二层交换机原理和工作流程

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二层交换机的工作原理

二层交换机的工作原理二层交换机是局域网中常见的网络设备，它的主要作用是在局域网内实现数据的交换和转发。

它能够根据目的MAC地址来转发数据包，实现局域网内不同设备之间的通信。

那么，二层交换机是如何实现这一功能的呢？接下来，我们将从交换机的工作原理、数据转发过程和工作流程三个方面来详细介绍。

首先，让我们来了解一下二层交换机的工作原理。

二层交换机是基于MAC地址工作的，每个设备都有唯一的MAC地址，交换机通过学习MAC地址表来实现数据的转发。

当交换机收到一个数据包时，它会查看数据包中的目的MAC地址，并在自己的MAC地址表中查找对应的端口，然后将数据包转发到相应的端口上。

如果MAC地址表中没有对应的记录，交换机就会向所有端口广播数据包，以此来学习新的MAC地址。

其次，让我们来看一下数据转发的过程。

当一个设备发送数据包到交换机时，交换机会首先进行地址学习，将源MAC地址和端口对应起来，并将这条记录添加到自己的MAC地址表中。

然后，交换机会查找目的MAC地址，并将数据包转发到对应的端口上。

如果目的MAC地址在交换机的MAC地址表中找不到，交换机会向所有端口广播数据包，以此来学习新的MAC地址。

最后，我们来了解一下二层交换机的工作流程。

当一个设备发送数据包到交换机时，交换机会首先进行地址学习，将源MAC地址和端口对应起来，并将这条记录添加到自己的MAC地址表中。

然后，交换机会查找目的MAC地址，并将数据包转发到对应的端口上。

如果目的MAC地址在交换机的MAC地址表中找不到，交换机会向所有端口广播数据包，以此来学习新的MAC地址。

总结一下，二层交换机通过学习MAC地址表来实现数据的转发，当收到数据包时，会首先进行地址学习，然后根据目的MAC地址将数据包转发到相应的端口上。

通过这样的工作原理和流程，二层交换机能够高效地实现局域网内设备之间的通信。

希望本文对二层交换机的工作原理有所帮助，谢谢阅读！。

使用Hybrid端口实现二层交换机VLAN互通

使用Hybrid 端口实现二层交换机VLAN互通摘要：本文通过对二层交换机各种端口模式的介绍，以实例讨论了利用其中Hybrid(混合)模式实现各端口之间隔离与互访的功能。

关键词：交换机端口；Hybrid端口模式；VLAN通常，要实现交换机端口之间的隔离，最简单常用的方法就是划分VLAN(虚拟局域网)。

然而在具体应用中，往往又希望端口隔离后某些VALN之间能灵活互访。

一般情况下，需要在二层交换机上实现隔离，然后在上联的三层交换机或路由器上实现VLAN之间的互访。

实际上，只利用二层交换机同样可以完成隔离与互访的功能，这就是二层交换机Hybrid(混合)端口模式的应用。

1交换机链路端口模式华为二层交换机一般有四种链路端口模式，分别是Access、Trunk、Hybrid和Fabric端口模式。

1.1 Access端口模式Access类型的端口只能属于一个VLAN，所以它的缺省VLAN就是它所在的VLAN，不用设置。

一般作为连接计算机的端口。

1.2 Trunk端口模式Trunk类型的端口可以属于多个VLAN，可以接收和发送多个VLAN的报文，一般作为交换机之间连接的端口。

1.3 Hybrid端口模式Hybrid类型的端口可以属于多个VLAN，可以接收和发送多个VLAN的报文，可以用于交换机之间连接，也可以用于连接用户的计算机。

Hybrid端口模式的特点如下：Hybrid属性是一种混和模式，实现了在一个untagged(不打标签)端口允许报文以tagged(打标签)形式送出交换机。

同时，可以利用Hybrid属性来定义分别属于不同VLAN端口之间的互访，这是Access和Trunk端口所不能实现的。

Hybrid端口还可以设置哪些VLAN的报文打上标签，哪些不打标签，为实现对不同VLAN报文执行不同处理流程打下了基础。

如果设置了端口的缺省VLAN ID，当端口接收到不带VLAN Tag的报文后，则将报文转发到属于缺省VLAN的端口；当端口发送带有VLAN Tag的报文时，如果该报文的VLAN ID与端口缺省的VLAN ID相同，则系统将去掉报文的VLAN Tag，然后再发送该报文。

