02以太网交换基础

1、 以太网交换基础Ruijie University内 容 Contents1 ARP工作原理2 Hub以及二层交换机原理3 VLAN原理与基本配置场景描述Hub我新了1个你要吗？，好的，传到FTP上来吧，地址是1用户B用户A在这个过程中，A如何把page3数据通过网络传输到B的PC上？ARP工作原理l 数据封装的过程（TCP/IP协议栈）Hub10ca04.0b74.0000ca00.1340.0000AB将需要传输的数据以TCP/IP协议栈的格式进行封装FTP为FTP协议特有端TCP 源端口（20） 目的端口（大于1024）源

2、IP:0（本地）1.人工提前获取目的IP如何确定的？目的:12.收到的数据包的源IP地址源MAC:ca00.1340.0000（本地） 目的MAC如何确定？转换为bit流page4应用层传输层网络层数据链路层物理层ARP工作原理l ARP协议： Address Resolution Protocol 地址协议l 1.自动目的IP地址所对应的MAC地址Hub10ca04.0b74.0000 用户Bca00.1340.0000用户A将需要传输的数据以TCP/IP协议栈的格式进行封装FTPTCP 源端口（20）

3、目的端口（大于1024）源IP:0（本地） 目的:1源MAC:ca00.1340.0000（本地）目的MAC如何确定？ARP协议解决这个问题！page5应用层传输层网络层数据链路层物理层ARP工作原理l ARP协议： Address Resolution Protocol 地址协议l 1.自动目的IP地址所对应的MAC地址当用户A的PC不知道用户BPC的MAC地址时，就会发出ARP MAC地址是多少？报文来请求用户BPC的lHub0192 168.1.11ca00.1340.0000ca04.0b74.0000 用户B用户AAR

4、P报文这个ARP报文是二层报文还是三层报文？源IP和源MAC是多少？目的IP和目的MAC是多少？page6ARP报文的内容：1的MAC地址是多少？ARP工作原理l ARP协议： Address Resolution Protocol 地址l ARP协议知识点总结（一）：协议l ARP为数据链路层协议，是一个二层报文，因此没有IP头部及以上的信息l 由于不知道目的PC的MAC地址，因此ARP报文的目的地址为全F的广播MAC地址page7ARP工作原理l ARP协议： Address Resolution Protocol 地址l 2.被请求的PC返回ARP响应报文l 同一H

5、ub下PC都会接收用户APC所发出的广播ARP协议报文，那么将由进行回应呢？Hub01ca04.0b74.0000 用户Bca00.1340.0000ARP用户A报文2在ARP报文信息中存在Target IP Address字段，只有该地址的PC才会进行响应page81的MAC地址是多少？ARP工作原理l ARP协议： Address Resolution Protocol 地址l 2.被请求的PC返回ARP响应报文协议l ARP响应报文的目的MAC为接收到的ARP报文的源MAC地址，即为单播报文Hub19

6、01ca04.0b74.0000 用户ca00.1340.0000ARP用户AB报文ARP响应报文page91的MAC地址是ca04.0b74.00001的MAC地址是多少？ARP工作原理l ARP协议： Address Resolution Protocol 地址协议l 3.被请求的PC在收到的ARP请求报文的同时形成本地的ARP缓存表项用户BPC收到了关于MAC地址的ARP报文，说明两台PC之间将会进行通信，因l此在这个过程中，用户BPC会根据ARP报文中的信息Sender IP address和Sende

7、r MACaddress字段来更新本地的ARP缓存page10C:Documents and Settings用户B>arp -aInterface: 00 - 0x2Internet AddressPhysical AddressType ca-00-13-40-00-00dynamicARP工作原理l ARP协议： Address Resolution Protocol 地址l ARP协议知识点总结（二）：l ARP响应报文以单播形式协议l 被请求目的MAC地址的PC会根据ARP报文生成关于者的ARP缓存page11ARP工作原理l A

8、RP协议： Address Resolution Protocol 地址协议l 4.PC收到ARP响应报文后，更新的ARP缓存Hub01ca04.0b74.0000 用户BARP响应报文用户A ca00.1340.0000ARP报文page12C:Documents and Settings用户A>arp -aInterface: 00 - 0x2Internet AddressPhysical AddressType ca-00-0b-74-00-00dynamic1的MA

