数据链路层MAC子层和LLC子层以太网交换基础启动交换机课件.ppt

1、本章内容 数据链路层的MACLLC 以太网 交换基础 启动交换机课程议题数据链路层的MAC子层和LLC子层媒体访问控制子层 制定如何使用传输媒体的通信协议 ，主要功能有： 数据帧的封装和解封装，包括寻址和错误检测 介质的管理，包含介质分配（避免碰撞）和竞争裁决（碰撞处理） 设置网络设备的硬件地址，用以识别物理设备 IEEE 802标准中为MAC地址MAC地址的结构 由48位二进制数组成，通常表示为12个16进制数 前24位是厂商识别码，后24位是节点标识符 分为三类： 单播：第1个字节的最低位为0，可作为目的地址和源地址 组播：第1个字节的最低位为1，仅能作为目的地址 广播：48位全部为1逻辑

2、链路控制子层 控制信号交换和数据流量，解释上层通信协议传来的命令并且产生响应 克服数据在传送的过程中可能发生的种种问题 对上层可以提供面向连接或者无连接的服务 IEEE 802系列标准中只制定了一种LLC子层标准，屏蔽不同MAC子层之间的差异课程议题以太网概述 20世纪70年代产生于施乐公司 最初的以太网使用粗同轴电缆为传输介质，为共享式以太网，会产生冲突 利用CSMA/CD算法解决共享信道内的信道争用问题 1978年，DEC公司、Intel公司和Xerox拟定了一个针对10Mbps以太网的标准，成为DIX标准 1983年，DIX标准演变成标准 随着以太网技术的发展，百兆、千兆、万兆的标准相继

3、出台 共享信道内的冲突问题 任意时刻信道只能传输一路数据 每台主机发出的数据可以被其他所有主机所接收 如果有两台主机同时发送数据，则产生冲突CSMA/CD CSMA/CD：带有冲突检测的载波侦听多路访问（Carrier Sense Multiple Access/Collision Derect） 载波侦听：发送结点在发送数据之前，必须侦听传输介质（信道）是否处于空闲状态。 多路访问：具有两种含义，既表示多个结点可以同时访问信道，也表示一个结点发送的数据可以被多个结点所接收。 冲突检测：发送结点在发出数据的同时，还必须监听信道，判断是否发生冲突 CSMA/CD发送阻塞信号并退避等待CSMA算法

4、非坚持算法如果传输信道是空闲的，则可以立即发送如果信道是忙的，则等待一个由概率分布决定的随机重发延迟后，再重复前一步骤1-坚持算法如果传输信道空闲的，则可以立即发送如果信道是忙的，则继续监听，直至检测到信道空闲，然后立即发送如果有冲突（在一段时间内未收到肯定的回复），则等待一个随机时间，重复步骤前面2步P-坚持算法首先监听总线，如果传输信道是空闲的，则以概率P进行发送，而以（1-P）的概率延迟一个时间单位。一个时间单位通常等于最大传输时延的2倍。延迟一个时间单位后，再重复第一步。如果传输信道是忙的，则继续监听直至信道空闲并重复第一步。带冲突检测的CSMA 发送站点传输过程中仍继续监听信道，以检

5、测是否发生冲突 如果发生冲突，就立即停止发送，并向总线上发一串阻塞信号以通知其他节点 需要最小帧长度的限制，以便冲突能够被检测到 优点： 原理简单，技术上容易实现，不需集中控制，不提供优先级控制 缺点： 在网络负载增大时，发送时间增长，发送效率急剧下降以太网帧格式 历史上出现过多种以太网帧格式 1980年，DEC、Intel、Xerox制订了DIX Ethernet I的标准 1982年，DEC、Intel、Xerox又制订了DIX Ethernet II的标准 1982年，IEEE开始研究Ethernet的国际标准，定义了802.3 SAP帧格式 1983年，Novell基于IEEE的的原始

