精华内容
下载资源
问答
  • 二层网络交换机工作原理
    千次阅读
    2020-04-09 11:59:25

    二层数据交换机的工作原理

    交换机

    交换机工作在数据链路层,以数据帧作为传输载体,依靠mac地址表作为转发依据
    

    工作原理

    1、基于mac地址学习 (收到终端发来的包,记录下端口)
    2、收到一个广播,除源端口,所有端口转发
    3、基于目的mac转发
    4、在不同时间的不同端口收到相同的mac地址,选择最新的
    

    交换机通信分析

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mDa9UqK7-1586404750430)(https://i.imgur.com/RGnGLGk.png)]

    假设这是一个刚刚建立的网络
    pc1的ip:10.1.1.1 
    mac:54-89-98-5A-1D-F1
    
    pc2的ip:10.1.1.2
    mac:54-89-98-20-32-C5
    
    pc3的ip:10.1.1.3
    mac:54-89-98-85-0E-E2
    
    此时pc1执行pin 10.1.1.2 这条命令,由应用层产生数据,向下逐层封装,封装到数据链路层的时候
    因为不知道目的mac,所以以太网帧的封装不了的,此时,pc1向交换机发送一个arp requst包
    交换机收到arp requst包,解封装到数据链路层,交换机首先把剥开的mac地址
    与自己的mac地址表对比,发现自己的mac地址表里没有这个mac,所以就把这个mac保存在自己的mac地址表里面
    然后就会看到这个帧里面的类型,为0x0806,是一个广播包,马上把它转发到除源端口外的所有端口,
    两种情况:
    (1)pc2收到的时候解封装到网络层,更新自己的arp缓存表,记录下这个包的源ip和对应的源mac(即pc1的ip、mac)
    (2)然后发现这个包的目的IP是自己,它就会回一个arp reply单播包给pc1
    (3)而arp reply 在经过交换机的时候,交换机会解封装到数据链路层发现这个包里面的源mac自己的mac 地址表里面没有
    (4)然后更新自己的mac地址表,记录下这个mac 和这个mac进来的端口
    (5)pc1收到之后,更新自己的arp缓存表,记录下这个包的源ip和源mac(即pc2的ip、mac)
    (6)然后继续封装,完成之后,将ping的数据发给交换机,
    (7)交换机解封装,看到里面的目的mac,对照自己的mac地址表,将数据从对应的端口发出去
    
    第二种情况:
     (1)pc3收到交换机发过来的arp requst包之后,解封装到数据链路层,
    (2)更新自己的qrp缓存表,记录下这个包的源mac 和 源ip(即pc1的 mac 和 ip
    (3)所以在arp缓存表有效的时间内,pc3与pc1通信,是不需要发 arp requst包的)
    

    所以在arp缓存表有效的时间内,pc3与pc1通信,是不需要发 arp requst包的)

    更多相关内容
  • 二层交换机工作原理
  • 二层交换机工作原理

    千次阅读 2014-06-24 10:45:50
    一、交换机工作原理   1.交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射,并将其写入MAC地址表中。 2.交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较,以决定由哪个端口进行转发...

    一、交换机的工作原理  

            1.交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射,并将其写入MAC地址表中。

    2.交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较,以决定由哪个端口进行转发。

    3.如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中,则向所有端口转发。这一过程称为泛洪(flood.

    4.广播帧和组播帧向所有的端口转发。

     

    二、交换机的三个主要功能 

    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。

    转发/过滤:当一个数据帧的目的地址在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)。  

     消除回路:当交换机包括一个冗余回路时,以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生,同时允许存在后备路径。

     

    三、交换机的工作特性 

      1.交换机的每一个端口所连接的网段都是一个独立的冲突域。 

      2.交换机所连接的设备仍然在同一个广播域内,也就是说,交换机不隔绝广播(惟一的例外是在配有VLAN的环境中)。 

      3.交换机依据帧头的信息进行转发,因此说交换机是工作在数据链路层的网络设备(此处所述交换机仅指传统的二层交换设备)。

     

    四、交换机的分类 

      依照交换机处理帧时不同的操作模式,主要可分为两类: 

      存储转发:交换机在转发之前必须接收整个帧,并进行错误校检,如无错误再将这一帧发往目的地址。帧通过交换机的转发时延随帧长度的不同而变化。   

    直通式:交换机只要检查到帧头中所包含的目的地址就立即转发该帧,而无需等待帧全部的被接收,也不进行错误校验。由于以太网帧头的长度总是固定的,因此帧通过交换机的转发时延也保持不变。

     

    五、二、三、四层交换机? 

        多种理解的说法:    

     1. 

