交换机的基本概念和配置

1、Ethernet/802.3网络的关键要素： 载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD） CSMA/CD 仅用于集线器中常用的半双工通信。全双工交换机不使用 CSMA/CD。载波侦听：在 CSMA/CD 接入方法中，要发送报文的所有网络设备必须在发送之前进行侦听。如检测到信号则等待，如果没有则发送，在发送过程中设备仍会继续侦听 LAN 中的流量或冲突。多路访问：如果设备之间的距离造成一台设备的信号延时，也就是说，另一台设备无法检测到信号，则另一台设备可能也会开始发送。报文将在介质中传播，直到相互碰头。此时，双方的信号就会混合，报文被损坏，从而形成冲突。冲突检测：当设备处于侦听模式下，它可以检

2、测到共享介质中何时发生冲突，因为所有设备均可检测到信号振幅的增长高于正常水平。堵塞信号和随机回退：检测到冲突之后，发送设备将发出堵塞信号。堵塞信号通知其它设备发生了冲突，以便它们调用回退算法。回退算法将使所有设备在随机时间内停止发送，以让冲突消除。 以太网通信 交换 LAN 网络中的通信以三种方式进行：单播、广播和组播： 单播：就是只有一个发送方和一个接收方。 广播：就是只有一个发送方，但是所有连接的设备都能收到。 组播：就是发送方发送的数据只有感兴趣的设备才会收到。 以太网帧： 前导码和帧首定界符字段：“前导码”（7 个字节）和“帧首定界符 (SFD)”（1 个字节）字段用于实现发送设备与接

3、收设备之间的同步。帧的这前 8 个字节用于引起接收节点的注意。前几个字节的实质作用是告诉接收方准备接收新帧。 目的 MAC 地址字段：字段（6 个字节）是目标接收方的标识符。 源 MAC 地址字段：字段（6 个字节）标识帧的源 NIC 或接口。 长度/类型字段：字段（2 个字节）定义帧的数据字段的确切长度。此字段后来被用作帧校验序列 (FCS) 的一部分，用来确认是否正确收到报文。此处只能输入帧长度或帧类型。如果该字段用于指定类型，则“类型”字段将说明采用哪个协议。当节点收到帧，并且“帧/类型”字段指定的是类型时，节点可确定存在的高层协议。如果大于等于十六进制值 0x0600 或十进制值 15

4、36，则是表示协议。如果小于十六进制值 0x0600，则表示的是数据的长度。数据和填充位字段：字段（46 到 1500 个字节）包含来自更高层的封装数据，这些数据是通用第 3 层 PDU 或者更常见的 IPv4 数据包。如果帧长度不足64个字节那么将使用填充到64个字节。帧校验序列字段：FCS 字段（4 个字节）检测帧中的错误，它使用的是循环冗余校验 (CRC)。MAC 地址：以太网 MAC 地址是一种表示为 12 个十六进制数字，MAC 地址是由组织唯一标识符 (OUI) 加上厂商分配号构成的。OUI 是 MAC 地址的前半部分。其长度为 24 位，标识网卡的制造商。在 OUI 内，有 2

5、个位仅在目的地址中使用时才有意义，它们是：广播位或组播位：此位指示接收接口，帧的目的地是 LAN 网段中的所有最终工作站或一组最终工作站。厂商分配号MAC 地址中的厂商分配部分为 24 位长，并唯一标识以太网硬件。它可以是 BIA，也可以根据本地位所示通过软件修改。 双工设置：用于以太网通信的双工设置有两种：半双工和全双工：半双工：即代表性的设备就是对讲机。使用CSMA/CD。全双工：仅限于点对点的通信，冲突检测电路关闭。但需要双方都支持全双工。交换机端口设置：Cisco Catalyst 交换机有三种设置：l auto 选项设置双工模式自动协商。启用自动协商时，两个端口通过通信来决定最佳操作

6、模式。l full 选项设置全双工模式。l half 选项设置半双工模式。对于快速以太网和 10/100/1000 端口，默认为 auto。对于 100BASE-FX 端口，默认为 full。当 10/100/1000 端口设置为 10Mb/s 或 100Mb/s 时，它们可在半双工或全双工模式下工作，而当设置为 1,000Mb/s 时，它们只能以全双工模式工作。auto-MDIX：使用此功能后，你的线路无论是交叉线还是直连线都可以通信。现在的交换机默认都开启了此功能。MAC 寻址和交换机 MAC 地址表:MAC寻址的过程：是当A要和B通信时，A发送数据包要经过交换机，交换机会提取A数据包的目的MAC地址，然后在交换机的MAC地址表中查找，如果能够找到则转发，如果未能找到则向除接收端口以外的所有端口转发。（如果有回应则将MAC地址和端口的对应关系加到MAC地址表中,这就是交换机的MAC地址学习过程） 交换机的