二层交换数据帧的处理过程
二层报文转发流程
二层报文转发流程二层报文转发流程是计算机网络中重要的数据传输过程之一，它负责将源主机发送的数据包转发到目的主机。
本文将详细介绍二层报文转发的流程，并解释其中的关键步骤。
二层报文转发是在数据链路层完成的。
数据链路层是计算机网络中的第二层，主要负责将网络层的数据包封装成帧，并在物理介质上进行传输。
二层报文转发的目的是将数据包从源主机发送到目的主机，中间可能经过多个网络设备，如交换机、网桥等。
在开始介绍二层报文转发的流程之前，我们先了解一下二层报文的格式。
二层报文由两部分组成，即帧头和帧数据。
帧头包含了目的MAC地址、源MAC地址和帧类型等信息，用于标识数据包的源和目的。
帧数据部分则是网络层的数据包，如IP数据报。
二层报文转发的流程如下：1. 源主机发送数据包：源主机根据目的主机的IP地址生成网络层的数据包，并将其封装成帧。
源主机通过查询ARP缓存或发送ARP 请求获取目的主机的MAC地址，并将目的MAC地址写入帧头。
然后，源主机通过物理介质将帧发送出去。
2. 网络设备接收帧：当帧经过网络设备时，设备的网卡会接收到帧，并将其传递给设备的操作系统进行处理。
3. 网络设备解析帧头：设备的操作系统会解析帧头，提取出目的MAC地址和源MAC地址等信息。
根据目的MAC地址，设备判断该帧是否需要转发。
4. 判断帧的目的MAC地址：设备将目的MAC地址与自己的MAC地址进行比较。
如果两者相等，则说明该帧是发给自己的，设备就会将帧交给上层的协议进行处理。
如果两者不相等，则说明该帧是要转发给其他主机的。
5. 查询转发表：设备会查询自己的转发表，该表记录了目的MAC地址与对应的接口之间的映射关系。
设备根据目的MAC地址在转发表中查找对应的接口。
6. 转发帧：设备根据转发表中的接口信息，将帧发送到对应的接口。
设备将帧从一个接口复制到另一个接口，实现了帧的转发。
7. 目的主机接收帧：当帧到达目的主机时，目的主机的网卡会接收到帧，并将其传递给设备的操作系统进行处理。
交换机对数据帧的处理规则
交换机对数据帧的处理规则(仅供内部使用)华为技术有限公司版权所有侵权必究Catalog 目录一、概述 (5)二、交换机基本概念 (5)1. access (5)2. trunk (5)3. hybrid (6)4. PVID (6)三、交换机端口接收数据帧的处理规则 (6)1. Access端口 (6)2. trunk端口 (7)3. hybrid端口 (7)四、交换机端口转发数据帧的处理规则 (7)1. Access端口 (7)2. trunk端口 (7)3. hybrid端口 (8)五、交换机转发数据帧的一个浅显比喻 (8)1. 旅客进入候机室 (8)2. 旅客走出候机室 (9)六、交换机转发规则的实验验证 (10)1. 实验一 (10)2. 实验二 (11)3. 实验三 (13)4. 实验四 (14)5. 实验五 (15)6. 实验六 (16)7. 实验七 (18)8. 实验八 (19)七、总结 (19)八、附录 (20)Figure List 图目录图1 实验一端口设置图 (10)图2 实验二端口设置图 (12)图3 实验三端口设置图 (13)图4 实验四端口设置图 (14)图5 实验五端口设置图 (16)图6 实验六端口设置图 (17)图7 实验七端口设置图 (18)图8 实验八端口设置图 (19)交换机对数据帧的处理规则Keywords 关键词：交换机LAN switch VLAN PVIDAbstract 摘要：以太网交换机对数据帧的转发处理比较复杂，很多同事都不是很清楚。
本文将对此问题进行总结，并通过实验进行验证。
List of abbreviations 缩略语清单：一、概述以太网交换机对二层帧的转发处理比较复杂，很多同事都不是很清楚。
本文将对此问题进行总结，并通过实验进行验证。
二、交换机基本概念在了解交换机转发规则之前，我们先理解交换机的一些概念，如access、trunk、hybrid 和PVID等，这些概念将会经常用到。
二层交换技术介绍
VLAN配置举例
管理vlan配置： 管理vlan配置需要在设备命令行方式进行：
VLAN配置举例
局端vlan配置：
VLAN配置举例
远端数据业务vlan配置：
VLAN配置举例
远端iptv业务vlan配置：
VLAN配置举例
远端语音业务vlan配置：
VLAN机制小结
由若干VLAN桥组成 VLAN桥的端口有：端口状态、出入口规则等 VLAN桥的端口组成拓扑结构 拓扑结构的生成和维护 滤波规则 查询滤波数据库进行帧转发 动态生成滤波数据库 动态学习机制 GVRP对拓扑结构管理 上层配置
