交换机基本原理

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,*,/22,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,/22,*,/22,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,交换机基本原理,软件学院,王长征,2016-5-20,主要内容,交换机的基本功能,一,交换机数据帧转发流程,二,交换机自学习算法,三,交换机的基本功能,交换机以,数据帧,为单位进行局域网设备之间的数据存储转发，通常使用双绞线连接计算机、打印机和路由器等设备，组成一个简单的局域网。,网络接口层,网络层,传输层,交换机工作协议层次,交换机是局域网互联设备，工作,TCP/IP,的网络接口层（对应,OSI,参考模型数据链路层和物理层），数据传输的基本单位是“,数据帧”,。,应用层,TCP/IP,协议栈结构,4012,192.168.1.212,0025.1144.6284,端口,IP,地址,MAC,地址,网卡芯片硬件地址,传输层向应用程序提供的对话管道,什么是,MAC,地址？,MAC,（,Media Access Control,）地址，也称为,介质访问控制地址,长度为,48bit,，即,6,个字节，具有全球,唯一,性，固化在网卡芯片只读存储器,ROM,中；,MAC,地址的前三个字节定义了机构编号，由,IEEE,的注册管理委员会,RAC,负责发放。,十六进制表示：,0C-2E-48-00-A1-30,，也可写成,形式。,数据封装层次,4012,192.168.1.212,0025.1144.6284,8000,200.1.1.1,Hello,！,Hello,！,Hello,！,4012,8000,Hello,！,4012,8000,200.1.1.1,192.168.1.212,IP,数据包,校验码,0025.1144.6284,0602.2251.0008,目的,MAC,地址,源,MAC,地址,交换机基本数据处理单位：数据帧,MAC,地址可以分为,单播地址,、,多播地址,和,广播地址,：,单播地址：第一字节最低位为,0,，如：,0,0,-e0-fc-00-00-06,多播地址：第一字节最低位为,1,，如：,0,1,-e0-fc-00-00-06,广播地址：,48,位全,1,，如：,ff-ff-ff-ff-ff-ff,前导,SFD,目的,MAC,源,MAC,长度,DATA,FCS,7,字节,1,字节,6,字节,6,字节,2,字节 最多,1500,字节,4,字节,局域网接收站的,MAC,地址,数据发送站的,MAC,地址,数据帧的封装格式,数 据 帧,物理层,MAC,层,前同步码,帧开始,定界符,7,字节,1,字节,8,字节,插入,IP,层,目的地址,源地址,类型,数 据,FCS,6,6,2,4,字节,46 1500,IP,数据报,MAC,帧,主要内容,交换机的基本功能,一,交换机数据转发流程,二,交换机,MAC,地址自学算法,三,交换机数据转发流程,E1,E3,E4,A,C,B,D,E2,交换机内存中的,MAC,映射表,交换机数据帧转发规则：,如果数据帧的目的地址在,MAC,映射表中，则转发到相应的端口；,如果数据帧的目的地址不在,MAC,映射表中，则向所有的端口转发（除数据帧来的端口）；,如果数据帧的目的,MAC,地址是广播地址（,ff-ff-ff-ff-ff-ff,），则向所有端口转发（除数据帧来的端口）。,交换机数据转发流程,E1,E3,E4,A,C,B,D,E2,交换机内存中的,MAC,映射表,AC:,C,DATA,目 源 数据,Step1:,构造数据帧,Step2:,以目的地址查表,Step3:,查表失败、广播,A,C,AB:,主要内容,交换机的基本功能,一,交换机数据转发流程,二,交换机,MAC,地址自学习算法,三,交换机,MAC,地址学习,交换机内存中的,MAC,映射表不是本来就有的，而是交换机在数据帧的转发过程中“,学习,”来的，交换机,MAC,地址学习就是,建立地址映射表的过程,。,学习方法：交换机接口接收到数据帧后，从数据帧中提取出,源地址,，然后查,MAC,映射表，若表中没有此项，则将源地址添加到表中，记录接收该帧的端口号。,MAC,地址学习过程,MAC,映射表,E1,E3,E2,E4,A,C,B,D,最初开机时,MAC,地址表是空的，,AC,学习过程如下：,Step1,：交换机从接口,E1,收到,AC,的帧，提取源地址,Step2,：以源地址查表，表查不到，则添加一行,0100.2001.1111,E1,交换机学习模拟实验,交换机学习模拟实验,Question 1,计算机网卡的,MAC,地址固化在,ROM,芯片中，还能修改吗？,不能进行物理修改，但可以利用网卡驱动程序提供的功能进行,逻辑修改,，,Windows,系统会用修改好的新地址进行数据封装。,逻辑上修改,MAC,地址,修改电脑,MAC,地址,Question 2,如何根据,MAC,地址查找局域网内中毒的计算机？,第一步，使用数据捕获软件找到中毒计算机的,MAC,地址；,第二步，登录局域网内交换机管理控制台，查找,MAC,表，找出该计算机的接入端口；,第三步，关闭该端口后，再次进行数据捕获分析，直到问题解决。,学习小结,1.,交换机基本功能,工作在数据链路层,按,MAC,表转发帧,2.,交换机帧的封装,帧长范围,641518,字节,=6+6+2+46,1500+4,三种帧类型：单播、多播、广播,3.,帧的转发过程,目的地址查询,MAC,表,查找失败启用广播,4.,交换机地址学习,学习源地址,按行启用定时器更新,谢谢！,