个是二层设备一个是三层设备,对于数据包的处理过程完全不一样,但这是为了第2段作铺垫):

               二层交换机:接收到由自己的物理层送上来的二层数据帧时,根据源MAC学习并写MAC地址表,根据目的MAC查找MAC地址表决定是转发还是泛洪. 这里交换机查找MAC地址表和转发都是由硬件ASIC芯片完成.而且二层交换机没有对数据帧做过任何封装,解封装动作(忽略物理层bit数据流还原成二层以太帧),并且没有对数据帧做过任何改写.下面再写路由器:
               路由器:由于自身处于OSI 第三层,对于接收到的数据帧,必须解封装,取得三层数据,根据三层数据的目的IP,查找路由表,封装下一跳的MAC地址等等一系列动作,相比二层交换机而言:路由器查找路由表是通过基于软件的CPU来查找,比二层交换机查找MAC地址表用的ASIC硬件芯片来得慢,另外路由器还得对数据进行拆封,解封动作,而且还改写了数据帧(只改写二层数据帧的目的MAC,源MAC,FCS,当然不会改变数据帧的正文内容即三层数据包).

             总结,a.基于软硬件的查找转发方式(路由器是软件的相对慢些)  b.对数据包的处理(路由器相对来说复杂),这两个原因导致二层交换机的转发性能通常高于路由器(再次重申严格意义上来说不应该这么比较的,毕竟一个是二层设备一个是三层设备,但这是为了下文作铺垫)

    2.  三层交换机什么比路由器转发速率更高,为什么我平常总是听人家说三层交换机能够实现高速转发,比路由器快?(这次总有得比了吧,第1点中大家认为不能比我觉得可以理解,毕竟二,三层设备有区别了,但现在我拿两个同处于OSI七层的设备作比较总没问题了吧..................你驳我呀,我知道你无话可说了,....呵呵开玩笑,有话就说......)

               首先说下平时耳熟能详的内容(我把它化成数学公式让大家来理解):
    三层交换机的核心思想是:"一次路由多次转发",
    三层交换机定义:在OSI的第三层实现了数据包的快速转发:三层交换技术=二层交换技术+三层路由转发技术;

          结合以上结论:三层交换机技术=1 次三层路由转发技术+多次(N)二层交换技术,
                                路由器       技术=(N+1)次三层路由转发技术.

                再结合第1段写的二层交换机的转发速率高于路由器,可以得出三层交换机转发速率同样高于路由器.
    这是个不严谨的比喻,但对于理解绝对有帮助,下面解释三层交换机为什么会是1 次路由+多次二层转发?

    先看附图(图中我觉得那个三层交换芯片应该理解为二层交换芯片,可能因为它是三层交换机,以三层交换机的命令来画图的),对三层交换机的硬件架构有个大概的了解,再看下面的解释:
               假设两个使用IP协议的站点A,B通过第三层交换机进行通信,发送站点A在开始发送时,把自己的IP地址与B站的IP地址比较,判断B站是否与自己在同一子网内,若目的站与发送站A在同一子网内,则进行二层的转发(没经过三层的必要).若A,B站点不在同一子网内,如发送站A要与目的站B通信,发送站A要向"缺省网关"发出ARP(地址解析)封包,而"缺省网关"的IP地址其实是三层交换机的三层交换模块,当发送站A对"缺省网关"的IP地址广播出一个ARP请求时,如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道B站MAC地址,则向发送站A回复B的MAC地址,否则三层交换模块根据路由信息向B站发送一个ARP广播请求,B站得到此ARP请求后向三层交换模板回复其MAC地址,三层交换模块保存此地址并回复给发送站A,同时将B站的MAC地址发送到二层交换引擎的MAC地址表中,从这以后(当然是指三层交换引擎中的ARP缓存表一直存在A,B的IP地址和MAC地址的对应关系了),当A向B发送数据包便全部交给二层交换处理,信息得以高速交换.整个过程中由于仅仅是在路由过程中才需要用到三层交换引擎来处理(这就是平常所说的1次路由),绝大部分数据(这就是平常所说的N次)都通过二层交换转发,因此三层交换机的速度很快,接近二层交换机的速度.


                 平常大家说的最多的三层交换机基本上大都指的是硬件三层交换机,三层交换机其实也有软件三层交换机,它们的区别在于三层交换引擎,硬件三层交换机的三层交换引擎通常是用专用的ASIC芯片完成(类似二层交换机),而软件三层交换机的三层交换引擎通常是由CPU来完成(类似路由器),当然在没有特别指明的情况,现网中说三层交换机绝大部分是指(硬件)三层交换机.


                  希望我的总结能够帮助大家理解更好的去三层交换机与路由器.不正之处,请各位同仁指出.....

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  • 一:手动配置mac地址表(静态方式) (1)以太网帧结构: (2)配置了vlan后的以太网帧结构(多了4个字节的vlan tag) 含义: ...比如当一个untagged报文进入端口时,就会被加上VLAN tag,后面会根据进入端口的

    一:手动配置mac地址表(静态方式)

    (1)以太网帧结构:
    在这里插入图片描述
    (2)配置了vlan后的以太网帧结构(多了4个字节的vlan tag)
    在这里插入图片描述
    含义:
    在这里插入图片描述
    为什么要划分vlan?
    答:有效的控制了广播域的范围,比如,在通常情况下,主机发出的报文是不带VLAN tag的(即Untagged 报文),那么这样的报文是如何划分到某个vlan种去的?划分vlan有多种方式,比如端口划分,协议,IP,mac等等。这里一般是采用端口划分。

    比如当一个untagged报文进入端口时,就会被加上VLAN tag,后面会根据进入端口的untagged报文的mac地址和端口所属vlan id进行后续转发。

    好处:
    (a)有效控制广播域范围,广播流量仅在VLAN内转发;
    (b) 配置灵活,虚拟局域网的范围可根据需要随时调整;
    © 由于不同VLAN之间二层隔离,带来了更高的安全性。

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交换机根据什么转发数据