以太网和交换机工作原理ppt课件.ppt
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1、烟草培训专用烟草培训专用火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去数据链路层与交换机数据链路层与交换机数据链路层与交换机数据链路层与交换机火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 2/49本章目标本章目标v能够正确接入交换机,并掌握能够正确接
2、入交换机,并掌握Cisco交换机的基交换机的基本操作本操作 了解数据链路层的功能了解数据链路层的功能 了解以太网帧格式了解以太网帧格式 了解交换机的数据转发原理了解交换机的数据转发原理 熟悉熟悉Cisco交换机的几种操作模式交换机的几种操作模式火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 3/49本章结构本章结构数据链路层与数据链路层与交换机交换机以太网以太网启动信息启动信息数据转发原理数据转发原理全双工工作原理全双
3、工工作原理基本配置基本配置工作原理工作原理访问方法访问方法产品概述产品概述Cisco Catalyst 2900系列系列数据链路层数据链路层链路层设备链路层设备交换机交换机CSMA/CD配置模式配置模式功能功能帧格式帧格式MAC地址地址内部交换方式内部交换方式火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 4/49数据链路层的功能数据链路层的功能21v数据链路层数据链路层位于网络层与物理层之间位于网络层与物理层之间数据
4、链路层协议数据链路层协议 比特比特(Bit)帧帧(Frame)包包(Packet)主机主机A主机主机B数据单元数据单元火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 5/49数据链路层的功能数据链路层的功能22v数据链路层的功能数据链路层的功能数据链路的建立、维护与拆除数据链路的建立、维护与拆除帧包装、帧传输、帧同步帧包装、帧传输、帧同步帧的差错恢复帧的差错恢复流量控制流量控制火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留
5、恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 6/49以太网以太网v以太网工作在数据链路层以太网工作在数据链路层物理层协议物理层协议数据链路层协议数据链路层协议网络层协议网络层协议 比特比特 帧帧 包包12主机主机A主机主机B数据单元数据单元层层以太网以太网火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥
6、勇敢地冲出去Page 7/49什么是以太网什么是以太网v我们平常使用的局域网就是以太网我们平常使用的局域网就是以太网如果中间的线路是共享如果中间的线路是共享的,这条链路在同一时间的,这条链路在同一时间由谁来使用呢?如何来保由谁来使用呢?如何来保证这些主机能有序的使用证这些主机能有序的使用共享线路,不发生数据的共享线路,不发生数据的冲突?冲突?如果主机如果主机A A发出一个发出一个数据包给主机数据包给主机B B,如何标,如何标识主机识主机A A和主机和主机B B呢?这呢?这就是主机的地址问题。就是主机的地址问题。主机之间发送的数据,主机之间发送的数据,需要保证双方互相都能需要保证双方互相都能读懂
7、,那么它们发送的读懂,那么它们发送的数据的格式,是不是需数据的格式,是不是需要有一个统一的规范呢要有一个统一的规范呢?火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 8/49以太网采用以太网采用CSMA/CDvCSMA/CD带冲突检测的载波监听多路访问带冲突检测的载波监听多路访问v以太网采用以太网采用CSMA/CD避免信号的冲突避免信号的冲突v工作原理工作原理发送前先监听信道是否空闲,发送前先监听信道是否空闲,若空闲则
8、立即发送数据。若空闲则立即发送数据。在发送时,边发边继续监听在发送时,边发边继续监听若监听到冲突,则立即停止若监听到冲突,则立即停止发送发送等待一段随机时间(称为退等待一段随机时间(称为退避)以后,再重新尝试避)以后,再重新尝试火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 9/49以太网以太网MAC地址地址v以太网地址用来识别一个以太网上的某个单独的以太网地址用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一组设备设备或一组设
9、备 例如:例如:00061be3936c 000d28beb642IBMCISCO24比特比特(供应商(供应商标识标识)24比特比特(供应商对网卡的唯一编号)(供应商对网卡的唯一编号)对于目的地址对于目的地址:0物理地址(单播地址)物理地址(单播地址)1逻辑地址(组播地址)逻辑地址(组播地址)火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 10/49以太网帧格式以太网帧格式v802.3 以太网帧格式以太网帧格式数据链路
10、层封装数据链路层封装7字节字节6字节字节6字节字节前导码前导码目的地址目的地址源地址源地址类类型型/长长度度数据数据帧校验帧校验序列序列461500字节字节4字节字节1字字节节2字字节节帧帧启启始始定定界界符符物理层封装物理层封装大于大于0600H表示类型,小表示类型,小于于0600H表示长度表示长度火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 11/49以太网标准以太网标准物理层物理层数据链数据链路层路层逻辑链路控
11、逻辑链路控制子层制子层(LLC)介质访问控介质访问控制子层制子层(MAC)以以太太网网IEEE802.2IEEE802.3火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 12/49MAC子层与子层与LLC子层子层21v 介质访问控制(介质访问控制(MAC)子层()子层(802.3)将上层交下来的数据封装成帧进行发送将上层交下来的数据封装成帧进行发送(接收时进行相接收时进行相反的过程,将帧拆卸反的过程,将帧拆卸);实现和
