以太网交换培训

HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Page,*,单击此处编辑母版标题样式,Huawei Confidential,Slide title:32-35pt,Color:R153 G0 B0,Corporate Font:,FrutigerNext LT Medium,Font to be used by customers and,partners:,Arial,Slide text:20-22pt,Bullets level 2-5:,18pt,Color:Black,Corporate Font:,FrutigerNext LT Medium,Font to be used by customers and,partners:,Arial,The following nine groups of colors are an example of how our design colors can be used,please take note that you should only use one design color group per slide.,For specific usage details,refer to the“Typesetting Standard”.,Top right corner for field-mark,customer or partner logotypes.,-,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Content Page Title,35-40pt,Color:R153 G0 B0,Corporate Font:,FrutigerNext LT Medium,Font to be used by customers and partners:,Arial,Content Page Text:,28-30pt,Bullets level 2-5,20-30pt,Color:Black,Corporate Font:,FrutigerNext LT Medium,Font to be used by customers and partners:,Arial,Thank You,核心网,IP,技能培训（二）,以太网交换,2024/11/26,学习完此课程，您将会：,掌握,MAC,、帧和,VLAN,的基本概念,二层交换和三层交换的基本原理,VLAN,的扩展特性,链路聚合的概念和配置,目 标,Page 2,第,1,章 帧、,MAC,的概念和二层转发,第,2,章,VLAN,的基本概念和原理,第,3,章 三层交换机架构和转发结构和,VLAN,间路由,第,4,章,VLAN,的扩展特性,第,5,章 链路聚合,内容介绍,Page 3,OSI 二层-数据链路层,Application,Presentation,Session,Transport,IP,Date link,Physical,Application,Presentation,Session,Transport,IP,Date link,Physical,Page 4,常见的以太网,Frame,格式,最早的以太网格式的定义规范，由,Digital equipment Corp,，,Intel,，,Xerox,发展,后来被发展成,IEEE,标准，叫,ethernet(DIX),也叫,ethernet V2(ARPA).(,交换机和路由器的常用格式）,Ethernet V2,(ARPA),MAC DE,(6 byte),MAC SA,(6byte),Type,(2byte),Data,（,46,1500 byte,）,FCS,(4byte),802.3,标准，,IEEE,标准组织在,1980s,年代发展,802.3,MAC DE,(6 byte),MAC SA,(6byte),Length,（,2byte),Data,（,46,1500byte,）,FCS,(4byte),其它的以太网,Frame,格式包括：,802.3+802.2(LLC),802.3+802.2+SNAP,802.3,MAC DE,(6 byte),MAC SA,(6byte),Length,(2byte),DSAP,(1byte),SSAP,(1byte),CONTROL,（,1-2byte),OUI,(3byte),TYPE,(2byte),Data,FCS,(4byte),802.2,SNAP,Page 5,Frame参数-MAC 地址,MAC,地址,Media access control,，也叫硬件地址。为了控制在共享的介质的设备的访问，必须定义一个规则。,MAC,地址作用主要有,在共享介质中唯一标识某台设备。,控制设备的访问，当设备接受到一个,Frame,时，需要检查,DE MAC,，如果是自己的,MAC,地址，就接受该,Frame,。,MAC,地址表示方法,MAC,地址是由,48bit(6byte),组成，前,3byte,表示组织的唯一标识，后三位由该组织分配给每台设备。,00E0-FC79-405F,HUAWEI,设备标识,Frame,的种类：,根据目的,MAC,的不同，可以分为三种帧，,Unicast,Frame,Broadcast(,全,F,，或者全,0,）,multicast,Cisco,设备的,MAC,地址（前,3byte,），常见的有：,00000C,Page 6,Frame参数-Type,Type,Type,表示,DATA,里面封装的报文类型，常见的类型有：,Protocol,16,进制位,IP,0800,ARP,0806,802.3,0000-05DC,为了识别是,Ethernet II,和,802.3,的帧，,Ethernet II,的,type,域从,1536,（,16,进制位为,600,）开始，在,802.3,中，数据的长度小于或者等于,1500,（,05DC),。