二层交换机工作原理

二层交换机工作原理一、二层交换机简介二层交换机是网络中常用的设备，它主要负责在局域网内进行数据包转发和广播控制。

本文将深入探讨二层交换机的工作原理。

二、数据链路层和二层交换机二层交换机位于OSI模型的第二层，也称为数据链路层。

数据链路层负责将帧从一个物理接口传输到另一个物理接口，而二层交换机则是通过MAC地址进行帧的转发。

三、MAC地址和二层交换机MAC地址是网络设备的唯一标识，它由48位二进制数组成，通常表示为十六进制的形式。

二层交换机通过学习MAC地址和端口的对应关系，来确定数据包的转发路径。

1. MAC地址表二层交换机通过维护一个MAC地址表来实现对数据包的转发。

MAC地址表中记录了MAC地址和对应的端口信息。

当交换机接收到一个数据包时，会查找MAC地址表，根据目的MAC地址找到对应的端口，然后将数据包转发到该端口。

2. 广播和未知单播如果交换机接收到的数据包的目的MAC地址在MAC地址表中不存在，那么交换机会将该数据包进行广播，发送到所有端口（除了数据包的源端口）。

同时，交换机会记录下广播源MAC地址和广播端口的对应关系，以便后续的数据包转发。

四、二层交换机的工作流程二层交换机的工作流程分为两个阶段：学习阶段和转发阶段。

1. 学习阶段在学习阶段，交换机会不断地收集并更新MAC地址表。

当交换机接收到一个数据包时，会检查源MAC地址和源端口的对应关系是否存在于MAC地址表中，如果不存在，则将该对应关系添加到MAC地址表中。

这样，交换机就能够学习到网络中各个设备的MAC地址和对应的端口。

2. 转发阶段在转发阶段，交换机根据目的MAC地址查找MAC地址表，找到对应的端口后，将数据包转发到该端口。

如果目的MAC地址在MAC地址表中不存在，则进行广播转发。

3. 网络环路和生成树协议在网络中存在环路时，数据包可能会陷入循环转发的问题。

为了解决这个问题，二层交换机可通过生成树协议，如Spanning Tree Protocol (STP)，来自动关闭一些冗余的链路，以确保数据包的正常转发。

交换机基本原理和转发流程总结

交换机基本原理和转发流程总结关键词：以太网集线器Ethernet HUB交换机Switch虚拟局域网 VLAN路由器 Router路由表 Route Table地址解析协议 ARPARP表 ARP TableMAC表 FIB Table三层硬件转发表 IP fdb Table计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。

如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起，它们之间并不能进行通信，那么这种“互连”并没有什么实际意义。

因此通常在谈到“互连”时，就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的，也就是说，从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络，或称为互联网络，也可简称为互联网、互连网。

下面将从互联网的渐进历程逐一阐述各种设备的工作原理：1、Ethernet HUBEthernet HUB的中文名称叫做以太网集线器，其基本工作原理是广播技术（broadcast），也就是HUB从任何一个端口收到一个以太网数据帧后，它都将此以太网数据帧广播到其它所有端口，HUB不记忆哪一个MAC地址挂在哪一个端口——这里所说的广播是指HUB将该以太网数据帧发送到所有其它端口，并不是指HUB将该报文改变为广播报文。

以太网数据帧中含有源MAC地址和目的MAC地址，对于与数据帧中目的MAC地址相同的计算机执行该报文中所要求的动作；对于目的MAC地址不存在或没有响应等情况，HUB既不知道也不处理，只负责转发。

HUB工作原理：① HUB从某一端口A收到的报文将发送到所有端口；②报文为非广播报文时，仅与报文的目的MAC地址相同的端口响应用户A；③报文为广播报文时，所有用户都响应用户A。

随着网络应用不断丰富，网络结构日渐复杂，导致传统的以太网连接设备HUB已经越来越不能满足网络规划和系统集成的需要，它的缺陷主要表现在以下两个方面：①冲突严重——HUB对所连接的局域网只作信号的中继，所有物理设备构成了一个冲突域；②广播泛滥。

二层三层交换机区分

二层三层交换机区分交换机一般分为二层交换机和三层交换机，两者的主要区别在于：二层交换机是基于MAC地址进行转发的。

三层交换机是基于IP地址进行转发的。

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。

路由技术路由器工作在OSI模型的第三层---网络层操作，其工作模式与二层交换相似，但路由器工作在第三层，这个区别决定了路由和交换在传递包时使用不同的控制信息，实现功能的方式就不同。