VLAN桥的操作规则——桥操作
滤波和中继转发信息内容：
g) 对与桥端口相关的PVID进行明确配置 h) 对每个端口可接收帧类型参数进行配置 i) 对每个桥端口入口滤波器使能进行配置 j) 通过GVRP自动配置动态VLAN注册Entry k) 通过静态VLAN注册Entry对GVRP操作相关的管理控制信息进行明确配 置 l) j) 通过对网络通信的观察对相关VLAN中的MAC地址进行自动学习 对每个端口的出口进行标签配置
PVLAN技术
人们在传统VLAN的基础上引入新的机制，所有服务器在 同一个子网中，但服务器只能与自己的默认网关通信。这 一新的VLAN特性就是专用VLAN（Private VLAN）。
VLAN的局限
VLAN的限制：交换机固有的VLAN数目的限制； 复杂的STP：对于每个VLAN，每个相关的Spanning Tree的拓扑都需要管理； IP地址的紧缺：IP子网的划分势必造成一些IP地址的浪 费； 路由的限制：每个子网都需要相应的默认网关的配置。
PVLAN基本概念
3.“Secondary VLAN”的属性 “Secondary VLAN”有两种属性：一种是“isolated”，我 们把它叫做“Isolated VLAN”；另一种是“community”， 我们把它叫做“Community VLAN”。一个“Secondary VLAN”必须、且只能被赋予其中某一种属性。这两种属性 的“Secondary VLAN”都有一些规则，下面我们会讲到。
网管心得 主要二层交换技术
网管心得主要二层交换技术交换机作为局域网中最常见的互联设备，主要用于完成数据链路层和物理层的工作。
其中，交换技术是交换机的核心技术。
它是指按照通信两端数据传输的需要，将数据发送至符合要求的相应数据传输通道上的技术统称。
目前，二层交换机主要采用帧交换技术。
帧交换技术是目前局域网中应用范围最广的分组交换技术，它通过对传输介质进行分段，提供并行传输机制，以减小冲突域，获得较高的带宽。
市场上不同交换产品在帧交换的实现技术上会有细微差异，但对网络数据帧的处理方式一般有以下几种。
1．直通转发（Cut-through）在直通转发方式中，当交换机的端口检测到有数据输入时，会首先分析数据以获取目的MAC地址，然后根据交换机内部的端口-MAC地址映射表，将该目的地址转换为相应的输出端口，并将数据传送至该端口，实现数据交换。
如图8-16所示，为交换机直通转发方式示意图。
图8-16交换机直通转化方式由于该方式只检测数据帧中包含目的MAC地址的前14个字节，所以直通转发方式具有延迟小、交换速度快的优点。
但是直通转发也具有由于交换机没有保存数据内容，无法检测所传输的数据帧是否有误，不提供错误检测能力；由于没有对数据进行缓存，所以无法在不同速率的端口之间实现数据交换，容易出现数据丢失的现象。
2．存储转发（Store and Forward）存储转发是目前使用最为广泛的交换技术之一。
在存储转发式模式下，当交换机收到数据输入时，会首先将数据帧存入高速缓冲存储器，并使用循环冗余码校验（CRC）检查数据帧的正确性及完整性。
检测完成后，再分析数据帧以获取目的地址。
最后将目的地址转化为输出端口地址，并转发数据帧。
如图8-17所示，为交换机存储转发方式示意图。
图8-17 交换机存储转发方式存储转发方式是通过检测高速缓存中的数据帧，可以排除由于传输差错引起的错误帧，避免了继续传送错误帧对网络带宽的浪费，从而间接改善网络性能。
另外，通过缓存数据，实现了不同速率端口间的数据交换，保证了高速端口和低速端口间的协同工作。
简述二层交换机的工作过程。
简述二层交换机的工作过程。
二层交换机是计算机网络中的一种重要设备，用于实现局域网内主机之间的数据交换。
它的主要工作过程可以简述为以下几个步骤。
当二层交换机接收到一个数据帧时，它会先检查该帧的目的MAC 地址。
MAC（Media Access Control）地址是一个唯一的硬件地址，用于标识网络设备。
交换机通过查找自己的转发表来确定该目的MAC地址是否已经存在于该表中。
转发表是交换机内部存储的一个表格，记录了不同主机的MAC地址与所在端口的对应关系。
如果转发表中已经存在该目的MAC地址的记录，交换机就会根据转发表中的信息将该数据帧转发到相应的端口。
这样，数据帧就能够直接从源主机传输到目的主机，而无需经过其他端口的转发。
这种直接传输的方式称为“透明转发”。
