交换机与路由器（以太网）

一、以太网MAC和以太网帧

1.交换机的工作原理

交换机是属于数据链路层的设备，数据链路层所传输的是数据帧，所封装的是MAC头部（主要有源MAC地址、目的MAC地址）查错校验。

• 数据链路层的功能

建立逻辑连接，进行物理寻址，查错校验；
数据链路的建立、维护和拆除；
数据帧的封装、传输、同步、查错校验，在数据链路层也可以做流量控制（一般不在链路层做）；

• 以太网

以太网标准（802局域网标准）
有线局域网，无线局域网
以太网=局域网；
交换机主要是以太网交换机（局域网交换机）

• 以太网的发展

10BASE-T
100BASE-T
1000BASE-T
早期的网络是共享式网络，现在使用的是交换式网络

• 交换式网络

以太网交换机
以太网MAC地址

• 以太网的MAC和IP

MAC是用来标识一个以太网上的单独设备（ip地址用于标识网络中的某一台主机）；
任意两台设备想要在以太网中进行通信，就必须要进行MAC地址交互；
任意两台设备想要在网络中进行通信，就必须配置相应的ip地址；

2、MAC

MAC是由48位二进制组成，通常表示为12位的十六进制；
MAC地址的表示方式；前面24位表示厂商的编码，后24位是序列号，从而实现唯一性。
1.单独设备：当二进制第八位为0时表示单独设备，单播地址；
2.一组设备：当第8位为1时表示一组设备，组播地址
3.所有设备：ff-ff-ff-ff-ff-ff,一个全为1的MAC地址，广播地址。
4.00-00-00-00-00-00默认填充的地址，当不知道对方地址时，会自动填充一个目的MAC地址。

58-00-E3-02-BC-34//十六进制
01011000-00000000-11100011-00000010-10111100-00110100//二进制

3.以太网帧

• Ethernet II

Ethernet II格式中Data字段长度在46-1500B，故以太网数据帧的长度在64（6+6+2+46+4）-----1518（6+6+2+1500+4）字节之间；
DMAC：目的MAC地址。字段长度6个字节，标识帧的接收者；
SMAC：源MAC地址。字段长度6个字节，标识帧的发送者；
Type：类型字段，字段长度2个字节，用于标识数据字段种包含的高层协议。
0x0800 代表 IP协议帧；
0x0806 代表ARP协议帧；
Data：数据字段是网络层数据，最小长度必须为46字节；
FCS：循环冗余校验字段，提供了一种错误检测机制，字段长度为4个字节；
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Ethernet II

• IEEE802.3帧

Length字段定于了Data字段包含的字节数；
LLC（Logical Link Control）逻辑链路控制，由目的服务访问点DSAP（Destination Service Access Point）、源服务访问点SSAP（Source Service Access Point)和Control字段组成；
SSAP（Source Service Access Point)和Control字段组成；
SNAP（Sub-network Access Protocol）由机构代码（Org Code）和类型Type字段组成。Org Code三个字节都为0。Type字段的含义与Ethernet II中Type字段相同；
IEEE802.3帧根据DSAP和SSAP字段的取值，又可以分为以下几类：
1、当DSAP和SSAP都取特定值0xff时，802.3帧就变成了Netware-ETHERNET帧，用来承载NetWare类型的数据；
2、当DSAP和SSAP都取特定值0xaa时，802.3帧就变成了ETHERNET_SNAP帧。此帧可以用于传输多种协议。
3、DSAP和SSAP其他的取值均为纯IEEE802.3帧

IEEE802.3帧

交换机工作原理

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