三层交换机和二层交换机区别的详解

三层交换机和二层交换机区别的详解我们习惯说，在二层网络环境中相同vl a n之间可以通信，不同vl a n之间不可以通信，如果想通信必须借助三层设备，所以说三层交换机必须要做的事情是路由转发，但是二、三层交换机具体有什么区别呢？二层交换机工作于O SI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M AC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MA C地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。

二层交换技术发展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MA C地址信息，根据MA C地址进行转发，并将这些M AC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M AC地址，这样它就知道源MA C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MA C地址，并在地址表中查找相应的端口；（3）如表中有与这目的MA C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M AC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MA C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。

二层交换技术从网桥发展到VL AN（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O SI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M AC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I P地址，不处理高层协议的诸如TC P、UD P的端口地址，它只需要数据包的物理地址即M AC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。

华为交换机各种配置实例

华为交换机各种配置实例交换机配置（⼀）端⼝限速基本配置交换机配置（⼆）端⼝绑定基本配置交换机配置（三）ACL基本配置防⽌同⽹段ARP欺骗的ACL交换机配置（四）密码恢复交换机配置（五）三层交换配置交换机配置（六）端⼝镜像配置交换机配置（七）DHCP配置交换机配置（⼋）配置⽂件管理交换机配置（九）远程管理配置交换机配置（⼗）STP配置交换机配置（⼗⼀）私有VLAN配置交换机配置（⼗⼆）端⼝trunk、hybrid应⽤配置华为3Com 2000_EI、S2000-SI、S3000-SI、S3026E、S3526E、S3528、S3552、S3900、S3050、S5012、S5024、S5600系列:华为交换机端⼝限速2000_EI系列以上的交换机都可以限速!限速不同的交换机限速的⽅式不⼀样!2000_EI直接在端⼝视图下⾯输⼊LINE-RATE (4 )参数可选!端⼝限速配置1功能需求及组⽹说明端⼝限速配置『配置环境参数』1. PC1和PC2的IP地址分别为10.10.1.1/24、10.10.1.2/24『组⽹需求』1. 在SwitchA上配置端⼝限速，将PC1的下载速率限制在3Mbps，同时将PC1的上传速率限制在1Mbps2数据配置步骤『S2000EI系列交换机端⼝限速配置流程』使⽤以太⽹物理端⼝下⾯的line-rate命令，来对该端⼝的出、⼊报⽂进⾏流量限速。

【SwitchA相关配置】1. 进⼊端⼝E0/1的配置视图[SwitchA]interface Ethernet 0/12. 对端⼝E0/1的出⽅向报⽂进⾏流量限速，限制到3Mbps[SwitchA- Ethernet0/1]line-rate outbound 303. 对端⼝E0/1的⼊⽅向报⽂进⾏流量限速，限制到1Mbps[SwitchA- Ethernet0/1]line-rate inbound 16【补充说明】报⽂速率限制级别取值为1～127。

交换机的数据转发基本过程

交换机的数据转发基本过程二层交换机和网桥的基本功能冗余交换拓扑中的问题生成树协议交换机端口、冲突、交换方式虚拟局域网VLAN交换机的配置如何配置交换机基本命令课程内容以太网交换机交换机的三个功能学习：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： (回路就是我们常说的环路)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。

交换机如何学习主机的位置交换机如何学习主机的位置交换机如何学习主机的位置交换机如何过滤帧广播帧和多点传送帧冗余网络拓扑广播风暴广播风暴广播风暴重复帧重复帧MAC地址表不稳定MAC地址表不稳定冗余简单的冗余交换拓扑创建逻辑无环路拓扑1.冗余增加了可靠性，但是同时将物理环路带进网络。

2. 解决办法就是创建逻辑无环路拓扑，同时保留物理环存在3.无环路拓扑称为树，并且是可扩展的树4.创建无环路拓扑的算法称为生成树算法STP 术语( STP Terms )1. 桥ID (Bridge ID)2. 开消( Cost )3. 桥协议数据单元( BPDU )桥ID (Bridge ID)新IEEE 标准的COST 值最短路径是cost累加，而cost是基于链路的速率的。

桥协议数据单元( BPDU )1.交换机发送的创建逻辑无环路的数据包称为BPDUBridge Protocol Data Unit (BPDU).2.BPDU 在阻塞的接口上也可以接收，这确保如果链路或者设备浮现问题，新的生成树会被计算3.默认， BPDU 2 秒发送一次生成树协议生成树操作1.选举根桥， BID 最小即是2.计算自己到根桥距离3.选择根端口，距离根桥最近的接口4.选指定端口和非指定端口，非指定端口被阻塞。

二层交换机技术)

