HCIA-以太网协议

以太网协议

以太网是当今现有局域网(Local Area Network, LAN)采用的最通用的通信协议标准,定义了局域网中采用的电缆类型和信号处理方法。
以太网是建立在CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,载波监听多路访问/冲突检测)机制上的广播型网络。

  • 冲突域

冲突域是指连接在同一共享介质上的所有节点的集合。

早期的以太网冲突域解决方法:CSMA/CD
交换机组网冲突域解决方法:隔离冲突域接口,每个接口相当于一个冲突域

广播域 广播报文所能到达的整个访问范围称为二层广播域,简称广播域。

以太网卡

网络接口:网络接口卡 (Network Interface Card, NIC)也称为“网卡” 。
▫ 简称“网口”或“接口”或“端口”。
网卡
▫ 每个网口都有一块网卡与之对应。
▫ 计算机或交换机通过网卡来转发数据。

以太网帧格式

以太网技术所使用的帧称为以太网帧 (Ethernet Frame),或简称以太帧。
以太帧的格式有两个标准:Ethernet_II格式和IEEE 802.3格式
以太网帧格式

什么是MAC地址?

MAC (Media Access Control)地址在网络中唯一标识一个网卡。
一块网卡的MAC地址是具有全球唯一性的。
MAC地址具有唯一性,出厂自有,且不可更改。

IP地址 vs MAC地址

IP地址的特点:
▫ IP地址是唯一的
▫ IP地址可变
▫ 基于网络拓扑进行IP地址分配

MAC地址的特点:
▫ MAC地址是唯一的
▫ MAC地址不可变
▫ 基于制造商进行MAC地址分配

MAC地址表示
MAC地址构成及分类
单播以太网帧
广播以太帧
组播以太帧

以太网二层交换机

以太网二层交换机转发数据的端口都是以太网口,并且只能够针对数据的二层头部 (以太网数据帧头) 中的MAC地址进行寻址并转发数据。

交换机的工作原理:在收到数据帧后,交换机学习帧的源MAC地址,然后在MAC地址表
中查询该帧的目的MAC地址,并将帧从对应的端口转发出去。


MAC地址表

每台交换机中都有一个MAC地址表,存放了MAC地址与交换机端口编号之间的映射关系。

交换机的MAC地址学习

初始情况,交换机的MAC地址表是空的。
交换机的MAC地址学习
交换机的MAC地址学习
交换机的MAC地址学习
交换机的MAC地址学习
交换机的MAC地址学习


交换机的数据帧处理方式(3种)


三种方式

泛洪


泛洪

转发


转发

丢弃


丢弃

  • 数据封装过程

数据封装

同网段数据通信全过程

知道对端IP地址,但不知道其Mac地址
数据封装过程--初始状态(ARP缓存表为空)--泛洪数据帧(发出ARP Request)--学习Mac地址(在上一步的操作中获得的MAC地址保存下来)--目标主机回复(已经学习到的MAC地址保存,以供后面数据通信转发,减少泛洪步骤)

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