如果转发表中没有该目的MAC地址的记录，交换机就会执行广播操作。
广播操作是指交换机将数据帧从一个端口发送到所有其他端口，以便让其他主机学习到该数据帧的存在。
这样，其他主机就能够更新自己的转发表，并将数据帧传送给目的主机。
在执行广播操作时，交换机还会记录下发送广播数据帧的源MAC 地址与所在端口的对应关系，并更新转发表。
这样，当其他主机需要向该源主机发送数据时，交换机就可以直接将数据帧转发到该端口，而无需再执行广播操作。
二层交换机还支持VLAN（Virtual Local Area Network）功能。
VLAN是一种虚拟的局域网技术，可以将一个物理网络划分为多个逻辑上独立的虚拟网络。
交换机可以根据VLAN信息对数据帧进行过滤和转发，从而实现不同VLAN之间的隔离和通信。
二层交换机的工作过程主要包括接收数据帧、查询转发表、执行透明转发或广播操作、更新转发表等步骤。
通过这些步骤，二层交换机可以实现快速、准确的数据交换，提高局域网的传输效率和安全性。
计算机网络应用 二层交换原理
计算机网络应用二层交换原理
二层交换机工作于OSI参考模型的数据链路层，在数据链路层中数据传输的基本单位为“帧”，二层交换机能够识别数据帧中的MAC地址信息，然后根据MAC地址进行数据帧的转发，并将这些MAC地址与对应的端口号记录在内部的地址列表中。
简而言之，二层交换就是交换机能够根据MAC地质表转发数据帧。
其交换原理如下：
当交换机从端口收到数据帧后，首先分析数据帧头部的源MAC地址和目的MAC地址，并找出源MAC地址对应的交换机端口。
然后，从MAC地址表中查找目的MAC地址对应的交换机端口。
如果MAC地址表中存在目的MAC地址的对应端口，则将数据帧直接发送到该对应端口。
如果MAC地址表中没有与目的MAC地址的对应端口，则将数据帧广播到交换机所有端口，待目的计算机对源计算机回应时，交换机学习目的MAC地址与端口的对应关系，并将该对应关系添加至MAC地址表中。
添加原理图。
这样，当下次再向该MAC地址传送数据时，就不需要向所有端口广播数据。
并且，通过不断重复上面的过程，交换机能够学习到网络内的MAC地址信息，建立并维护自己内部的MAC地址表。
如图8-15所示，为二层交换机工作原理示意图。
图8-15 二层交换原理。
简述二层交换机的转发原理
简述二层交换机的转发原理二层交换机是现实网络中应用最为广泛的一种交换机，其主要作用是根据目的MAC地址将数据帧转发到指定端口，实现数据的局域网内的转发。
其转发原理主要包括学习、过滤和转发三个过程。
下面将逐一进行详细阐述。
1. 学习过程：当一个数据帧到达交换机的某个端口时，交换机会提取数据帧的源MAC地址。
交换机会将该源MAC地址与该端口进行绑定，建立源MAC地址到端口的映射关系。
如果交换机中没有与该源MAC地址对应的条目，则会添加一条新的映射关系。
这样，交换机的学习过程就是不断更新和维护源MAC地址与端口的映射。
2. 过滤过程：交换机中的过滤过程主要是在学习过程的基础上，实现了对不同VLAN的数据帧的区分和过滤。
交换机可以通过配置VLAN的端口成员关系，将不同端口划分到不同的VLANs中。
在过滤过程中，交换机会根据目的MAC地址和所属VLAN，查找MAC地址表，确定数据帧要转发到的端口。
交换机只会将数据帧转发到目标端口，从而实现了对局域网内数据流量的过滤。
3. 转发过程：当交换机接收到一个数据帧时，会根据目的MAC地址查找MAC地址表。
如果MAC地址表中存在与目的MAC地址相匹配的条目，则交换机会将数据帧转发到与目的MAC地址对应的端口。
如果MAC地址表中不存在与目的MAC地址相匹配的条目，则交换机会根据广播地址进行广播，将数据帧发送到所有的端口（除了接收数据帧的端口外）。
这样，局域网内的所有设备都可以接收到该数据帧。
另外，当交换机接收到的数据帧的目的MAC地址是交换机自身的MAC地址时，交换机会丢弃该数据帧，从而避免了数据帧无限循环的问题。
总结起来，二层交换机的转发原理是通过学习过程建立起源MAC地址与端口的映射关系，并通过过滤过程实现对不同VLAN的数据帧的区分和过滤。
在转发过程中，交换机会根据目的MAC地址查找MAC地址表，并将数据帧转发到与目的MAC地址对应的端口。
如果目的MAC地址在MAC地址表中不存在，则进行广播处理，从而保证数据帧可以到达局域网内的所有设备。
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非常重要的网络设备，它能够实现局域网内部计算机之间的快速数据交换和通信。