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。

《网络工程设计》部分参考答案

《网络工程设计》部分参考答案一、课后习题部分习题1 P251.网络工程的定义是什么？答：(1) 将系统化的、规范的、可度量的方法应用于网络系统的设计、建造和维护的过程，即将工程化应用于网络系统中。

(2) 对(1)中所述方法的研究。

2.与网络工程有关的工作可以分为哪些阶段？每个阶段的主要任务是什么？答：1、选择系统集成商或设备供货商网络系统的需求分析逻辑网络设计物理网络设计系统安装与调试系统测试与验收用户培训和系统维护4. 详细描述网络工程的系统集成模型。

为何将该模型称为网络设计的系统集成模型？该模型具有哪些优点？为何要在实际工作中大量使用该模型？答：7.给出网络系统的层次模型以及各层次的主要功能。

为什么说该层次模型对网络工程的实施具有指导作用？系统集成四层模型是总结大量的网络信息系统工程经验后，经过分析提升提出来的，较全面地覆盖了完成设计和管理实施网络信息系统的全过程。

该模型与实际工作的主要过程一致，简明、易操作。

按照此系统集成四层模型来规划和设计网络信息系统，便于划分子系统和确定接口参数，便于管理和控制网络信息系统的质量，使网络信息系统成为有机的整体，更有效地实现网络信息系统的应用目标13. Microsoft Project主要功能是什么？它有哪些主要视图？这些视图的主要功能是什么？Project对网络工程项目进行规划和管理功能：可以迅速而有效地对项目计划进行管理，交流项目状态，以及报告项目信息。

与Microsoft Project Server 配合使用时，它还具有企业资源管理功能和公文包管理功能，如实时报告和方案分析工具。

这些工具能使项目经理和业务决策人查看他们所在的部门或整个单位的项目和资源信息。

主要视图：甘特图视图：甘特图视图是以工作表和条形图的形式显示基本的任务信息。

跟踪甘特图：以图形化的方式查看任务的同时也可以访问有关部门任务的详细状任务分配状况视图：任务分配状况视图显示了资源完成的任务工时，它给每项任务列出了分配给该项任务的资源，以及每项资源在各个时间段内完成的具体工时日历视图：日历视图是以月为时间单位的日历格式，用天或周来计算任务时间网络图视图：主要以流程图方式来显示任务及其相关性。

vlan指的是什么？让你看一遍就理解VLAN划分原理

vlan指的是什么？让你看⼀遍就理解VLAN划分原理vlan的应⽤在⽹络项⽬中是⾮常⼴泛的，基本上⼤部分的项⽬都需要划分vlan，前⼏天我们讲到vlan的配置，有朋友就提到有没有更基础⼀些的内容，今天我们就从基础的vlan的知识开始，了解vlan的划分原理。

⼀、为什么需要VLAN1、什么是VLAN?VLAN(Virtual LAN)，翻译成中⽂是“虚拟局域⽹”。

LAN可以是由少数⼏台家⽤计算机构成的⽹络，也可以是数以百计的计算机构成的企业⽹络。

VLAN所指的LAN特指使⽤路由器分割的⽹络——也就是⼴播域。

简单来说，同⼀个VLAN中的⽤户间通信就和在⼀个局域⽹内⼀样，同⼀个VLAN中的⼴播只有VLAN中的成员才能听到，⽽不会传输到其他的VLAN中去，从⽽控制不必要的⼴播风暴的产⽣。

同时，若没有路由，不同VLAN之间不能相互通信，从⽽提⾼了不同⼯作组之间的信息安全性。

⽹络管理员可以通过配置VLAN之间的路由来全⾯管理⽹络内部不同⼯作组之间的信息互访。

2、未分割VLAN时将会发⽣什么?那么，为什么需要分割VLAN(⼴播域)呢?那是因为，如果仅有⼀个⼴播域，有可能会影响到⽹络整体的传输性能。

具体原因，请参看附图加深理解。

图中，是⼀个由5台⼆层交换机(交换机1～5)连接了⼤量客户机构成的⽹络。

假设这时，计算机A需要与计算机B通信。

在基于以太⽹的通信中，必须在数据帧中指定⽬标MAC地址才能正常通信，因此计算机A必须先⼴播“ARP请求(ARP Request)信息”，来尝试获取计算机B的MAC地址。

