数据链路层

发布时间 2023-08-05 16:54:57作者: 楚颖i

数据链路层

数据单元:帧

工作设备:二层交换机/网卡


帧的结构


MAC地址

MAC地址即物理地址,全球唯一,前三位是厂商识别码。假设:6A-8E-1A-7B-90-12。MAC地址是以十六进制的形式表示,分成6小组,一个十六进制数可拆分成4位二进制数,因此这里每个小组是8位二进制数(1个字节),MAC地址的长度为48位(bit),6字节。

目标/源MAC地址:6字节


类型:

作用:识别上层协议,为上层提供服务。


0x0800:表示上层协议为IP协议

0x0806:表示上层为ARP协议

0x表示十六进制,类型由16位组成,占2字节。

帧头大小:14字节


IEEE标准

IEEE 802.3:有线网络连接(LAN),定义了有线网络中的物理层和数据链路层协议。

IEEE 802.11:无线网络连接(WLAN),定义了无线网络中的通信协议和技术。


上三层数据

上三层数据有个MTU值(最大传输单元),表示一个帧中的上三层数据大小最多为MTU(一般的MTU值为1500字节,可修改)。传输的上三层数据如果超过MTU值,就会分成多个帧进行传输。


帧尾(FCS)

帧尾:帧校验序列,占4个字节


因此一个帧的大小一般为:14+1500+4=1518字节。


交换机

作用:寻址和转发

交换机中组件:端口、MAC地址表等。


MAC地址表主要包括:

MAC Address:发送端的MAC地址

port:交换机上的端口号


交换机的端口:

端口速率:

E:Ethernet 10Mb/s

F:FastEthernet 100Mb/s

G:GigabitEthernet 1000Mb/s

E0/1 0为模块号,1为端口号(物理端口)


端口状态

up/down

down的3种可能:

  1. 人工down掉

  2. 速率不匹配

    自适应:自己调节适应环境

    端口速率自适应模式:当一个百兆端口与一个十兆端口相连时,百兆端口可降成十兆速率与十兆端口传输。

    固定速率模式的话,只能两个速率一样的端口相连,不然端口会处于down(下线)状态。

  3. 双工模式不匹配

    单工:只能用A传输数据给B。

    半双工:AB数据可互传,但不可同时传输。

    全双工:AB可同时互传数据。

    当一个半双工端口与一个半双工/双工自适应端口相连时,后者可自动调节成半双工来进行通信。

    如果自适应改成手工配置的话,必须得两个数据传输模式一致,不然端口会处于down(下线)状态。


工作原理

通过ARP协议获得目标MAC地址。

ARP协议:网址待续。。。。


简洁版:

收到一个数据帧后:

1、首先学习帧中的源MAC地址来形成MAC地址表

2、然后检查帧中的目标MAC地址,并匹配MAC地址:

如表中有匹配项,则单播转发

如表中无匹配项,则除接收端口外广播转发

3、MAC地址表的老化时间默认是300秒(可修改)

个人理解版:https://www.cnblogs.com/xhzccy/p/17608165.html

老化:即MAC地址记录的时间,一般300秒(可修改),收到同样的MAC地址信息时会更新时间戳(重新算300秒)。否则就删除。

当收到的数据帧的信息与MAC地址表上的记录不一致时,gpt说不会立即更新,原因:减少地址表更新频率,限制地址表空间使用。


交换机命令

网址待续。。。。