二层交换机的工作原理主要包括MAC地址学习、转发决策和数据转发三个方面。
首先，二层交换机通过MAC地址学习功能来建立MAC地址表，也称为转发表。
当交换机接收到一个数据帧时，会查看数据帧中的源MAC地址，并将其与接收端口关联起来，从而建立起源MAC地址和端口的映射关系。
如果MAC地址表中已经存在该源MAC地址，则会更新该地址的时间戳；如果MAC地址表中不存在该源MAC地址，则会将该地址添加到MAC地址表中。
通过不断地接收和学习数据帧中的MAC地址，二层交换机能够逐渐建立起整个局域网内计算机的MAC 地址表。
其次，二层交换机利用转发决策功能来确定数据帧的转发方向。
当交换机接收到一个数据帧时，会查看数据帧中的目的MAC地址，并在MAC地址表中查找该地址对应的端口信息。
如果MAC地址表中存在该目的MAC地址，则交换机会将数据帧转发到相应的端口；如果MAC地址表中不存在该目的MAC地址，则交换机会将数据帧广播到所有的端口。
通过这种方式，二层交换机能够根据目的MAC 地址来决定数据帧的转发方向，实现数据帧的有针对性转发。
最后，二层交换机通过数据转发功能来实现数据帧的转发。
当交换机确定了数据帧的转发方向后，会将数据帧从接收端口转发到目标端口，从而实现数据帧的传输。
在数据转发过程中，交换机会根据目的MAC地址和端口信息来进行数据帧的转发，确保数据能够准确、快速地到达目标计算机。
总的来说，二层交换机通过MAC地址学习、转发决策和数据转发三个方面的工作原理，实现了局域网内计算机之间的快速数据交换和通信。
它在现代网络中扮演着非常重要的角色，为局域网的正常运行提供了必要的支持和保障。
二层转发与三层转发原理
二层转发与三层转发原理1. 二层转发原理在计算机网络中，二层转发是指在数据链路层进行的转发操作。
数据链路层是OSI模型中的第二层，负责将网络层的数据报传输到物理层进行发送。
在二层转发中，数据帧被转发到与目标设备相连的物理接口上。
1.1 MAC地址二层转发过程中，利用MAC（Media Access Control）地址来识别设备。
每个网络接口都有一个唯一的MAC地址。
MAC地址是一个48位的标识符，通常表示为6个十六进制数，用冒号或者短横线分隔开。
MAC地址由厂商分配并烧录到网络设备中。
1.2 MAC学习在二层网络中，交换机是负责二层转发的设备。
交换机通过学习MAC地址来建立MAC地址表，也称为转发表。
当一个数据帧到达交换机的某个接口时，交换机会查看该数据帧的目标MAC地址。
如果目标MAC地址在交换机的转发表中已经存在，则交换机会将该数据帧转发到转发表中对应的接口。
如果目标MAC地址不在转发表中，则交换机会将该数据帧广播到除了源接口以外的所有接口上。
同时，交换机会更新转发表，将源MAC地址与接收到数据帧的接口关联起来，以便将来可以直接转发数据到对应的接口。
1.3 交换机工作原理交换机的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.当一个数据帧到达交换机的某个接口时，交换机会检查该数据帧的目标MAC地址。
2.交换机会根据目标MAC地址查找转发表，确定接收到该数据帧的接口。
3.如果该接口是广播或者多播接口，交换机会将数据帧转发到所有除了源接口以外的接口上。
4.如果该接口是单播接口，交换机会将数据帧只转发到该接口上。
5.交换机会更新转发表，将源MAC地址与接收到数据帧的接口关联起来。
2. 三层转发原理三层转发是在网络层进行的转发操作。
网络层是OSI模型中的第三层，负责处理逻辑地址（IP地址）和路由。
2.1 IP地址在互联网中，IP（Internet Protocol）地址是用于唯一标识互联网上的设备的逻辑地址。
以太网二层交换原理
10M以太网是世界上应用最广泛的局域网。10M以太网物理层定义 了3个标准规格，分别是10Base-2（细缆）、10Base-5 （粗缆） 和10Base-T（双绞线）。粗缆和细缆标准的网络拓扑结构是总线 型的，10Base-T（双绞线标准）是后期出现的以太网络，其拓扑 结构是星型的，由于其组网方便，所以应用十分广泛。
A
126
B 16.382
1 128.1
126 16.777.214
191.254
65.534
C 2.097.150 192.0.1 223.255.254
254
主机号码全0的IP地址，表示网络的地址。如：202.38.160.0表示网络号为202.38.160的 网络，通常用于配置网段路由。