9、C地址是00d0.f844.55661的MAC地址是多少？第一章 ARP工作原理l ARP协议： Address Resolution Protocol 地址协议l 双方通过ARP协议获取对方的MAC，可以完成TCP/IP封装，从而实现数据通讯l 此后在数据通讯过程中，就利用ARP缓存中的信息填充目的IP所对应的目的MAC地址Hub01ca04.0b74.0000 用户B用户A ca00.1340.0000源:0（本地） 目的:1源MAC:ca00.1340.0000（本地）源:192

10、.168.1.11（本地） 目的:0源MAC:ca04.0b74.0000（本地）目的MAC:ca04.0b74.0000目的MAC:ca00.1340.0000page13应用层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网络层数据链路层物理层2、Hub及二层交换机工作原理场景描述在这3种情况下，ARP协议工作的过程是一样的吗？在这3种情况下，数据的转发过程是一样的吗？：代表办公室1两台PC之间利用FTP来拷贝：代表办公室2两台PC之间利用FTP来拷贝：代表办公室1的一台PC和办公室2一台PC之间利用FTP来拷贝page15局域网接入交换机办公室1Hub办公Switch室2

11、第二章 Hub及二层交换机工作原理l Hub的工作原理l 集线器，主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离l 转发数据时没有性，采用广播方式。办公室1两台PC之间利用FTP来拷贝Hub这样的工作原理会带来什么样的问题或风险?当Hub上连接的PC越来越多时，所有PC都以广播方式工作时，网络性能将大幅度降低，同时广播方式工作也可能导致安全隐患，比如数据很容易被到 这台PC也会接收到数据”，但会将其丢弃掉，相当于是数据page16“办公室1HubPC1PC2PC3第二章 Hub及二层交换机工作原理l 二层交换机工作原理l MAC地址学习功能l 当PC1要数据包给PC2时（本地A

12、RP缓存没有相关），首先ARP消息l Switch从端口1接收该报文，将PC1的MAC地址在端口1上，形成MAC地址表项办公室2PC1和PC2之间利用FTP来拷贝page17MAC地址端Ca00.1340.00001办公室2Switch132PC1ca00.1340.0000PC3PC2 ca04.0b74.0000第二章 Hub及二层交换机工作原理l 二层交换机工作原理l 交换机的转发l 当从一个端口接收到一个目的MAC为广播地址（或者未知地址）的报文（即在MAC地址表中没有表项与该报文的目的MAC地址匹配），将向所有其他端口进行泛洪该报文（除了接收该报文的端口）page18ARP Requ

13、estMAC地址端Ca00.1340.00001办公室2Switch132PC1PC2 ca00.1340.0000ca04.0b74.0000PC3第二章 Hub及二层交换机工作原理l 二层交换机工作原理l 交换机的转发l PC2返回ARP响应报文（目的MAC为PC1的MAC地址）到交换机，交换机根据MAC地址表从端口转发出去PC2的ARP响应报文，同时学习PC2的MAC地址MAC:ca00.1340.0000MAC:ca04.0b74.0000page19办公室2Switch132源 目的PC1PC2ca00.1340.0000ca04.0b74.0000 PC3MAC地址端Ca00.13

14、40.00001Ca04.0b74.00002第二章 Hub及二层交换机工作原理l 二层交换机工作原理l 交换机在PC1和PC2交互ARP信息阶段在相应端口了两台PC的MAC地址l 交换机后续收到的两台PC之间交互的报文根据形成的MAC地址表来进行转发page20MAC地址端Ca00.1340.00001Ca04.0b74.00002办公室2Switch132PC1PC2 ca00.1340.0000ca04.0b74.0000PC3第二章 Hub及二层交换机工作原理l 二层交换机工作原理l 源MAC地址的学习l 实际上，不仅仅是ARP报文，只要是PC发出的所有报文（除广播报文外，其他单播报之