        二层交换(也称为桥接)是基于硬件的桥接。基于每个末端站点的唯一MAC地址转发数据包。二层交换的高性能可以产生增加各子网主机数量的网络设计。其仍然有桥接所具有的特性和限制。 

        三层交换是基于硬件的路由选择。路由器和第三层交换机对数据包交换操作的主要区别在于物理上的实施。 

    四层交换的简单定义是:不仅基于MAC(第二层桥接)或源/目的地IP地址(第三层路由选择),同时也基于TCP/UDP应用端口来做出转发决定的能力。其使网络在决定路由时能够区分应用。能够基于具体应用对数据流进行优先级划分。它为基于策略的服务质量技术提供了更加细化的解决方案。提供了一种可以区分应用类型的方法。

    2. 

        二层交换机 基于MAC地址 

        三层交换机 具有VLAN功能 有交换和路由 ///基于IP,就是网络     四层交换机 基于端  口,就是应用

    3. 

        二层交换技术从网桥发展到VLAN(虚拟局域网),在局域网建设和改造中得到了广泛的应用。第二层交换技术是工作在OSI七层网络模型中的第二层,即数据链路层。它按照所接收到数据包的目的MAC地址来进行转发,对于网络层或者高层协议来说是透明的。它不处理网络层的IP地址,不处理高层协议的诸如TCPUDP的端口地址,它只需要数据包的物理地址即MAC地址,数据交换是靠硬件来实现的,其速度相当快,这是二层交换的一个显著的优点。但是,它不能处理不同IP子网之间的数据交换。传统的路由器可以处理大量的跨越IP子网的数据包,但是它的转发效率比二层低,因此要想利用二层转发效率高这一优点,又要处理三层IP数据包,三层交换技术就诞生了。

     

    三层交换技术的工作原理 

        第三层交换工作在OSI七层网络模型中的第三层即网络层,是利用第三层协议中的IP包的包头信息来对后续数据业务流进行标记,具有同一标记的业务流的后续报文被交换到第二层数据链路层,从而打通源IP地址和目的IP地址之间的一条通路。这条通路经过第二层链路层。有了这条通路,三层交换机就没有必要每次将接收到的数据包进行拆包来判断路由,而是直接将数据包进行转发,将数据流进行交换

     

    4. 

        二层交换技术 

        二层交换技术是发展比较成熟,二层交换机属数据链路层设备,可以识别数据包中的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。具体的工作流程如下:

    1 当交换机从某个端口收到一个数据包,它先读取包头中的源MAC地址,这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的; 

       2 再去读取包头中的目的MAC地址,并在地址表中查找相应的端口; 

       3 如表中有与这目的MAC地址对应的端口,把数据包直接复制到这端口上; 

       4 如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上,当目的机器对源机器回应时,交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应,在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。

    不断的循环这个过程,对于全网的MAC地址信息都可以学习到,二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。

     

    从二层交换机的工作原理可以推知以下三点: 

       1 由于交换机对多数端口的数据进行同时交换,这就要求具有很宽的交换总线带宽,如果二层交换机有N个端口,每个端口的带宽是M,交换机总线带宽超过N×M,那么这交换机就可以实现线速交换; 

       2 学习端口连接的机器的MAC地址,写入地址表,地址表的大小(一般两种表示方式:一为BEFFER RAM,一为MAC表项数值),地址表大小影响交换机的接入容量; 

     3 还有一个就是二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC Application specific Integrated Circuit)芯片,因此转发速度可以做到非常快。由于各个厂家采用ASIC不同,直接影响产品性能。 

        以上三点也是评判二三层交换机性能优劣的主要技术参数,这一点请大家在考虑设备选型时注意比较。specific Integrated Circuit)芯片,因此转发速度可以做到非常快。由于各个厂家采用ASIC不同,直接影响产品性能。 

        以上三点也是评判二三层交换机性能优劣的主要技术参数,这一点请大家在考虑设备选型时注意比较。

     

    展开全文
  • 层交换机工作原理

    2021-08-09 16:33:07
    层交换机是支持在同一个网段转发数据帧,不支持路由,隔离冲突域,没一个接口就是一个冲突域。 帧转发策略, 泛洪(Flooding), 转发(Forwarding), 丢弃(Discarding)。 泛洪: 数据帧的目的MAC地址,在MAC地址表中...

    两层交换机是支持在同一个网段转发数据帧,不支持路由,隔离冲突域,一个接口就是一个冲突域。

    帧转发策略, 泛洪(Flooding), 转发(Forwarding), 丢弃(Discarding)。

    泛洪:  数据帧的目的MAC地址,在MAC地址表中没有匹配到表项、 或者是广播帧.