主机号码全1的IP地址，表示广播地址。如：202.38.160.255 全1地址255.255.255.255，也表示广播地址。多用于无盘工作站（启动时，无盘工作站 不知道自己的网段地址）。
链路控制
2021/4/9
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2021/4/9
课程内容
第一章 IP原理 第二章 以太网原理 第三章 ET1二层交换原理
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以太网技术
通过IP层可以实现不同的网络互联，反过来说，IP层可以承载在多种链路层之上，如X.25、 帧中继、SDH、ATM等，而以太网技术（Ethernet）无疑是当前IP数据业务最常见的承载方式了。
网络号码为127.X.X.X，这样的网络号码用作本地软件回送测试（Loopback test）之用。 如：127.0.0.1
2021/4/9
11
IP路由
在路由器中，寻找一条将报文从信源机传往信宿机的传输 路径的过程，称之为寻径。在路由器中，寻径采用的是表驱动 的方式。
描述两层交换机的工作原理和过程
两层交换机工作原理和过程
一、数据链路层处理
两层交换机在处理数据时，首先会对数据链路层进行处理。
数据链路层负责数据的链路级传输，包括帧的发送和接收、错误检测以及流控制等。
两层交换机在这一层主要负责解析和生成数据帧，并根据数据帧中的信息进行相应的处理。
二、MAC地址表自学习
两层交换机具有MAC地址表自学习的功能。
当交换机首次启动时，MAC地址表是空的。
当交换机接收到一个数据帧时，它会检查数据帧中的源MAC地址，并在MAC地址表中添加相应的条目。
这样，交换机就能够知道每个MAC地址所在的端口，以便在后续的数据帧转发中快速找到目标端口。
三、数据帧转发
两层交换机使用MAC地址表进行数据帧的转发。
当交换机接收到一个数据帧时，它会检查数据帧的目的MAC地址，并在MAC地址表中查找相应的条目。
如果找到了匹配的条目，交换机就会将数据帧发送到相应的端口；如果没有找到匹配的条目，交换机就会将数据帧广播到所有端口，以便找到目的主机。
四、差错检测与数据确认
两层交换机还具备差错检测和数据确认的功能。
在数据传输过程中，交换机会对数据帧进行校验和计算，以确保数据的完整性。
如果发现数据帧有错误，交换机就会丢弃该数据帧并向发送方发送一个否
定确认（NACk），告知发送方重新发送数据帧。
通过这种方式，两层交换机能够保证数据的可靠传输。
综上所述，两层交换机通过处理数据链路层、自学习MAC地址、转发数据帧、差错检测与数据确认等功能，实现了高效的局域网通信。
这些功能的实现不仅提高了网络传输效率，也确保了数据传输的可靠性。
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。
二层交换机基本原理及转发流程
二层以太网交换机基本原理及转发流程本文简要介绍了二层以太网交换机的转发机制，主要目的是帮助读者进一步了解交换机的基本原理及转发流程，以期有利于更好的从事设备维护工作和建立于进一步学习的索引。
1.二层转发流程1.1.MAC地址介绍MAC地址是48 bit二进制的地址，如：00-e0-fc-00-00-06。
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(问题1：以03开头的MAC地址是单播MAC地址还是多播MAC地址)广播地址：48位全1，如：ff-ff-ff-ff-ff-ff注意：1）普通设备网卡或者路由器设备路由接口的MAC地址一定是单播的MAC地址才能保证其与其它设备的互通。
2）MAC地址是一个以太网络设备在网络上运行的基础，也是链路层功能实现的立足点。
1.2.二层转发介绍交换机二层的转发特性，符合802.1D网桥协议标准。
交换机的二层转发涉及到两个关键的线程：地址学习线程和报文转发线程。
学习线程如下：1）交换机接收网段上的所有数据帧，利用接收数据帧中的源MAC地址来建立MAC地址表；2）端口移动机制：交换机如果发现一个包文的入端口和报文中源MAC地址的所在端口(在交换机的MAC地址表中对应的端口)不同，就产生端口移动，将MAC 地址重新学习到新的端口；3）地址老化机制：如果交换机在很长一段时间之内没有收到某台主机发出的报文，在该主机对应的MAC地址就会被删除，等下次报文来的时候会重新学习。
注意：老化也是根据源MAC地址进行老化。
