Eth基础知识的培训

端口
时间
11
1
n
1)交换机A查看MAC地址表； 2)如果MAC地址表有目的主机MAC地址则直接进行数据转发。如果没有，则交换机A向 除源数据发送端口外的其他所有端口发送广播；
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交换机A
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2
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6
交换 机B
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交换机A通过2端口和3端口发送广播
交换机B通过4端口在接收到数据帧后，执行以下操作： 交换机B学习源MAC地址和端口号，交换机B 现在的MAC地址表为：
VLAN的划分的方法和目的： VLAN划分方法： 1.基于端口划分。 2.基于MAC地址划分。 3.基于网络协议划分。 4.基于IP组播划分。 5.基于策略划分。 6.基于用户定义，非用户授权划分。
VLAN 的优势：
1.控制网络上的广播 VLAN可以提供建立防火墙的机制，因为网上的广播信息会很多，会使 网络性能恶化，VLAN可以防止交换网络的过量广播。 2.控制网络的安全性 因为一个VLAN就是一个单独的广播域，VLAN之前相互隔离，这大大提 高了网络的利用率，确保了网络的安全保密性。 3.增加了网络连接的灵活性 VLAN技术，能将不同地点，不同网络，不同的用户组合在一起，行程 一个虚拟的网络环境，就像使用本地LAN 一样的方便，灵活，有效。
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交换机A
1
2
5
6
交换 机B
交换机B在接收到数据帧后，执行以下操作： 交换机B学习源MAC地址和端口号； 交换机B查看MAC地址表，发现有主机11的相关信息，根据MAC地址 表中的内容，单播转发数据到端口3。
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此时交换机B的ＭＡＣ地址表如下表
地址 端口 时间
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4
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n
n
交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作： 交换机A学习源MAC地址和端口号； 交换机A查看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目，单播转发数据到端口1；
VALN间通信
主机A要和另一个网段的主机C通信
1. 计算机A从通信目标的IP地址（192.168.2.1）得出C与本机不属于同 一个网段。因此会向设定的默认网关转发数据帧。在发送数据帧之前， 需要先用ARP获取路由器的MAC地址。 2. 得到路由器的MAC地址R后，发送往C去的数据帧。数据帧中，目标MAC 地址是路由器的地址R、但内含的目标IP地址仍是最终要通信的对象C的 地址。 3. 从端口6发送数据帧时，由于它是汇聚链接，因此会被附加上VLAN识 别信息。
IEEE802.1Q
TPID的值，固定为0x8100。交换机通过TPID，来确定数据帧内附加了基于 IEEE802.1Q的VLAN信息。而实质上的VLAN ID，是TCI中的12位元。由于总共 有12位，因此最多可供识别4096个VLAN。
ISL

每个数据帧头部都会被附加26字节的“ISL包头（ISL Header）”，并且 在帧尾带上通过对包括ISL包头在内的整个数据帧进行计算后得到的4字 节CRC值。在使用ISL的环境下，当数据帧离开汇聚链路时，只要简单地 去除ISL包头和新CRC就可以了
下表总结了静态VLAN和动态VLAN的相关信息：
2.各类型端口在接收和发送报文时的处理。
各类型端口接收报文：
各类型端口发送报文：
汇聚链接