交换机1收到⼴播帧(ARP请求)后，会将它转发给除接收端⼝外的其他所有端⼝，也就是泛滥了。

接着，交换机2收到⼴播帧后也会泛滥。

交换机3、4、5也还会泛滥。

最终ARP请求会被转发到同⼀⽹络中的所有客户机上，这也就是⽹络风暴。

我们分析下，这个计算A的ARP请求原本是为了获得计算机B的MAC地址⽽发出的。

也就是说：只要计算机B能收到就万事⼤吉了。

二层交换机转发流程

二层以太网交换机基本原理及转发流程版本主要作者版本描述完成日期1.0 李小玮二层以太网交换机基本原理及转发流程2011-7-21目录1 MAC地址的简单介绍 .......................................................... 错误！未定义书签。

2 VLAN的简单介绍................................................................ 错误！未定义书签。

3 IP 过滤技术的简单介绍 (4)4 QOS的简单介绍 (4)5 实验 (5)6 小结 (17)MAC（Media Access Control，介质访问控制）地址是烧录在Network Interface Card （网卡）的EPROM里。

MAC地址是48 bit二进制的地址，如：00-e0-fc-00-00-06。

前24位叫做组织唯一标志符，后24位是由厂家自己分配。

MAC地址可以分为单播地址、多播地址和广播地址。

单播地址：第一字节最低位为0，如：00-e0-fc-00-00-06多播地址：第一字节最低位为1，如：01-e0-fc-00-00-06广播地址：48位全1，即：ff-ff-ff-ff-ff-ff2、VLAN的简单介绍VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名为"虚拟局域网"。

VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。

VLAN网络可以是有混合的网络类型设备组成，比如：10M以太网、100M以太网、令牌网、FDDI、CDDI等等，可以是工作站、服务器、集线器、网络上行主干等等。

VLAN除了能将网络划分为多个广播域，从而有效地控制广播风暴的发生，以及使网络的拓扑结构变得非常灵活的优点外，还可以用于控制网络中不同部门、不同站点之间的互相访问。

第08章二层设备(交换机)攻击与防范

1. 攻击环境
BackTrack 5虚拟机是集成的攻击平台，将在该平台上实施DHCP欺骗攻击，而 Windows Server 2003虚拟机上将安装DHCP服务和DNS服务，分配虚假IP地址及其他参数。
2. 攻击过程
（1）配置合法DHCP Server，为DHCP客户端分配正确的IP参数。
P2P终结者是一款优秀的网络管理软件，它可以让管理员轻松地、傻瓜化地管理局域网
中BT、电驴等大量占用带宽的网络引用，为家庭、企业节省宝贵的有限带宽，从而保障网页浏览，邮件，企业ERP等关键应用。
P2P终结者可以安装在局域网内任意一台计算机，如果是企业用户，建议最好使用一台
独立计算机（或者服务器）作为控制机。
P2P终结者实际上使用了ARP欺骗技术实现中间人攻击，如图8-3-19
欺骗后仍能够正常访问Internet。
（2）进行DNS欺骗。
（3）检查DNS欺骗结果。在被攻击计算机（Windows XP）上，先删
除DNS缓存，如下：
C:\>ipconfig /flushdns Windows IP Configuration Successfully flushed the DNS Resolver Cache.
By 王隆杰
8.1 MAC泛洪攻击 8.2 DHCP欺骗攻击 8.3 ARP欺骗攻击 8.4 VLAN跳跃攻击 8.5 VTP攻击 8.6 Wifi密码破解
交换机维护着一个表，称为MAC 表。对于每个收到的帧，交换机都会将帧头中的目的MAC 地址与 MAC 表中的地址列表进行比对。如果找到匹配项，表中与 MAC 地址配对的端口号将用作帧的送出端口。
一般将与普通用户相连的接口定义为不可信任接口，而将与DHCP服

二层交换机

路由协议
定最大值水平分割
抑制时间触发更新
如上所述，发生路由环路时，路由器去往网络 11 . 4 . 0 . 0 的跳数会不断增大，网络无法收敛。为解决这个问题，我们给跳数定义一个最大值，在 R I P 路由协议中，允许跳数最大值为 1 5 ，当跳数到达最大值时，网络 11 . 4 . 0 . 0 被认为是不可达的，路由器会在路由表中显示网络不可达信息，并不再更新到达网络 11 . 4 . 0 . 0 的路由。
路由技术实质上来说不过两种功能：决定最优路由和转发数据包。路由表中写入各种信息，由路由算法计算出到达目的地址的最佳路径，然后由相对简单直接的转发机制发送数据包。接受数据的下一台路由器依照相同的工作方式继续转发，依次类推，直到数据包到达目的路由器。
路由更新
距离矢量路由协议
在所有的动态路由协议中，最简单的就是距离矢量路由协议（D-V）。它使用的是最简单的距离矢量（Distance-Vector，简称D-V）路由算法。
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。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
路由技术
路由器工作在OSI模型的第三层---网络层操作，其工作模式与二层交换相似，但路由器工作在第三层，这个区别决定了路由和交换在传递包时使用不同的控制信息，实现功能的方式就不同。工作原理是在路由器的内部也有一个表，这个表所标示的是如果要去某一个地方，下一步应该向哪里走，如果能从路由表中找到数据包下一步往哪里走，把链路层信息加上转发出去；如果不能知道下一步走向哪里，则将此包丢弃，然后返回一个信息交给源地址。