报文转发线程:1）交换机在MAC地址表中查找数据帧中的目的MAC地址，如果找到，就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到，就向所有的端口发送；2）如果交换机收到的报文中源MAC地址和目的MAC地址所在的端口相同，则丢弃该报文；3）交换机向入端口以外的其它所有端口转发广播报文。
交 换 技 术
如图5-6所示，假定我们需要从S向R1和R2发送分组。在单播中，每个分组将分别 向R1和R2分别发送。在组播中，S只发送每个分组一次，如果需要，则在中间 节点进行分组复制，每条链路中最多只出现一次相同的分组。而在广播中， 每个节点将把收到的分组从所有接口中（除了收到分组的接口）发送出去。
返回
计算机网络
就VoIP而论，为了能够进行QoS，内容智能需要包括区分呼叫目的， 例如本地或长途。内容智能是一种强大的特性。然而，交换机使用内容 智能的主要目的是QoS和安全，而不是为了执行基本的数据包转发。请 看表5-1，图5-5所示。
表5-1 OSI参考模型的层次及其各自的PDU （Protocol Data Unit，协议数据单元）
从广义上讲，任何数据的转发都可以叫做交换。但是，传统的、 狭义的第2层交换技术，仅包括数据链路层的转发。
1.1 第2层交换
第2层交换技术可以识别数据帧中的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MAC地址表中。
老式的第二层交换机中全部的网络设备都必须属于相同的子网，并 且为地址解析目的而交换广播数据包。对于被分组为共同广播数据包的 网络设备，它们组成单个广播域。第二层交换机在整个广播域中扩散未 知的单播、多播和广播的通信流量。基于上述原因，广播域内的全部网 络设备需要处理所有的扩散通信流量。伴随着广播域规模的增长，由于 需要执行任务来处理很多不必要的通信流量，所以广播域内的网络设备 就不堪重负。这种告诫也阻止网络拓扑的增长。
第3层交换技术到今天已经相当成熟，同时，3层交换机也从来没有停止过发展。 第3层交换技术及3层交换设备的发展，必将在更深层次上推动整个社会的信 息化变革，并在整个网络中获得越来越重要的地位。
交换机的二层通信原理和配置
交换机的二层通信原理和配置1.引言1.1 概述交换机作为网络中的重要设备之一，扮演着实现局域网内计算机通信的关键角色。
它可以通过学习和记录设备的MAC地址，将数据包从一个端口转发到另一个端口，实现快速、准确的数据传输。
二层通信则是指在局域网内，通过交换机传输数据的过程。
在二层通信中，数据包是以帧的形式传递的。
每个帧包含源MAC地址和目的MAC地址，交换机通过分析这些地址信息，可以将数据包准确地发送到目的设备。
交换机会保存目的MAC地址，以便日后再次传输时能够直接发送，提高通信的效率。
交换机的配置对于实现稳定的二层通信至关重要。
基本配置包括设置交换机的主机名称、IP地址和子网掩码等，这些信息可以帮助交换机与其他设备进行正常通信。
此外，还可以配置VLAN、端口速率和双工模式等高级设置，以满足不同网络环境下的需求。
总结来说，本文将介绍交换机的二层通信原理和配置。
首先，我们将详细解释什么是二层通信，以及其原理和工作原理。
然后，我们将探讨交换机的基本配置和高级配置，以帮助读者了解如何正确地配置交换机以实现稳定的网络通信。
最后，我们将总结二层通信原理和强调交换机配置的重要性，希望能为读者提供有关交换机的全面知识。
1.2文章结构1.2 文章结构在本篇文章中，我们将首先介绍交换机的二层通信原理，包括什么是二层通信以及其原理。
接着，我们将详细讨论交换机的配置，包括基本配置和高级配置。
最后，我们将对整篇文章进行总结，强调二层通信原理的重要性以及交换机配置的重要性。
通过这样的文章结构，读者将能够全面了解交换机的二层通信原理以及如何进行相应的配置。
我们希望通过这篇文章，读者能够获得对交换机的深入理解，并能够灵活应用这些知识进行网络的建设和优化。
1.3 目的本文的目的是探讨交换机的二层通信原理和配置。
通过了解二层通信的基本概念和原理，以及熟悉交换机的配置方法，读者将能够深入了解网络中数据在二层之间是如何传递的，并掌握如何正确配置交换机以确保网络的顺畅运行。
二层转发和三层路由原理
二层转发和三层路由原理二层转发和三层路由原理一、什么是二层转发和三层路由•二层转发是指在局域网或广域网中，通过物理地址（MAC地址）来进行数据包的传输和转发的过程。
•三层路由是指在网络中，通过网络地址（IP地址）来进行数据包的传输和路由选择的过程。
