第5章 数据链路层与交换机.PPT

page1 49 第4章内容回顾 什么是综合布线系统综合布线系统的六大子系统槽管的规格 品种及铺设综合布线的工程设计要点工程设计整体考虑六大子系统的设计布线工程施工实用技术信息模块的压接技术布线技术和标识管理布线系统的测试与验收线缆的认证测试与验证测试布线工程的验收 数据链路层与交换机 第5章 page3 49 本章目标 能够正确接入交换机 并掌握cisco交换机的基本操作了解数据链路层的功能了解以太网帧格式了解交换机的数据转发原理熟悉cisco交换机的几种操作模式 page4 49 本章结构 数据链路层与交换机 以太网 启动信息 数据转发原理 全双工工作原理 基本配置 工作原理 访问方法 产品概述 ciscocatalyst2900系列 数据链路层 链路层设备 交换机 csma cd 配置模式 功能 帧格式 mac地址 内部交换方式 page5 49 数据链路层的功能2 1 数据链路层位于网络层与物理层之间 物理层 物理层 数据链路层 数据链路层 网络层 网络层 数据链路层协议 比特 bit 帧 frame 包 packet 主机a 主机b 数据单元 page6 49 数据链路层的功能2 2 数据链路层的功能数据链路的建立 维护与拆除帧包装 帧传输 帧同步帧的差错恢复流量控制 page7 49 以太网 以太网工作在数据链路层 物理层 物理层 数据链路层 数据链路层 网络层 网络层 物理层协议 数据链路层协议 网络层协议 比特 帧 包 1 2 主机a 主机b 数据单元 层 以太网 page8 49 什么是以太网 我们平常使用的局域网就是以太网 如果中间的线路是共享的 这条链路在同一时间由谁来使用呢 如何来保证这些主机能有序的使用共享线路 不发生数据的冲突 如果主机a发出一个数据包给主机b 如何标识主机a和主机b呢 这就是主机的地址问题 主机之间发送的数据 需要保证双方互相都能读懂 那么它们发送的数据的格式 是不是需要有一个统一的规范呢 page9 49 以太网采用csma cd csma cd 带冲突检测的载波监听多路访问以太网采用csma cd避免信号的冲突工作原理发送前先监听信道是否空闲 若空闲则立即发送数据 在发送时 边发边继续监听若监听到冲突 则立即停止发送等待一段随机时间 称为退避 以后 再重新尝试 page10 49 以太网mac地址 以太网地址用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一组设备例如 00 06 1b e3 93 6c00 0d 28 be b6 42 ibm cisco page11 49 以太网帧格式 802 3以太网帧格式 7字节 6字节 6字节 前导码 目的地址 源地址 类型 长度 数据 帧校验序列 46 1500字节 4字节 1字节 2字节 帧启始定界符 大于0600h表示类型 小于0600h表示长度 page12 49 以太网标准 物理层 数据链路层 逻辑链路控制子层 llc 介质访问控制子层 mac 以太网 ieee802 2 ieee802 3 page13 49 mac子层与llc子层2 1 介质访问控制 mac 子层 802 3 将上层交下来的数据封装成帧进行发送 接收时进行相反的过程 将帧拆卸 实现和维护介质访访问控制协议 例如csma cd 比特差错检测 mac帧的寻址 即mac帧由哪个站 源站 发出 被哪个站 哪些站接收 目的站 page14 49 mac子层与llc子层2 2 逻辑链路控制 llc 子层 802 2 建立和释放数据链路层的逻辑连接 提供与上层的接口 给帧加上序号 page15 49 以太网命名方法 n 信号 物理介质n 以兆位为单位的数据速率 如10 100 1000信号 基带还是宽带物理介质 标识介质类型例如 100base tx 数据速率为100m 基带 即物理介质为以太网专用 utp或stp page16 49 阶段总结 数据链路层的功能以太网与数据链路层的关系以太网使用csma cd以太网地址以太网帧格式 page17 49 阶段练习 以太网使用什么算法来避免冲突 工作原理是什么 以太网帧的长度范围是多少 page18 49 以太网交换机 交换机是用来连接局域网的主要设备交换机能够根据以太网帧中目标地址智能的转发数据 因此交换机工作在数据链路层交换机分割冲突域 实现全双工通信 page19 49 交换机数据转发原理12 1 11 b 33 44 22 aa bb a 端口1 端口1 端口2 端口2 端口3 端口3 主机11给主机33发送一个数据帧 目标地址 33源地址 11 page20 49 交换机数据转发原理12 2 a 交换机a在接收到数据帧后 执行以下操作 交换机a查找mac地址表交换机a学习主机11的mac地址交换机a向其他所有端口发送广播 111 page21 49 交换机数据转发原理12 3 11 b 33 44 22 aa bb a 端口1 端口1 端口2 端口2 端口3 端口3 page22 49 交换机数据转发原理12 4 交换机b在接收到数据帧后 执行以下操作 