    转发:   数据帧在MAC地址表中匹配(匹配项:目的MAC+VLAN ID)到表项,从对应得端口转发出去(单播),如果转发的端口是数据帧进来得端口,则丢弃。

    丢弃:不接收的帧(帧出Bug或与端口类型不匹配)。

    工作原理

    1. 如果交换机接收到广播帧,交换机不会匹配MAC地址表,直接泛洪。

    2.如果交换机接收到单播帧,则匹配MAC地址表。匹配成功就从对应端口转发帧,匹配失败就泛洪。

    3.组播帧,。。。。。。

    MAC地址表

    mac地址表是交换机转发数据帧的依据,是一张二层转发表,反映目的MAC地址与出端口号的关系。

    MAC地址表 字段: MAC address ,  VLAN(端口所属的vlan),      Port(出端口), 。。。。。 

    MAC地址表 表项:   静态(手工配置)   动态(自己学习)    黑洞(吞噬一切) 。

    交换机通过数据帧的目的MAC和端口号学习MAC地址。动态MAC地址表项的老化时间是300s,超时删除, 再次学习到MAC地址时会重新计时。如果MAC地址对应的出端口号在不断地变换,可能有环路,这种现象叫MAC地址漂移。


     

    展开全文
  • 、三层交换机工作原理

    千次阅读 多人点赞 2020-05-19 22:51:21
    一、二层交换机 1、基本作用 交换机工作在二层,可以用来隔离冲突域,在OSI参考模型中,二层(数据链路层)的作用是寻址,这边寻址指的是MAC地址,而交换机就是对MAC地址进行转发,在每个交换机中,都有一张MAC地址表...

    一、二层交换机

    1、基本作用

    交换机工作在二层,可以用来隔离冲突域,在OSI参考模型中,二层(数据链路层)的作用是寻址,这边寻址指的是MAC地址,而交换机就是对MAC地址进行转发,在每个交换机中,都有一张MAC地址表,这个表是交换机自动学习的,所以,总得来说交换机的作用是寻址和转发。

    2、基本功能

    (1) 无限的传输距离
    (2)提高端口密度—可以增加更多的接口
    (3) 彻底解决了冲突—所有的接口可以同时收发数据
    (4) 二层单播—物理寻址,在一个交换网络内,实现一对一通讯,保障了数据的安全,减少了垃圾数据量,降低的转发延时;

    3、工作原理

    转发机制:

    1. 流量进入交换机后,先识别数据帧中的源MAC地址,然后将该MAC地址与该流量的进入接口进行绑定、记录,生成MAC地址表——再转换为CAM表
    2. 然后查看数据帧中的目标MAC地址,在CAM表中寻找对应的记录,若存在记录,按记录接口单播转发;
    3. 若没有记录将洪泛该流量; 洪泛——除流量的入口外其他所有出口复制;
    4. 默认CAM在一个mac最后出现之后300s将被删除;

    注:MAC地址表和CAM的区别------CAM是将MAC表中的MAC地址+接口编号+vlanid转换为hash值,再转换为二进制;意义在于识别更快;

    二、三层交换机

    三层交换机与二层交换机相比是可以处理三层数据的,可以识别三层数据包.
    一次路由,多次交换”基本概括了三层交换机的原理,通过这句话可以把三层交换机剖析清楚。

    1、工作原理
    • 当一个三层数据包进入三层交换机以后,会查看路由表,即“一次路由”,查找出接口和下一跳,之后会找到下一跳的MAC地址,进行二层封装的变换,和三层设备即路由器的本质是一样的(三层的本质:是把一个子网的MAC迁移到另外一个子网,不同子网的MAC不可能会出现在同一个包的源目MAC上,把原有的二层封装去掉,封装上新的MAC地址,源是出接口的MAC地址,目的是下一跳的MAC地址,此时新的二层封装形成,数据包转发出设备),完成一次“路由器”的工作
    • 如果找不到下一跳的MAC地址,进行ARP洪范,再找不到就丢弃。在做二层封装的时候,因为有目标MAC的存在,所以也可以说是三层的目标IP最后会映射到目标MAC上,此时会形成一个目标IP和封装目标MAC的映射,而三层交换机具有二层交换机的功能,则此时就形成了三层到二层的一个映射,转发一定是要找到接口,通过IP找到MAC,通过MAC找到对应出接口,这就相当于形成了一个IP的MAC表,那么三层IP进来以后就直接会找到对应的出接口,数据包就不需要再查看数据表,只需要变换一次二层封装就可以了。
    2、工作过程

    三层路由器的工作顺序就是:数据包进来—查看路由表—变换二层封装—数据包出去,三层交换机帮助路由器节约了一步,就是查看路由表的步骤,此步骤的省略会节约大量的时间,简化工作过程,即“多次交换”,一个IP对应一个接口,就和二层交换机的MAC表有一些类似了,是一种交换能力,省略了路由器递归查找的环节,这就是三层交换机的工作过程。