二、二层转发原理1.物理地址（MAC地址）–物理地址也称为MAC地址（Media Access ControlAddress），是网卡（网络适配器）的唯一标识。
–MAC地址由48位二进制数表示，通常以十六进制的方式显示。
–MAC地址由两部分组成：前24位称为组织唯一标识符（OUI），用于标识网卡的制造商；后24位称为扩展标识符（EI），用于标识具体的网卡。
2.二层转发过程–当主机A需要向主机B发送数据包时，主机A首先会将数据包封装成数据帧（Frame）。
–数据帧中包括目的MAC地址、源MAC地址、数据等信息。
–主机A将数据帧发送到本地网络的交换机。
–交换机接收到数据帧后，通过目的MAC地址来查找目的主机B的位置。
–如果交换机已经学习到了主机B的MAC地址，那么它将数据帧直接转发给主机B；如果没有学习到主机B的MAC地址，那么它将数据帧广播到所有的端口，并更新自己的学习表。
–主机B接收到数据帧后，根据目的MAC地址来判断是否是自己的数据。
3.二层转发的优点和缺点–优点：二层转发速度快、效率高，适用于局域网或数据中心等规模较小的网络环境。
–缺点：二层转发只能在同一个广播域内进行，无法跨越不同的网络进行通信。
三、三层路由原理1.网络地址（IP地址）–IP地址是网络中设备的逻辑地址，用于标识设备所属的网络和主机。
–IP地址由32位二进制数表示，通常以点分十进制的方式显示。
2.路由表–路由表是路由器中存储的用于决策数据包转发的表格。
–路由表中包含了网络地址和下一跳路由器的信息。
3.三层路由过程–当主机A需要向主机B发送数据包时，主机A首先会将数据包封装成IP数据报。
二层报文转发流程
二层报文转发流程二层报文转发流程是指在网络通信中，数据从源设备发送到目标设备的过程。
在这个过程中，二层报文扮演着重要的角色，负责将数据从一个网络节点转发到下一个网络节点。
本文将详细介绍二层报文转发流程。
一、二层报文概述二层报文是以太网帧（Ethernet Frame）的一种形式，它包含了源MAC地址、目标MAC地址、数据以及一些控制字段。
以太网帧是数据链路层的数据单元，它在网络中扮演着数据传输的重要角色。
1. 源设备发送数据当源设备需要发送数据时，它会将数据封装成以太网帧。
首先，源设备会获取目标设备的MAC地址，这可以通过发送ARP请求来获取。
然后，源设备将目标MAC地址、源MAC地址、数据以及一些控制字段组成以太网帧。
2. 二层报文传递到交换机源设备发送的以太网帧会通过物理介质（如以太网电缆）传递到交换机。
交换机是一个多端口设备，它可以连接多个网络设备。
当以太网帧到达交换机时，交换机会根据目标MAC地址来决定将帧转发到哪个端口。
3. 交换机学习MAC地址当交换机接收到一个以太网帧时，它会检查帧中的目标MAC地址。
如果交换机的MAC地址表中已经记录了该目标MAC地址所对应的端口，那么它会直接将帧转发到对应的端口。
如果交换机的MAC地址表中没有记录该目标MAC地址，那么它会将该帧发送到除了接收端口之外的所有端口上。
4. 交换机广播帧当交换机接收到一个以太网帧，但MAC地址表中没有记录该目标MAC地址时，它会将该帧发送到除了接收端口之外的所有端口上。
这个过程称为广播（Broadcast）。
这样做的目的是为了让其他设备学习到该目标MAC地址。
5. 目标设备接收以太网帧当交换机将以太网帧发送到目标设备所在的端口时，目标设备会接收到该帧。
目标设备会检查帧中的目标MAC地址是否与自己的MAC 地址匹配。
如果匹配成功，目标设备会将帧解析出数据，并进行后续处理。
如果匹配失败，目标设备会丢弃该帧。
6. 目标设备发送响应如果目标设备需要向源设备发送响应数据，它会将数据封装成以太网帧，并以类似的方式发送给交换机。
简述二层交换机在转发数据帧时遵循的规则
简述二层交换机在转发数据帧时遵循的规则
二层交换机在转发数据帧时遵循以下规则：
1. 根据MAC地址转发：二层交换机通过学习源MAC地址来
建立一个MAC地址表，记录每个端口与其对应的MAC地址。
当接收到一个数据帧时，交换机会查找目标MAC地址在
MAC地址表中对应的端口，并将数据帧只发送到相应的端口。
2. 广播：如果目标MAC地址是广播地址（全部为"1"），即FF:FF:FF:FF:FF:FF，交换机会将数据帧发送到所有连接的端口。
3. 网络未知：如果交换机无法找到目标MAC地址的对应端口，它会将数据帧发送到所有连接的端口（除了源端口），这被称为泛洪（Flooding）。
4. 循环检测：交换机需要确保不会导致网络中的环路（Loop）。
