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[网络协议]OSI与TCP/IP协议簇、数据链路层

分层思想

?将复杂的流程分解为几个功能相对简单单一的子过程

--整个流程更加清晰,复杂问题简单化

--更容易发现问题并针对性的解决问题

OSI七层模型

?

?

一个设备工作在哪一层,关键看它工作时利用哪一层的数据头部信息。网桥工作时,是以MAC头部来决定转发端口的,因此显然它是数据链路层的设备。
具体说:
物理层:网卡,网线,集线器,中继器,调制解调器

数据链路层:网桥,交换机

网络层:路由器

网关工作在第四层传输层及其以上

集线器是物理层设备,采用广播的形式来传输信息。

交换机就是用来进行报文交换的机器。多为链路层设备(二层交换机),能够进行地址学习,采用存储转发的形式来交换报文.。

路由器的一个作用是连通不同的网络,另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路,能大大提高通信速度,减轻网络系统通信负荷,节约网络系统资源,提高网络系统畅通率。

会话层

在网络中的两个节点之间建立、维持和终止通信。
表示层

在应用程序和网络之间对数据进行格式化,使之能够被另一方理解。即发送方的表示层将应用程序数据的抽象语法转换成网
络适用于OSI网络传输的传送语法,接收方则相反。除此之外,表示层还可对数据进行加密与解密。
应用层

最顶层的OSI层,为应用程序提供网络服务。如为电子邮件、文件传输功能提供协议支持。应用层协议有HTTP协议、FTP协
议、SMTP协议等。

数据链路层
数据链路层(Data Link Layer)是OSI模型的第二层,负责建立和管理节点间的链路。该层的主要功能是:通过各种控制协议,将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。
在计算机网络中由于各种干扰的存在,物理链路是不可靠的。因此,这一层的主要功能是在物理层提供的比特流的基础上,通过差错控制、流量控制方法,使有差错的物理线路变为无差错的数据链路,即提供可靠的通过物理介质传输数据的方法。
该层通常又被分为介质访问控制(MAC)和逻辑链路控制(LLC)两个子层。

MAC子层的主要任务是解决共享型网络中多用户对信道竞争的问题,完成网络介质的访问控制;

LLC子层的主要任务是建立和维护网络连接,执行差错校验、流量控制和链路控制。
数据链路层的具体工作是接收来自物理层的位流形式的数据,并封装成帧,传送到上一层;同样,也将来自上层的数据帧,拆装为位流形式的数据转发到物理层;并且,还负责处理接收端发回的确认帧的信息,以便提供可靠的数据传输。

?

?物理层

物理层(或称物理层,Physical Layer)是计算机网络OSI模型中最低的一层。物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除,而提供具有机械的,电子的,功能的和规范的特性。简单的说,物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。局域网广域网皆属第1、2层。

物理层是OSI的第一层,它虽然处于最底层,却是整个开放系统的基础。物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备,为数据传输提供可靠的环境。如果您想要用尽量少的词来记住这个第一层,那就是“信号介质”。

?网线/双绞线:5类双绞线、超五类、6类、7类

数据链路层

1.属于两层

2.传输单元:帧

帧头:6+6+2=14字节

MTU值:1500字节

帧尾:4字节

帧头内容:目标MAC、源MAC、类型

类型的作用:识别上层协议

0x0800:上层为IP协议

0x0806:上层为ARP协议

0x代表16进制

?交换机的工作原理

1.交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射,并将其写入MAC地址表中。
2.交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较,以决定由哪个端口进行转发。
3.如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中,则向所有端口转发。这一过程称为泛洪(flood)。
4.广播帧和组播帧向所有的端口转发。

例:某网络如图1所示。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?图1 交换机地址表

表1端口/MAC地址映射表

? ? ? ? ? ? ? ? MAC地址 ? ? ? ? ? ? ? ? ??

? ? ? ? ? ?端口 ? ? ? ? ? ? ?

00-10-B5-4B-30-85

E0/1

00-10-B5-4B-30-90

E0/2

00-10-B5-4B-30-65

E0/24

假设主机pc1向主机pc7发送一个数据帧,该数据帧被送到交换机后,交换机首先查MAC地址表,发现主机pc7连接在E0/24接口上,就将数据帧从E0/24接口转发出去。

二、MAC地址表的构建过程

? ? ? ?为快速转发报文,以太网交换机需要建立和维护MAC地址表。交换机采用源MAC地址学习的方法建立MAC地址表。

(1)交换机初始状态

交换机的初始状态MAC地址表为空,如图2所示。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图2 交换机地址表初始状态

(2)地址表源MAC地址学习

? ? ?当计算机PC1要发送数据帧给计算机PC6时,因此时地址表是空的,交换机将向除PC1连接端口E0/1以外的其他所有端口转发数据帧。在转发之前,首先检查该数据帧的源MAC地址(00-10-B5-4B-30-85),并在交换机的MAC地址表中添加一条记录(00-10-B5-4B-30-85,E0/1)使之和端口E0/1相对应。

(3)计算机PC6接收数据帧

? ? 计算机PC6收到发送的数据帧后,用该数据帧的目的MAC地址和本机的MAC地址比较,发现PC1找的正是它,则接收该数据帧,其他计算机丢弃数据帧。

? ? 计算机PC6回复PC1时,交换机直接从端口E0/1转发,并学习到(00-10-B5-4B-30-65)为PC6连接的端口,将其添加到地址表中,如图3所示。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?图3 地址表源MAC地址学习

? ? ? ?交换机的其他端口利用源MAC地址学习的方法在MAC地址表中不断添加新的MAC地址与端口号的对应信息。直到MAC地址表添加完整为止。

? ? ? 为了保证MAC地址表中的信息能够实时地反映网络情况,每个学习到的记录都有一个老化时间,如果在老化时间内收到地址信息则刷新记录。对没有收到相应的地址信息的则删除该记录。例如,计算机PC6停止了和交换机通信,达到老化时间后,交换机会将其对应的记录从MAC地址表中删除。

? ? ? 也可以手工添加交换机的MAC地址表的静态记录,手工配置的静态记录没有老化时间的限制。由于MAC地址表中对于同一个MAC地址只能有一条记录,所以如果手工配置了MAC地址和端口号对应关系后,交换机就不再动态学习这台计算机的MAC地址了。

switch>用户模式

可以查看交换机的基本信息简单信息

特权模式:

switch>enable

switch#可以查看所有配置但不能修改配置

但可以做测试、保存、初始化等操作

?

?

exit 退出一级

end直接回到特权模式

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加:2021-12-04 13:46:48  更:2021-12-04 13:47:31 
 
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