6、版开发了专用的Ethernet帧格式 1985年，IEEE推出规范，后来为解决Ethernet II与帧格式的兼容问题，推出折衷的802.3 SNAP格式 现在最常见的是：Ethernet II、802.3 SAP和SNAPEthernet II标准的帧格式 类型/长度字段的值大于或等于0 x0600时，表示上层数据使用的协议类型，例如0 x0806表示ARP请求或应答，0 x0800表示IP协议； 802.3 SAP和SNAP标准的帧结构 类型/长度字段的值小于0 x0600时，表示以太网用户数据的长度 需要LLC子层的封装以指明上层协议类型以太网技术的发展 共享式以太网 10BASE5 1

7、0BASE2 10BASE-T/F 交换式以太网 10BASE-T/F 100BASE-T4/TX/FX 1000BASE-T/SX/LX课程议题交换机工作原理 根据第2层MAC地址，通过一种确定性的方法在端口之间来转发帧 交换机的三项主要功能： 学习 转发/过滤 消除环路 MAC地址表：存储地址到端口的映射关系的数据库地址学习E0:E1:E2:E3:MAC地址表地址表E0E1E2E3主机主机A：00-D0-F8-00-11-11 主机主机B：00-D0-F8-00-22-22 主机主机C：00-D0-F8-00-33-33 主机主机D：00-D0-F8-00-44-44 地址学习E0: 00

8、-D0-F8-00-11-11E1:E2:E3:MAC地址表地址表E0E1E2E3主机主机A：00-D0-F8-00-11-11 主机主机B：00-D0-F8-00-22-22 主机主机C：00-D0-F8-00-33-33 主机主机D：00-D0-F8-00-44-44 地址学习MAC地址表地址表E0: 00-D0-F8-00-11-11E1:E2: 00-D0-F8-00-33-33E3:E0E1E2E3主机主机A：00-D0-F8-00-11-11 主机主机B：00-D0-F8-00-22-22 主机主机C：00-D0-F8-00-33-33 主机主机D：00-D0-F8-00-44-4

9、4 地址学习MAC地址表地址表E0: 00-D0-F8-00-11-11E1: 00-D0-F8-00-22-22E2: 00-D0-F8-00-33-33E3: 00-D0-F8-00-44-44E0E1E2E3主机主机A：00-D0-F8-00-11-11 主机主机B：00-D0-F8-00-22-22 主机主机C：00-D0-F8-00-33-33 主机主机D：00-D0-F8-00-44-44 转发/过滤E0: 00-D0-F8-00-11-11E1: 00-D0-F8-00-22-22E2: 00-D0-F8-00-33-33E3: 00-D0-F8-00-44-44MAC地址表地址

10、表E0E1E2E3主机主机A：00-D0-F8-00-11-11 主机主机B：00-D0-F8-00-22-22 主机主机C：00-D0-F8-00-33-33 主机主机D：00-D0-F8-00-44-44 转发/过滤E0: 00-D0-F8-00-11-11E0: 00-D0-F8-00-55-55E1: 00-D0-F8-00-22-22E2: 00-D0-F8-00-33-33E3: 00-D0-F8-00-44-44MAC地址表地址表E0E1E2E3主机主机E：00-D0-F8-00-55-55 主机主机B：00-D0-F8-00-22-22 主机主机C：00-D0-F8-00-33

11、-33 主机主机D：00-D0-F8-00-44-44 主机主机A：00-D0-F8-00-11-11 帧转发方式 直通转发：交换机收到帧头（通常只检查14个字节）后立刻察看目的MAC地址并进行转发 帧转发方式 存储转发：接收完整的帧，执行完校验后，转发正确的帧而丢弃错误的帧帧转发方式 无碎片直通转发：交换机读取前64个字节后开始转发 64B课程议题交换机的端口和指示灯交换机的访问方式 通过带外方式对交换机进行管理 通过Telnet对交换机进行远程管理 通过Web对交换机进行远程管理 通过SNMP管理工作站对交换机进行远程管理通过带外方式管理交换机 通过交换机的Console口，使用超级终端工

