Layer 2 Switching Basic

发布时间 2023-09-23 21:23:07作者: 魏阳阳

Layer 2 Switching Basic

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Repeater(中继器)

BNS最早的拓扑网络方式,只能连接在两个终端。

工作原理放大信号

Hub(集线器)

集线器与中继器的区别:

  1. 中继器只能连接两个终端
  2. 集线器可连接多个终端

半双工(单向通信)

就像对讲机一样,同一时间只允许单项通讯,一方通讯完毕另一方能讲话---->这种过程叫半双工

Bridge(桥)

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根据表格记录的映射的关系

相比于Hub,桥模式里面有一个表,表中记录着端口和端口之间的映射关系(会根据表格转发数据)

也相当于当时最早的Table了

表格都表示什么?

Bridge 1 表示1号端口连接着A B,2号端口连接着C D E

Bridge 2 表示1号端口连接着A B C,2号端口连接着D E

Switch(交换机)

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  • 交换机有多个端口,桥只有少量端口
  • 现在市面上的交换机基本都是全双工,也就是可以同时通信(现在就像打电话一样,两个人可以同时说话)

CSMA/CD

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Colision Domain 碰撞域(冲突域)

同时发送数据会发生碰撞(冲突),会产生丢包的情况,所以有了CSMA/CD(载波多路侦听),这个只有半双工的时候才会出现,当网络时半双工时就会自动启用CSMA/CD。

也就相当于在两条道拥挤的马路上有交警指挥着交通,先让这边通过,在让那边通过,一直检测着。

Collision and Broadcast Domain(碰撞域and广播域)

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左边的图:是一个冲突域,一个广播域

右边的图:5个碰撞域

交换机每一个端口就是一个碰撞域(如果两台交换机相连,算一个碰撞域)

Collision and Broadcast Domain Practice

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第一个图片

先看上面的图片,首先我们知道的是Hub工作在物理层,虽然链接了这么多设备但还是属于一个网络。

  1. 但路由器工作在 3 Layer 可以隔离广播域,两边各是一个广播域,所以是两个广播域。
  2. Hub所连接的设备属于一个碰撞域,两边各有一个,所以是两个碰撞域

第二个图片

  1. 6个Hub总共是6个冲突域,交换机与交换机相连是一个碰撞域,所以总共7个碰撞域
  2. 交换机工作在2 Layer 无法隔离广播域 整个图中也没有路由器,所以是一个广播域

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第一个图片

1.首先没有看到路由器,有物理层设备和2 Layer 交换机,所以是一整个广播域
2.Hub是一整个碰撞域与交换机相连,交换机4个接口与设备相连,所以是4个碰撞域

第二个图片

  1. 首先 3 Layrt Router 将网络划分成3个网段,所以是三个广播域
  2. Bridge也有类似于交换机的表,所以最上面是三个碰撞域,左边三台交换机与设备相连是两个碰撞域 交换机相连是两个碰撞域,交换机与路由器相连是一个碰撞域,三个碰撞域,Hun与3台设备相连算作一个碰撞域。3+5+1=9个碰撞域

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最重要的两个字节是:Type and FCS

  1. Type:可以告诉上层也就是三层,IPV4、IPV6 | 告诉下层也就是物理层 使用不同的媒介(PPPOE、光纤、网卡、RJ-45、Fiber)
  2. FCS(校验和):做一个HAsh放进FSC中,收到数据会对比数据一致接收,不一致丢弃。

Ethernet Frames (Physical Layer)

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不同的介质

  1. 带T的是铜线RJ-45
  2. SX和LX是光纤(因为没有带T),SX Short 短距离传输(双模),LX长距离传输(单模)

Switching Basic(交换基础)

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这里比较重要的是MAC地址表:

  1. MAC地址

  2. 端口

  3. 如何学习MAC地址

  4. 如何转发数据帧

  5. 如何防止环路

重点研究:交换机刚打开是空白的,如果插上几个设备,那么就会生成数据产生Table,交换机如何产生数据?

Switch Address Learning(交换机学习地址)

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CAM表和MAC Table是一样的

A发送数据,交换机就知道了A这个端口所连接的MAC地址

A知道B的MAC地址,但交换机不知道B在哪里,所以就会发送广播,如果PCC PCD收到数据,则会丢弃数据包。
B收到后,发现是自己的就会相应,B产生回应会产生数据包,B回应产生的数据中会带有MAC地址,交换机看到B的数据包里源地址就会记录在MAC Table中(也就是B回应的时候交换机就将这个端口映射B得MAC地址,下次有数据发给B的时候,交换机会查看MAC Table查看B的映射关系,然后将数据包直接发给B所对应的MAC地址的端口)
所以这个时候交换机知道A在哪里,就会直接将数据发送给A,如果都发送数据,那么就会学到所有端口的映射关系

交换机收到一个单播未知帧的时候就会做出广播行为