数据链路层及交换机工作原理

一、数据链路层

1、帧结构

1、属于2层
2、传输单元:帧
3、帧结构如下:
数据链路层及交换机工作原理_第1张图片
帧格式:
802.3 有线
802.11 无线

帧头内容:目标mac 源mac 类型
帧头中的类型作用:识别上层协议,为上层提供服务。
mac地址:也叫物理地址,全求唯一!长度:48位,6字节

帧头: 6+6+2 = 12字节
MTU值:1500字节
帧尾: 4字节

二、交换机工作原理

工作在数据链路层的设备:交换机/网卡

1、工作原理

AA给DD发消息 交换机的工作流程图
第一次发送消息 交换机进行广播
数据链路层及交换机工作原理_第2张图片
DD给AA发消息
交换机单播
数据链路层及交换机工作原理_第3张图片

交换机收到一个数据帧后:
1、首先学习帧中的源MAC地址来形成MAC地址表
2、然后检查帧中的目标MAC地址,并匹配MAC地址表,如表中有匹配项,则单播转发,如表中无匹配项,则除接收端口外广播转发。
3、MAC地址表的老化时间默认是300秒(可修改)

交换机端口:

E  10Mb
F  100Mb
G  1000Mb
Te 10000Mb

F0/1    0模块号  1接口号

接口速率自适应:1000/100/10M自适应
速率工作模式可以为10,100,1000任何一种状态
端口状态:up down

down的3种可能:

  1. 人工down掉
  2. 速率不匹配
  3. 双工模式不匹配
    双工模式:单工(只能打或只能听) 半双工(一个打一个听,需要等待对方说完才能说) 全双工(打字对骂,无需等待对方说完)
    数据链路层及交换机工作原理_第4张图片

三、交换机5大基本工作模式及命令

pt软件安装包:

链接:https://pan.baidu.com/s/1Tx_v2sSmjjb8CVdwOsgcqQ
提取码:h2fi

1)用户模式:

可以查看交换机的基本简单配置,且不能做任何修改配置!

switch> 

2)特权模式:

可以查看所有配置!不能修改配置,但可以做测试,保存,初始化操作!

switch> enable
switch#

3)全局配置模式:

默认不能查看配置!可以修改配置,且全局生效!

switch# configure terminal
switch(config)#

4)接口配置模式:

默认不能查看配置!可以修改配置,且对该端口生效!

switch(config)# interface  f0/2
switch(config-if)#

5)console口/线/控制台模式:

默认不能查看配置!可以修改配置,且对console口生效!

switch(config)# line  console 0
switch(config-line)#

6)基本命令

exit  模式退出一级
end   直接退到特权模式
Switch(config)#hostname sw       修改主机名
Switch(config-line)#password 123456  console口配置密码/用户密码
Switch(config-line)#login            登录验证生效       退到用户模式下 在进入需要密码验证
show  running-config             在特权模式下  查看内存中running-config配置文件
show  startup-config             在特权模式下  查看硬盘中startup-config配置文件 验证是否保存
reload                           在特权模式下  重启设备	
Switch(config)#enable secret 5 $1$mERr$H8N8rBqotQBX72BBJWHN1/  在全局配置模式下  配置特权密码   密文
Switch(config)#enable password 000000                          在全局配置模式下  配置特权密码   明文
Switch#erase startup-config      在特权模式下  清除startup-config  恢复出厂设置
Switch#show mac-address-table    在特权模式下  查看mac地址表
Switch#show ip interface brief   在特权模式下  查看接口列表 接口状态
Switch(config)#do show running-config  do的用法 在其他模式下使用特权模式的命令

快捷键
ctrl+u:快速删除光标所有字符
ctrl+a:快速定位光标到行首
ctrl+e:快速定位光标到行尾

在内存中存在一个文件:
第一次开机系统会在内存中自动创建一个干净的running-config。
交换机所有配置都在running-config文件中
注意:running-config这个文件是在内存中的

将配置文件保存在交换机的硬盘中,持久化存储!

保存配置:

enable copy running-config startup-config
或
write(思科)

交换机开机动作
1、先去硬盘中查找startup-config是否存在。
2、如果不存在,则在内存中创建新的running-config文件。
3、如果存在,则复制到内存中并改名为running-config。

四、实验

1、环境搭建

数据链路层及交换机工作原理_第5张图片
给两台PC配置ip
PC0
数据链路层及交换机工作原理_第6张图片
PC1
数据链路层及交换机工作原理_第7张图片
在模拟器中需要用PC0 ping PC1 ping通在交换机的mac地址表中才会存在
数据链路层及交换机工作原理_第8张图片

2、手工关闭接口

Switch(config)#interface fastEthernet 0/3
Switch(config-if)#shutdown

%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/3, changed state to administratively down
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#exit
Switch#
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console

Switch#show ip interface brief 
Interface              IP-Address      OK? Method Status                Protocol 
FastEthernet0/1        unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/2        unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/3        unassigned      YES manual administratively down down 
FastEthernet0/4        unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/5        unassigned      YES manual up                    up 
FastEthernet0/6        unassigned      YES manual up                    up 
FastEthernet0/7        unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/8        unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/9        unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/10       unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/11       unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/12       unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/13       unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/14       unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/15       unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/16       unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/17       unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/18       unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/19       unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/20       unassigned      YES manual down                  down 
FastEthernet0/21       unassigned      YES manual down                  down 
 --More-- 

开启接口

Switch(config)#interface fastEthernet 0/3
Switch(config-if)#no shutdown

Status administratively down 表示人为关闭的 物理状态
Protocol down 协商状态

3、删除配置

1)在哪配置的在哪删!
2)命令前加no空格!
3)原命令中有参数,并且参数具有唯一性,则删除时不需要加参数。
如:

conf t
hostname sw1

conf t
no hostname

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