,Page 7,桥和以太网交换机,桥和HUB的区别,随着网络的快速发展，特别是本地局域网络的发展，越来越多的设备需要互相访问，同时需要连接到更长的距离。而传统的以太网采用,HUB,进行连接，整个,HUB,就是一个冲突域，采用,CSMA/CD,机制来检测和侦听，所有的设备共享带宽，网络的带宽利用率低，效率低；并且有距离的限制。,而桥建立桥接表（,MAC,），不象,HUB,总是将帧发送到所有的端口，桥根据,MAC,表来决定向那个端口进行转发。这样桥的每个端口为一个冲突域，每台设备将享用一个端口的带宽。,HUB,frame,Bridge,frame,查看,MAC,表,所有的设备共享整台,HUB,，共享带宽！,独占一个端口的带宽！,Page 8,桥和交换机的区别,桥和交换机都是一个广播域，每个端口都是一个,collision,域，并都形成,MAC,表来指导帧转发，不同点是：,1,、交换机端口的数量多。,2,、交换机上可以划分,VLAN,来将整个广播域分割为多个广播域。,Page 9,MAC表的建立,每台交换机都需要建立,MAC,表，,MAC,表的建立过程是被动学习的过程：,1,、每台交换机都有,cache,来保存,MAC,表，指导帧的转发，当交换机刚上电时，,MAC,表是空的。,2,、交换机从端口接受一个帧的时候，将帧的原,MAC,和该端口记录在,MAC,表中。通过不停的学习到所有连接到交换机端口的设备的,MAC,和相应的端口，来建立一张完整的,MAC,表。,3,、当交换机转发一个帧的时候，需要查看,MAC,表，如果,MAC,表没有该帧的目的,MAC,，交换机将广播该帧到所有的端口（除了接受该帧的端口）。,PC1,PC2,PC3,0/1,0/2,0/3,MAC1,MAC2,MAC3,MAC,表：,MAC,地址,PORT,MAC1 0/1,MAC2 0/2,MAC3 0/3,Page 10,两种MAC表,随着,VLAN,的应用，,MAC,表项有两种定义：,SVL(SHARE VLAN),这种定义意味着在,MAC,表中每个,MAC,地址只能对应一个,VLAN.,这样会导致,MAC,地址学习错误。,PC1,0/1,PC2,0/2,0/3,0/4,VLAN2,VLAN3,0/1,0/2,如图：,PC1,访问,PC2,必须经过一台路由器进行转发，假设路由器在它的,0/1,端口将,PC1,的报文透传到,0/2,端口，这样交换机的,0/4,端口学习到,PC1,的,MAC,地址，由于交换机是,SVL,，此时交换机将替换掉,（,0/1,，,VLAN2,）,学习的表项为从,（,0/4,，,VLAN3,）,的表项。导致,MAC,表项出错，,PC2,响应时，,router,接受到,PC2,的响应报文，从,0/1,转发出去，此时交换机不能转发帧到,0/1,，,PC1,不能接受到,PC2,的响应报文。,IVL,（,independent VLAN),这种定义意味着在,MAC,表中，每个,MAC,可以对应多个不同的,VLAN,。,如图：当,ROUTER,从,0/2,接受到,PC2,的响应报文之后，从,0/1,转发出去，交换机接受到这个帧之后，发现有,（,0/1,VLAN2,）,的表项，从,0/1,转发出去。,现在所有的交换机都采用,IVL,建立,MAC,表。,Page 11,MAC表结构,1,、动态,MAC,表,交换机的,MAC,表通过被动学习,VLAN,端口的帧来动态建立，并为每个,MAC,地址设定一个计时器，如果在一定的时间内没有学习到,MAC,地址，该,MAC,将老化，重新学习。缺省的情况下，老化时间为,300s,。,2,、静态,MAC,表,通过手工配置静态的,MAC,表项，静态,MAC,表项默认是永久存在交换机中，也可以设置老化的时间,3,、,MAC,表的结构,MAC ADD,VLAN ID,STATE,PORT INDEX,AGE TIME,MAC ADD:,表示帧的,source MAC,。,VLAN ID:,端口所属的,VLAN,。,STATE:,有两个值：,dynamic or static,。,PORT INDEX:,接受帧的端口。,AGE TIME,：表示,MAC,存活的时间。,NOAGE:,表示不老化。,Page 12,帧的封装过程,PC1:MAC1 AND IP1,PC2:MAC2 AND IP2,0/1,0/2,Pc1,访问,PC2,的帧的封装过程，交换机上的两个接口在同一个,VLAN,：,1,PC1,发送,ARP,的请求报文，目的,MAC,是广播地址，目的地址为,IP2,。,FF-FF-FF-FF-FF-FF(DE MAC),MAC1,0806,DATA,2,交换机接受到该帧，将端口、,MAC1,、,VLAN,放到,MAC,表项中，并向所有的接口,0/2,广播。,FF-FF-FF-FF-FF-FF(DE MAC),MAC1,0806,DATA,3,PC2,接受到这个,ARP,请求报文，发送,ARP,响应报文，目的,MAC,为,MAC1,，原,MAC,为,MAC2,。,MAC1,MAC2,0806,DATA,4,交换机从,0/2,接受到,ARP,响应报文之后，将,MAC2,、,0/2,、,VLAN,添加到,MAC,表项中。并向端口,0/1,转发该帧。,5,PC1,知道了,PC2,的,MAC,地址，下一个帧的目的地址为,MAC2,。,MAC2,MAC1,0800,DATA,MAC1,MAC2,0806,DATA,Page 13,交换机性能指标之一：MAC表容量,交换机存储的,MAC,地址不是无限，它跟交换机的,cache,有密切的关系，不同类型的交换机有不同的,MAC,表项大小。,MAC,表项容量的大小也反映了该交换机的能力，是一个重要的性能指标。,常见的交换机的,MAC,表的容量为：,交换机类型,MAC,数量,/VLAN/,整机,302