12、具通过Telnet方式管理交换机 交换机必须已经配置了管理IP地址、密码等，并开启Telnet通过WEB方式管理交换机 交换机必须已经配置了管理IP地址、密码等，并开启HTTP使用命令行界面 命令模式：锐捷设备管理界面分成若干不同的模式，用户当前所处的命令模式决定了可以使用的命令 用户模式 特权模式 配置模式获得帮助“？”键：列出每个命令模式支持的命令，列出该命令的下一个关联的关键字 命令 ？：列出该关键字关联的下一个变量 命令字符串+？：获得相同开头字母的命令关键字字符串键：自动补齐剩余命令单词 Help：获得帮助系统的摘要描述信息 简写命令 只需输入命令关键字的一部分字符，只要这部分字符足

13、够识别唯一的命令关键字即可 命令的no和default选项 no选项： 禁止某个特性或功能 执行与命令本身相反的操作 default选项： 将命令的设置恢复为缺省值 命令行界面的提示信息 % Ambiguous command: show c“ 用户没有输入足够的字符，网络设备无法识别唯一的命令。 % Incomplete command. 用户没有输入该命令的必需的关键字或者变量参数。 % Invalid input detected at marker. 用户输入命令错误，符号（）指明了产生错误的单词的位置。 使用历史命令 Ctrl-P 或上方向键 在历史命令表中浏览前一条命令 从最近的一

14、条记录开始，重复使用该操作可以查询更早的记录 Ctrl-N 或下方向键 在使用了Ctrl-P 或上方向键操作之后，使用该操作在历史命令表中回到更近的一条命令 重复使用该操作可以查询更近的记录Ctrl+p Ctrl+p 显示缓冲区中上一条命令显示缓冲区中上一条命令Ctrl+n Ctrl+n 显示缓冲区中下一条命令显示缓冲区中下一条命令Ctrl+b Ctrl+b 光标左移一个字符光标左移一个字符Ctrl+f Ctrl+f 光标右移一个字符光标右移一个字符Ctrl+a Ctrl+a 使光标移到当前行的行首使光标移到当前行的行首Ctrl+e Ctrl+e 使光标移到当前行的行末使光标移到当前行的行末交

15、换机文件系统的管理 复制文件 将文件复制到指定的目录中 Switcht# copy flash: flash: directoryname 复制文件到指定的文件中 Switcht# copy flash: sour directoryname 移动文件 将名字为old_文件命名成名字为new_的文件 Switcht# rename flash: old_ flash: new_ 交换机文件系统的管理 删除文件 删除指定的文件Switcht# delete 查看配置文件 查看指定的文件 Switcht#more config.text 查看RAM里当前生效的配置信息 Switcht#show r

16、unning-config 查看保存在flash里面的配置文件 Switcht#show startup-config 其它配置命令交换机名交换机名Switch(config)#hostname shanshan(config)#开机时的固定显示信息开机时的固定显示信息shan(config)#banner motd # Accounting Department You have entered a secured system. Authorized access only! #端口描述端口描述shan(config)#interface ethernet 0shan(config-if)

17、#description Engineering LAN, Bldg. 18密码配置Console PasswordSwitch(config)#line console 0Switch(config-line)#loginSwitch(config-line)#password *Virtual Terminal PasswordSwitch(config)#line vty 0 4Switch(config-line)#loginSwitch(config-line)#password *Enable PasswordSwitch(config)#enable password *Pass

18、word EncryptionSwitch(config)#service password-encryption交换机的初始配置 选择使用对话方式还是手工方式配置使用对话方式进行初始配置 按系统的提示，逐步回答问题进行配置 使用手工方式进行初始配置 配置主机名 Switch(Config)# hostname name 配置特权模式密码 Switch(config)# enable secret level level 0|5 encrypted-password 配置管理IP地址 Switch(config)# interface vlan vlan-id。 Switch(config-if)# ip address ip-address mask Switch(config-if)#no shutdown