12、维护介质访访问控制协议,例如实现和维护介质访访问控制协议,例如CSMA/CD;比特差错检测;比特差错检测;MAC帧的寻址,即帧的寻址,即MAC帧由哪个站(源站)发出,被帧由哪个站(源站)发出,被哪个站哪些站接收(目的站)。哪个站哪些站接收(目的站)。火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 13/49MAC子层与子层与LLC子层子层22v逻辑链路控制(逻辑链路控制(LLC)子层()子层(802.2)建立和释放数据
13、链路层的逻辑连接;建立和释放数据链路层的逻辑连接;提供与上层的接口;提供与上层的接口;给帧加上序号。给帧加上序号。火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 14/49以太网命名方法以太网命名方法vN信号物理介质信号物理介质N:以兆位为单位的数据速率,如:以兆位为单位的数据速率,如10、100、1000信号:基带还是宽带信号:基带还是宽带物理介质:标识介质类型物理介质:标识介质类型 例如:例如:100BASE-TX
14、数据速率为数据速率为100M基带,即物理介质为基带,即物理介质为以太网专用以太网专用UTP或或STP火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 15/49阶段总结阶段总结 数据链路层的功能数据链路层的功能以太网与数据链路层的关系以太网与数据链路层的关系以太网使用以太网使用CSMA/CD以太网地址以太网地址以太网帧格式以太网帧格式 火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛
15、毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 16/49阶段练习阶段练习J 以太网使用什么算法来避免冲突?工作原理是以太网使用什么算法来避免冲突?工作原理是什么?什么?J 以太网帧的长度范围是多少?以太网帧的长度范围是多少?火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 17/49以太网交换机以太网交换机v 交换机是用来连接局
16、域网的主要设备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,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,实现全双工通信交换机分割冲突域,实现全双工通信火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 18/49交换机数据转发原理交换机数据转发原理12111B334422AABBA端口端口1端口端口1端口端口2端
17、口端口2data端口端口3端口端口3主机主机11给主机给主机33发送一个数据帧:发送一个数据帧:目标地址:目标地址:33源地址:源地址:11火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 19/49交换机数据转发原理交换机数据转发原理122AMAC地址地址端口号端口号v交换机交换机A在接收到数据帧后,执行以下操作:在接收到数据帧后,执行以下操作:交换机交换机A查找查找MAC地址表地址表交换机交换机A学习主机学习主机11
18、的的MAC地址地址交换机交换机A向其他所有端口发送广播向其他所有端口发送广播11 1火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 20/49交换机数据转发原理交换机数据转发原理12311B334422AABBA端口端口1端口端口1端口端口2data端口端口2端口端口3端口端口3data火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,
19、不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 21/49交换机数据转发原理交换机数据转发原理124v交换机交换机B在接收到数据帧后,执行以下操作:在接收到数据帧后,执行以下操作:交换机交换机B查看查看MAC地址表地址表交换机交换机B学习源学习源MAC地址和端口号地址和端口号交换机交换机B向所有端口广播数据包向所有端口广播数据包v主机主机22,查看数据包的目标,查看数据包的目标MAC地址不是自己,丢弃数据包地址不是自己,丢弃数据包BMAC地址地址端口号端口号11 322data火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣
20、服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 22/49交换机数据转发原理交换机数据转发原理125B334422AABBA端口端口1端口端口1端口端口2data端口端口2端口端口3端口端口3data11data火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 23/49交换机数据转发原理交换机数据转发原理126v主机
21、主机33,接收到数据帧,接收到数据帧v主机主机44,丢弃数据帧,丢弃数据帧3344datadata在这个过程中,交换机的在这个过程中,交换机的MAC地址表中没有需要的条地址表中没有需要的条目,交换机通过广播的方式,目,交换机通过广播的方式,转发了数据帧转发了数据帧火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生,不可蜂拥而出或留恋财物,要当机立断,披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Page 24/49交换机数据转发原理交换机数据转发原理127B334422AABBA端口端口1端口端口1端口端口2端口
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