它会通过使用例如生成树协议来剔除环路，以确
保数据帧不会无限循环在网络中传播。
总结起来，二层交换机通过学习和记录MAC地址，对目标MAC地址进行查找并将数据帧发送到对应的端口。
如果目标MAC地址未知或是广播地址，交换机会将数据帧发送到所有
连接的端口。
交换机还需防止出现环路，保证网络的稳定运行。
ping过程二三层转发原理
ping过程二三层转发原理ping过程二三层转发原理介绍在计算机网络中，ping是一个常用的命令行工具，用于测试两台主机之间的可达性。
本文将从浅入深地解释ping过程中涉及到的二三层转发原理。
IP数据包在进行ping测试时，首先需要理解IP数据包的结构。
IP数据包由首部和数据部分组成。
首部包含了源IP地址、目的IP地址、协议类型等信息。
基于IP地址的路由选择路由表为了使IP数据包能够在网络中正确传递，每个路由器都维护着一个路由表。
路由表存储了与其他路由器相邻的接口以及该接口对应的IP地址。
最长前缀匹配当一个路由器收到一个IP数据包时，它会根据目的IP地址在路由表中进行查找。
路由表中的每一项都包含了一个网络前缀、子网掩码和下一跳地址。
路由器通过与目的IP地址进行最长前缀匹配来确定数据包的下一跳。
转发过程路由器根据最长前缀匹配找到下一跳地址后，会将IP数据包的首部中的目的IP地址替换成该下一跳地址，并将数据包通过相应的接口转发给下一跳路由器。
ARP解析ARP（Address Resolution Protocol）是在二层网络中解决IP地址到MAC地址的映射问题的协议。
ARP缓存在进行ARP解析之前，计算机会首先检查自己的ARP缓存。
ARP 缓存中存储了已经解析过的IP地址和对应的MAC地址。
广播ARP请求如果ARP缓存没有找到对应的MAC地址，计算机会发送一个广播ARP请求到本地网络上的所有设备，请求它们提供对应IP地址的MAC 地址。
ARP响应如果某台设备收到了一个与自己IP地址匹配的ARP请求，它会向发出请求的设备发送一个ARP响应，包含自己的MAC地址。
二三层转发当数据包到达目的主机所在的局域网，需要进行二三层的转发。
二层数据帧在进行二三层转发之前，IP数据包首部会被封装到二层的数据帧中。
数据帧包含了源MAC地址、目的MAC地址和数据部分。
MAC地址学习交换机会通过监听网络的数据帧，学习到每个接口上连接的MAC 地址，并将其记录在转发表中。
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二层交换数据帧的处理过程
二层交换是一种在网络中传输数据帧的技术。
它通过学习和构建转发表，将接收到的数据帧从一个端口转发到另一个端口，以实现网络中主机之间的数据通信。
以下是二层交换数据帧的处理过程：
1.数据帧的接收：
当网络上的主机A发送数据帧到二层交换机上时，交换机会通过物理接口接收数据帧。
这些数据帧包含目标MAC地址、源MAC地址和数据等信息。
2.MAC地址的学习：
交换机会将数据帧中的源MAC地址和连入该接口的端口关联起来，并将其添加到转发表中。
转发表记录了端口和对应的MAC地址信息。
3.转发表的查询：
当交换机接收到新的数据帧后，会首先查找转发表，以确定目标MAC 地址关联的端口。
如果转发表中存在目标MAC地址的记录，则将数据帧转发到相应的端口。
否则，交换机将广播数据帧到所有端口（除了接收到该数据帧的端口），以寻找目标主机。
4.广播和洪泛限制：
如果交换机无法在转发表中找到目标MAC地址的记录，它将向该数据帧的源地址以外的所有端口广播该数据帧。
这样，在网络中的所有主机都能接收到该数据帧。
为了避免网络中的洪泛现象，交换机会限制广播的范围，只在必要的范围内广播。
5.数据帧的转发：
当交换机确定了数据帧的目标MAC地址的对应端口后，它会将该数据帧转发到该端口。
这样，交换机只需将数据帧发送到目标主机，而不需要广播到整个网络。
6.涉及多个交换机的转发：
如果目标主机不在当前交换机直接连入的网络中，而是在其他交换机的网络中，交换机会根据目标主机所在的网络段转发数据帧到相应的交换机。
这个过程被称为跨交换机转发。
7.数据帧的剥除：
当数据帧到达目标主机所连接的交换机时，数据帧将从交换机的端口发送到目标主机的NIC（网络接口控制器）。
在目标主机上，数据帧将被剥离，以提取数据帧中的数据。
剥离后的数据将被目标主机的操作系统处理，并传递给适当的应用程序进行处理。
通过上述的处理过程，二层交换可以实现高效的数据传输，同时也能减少网络中的广播和洪泛现象，提高整个网络的性能和可靠性。