1、, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-1,数据链路层与交换机,构建一个简单的网络, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-2,数据链路层的功能,数据链路层 位于网络层与物理层之间, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-3,数据链路层的功能,数据链路层的功能 数据链路的建立、维护与拆除 帧包装、帧传输、帧同步 帧的差错恢复 流量控制,什么是以太网,以太网的拓扑
2、结构形式 总线型 星型 令牌环型, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-4,数据链路层的特点,数据链路层会解决以下问题,如果中间的线路是共享的，这条链路在同一时间由谁来使用呢？如何来保证这些主机能有序的使用共享线路，不发生数据的冲突？, 如果主机A发出一个数据包给主机B，如何标识主机A和主机B呢？这就是主机的地址问题。, 主机之间发送的数据，需要保证双方互相都能读懂，那么它们发送的数据的格式，是不是需要有一个统一的规范呢？, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
3、,ICND1 v1.01-5, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-6,以太网采用CSMA/CD,CSMA/CD带冲突检测的载波监听多路访问以太网采用CSMA/CD避免信号的冲突工作原理 发送前先监听信道是否空闲， 若空闲则立即发送数据。 在发送时，边发边继续监听 若监听到冲突，则立即停止 发送 等待一段随机时间（称为退 避）以后，再重新尝试, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-7,以太网MAC地址,以太网地址用来识别一个以太网上的某
4、个单独的设备或一组设备,IBM,CISCO,例如： 00061be3936c 000d28beb642, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-8,以太网帧格式,802.3 以太网帧格式,7字节,6字节,6字节,前导码,目的地址,源地址,类型/长度,数据,帧校验序列,461500字节,4字节,1字节,2字节,帧启始定界符, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-9,以太网标准,物理层,数据链路层,逻辑链路控制子层（LLC),介质访问控制子层
5、（MAC),以太网,IEEE802.2,IEEE802.3, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-10,MAC子层与LLC子层,介质访问控制（MAC）子层（802.3） 将上层交下来的数据封装成帧进行发送(接收时进行相 反的过程，将帧拆卸) 实现和维护介质访访问控制协议，例如CSMA/CD 比特差错检测 MAC帧的寻址，即MAC帧由哪个站（源站）发出，被 哪个站哪些站接收（目的站）,MAC子层与LLC子层, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1
6、.01-11,逻辑链路控制（LLC）子层（802.2） 建立和释放数据链路层的逻辑连接 提供与上层的接口 给帧加上序号,以太网交换机, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-12,交换机是用来连接局域网的主要设备 交换机能够根据以太网帧中目标地址智能的转发数据， 因此交换机工作在数据链路层 交换机分割冲突域，实现全双工通信,11,B,33,44,22,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3,主机11给主机33发送一个数据帧：目标地址：33源地址： 11, 2007 Cisco Systems, Inc.
7、All rights reserved.,ICND1 v1.01-13,交换机数据转发原理, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-14,交换机数据转发原理,A,11 1,交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作： 交换机A查找MAC地址表 交换机A学习主机11的MAC地址 交换机A向其他所有端口发送广播,11,B,33,44,22,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-15,交换机数据转
8、发原理,交换机B在接收到数据帧后，执行以下操作： 交换机B查看MAC地址表 交换机B学习源MAC地址和端口号 交换机B向所有端口广播数据包主机22，查看数据包的目标MAC地址不是自己，丢弃数据包,B,11 3,22, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-16,交换机数据转发原理,B,33,44,22,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3,11,交换机数据转发原理, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-17,33,44,在这
9、个过程中，交换机的MAC地址表中没有需要的条目，交换机通过广播的方式，转发了数据帧,交换机数据转发原理,ICND1 v1.01-18, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,主机33，接收到数据帧主机44，丢弃数据帧,B,33,44,22,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3,11,这时，主机44要给主机11发送一个数据帧：目标地址：11源地址： 44, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-19,交换机数据转发原理,B,11 3,44 2,交换机数
10、据转发原理, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-20,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，根据MAC地址表中的条目， 单播转发数据到端口3,A,11 1,44 3, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-21,交换机数据转发原理,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
11、端口1主机11，收到数据帧,B,33,44,22,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3,11,在这个过程中，交换机的MAC地址表中已经学到了需要的条目，交换机通过单播的方式，转发了数据帧,交换机数据转发原理, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-22,A,11 1,44 3,22 2,33 3,11 3,44 2,22 3,33 1,B,交换机数据转发原理, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-23,交换机最终的MAC地址
12、表, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-24,交换机数据转发原理,转发 交换机根据MAC地址表单播转发数据帧学习 MAC地址表是交换机通过学习接收的数据帧的源MAC地址来形成的广播 如果目标地址在MAC地址表中没有，交换机就向除接收到该数据 帧的端口外的其他所有端口广播该数据帧更新 交换机MAC地址表的老化时间是300秒 交换机如果发现一个帧的入端口和MAC地址表中源MAC地址的所 在端口不同，交换机将MAC 地址重新学习到新的端口,单工 只有一个信道，传输方向只能是单向的半双工 只有一个信道，在同一时刻，只能是
13、单向传输全双工 双信道，同时可以有双向数据传输,A,B,A,B,A,B,例如：寻呼机,例如：对讲机,例如：电话, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-25,单工、半双工与全双工,主机A,主机B,主机C,冲突域, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-26,冲突与冲突域,如果冲突过多，则传输效率就会降低,. . . . . .,冲突域1,冲突域2,冲突域3, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reser
14、ved.,ICND1 v1.01-27,分割冲突域,为了提高传输效率，分割冲突域, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-28,交换机背板交换矩阵结构,交换机的每个端口访问另一个端口时，都有一条专有的线路，不会产生冲突,. . . .,广播域,广播域,冲突域,冲突域,广播, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-29,冲突域与广播域,广播域指接收同样广播消息的节点的集合，如：在该集合中的任何一个节点传输一个广播帧，则所有其他能收到这个帧的节
15、点都被认为是该广播帧的一部分交换机分割冲突域，但是不分割广播域，即交换机的所有端口属于同一个广播域,交换机,发送,接收,FCS校验,缓存, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-30,交换机内部交换方式,存储转发,交换机,发送,接收, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-31,交换机内部交换方式,快速转发,交换机,发送,接收,冲突检测, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1
16、 v1.01-32,交换机内部交换方式,分段过滤（Fragment Free）, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-33,交换机产品介绍, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-34,交换机的访问方法,选择与交换机相连的串口, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-35,主机串口设置,点击（还原为默认值）,硬件平台,设备MAC地址,从FLASH中加载IOS,
17、2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-36,交换机的启动,IOS版本信息, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-37,交换机的启动, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-38,交换机的配置模式,用户模式：Switch特权模式：Switchenable Switch#全局配置模式：Switch#config terminal Switch(config)#接口模式：Switch(config)#interface f0/1 Switch(config-if)#Line模式：Switch(config)#line console 0 Switch(config-line)#, 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.,ICND1 v1.01-39,