汇聚链接（Trunk Link）指的是能够转发多个不同VLAN的通信的端口 汇聚链路上流通的数据帧，都被附加了用于识别分属于哪个VLAN的特 殊信息


1.主机A发送的数据帧从交换机1经过汇聚链路到达交换机2时，在数据 帧上附加了表示属于红色VLAN的标记。 2.交换机2收到数据帧后，经过检查VLAN标识发现这个数据帧是属于红 色VLAN的，去除标记后，查看交换机MAC表，如果存在主机C的MAC信息 ，通过指定的端口发送出去。如果不存在，将数据帧只转发给其他属 于红色VLAN的端口。
此时交换机B的ＭＡＣ地址表如下表
地址 端口 时间
11
14
1
3
n
n
然后，主机11顺利收到数据帧
交换机三种交换 方式主要包括直通式、存储转发、碎片隔离 直通式：
直通方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩 阵电话交换机。它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获 取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入 与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。 优点：由于不需要存储，延迟非常小、交换非常快。 缺点：因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检 查所传送的数据包是否有误，不能提供错误检测能力。由于没有缓存，不 能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通，而且容易丢包。
存储转发：
计算机网络领域应用最为广泛的方式。它把输入端口的数据包先存储 起来，然后进行CRC（循环沉余码校验）检查，在对错误包处理后才取出 数据包的目的地址，通过查找表转换成输出端口送出包。正因如此，存储 转发方式在数据处理时延时大，这是它的不足，但是它可以对进入交换机 的数据包进行错误检测，有效地改善网络性能。尤其重要的是它可以支持 不同速度的端口间的转换，保持高速端口与低速端口间的协同工作
媒体流服务器
媒体流接收端
不同于广播，组播针对网络终端的一个子集。当网络 上只有部分终端需要某种数据的时候，采用组播方式 最方便。
交换机对组播的传统处理方式是向每个端口上转发多播数据包
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
媒体流服务器
媒体流接收端
媒体流服务器
媒体流接收端
希望的对待方式是，交换机只向需要组播数据的端口转发， 这需要交换机在CAM中建立多出口转发表项（G，出端口 集合），例如（G，{1，2，3}）。
IGMP窥探
媒体流服务器
IGMP加入消息
每当终端想要接收针对组G的组播 数据时，它发出IGMP加入消息，交 换机探测到这个消息，建立转发项 （G，{I}），其中I为终端所在的端 口。若另外有终端也加入G，则交 换机仅仅把另外终端所在端口加入 转发项即可。
IGMP窥探存在的问题
媒体流服务器
针对组G的组播数据流
VLAN分类：
1. 静态ＶLAN
静态VLAN又被称为基于端口的VALN,明确指定各端口属于哪个VLAN的设定方法。 缺点：由于需要一个个端口地指定，因此当网络中的计算机数目超过一定的数 字后，设定操作就会变得烦杂无比。
2.动态VLAN
动态VLAN则是根据每个端口所连的计算机，随时改变端口所属的VLAN。这就避 免的更设定之类的操作。 动态VLAN可以分为大致3类： 基于MAC地址的VLAN（MAC Based VLAN） 基于子网的VLAN（Subnet Based VLAN） 基于用户的VLAN（User Based VLAN）
交换机的MAC学习、转发流程
如下图，交换机A 、B ，主机11给主机13发送一个数据帧：假设初始交换机A 和B的 MAC地 址表都是空的。
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交换机A
1
2
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6
交换 机B
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13
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交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作： 交换机A学习主机11的MAC地址，则现在交换机A的MAC地址表为：
地址
地址 11 4
端口 n
时间
交换机B查看MAC地址表； 交换机B向除源数据发送端口外的其他所有端口发送广播包；
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交换机A
1
2
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6
交换 机B
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14
主机12，查看数据包的目标MAC地址不是自己，丢弃数据包； 主机13，接收到数据帧； 主机14，丢弃数据帧。
此时主机14要给主机11发送一个数据帧：
媒体流服务器 组播数据流
GMRP是一种交换设备和交换设备之 间，交换设备和终端设备之间的信息 交流协议，用来表达自己的请求和分 发自己的本地信息。
IEEE802.1Q和ISL
附加VLAN信息的方法，最具有代表性的有 IEEE802.1Q （ Dot One Q ） ISL(Inter Switch Link) IEEE802.1Q 是经过IEEE认证的对数据帧附加VLAN 识别信息的协议。 ISL 是支持的一种与IEEE802.1Q类似的，用于在汇 聚链路上附加VLAN信息的协议。
6.交换机收到数据帧后，根据VLAN标识信息从MAC地址列表中检索属于蓝 色VLAN的表项。由于计算机C连接在端口3上、且端口3为普通的访问链接 ，因此交换机会将数据帧除去VLAN识别信息后转发给端口3，最终计算机 C才能成功地收到这个数据帧。
2. 层交换机

带有路由功能的（二层）交换机
三层交换机的通信过程基本和二层交换机的相同，只是把路由器的功能 集成在了交换机中，二层交换机要通过路由完成的功能在三层交换机就 能实现。
交换机的收发包原理
工作在数据链路层，交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩 阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以 后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址 ）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送 到目的端口，目的MAC若不存在，广播到所有的端口，接收端口回应后交换 机会“学习”新的MAC地址，并把它添加入内部MAC地址表中。 使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照IP地址表，交换机只允许 必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的减少冲 突域，但它不能划分网络层广播，即广播域。
第一周知识总结： Eth基础知识的培训； 知识点要求： 1) VLAN; 2) 交换机收发包原理、MAC学习、转发流程； 3) IGMP; 4) ARP;
王维
VLAN基础