《计算机网络》课程作业参考答案

《计算机网络》课程作业参考答案（计算机网络（2），吴功宜）第一章作业参考答案第二章作业参考答案2．计算机网络采用层次结构的模型有什么好处？答:采用层次结构模型的好处有：1）各层之间相互独立2）灵活性好3）各层都可采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其他层4）易于实现和维护5）有利于促进标准化3．ISO在制定OSI参考模型时对层次划分的主要原则是什么？答：制定OSI参考模型时对层次划分的主要原则是：1）网络中各结点都具有相同的层次2）不同结点的同等层具有相同的功能3）不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信4）同一结点内相邻层之间通过接口通信5）每个层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务5．请描述OSI参考模型中数据传输的基本过程答：1）应用进程A的数据传送到应用层时，加上应用层控制报头，组织成应用层的服务数据单元，然后传输到表示层2）表示层接收后，加上本层控制报头，组织成表示层的服务数据单元，然后传输到会话层。

依此类推，数据传输到传输层3）传输层接收后，加上本层的控制报头，构成了报文，然后传输到网络层4）网络层接收后，加上本层的控制报头，构成了分组，然后传输到数据链路层5）数据链路层接收后，加上本层的控制信息，构成了帧，然后传输到物理层6）物理层接收后，以透明比特流的形式通过传输介质传输出去6．试说明报头在网络数据传输中的作用报头包含了控制信息，例如序列号，使得该层以下即使没有维护顺序关系，目标机器的对应层也仍然可以按照正确的顺序递交信息，在有的层上，头部还可以包含信息大小、时间和其他控制字段7．试比较面向连接服务和无连接服务的异同点相同点：1）两者对实现服务的协议的复杂性与传输的可靠性有很大的影响2）在网络数据传输的各层都会涉及这两者的问题不同点：1）面向连接服务的数据传输过程必须经过连接建立、连接维护与释放连接的3个过程，而无连接服务不需要2）面向连接服务在数据传输过程中，各分组不需要携带目的结点的地址，而无连接服务要携带完整的目的结点的地址3）面向连接服务传输的收发数据顺序不变，传输可靠性好，但通信效率不高，而无连接服务目的结点接受数据分组可能乱序、重复与丢失的现象，传输可靠性不好，但通信效率较高9．请比较OSI参考模型与TCP/IP参考模型的异同点相同点：1）都是分层的2）在同层确定协议栈的概念3）以传输层为分界，其上层都是传输服务的用户不同点：1）在物理层和数据链路层，TCP/IP未做规定2）OSI先有分层模型后有协议规范，不偏向任何特定协议，具有通用性，TCP/IP先有协议后有模型，对非TCP/IP网络并不适用3）在通信上，OSI非常重视连接通信，而TCP/IP一开始就重视数据报通信4）在网络互联上，OSI提出以标准的公用数据网为主干网，而TCP/IP专门建立了互联网协议IP，用于各种异构网的互联第三章作业参考答案2．通过比较说明双绞线、同轴电缆与光缆3种常用传输介质的特点。

