ccna系列課程交換技術

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1、咱們今天來看一下局域網(wǎng)交換技術，也稱為層2交換技術，內容主要包括層2交換的工作原理、網(wǎng)絡環(huán)路、如何利用Spanning-TreeProtocol來解決網(wǎng)絡環(huán)路、VLAN及VTP技術，閑話少說，書歸正傳。我們在介紹交換技術之前不得不提一下傳統(tǒng)的共享以太網(wǎng)的工作方式，了解一下沖突域，廣播域以及網(wǎng)絡分段是怎么回事，這些知識在網(wǎng)絡基礎里大家應該有所了解，我在這里再簡單介紹一下：???大家都知道傳統(tǒng)共享以太網(wǎng)使用的是CSMA/CD機制，即載波偵聽多路訪問/沖突檢測。我們來詳細分析一下：?????????CSMA/CD是一種分布式介質訪問控制協(xié)議，網(wǎng)絡

2、中的各個節(jié)點都能獨立地決定數(shù)據(jù)幀的發(fā)送與接收。每個節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前，首先要進行載波監(jiān)聽，只有介質空閑時，才允許發(fā)送幀。這時，如果兩個以上的節(jié)點同時監(jiān)聽到介質空閑并發(fā)送幀，則會產生沖突現(xiàn)象，這使發(fā)送的幀都成為無效幀，發(fā)送隨即宣告失敗。每個節(jié)點必須有能力隨時檢測沖突是否發(fā)生，一旦發(fā)生沖突，則應停止發(fā)送，以免介質帶寬因傳送無效幀而被白白浪費，然后隨機延時一段時間后，再重新爭用介質，重發(fā)送幀。???????最早由Inter，施樂，DEC三家公司提出以太網(wǎng)標準，后來IEEE組織制定了802.3標準規(guī)定了以太網(wǎng)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層，主要

3、就是定義了10BASE-2、10BASE-5、10BASE-T、10BASE-F等，規(guī)定了介質，帶寬，距離等。同時還定義了一個802.2標準，規(guī)定以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層的LLC子層，即邏輯鏈路控制子層，主要是提供了一個數(shù)據(jù)鏈路層與網(wǎng)絡層的接口，如圖所示網(wǎng)絡層有很多協(xié)議，數(shù)據(jù)鏈路層提供了很多協(xié)議之間的區(qū)分，使用網(wǎng)絡層的哪一個協(xié)議，這就是為什么數(shù)據(jù)幀要封裝一個LLC的頭部信息。但傳統(tǒng)以太2幀中不是使用LLC封裝而是在數(shù)據(jù)幀中有一個2個字節(jié)的type來表明上網(wǎng)所使用的協(xié)議,如下圖所使用的網(wǎng)絡層協(xié)議是ARP。下面來看一下沖突域，廣播域沖突域：共享式以太網(wǎng)

4、中的所有節(jié)點在需要與其他節(jié)點通訊時是可以發(fā)送數(shù)據(jù)的，但是CSMA/CD的機制卻在確保在某個時刻只有一個節(jié)點可以發(fā)送數(shù)據(jù)，那如果肉個同時發(fā)送數(shù)據(jù)了，出現(xiàn)這種情況會導致沖突，那么在這個共享式網(wǎng)絡中可能產生沖突的這么一個范圍，我們就稱為沖突域。廣播域：廣播域是指在一個網(wǎng)絡中廣播包所能到達的范圍。也就是說如果在一個網(wǎng)絡上一個節(jié)點發(fā)送了一個廣播包，這個廣播包可以到達的范圍，我們稱為廣播域，作為一名專業(yè)的網(wǎng)絡工作人員，具有識別沖突域和廣播域的能力是所需要的一項重要技能。第一層設備的加入是擴大了沖突域，只有加入第二層設備或三層設備才可以分隔沖突域，也就是

5、說如果加入了網(wǎng)橋、交換機和路由器可以將沖突域分割成較小的部分，從面降低對帶寬的競爭，減少沖突。路由器還有一個好處，可以劃分更小的廣播域。這就叫網(wǎng)絡分段。而用二層設備來減少沖突域的范圍叫做“微分段”，也就是說不是正真意義的分段。真正意義的分段是網(wǎng)段號不同，不可能進行直接通訊。所以二層設備可以實現(xiàn)分段，但不能真正將網(wǎng)絡進行分段，而路由器是可以實現(xiàn)真正網(wǎng)絡分段的。這句話，大家好好理解一下！給出一個表借大家參考。那么咱們的交換技術毫無疑問使用的就是交換機，我們來看一個交換機的功能：交換機的三大功能：MACA地址的學習數(shù)據(jù)幀的轉發(fā)或者是數(shù)據(jù)幀的過濾利

6、用生成樹協(xié)議防止網(wǎng)絡環(huán)路首先我們來看第一個交換機MAC地址的學習功能，交換機是通過MAC表來進行交換轉發(fā)工作的，所以MAC地址表是交換工作的核心，網(wǎng)絡與交換機的不同之處就在于網(wǎng)橋使用軟件來創(chuàng)建和管理MAC地址表的，而交換機使用ASIC來創(chuàng)建和管理MAC地址表。交換機的MAC地址學習功能：交換機初始化時，要學習進入交換機的數(shù)據(jù)幀的源地址，并且把源地址及其對應的交換機的端口號記錄在MAC地址表。在MAC地地址表形成之后，交換機要學習進入交換機數(shù)據(jù)幀的目的地址，并且與MAC地址表中的條目進行比較，完成相應的轉發(fā)。交換機開機初始化時，MAC地址表是

7、空的，因為MAC地址表是存儲在內存中的。如果計算機A發(fā)送數(shù)據(jù)幀到計算機C,此時交換機的E0口接收該數(shù)據(jù)幀，交換機記錄下該數(shù)據(jù)幀的源地址C的對應關系及E0口的對應關系。如圖所示：由于交換機并不知道C的MAC地址，所以將此數(shù)據(jù)幀對除了E0口以外的其他端口進行轉發(fā)。如果是計算機D發(fā)送數(shù)據(jù)幀到計算機C，此時交換機的E3口接收該數(shù)據(jù)幀，交換機記錄下該數(shù)據(jù)幀的源地址D的地址與端口的對應關系。此時交換機仍然不知道C的地址，所以還是要對除了E0口以外的其他端口上進行轉發(fā)。交換機不斷記錄每個接口上接收到的數(shù)據(jù)幀的地址，一段時間以后所有的端口所連接的MAC地址

8、都會記錄到MAC地址表中。此時計算機A再向計算機C發(fā)送數(shù)據(jù)時，就直接查MAC地址表進行轉發(fā)即可，不會再轉發(fā)到其他端口上。在這個圖中計算機A和計算機B通過HUB連接到Switch的