网络基础之数据链路层与交换机的工作原理

数据链路层的作用

数据链路层是OSI七层模型中的第2层，位于物理层与网络层之间。其主要作用是通过物理地址实现两个相邻节点数据链路的建立、维护服务。并在上层数据外层封装MAC头部，生成数据帧。

MAC头部

MAC头部是发送方和接收方的MAC地址，也就是源MAC地址和目的MAC地址。 MAC地址即是网卡的物理地址。而MAC地址是48位二进制，分成6段，用16进制来表示。

交换机的工作原理

交换机的转发原理

1 初始状态

在交换机刚开机时MAC地址表没有任何记录

2 MAC地址学习

因为没有记录所以不能通信，只有源主机通过交换机发送数据帧给目标主机，交换机才能学习到源主机发送的MAC地址和对应的接口标识然后记录到MAC地址表中。
###3 广播未知数据帧
如果MAC地址表没有记录到目的MAC地址的对应接口记录，就会进行广播泛洪。

3 接收方回应

在广播泛洪后只有对应的目的MAC地址的主机才会响应回复

4 交换机实现单播通信

交换机会从目的主机学习到MAC地址和对应的接口标识然后记录到MAC地址表中，之后两台主机之间才可以通过交换机中的MAC地址表的记录来实现单播通信。

总结

交换机是通过MAC地址表中的记录去实现数据帧的转发的。
注：MAC地址表的默认老化时间是300S。

交换机以太网的工作模式

单工

两个数据站只能沿单一方向传输数据

半双工

两个数据站之间可以双向传输数据传输，但不能同时进行。

全双工

两个数据站之间可以双向且同时进行数据传输

交换机以太网接口速率

接口连接时进行协商
协商失败时则无法进行正常通行

交换机的基础命令配置（华为）

用户视图模式切换至系统视图模式[Huawei]
system-view

1、历史命令查询
[Huawei] display history-command

2、配置主机名
system-view
[Huawei] sysname SW1

3、状态信息查询
display version ####查看VRP版本
display users ####查看用户终端信息

4、进入接口模式并查看信息
sys
[Huawei]int g0/0/0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dis this ####查看当前视图下的配置信息

5、配置文件管理命令
[Huawei]display saved-configuration ###查看设备保存的信息
[Huawei]display current-configuration ###查看设备当前配置的信息
reset saved-configuration ###擦除存储设备中的配置文件
compare configuration ###比较当前配置信息与存储设备中的保存文件是否一致

6、关闭华为的信息提示中心
[Huawei]undo info-center enable
undo terminal monitor

7、配置双工及速率命令
sys
[Huawei]int g0/0/1
[SW1-Ethernet0/0/1]undo negotiation auto ###关闭自动协商
[SW1-Ethernet0/0/1]speed 100 ###调至速率100M
[SW1-Ethernet0/0/1]duplex full ###调至全双工模式， 解释：full：Full-Duplex（全双工模式） half：Half-Duplex（半双工模式）

8、永不超时
[Huawei]user-interface console 0
[Huawei-ui-console0]idle-timeout 0 0

9、保存配置
save