博达交换机ARP欺骗和攻击的防范

博达交换机ARP欺骗和攻击的防范1、概述1.1 ARP攻击日益严重近来，ARP欺骗和攻击问题日渐突出，尤其是在校园网这种大型网络。

严重者甚至造成大面积网络不能正常访问外网，学校和类似学校的大型网络是深受其害。

根据ARP欺骗和攻击的特点，本文给出了有效的防ARP欺骗和攻击解决方案。

要解决ARP欺骗和攻击问题，首先必须了解ARP欺骗和攻击的类型和原理，以便于更好的防范和避免ARP欺骗和攻击的带来的危害。

1.2 ARP协议的工作原理ARP协议是用来提供一台主机通过广播一个ARP请求来获取相同网段中另外一台主机或者网关的MAC的协议。

以相同网段中的两台主机A、B来举例，其ARP协议运行的主要交互机制如下：1、如果A需要向B发起通信，A首先会在自己的ARP缓存表项中查看有无B 的ARP表项。

如果没有，则进行下面的步骤：2、A在局域网上广播一个ARP请求，查询B的IP地址所对应的MAC地址;3、本局域网上的所有主机都会收到该ARP请求;4、所有收到ARP请求的主机都学习到了A所对应的ARP表项;如果B收到该请求，则发送一个ARP应答给A,告知A自己的MAC地址，其他主机收到A的ARP请求后，发现其目的IP地址不是自己，则会丢弃，但会保存主机A的ARP信息，以便后续通信;5、主机A收到B的ARP应答后,会在自己的ARP缓存中写入主机B的ARP表项.如上所述，利用ARP协议，可以实现相同网段内的主机之间正常通信或者通过网关与外网进行通信。

但由于ARP协议是基于网络中的所有主机或者网关都为可信任的前提制定。

导致在ARP协议中没有认证的机制，从而导致针对ARP协议的欺骗攻击非常容易。

1.3 ARP欺骗和攻击的类型目前ARP欺骗和攻击中有如下三种类型。

我们根据影响范围和出现频率分别介绍如下：1.3.1 网关冒充ARP病毒通过发送错误的网关MAC对应关系给其他受害者，导致其他终端用户不能正常访问网关。

这种攻击形式在校园网中非常常见。

二层、三层、四层交换机之间的区别

(一)二层交换机，三层交换机，四层交换机的区别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。

(二)路由技术路由器工作在OSI模型的第三层---网络层操作，其工作模式与二层交换相似，但路由器工作在第三层，这个区别决定了路由和交换在传递包时使用不同的控制信息，实现功能的方式就不同。

二层网络与三层网络的对比

二层网络与三层网络的对比作者：雷鸣等来源：《山东工业技术》2015年第11期摘要：相比二层网络，三层网络符合模块化设计思想，具有层次清晰、传输速度快、故障排查容易等优点。

目前大型的局域网多采用三层网络架构，此种网络架构方式已经发展的非常成熟。

关键词：二层网络；三层网络；数据包；广播风暴自从美国国防部与上世纪60年代末创建了世界上第一个交换网络组，取名为ARPAnet，互联网的发展已经发展了40多年。

在计算机网络技术的发展进程中，不可忽视的一项进步就是1974年美国国防部向全世界公开了其研究成果——TCP/IP协议，这一举动直接推动了全世界网络技术的大跨步发展。

互联网技术在中国的起步较晚，但是中国政府正是意识到这一缺点，才下大力气推动国内计算机网络技术的研发工作，今年来，我国的互联网技术取得了突飞猛进的发展，迄今为止，我国的网络技术已位居世界的前列。

当今社会，我们的生活方式已经被互联网所改变，这一技术甚至已经改变了整个社会的发展的进程。

据科学统计，截止到2011年底，我国的网民数量已经突破了五亿大关，平均三个人中就有一人使用互联网。

在这期间，网络结构也有了重大变化。

按照物理拓扑结构分类，网络结构经历了[1]总线型、环型、星型、树型、混合型等结构。

按照逻辑拓扑结构分类，网络结构经历了二层网络架构、三层网络架构以及最近兴起的大二层网络架构。

传统的数据交换都是在OSI参考模型的数据链路层发生的，也就是按照MAC地址进行寻址并进行数据转发，并建立和维护一个MAC地址表，用来记录接收到的数据包中的MAC地址及其所对应的端口。

此种类型的网络均为小范围的二层网络。

二层网络的工作流程：（1）数据包接收：首先交换机接收某端口中传输过来的数据包，并对该数据包的源文件进行解析，获取其源MAC地址，确定发放源数据包主机的接入端口；（2）传输数据包到目的MAC地址：首先判断目的MAC地址是否存在，如果交换机所存储的MAC地址表中有此MAC地址所对应的端口，那么直接将数据包发送给这个端口；如果在交换机存储列表中找不到对应的目的MAC地址，交换机则会对数据包进行全端口广播，直至收到目的设备的回应，交换机通过此次广播学习、记忆并建立目的MAC地址和目的端口的对应关系，以备以后快速建立与该目的设备的联系；（3）如果交换机所存储的MAC地址表中没有此地址，就会将数据包广播发送到所有端口上，当目的终端给出回应时，交换机又学习到了一个新的MAC地址与端口的对应关系，并存储在自身的MAC地址表中。

bcm5690交换芯片工作原理

•摘要：BCM5690是BroadCOM公司推出的集成有12个千兆端口和１个万兆端口的多层交换芯片。

文章比较全方面地介绍了该芯片的结构和功能特性，给出了他的访问控制方式和数据流程，同时给出了用ＢＣＭ５６９０设计交换整机的硬件结构和软件实现方法。

关键词：千兆以太网；BCM5690；堆叠；数据流程目前，万兆芯片技术不断取得新的发展，尤其在“真”万兆的问题上，只有拥有更先进的芯片，设备厂商才能够在芯片功能和特性的基础上研发自身的交换机体系架构。