交换机b查看mac地址表交换机b学习源mac地址和端口号交换机b向所有端口广播数据包主机22 查看数据包的目标mac地址不是自己 丢弃数据包 b 113 22 page23 49 交换机数据转发原理12 5 b 33 44 22 aa bb a 端口1 端口1 端口2 端口2 端口3 端口3 11 page24 49 交换机数据转发原理12 6 主机33 接收到数据帧主机44 丢弃数据帧 33 44 在这个过程中 交换机的mac地址表中没有需要的条目 交换机通过广播的方式 转发了数据帧 page25 49 交换机数据转发原理12 7 b 33 44 22 aa bb a 端口1 端口1 端口2 端口2 端口3 端口3 11 这时 主机44要给主机11发送一个数据帧 目标地址 11源地址 44 page26 49 交换机数据转发原理12 8 b 113 交换机b在接收到数据帧后 执行以下操作 交换机b学习源mac地址和端口号交换机b查看mac地址表 根据mac地址表中的条目 单播转发数据到端口3 442 page27 49 交换机数据转发原理12 9 a 111 交换机a在接收到数据帧后 执行以下操作 交换机a学习源mac地址和端口号交换机a查看mac地址表 根据mac地址表中的条目 单播转发数据到端口1主机11 收到数据帧 443 page28 49 交换机数据转发原理12 10 b 33 44 22 aa bb a 端口1 端口1 端口2 端口2 端口3 端口3 11 在这个过程中 交换机的mac地址表中已经学到了需要的条目 交换机通过单播的方式 转发了数据帧 page29 49 交换机数据转发原理12 11 a 111 443 222 333 113 442 223 331 交换机最终的mac地址表 b page30 49 交换机数据转发原理12 12 转发交换机根据mac地址表单播转发数据帧学习mac地址表是交换机通过学习接收的数据帧的源mac地址来形成的广播如果目标地址在mac地址表中没有 交换机就向除接收到该数据帧的端口外的其他所有端口广播该数据帧更新交换机mac地址表的老化时间是300秒交换机如果发现一个帧的入端口和mac地址表中源mac地址的所在端口不同 交换机将mac地址重新学习到新的端口 page31 49 单工 半双工与全双工 单工只有一个信道 传输方向只能是单向的半双工只有一个信道 在同一时刻 只能是单向传输全双工双信道 同时可以有双向数据传输 a b a b a b 例如 寻呼机 例如 对讲机 例如 电话 page32 49 冲突与冲突域 如果冲突过多 则传输效率就会降低 主机a 主机b 主机c 冲突域 page33 49 分割冲突域 为了提高传输效率 分割冲突域 冲突域1 冲突域2 冲突域3 page34 49 交换机背板交换矩阵结构 交换机的每个端口访问另一个端口时 都有一条专有的线路 不会产生冲突 page35 49 冲突域与广播域 广播域指接收同样广播消息的节点的集合 如 在该集合中的任何一个节点传输一个广播帧 则所有其他能收到这个帧的节点都被认为是该广播帧的一部分交换机分割冲突域 但是不分割广播域 即交换机的所有端口属于同一个广播域 广播域 广播域 冲突域 冲突域 广播 page36 49 交换机内部交换方式3 1 存储转发 交换机 发送 接收 fcs校验 缓存 page37 49 交换机内部交换方式3 2 快速转发 交换机 发送 接收 page38 49 交换机内部交换方式3 3 分段过滤 fragmentfree 交换机 发送 接收 冲突检测 page39 49 交换机产品介绍 page40 49 交换机的访问方法 page41 49 主机串口设置 选择与交换机相连的串口 点击 还原默认值 page42 49 交换机的启动2 1 硬件平台 设备mac地址 从flash中加载ios page43 49 交换机的启动2 2 ios版本信息 page44 49 交换机的配置模式 用户模式 switch 特权模式 switch enableswitch 全局配置模式 switch configterminalswitch config 接口配置模式 switch config interfacefa0 1switch config if line模式 switch config lineconsole0switch config line 交换机的配置模式 page45 49 阶段总结 交换机的交换矩阵冲突域与广播域交换机转发数据的工作原理交换机的内部交换方式catalyst2950系列交换机访问交换机交换机启动信息交换机的配置模式 page46 49 阶段练习 什么是冲突域 什么是广播域 交换机的3种交换方式各有什么优缺点 page47 49 本章总结 数据链路层与交换机 以太网 启动信息 数据转发原理 全双工工作原理 基本配置 工作原理 访问方法 产品概述 ciscocatalyst2900系列 数据链路层 链路层设备 交换机 csma cd 配置模式 功能 帧格式 mac地址 背板使用交换矩阵结构 保证每个端口都有收发专用通道 用户模式特权模式全局配置模式接口配置模式 根据mac地址表转发数据 ma