    总的来说,三层交换机最突出的地方就是

    • “一次路由,多次交换”
    • 第一次路由本质上找到了IP和接口的对应关系
    • 直接利用IP和接口的对应关系进行数据交换,省掉了查找路由表的环节。

    注:本质上三层交换机和路由器还是有一些区别的,三层交换机因为帮助路由器省掉了查找路由表的环节,所以工作速度会比路由表快

    展开全文
  • 二层交换机和三层交换机的工作原理 1.1 二层交换机 单播 :如果匹配了MAC地址表就转发该帧;如果没有匹配上就泛洪到所有端口 广播:泛洪到所有端口 二层交换机分为傻瓜交换机和可网管交换机:傻瓜交换机不能...
  • 二层交换机工作原理

    千次阅读 2017-09-15 10:43:55
    二层交换机工作在网络模型的第二层(数据链路层),拆开数据包的二层头部,识别MAC地址信息,根据目标MAC转发数据,它里面会有一个MAC地址表存储端口与目标MAC的对应关系。因此二层交换机的数据识别和转发能力需要...
  • 二层交换机测试方案

    2018-07-04 01:03:09
    学习二层交换机测试技术文档的总结文档,在这方面学习的可以看看
  • 二层交换机与三层交换机交换原理

    千次阅读 2018-11-23 15:35:09
    二层交换机原理 发展历程: 交换机之前为集线器,其做的是透明转发,即洪范式的转发,之后为网桥,软件式的网桥,其传输速度慢,然后出现交换机,即硬件网桥。 集线器物理原理: 接口先将数据传输到总线上,但其...
  • 二层交换机的基本原理

    千次阅读 2017-05-29 11:32:02
    二层交换机概念: 所谓二层交换机,其进行转发的依据就是以太网帧的二层信息,即MAC地址且是帧的目的MAC地址。交换机接收到一个以太网帧后,然后根据该帧的目的MAC,把报文从正确的端口转发出去,该过程称为二层...
  • 路由器的工作原理 路由器(三设备) 当数据包进入路由器时,路由器先查看数据包中的目标MAC地址;   1、广播 —解封装到3   2、组播 —每一个组播地址均存在自己的MAC地址;基于目标MAC就...
  • 二层交换机、三层交换机和路由器的基本工作原理.doc
  • 二层交换机、三层交换机和路由器的基本工作原理..doc
  • 实验一: 交换机和集线器的工作原理 一、实验目的 1.掌握Cisco Packet Tracer软件的使用方法; 2.掌握集线器的工作原理; 3.掌握交换机工作原理和自学习算法
  • 层交换机工作原理

    万次阅读 多人点赞 2017-09-03 13:53:52
    此处还有一篇介绍三层交换机的文章:...当然,三层交换机并不能完全替代路由器,路由器所具备的丰富的接口类型、良好的流量服务等级控制、强大的路有能力等仍然是三层交换
  • 浅析交换机工作原理

    2020-12-08 18:22:03
     交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品,体现了桥接技术的复杂交换技术在OSI参考模型的第二层。 与桥接器一样,交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发。而这种转发决策...
  • 计算机网络交换机工作原理在前面了解到根据交换机在OSI参考模型中工作的协议层不同,将交换机分为二层交换机、三层交换机、四层交换机。交换机工作的协议层不同,其工作原理也不相同。下面我们将介绍各层交换机的...
  • 交换机工作原理介绍

    2020-08-17 11:07:24
    交换机工作于OSI参考模型的第二层,即数据链路层。交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵,在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。交换机的传输模式有全双工,半双工,全双工/半双工自适应。接下来我们...
  • 二层交换机基本原理与转发流程 二层交换机基本原理与转发流程
  • 文章主要介绍了二层,三层盒四层交换机的区别及应用
  • 二、三层交换机与二层交换机的区别 三、工作原理 四、三层交换机实现不同vlan间通信配置 总结: 引言: 三层交换机有哪些工作原理与二层有啥区别? 一、三层交换技术 1.使用三层交换技术实现不同vlan间通信 ...
  • 二层交换机的转发原理

    千次阅读 2019-07-17 23:57:08
    1.二层交换机的基本原理 (1)二层(数据链路层)通过分析和学习以太网的mac来维护MAC地址与端口的对应关系(保存MAC地址与端口对应关系的表称为MAC表),它的作用是通过目的MAC地址来查找MAC表决定发向哪一个端口...
  • 本文详细介绍了以太网交换机二层转发原理,以太网帧在网络中的运动轨迹
  • **二层交换机:**二层交换机属数据链路层设备,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。 具体如下: (1)当交换机从某个端口收到一个数据...
  • 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...
  • 层交换机原理解析

    2020-05-16 06:56:05
    变魔术:二层交换机变三层交换机

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 37,758
精华内容 15,103
关键字:

二层交换机的工作原理

友情链接: CatandRat.rar