虽然Ｂｒｏａｄｃｏｍ、Ｉｎｔｅｌ、Ｍａｒｖｅｌｌ、美国国家半导体（ＮＳ）、英飞凌（Ｉｎｆｉｎｅｏｎ）和意法半导体（ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）都推出了最新的千兆以太网芯片产品。

但万兆芯片的发展无疑会从硬件和架构层面来加快万兆产品的发展速度。

为此，ＢｒｏａｄＣＯＭ公司研发了ＢＣＭ５６９０（１２＋１）单芯片交换方案。

该集成电路芯片集成１２个千兆端口和１个万兆端口，是一款功能比较强大和全方面的三层千兆以太网交换芯片。

文中将周详介绍ＢＣＭ５６９０芯片的功能特性及基于该芯片的交换机实现方法。

１ＢＣＭ５６９０芯片简介１．１ＢＣＭ５６９０芯片结构ＢＣＭ５６９０是芯片提供有１２个ＧＥ接口（千兆端口）和１个ＨｉＧｉｇ接口（内联端口），并具有堆叠功能。

器件的端口采用ＰＣＩ接口进行管理。

其结构框图如图１所示。

由图１能看出：ＢＣＭ５６９０芯片由以下一些主要功能模块组成：（１）ＧＩＧＡ接口控制器ＧＰＩＣ：用于提供ＧＥ口和交换逻辑之间的接口。

（２）内联端口（ＨｉＧｉｇ）控制器ＩＰＩＣ：主要提供ＨｉＧｉｇ口和内部交换逻辑之间的接口，有时也被用于多片ＢＣＭ５６９０之间的堆叠操作。

（３）ＣＰＵ管理接口ＣＭＩＣ：主要提供ＣＰＵ和ＢＣＭ５６９０设备不同功能块之间的接口，同时也用于诸如ＭＩＩＭ、Ｉ２Ｃ和灯的处理等功能。

该模块通过ＰＣＩ接口和ＣＰＵ相联，可使ＣＰＵ访问和控制ＢＣＭ５６９０，而ＤＭＡ引擎则支持数据从ＣＰＵ传向ＢＣＭ５６９０或从ＢＣＭ５６９０传向ＣＰＵ。

第2章网络系统常用设备v

– 固定配置或最低端的路由器，其接口的编号是用单个数字，例如 Cisco 2500路由器上的接口编号可以是ethernet 0(以太网接口0)、 serial 1 (串行接口1)、bri 0(ISDNBRI接口0)等。
– 中、低端的模块化路由器，其接口的编号为两个数字，中间用“/” 隔开，斜杠前面是模块号，后面是模块上的接口编号。例如Cisco 2600路由器上的接口编号可以是ethernet 0/1， serial 1/1，bri 0/0 等。
• 常见的路由选择协议有路由信息协议（RIP）、开放式最短路径优先协议（OSPF）和边界网关协议（BGP）等。
• 处理器 • 接口 • 内存
路由器的结构
处理器
• 处理器即CPU，如同在计算机中的重要性一样， CPU也是路由器的核心部件。
• 在中低端路由器中，CPU负责交换路由信息、路由表查找以及转发数据包。
• 在高端路由器中，通常包转发和查表由ASIC芯片完成，CPU只实现路由协议、计算路由以及分发路由表。
• CPU性能并不完全反映路由器性能，路由器性能将通过路由器吞吐量、时延和路由计算能力等指标综合体现。
接口
• （1）通信接口
– 在路由器上，有着丰富的接口类型，如以太网、快速以太网、千兆以太网、串行、异步/同步、ATM、ISDN等接口。
• 在校园网核心位置部署的核心交换机Cisco4506，是整个校园网的中心枢纽。该核心交换机提供了1 000 Mbps的以太网接口（即通常所说的电口）和光纤接口（即通常所说的光口）。
• 为了解决用户计算机数量激增而公有IP地址不足的情况，现在很多用户都通过NAT的模式来实现。网络地址翻译（NAT）的作用是将内网的私有IP转换为外网的公有IP。