15、前都会查找目的IP所对应的MAC地址即ARP缓存）都会触发交换机进行源MAC地址学习。l 当PC从交换机的一个端口迁移到另外一个端口时，MAC地址表项也会随之发生变化Switch12Hub1Hub2在PC1从hub1迁移到hub2下时，交换机的MAC地址表进行更新，只有当PC1再次发出报文时，交换机会更新PC1的MAC地址表项即更新端口PC1ca00.1340.0000page21MAC地址端Ca00.1340.000012第二章 Hub及二层交换机工作原理l 二层交换机工作原理l 源MAC地址的维护与老化l 当交换机的接口DOWN掉后，与该接口相关的MAC地址都会被清除Switch12PC1

16、PC2ca04.0b74.0000ca00.1340.0000page22MAC地址端Ca00.1340.00001Ca04.0b74.00002第二章 Hub及二层交换机工作原理l 二层交换机工作原理l 源MAC地址的维护与老化l 当PC一段时间内（即MAC地址的老化时间，默认为5分钟）没有会将该PC的MAC地址表项自动删除任何报文时，交换机Switch12PC1PC2ca04.0b74.0000PC2在5分钟内没有发出任何报文ca00.1340.0000page23MAC地址端Ca00.1340.00001Ca04.0b74.00002第二章 Hub及二层交换机工作原理l 课堂练习l 办公

17、室1的PC与办公室2的PC之间要传输数据时l 请描述ARP的交互过程、交换机的MAC地址学习过程以及交换机的转发过程page24局域网接入交换机办公室1Hub办公室2Switch3、VLAN原理及基本配置场景描述l 员工办公室所在的网段为/24，主管办公室的网段为/24主管PC是否会经常收到来自员工网段的广播信息，如ARP Windows操作系统发出的诸如Netbios广播报文等？、如何解决这个问题?page26局域网1层接入交换机RG-S2652G.168.1.0办公室2Switch/24办公室1Hub192主管办公室/24第

18、三章 VLAN原理及基本配置l VLAN：Virtual Local Area Networkl VLAN是在一个物理网络上划分出来的逻辑网络。这个网络对应于ISO 模型的第二层网络。VLAN的划分不受网络端口的实际物理位置的限制。VLAN 有着和普通物理网络同样的属性。第二层的单播、广播和多播帧在一个VLAN内转发、扩散，而直接进入其他的VLAN之中。利用VLAN技术将这台接入交换机划分为两台的“交换机”page27宿舍1区1号楼1层接入交换机RG-S2652G.168.1.0办公室2Switch/24办公室1Hub192主管办公室/24第三章 VLAN原理及基本配置

19、l VLAN：Virtual Local Area NetworkRG-S2652GVLAN 20主管办公室VLAN 10办公室2办公室1利用VLAN技术将一台交换机划分为两台逻辑的“虚拟交换机”，两台“虚拟交换机”之间类似于物理的两台交换机主管办公室办公室1办公室2page28VLAN 20VLAN 10第三章 VLAN原理及基本配置l VLAN的基本配置l 1.根据需求在交换机上创建不同的VLANl 2.将相应的端口放置在不同的VLAN中RG-S2652G主管办公室 VLAN 20F0/10F0/1F0/2默认情况下，不进行任何配置的时候，所有接口都属于默认存在的VLAN 1。注，VLAN

20、1 无法删除VLAN 10办公室1办公室2page29RG-S2652G(config)#vlan 10 / 创建VLAN RG-S2652G(config)#vlan 20RG-S2652G(config)#interface f0/10RG-S2652G(config-if)#switchport access vlan 20 /将该接口分配进VLAN 20 RG-S2652G(config)#interface f0/1RG-S2652G(config-if)#switchport access vlan 10 /将该接口分配进VLAN 10 RG-S2652G(config)#interface f0/2RG-S2652G(config-if)#switchport access vlan 10第三章 VLAN原理及基本配置l VLAN的配置结果查看l 使用show vlan命令来查看VLAN信息及各VLAN中包含的端口信息RG-S2652G主管办公室 VLAN 20F0/10F0/1F0/2VLAN 10办公室1办公室2page30Ruijie#sh