交换机 & 路由基础

以太网帧结构

Ethernet II帧结构

• Ethernet_II帧类型值大于等于1536（0×0600）

• 以太网帧结构的长度在64-1518字节之间

帧各字段说明

1. 目的MAC地址(DMAC)：接收方的MAC地址

2. 源MAC地址(SMAC)：发送方的MAC地址

3. 上层协议类型(Type)：用于识别上层协议，为上层提供服务，0x0800 的帧代表IP协议帧 ；0x0806 的帧代表ARP协议帧

4. 数据字段(Data)：是网络层数据。最小长度为:46字节,最大长度为:1500字节

5. 循环冗余检验字段(FCS)：错误检测机制

交换机基础

交换机工作原理

• 当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. 检查帧中的MAC地址，并匹配MAC地址表

• 如果表中有匹配项 ，则单播 转发

• 如果表中无匹配项 ，则除接收端口外，广播 转发

1. MAC地址表的老化时间默认为：300秒(可修改)

交换机数据转发过程

未学习需要条目过程

主机11给主机33发送一个数据帧：目标地址：33，源地址：11

1. 主机11先把数据发送到交换机A,交换机A在接收到数据帧后,执行以下操作

① 交换机A查找MAC地址表

② 交换机A学习 主机11的MAC地址和端口号

③ 交换A向其他所有端口发送广播

• 交换机A的MAC地址表为

1. 交换机A向其他所有端口发送广播

• 交换机B在接收到数据帧后，执行以下操作

① 交换机B查看MAC地址表

② 交换机B学习 源MAC地址和端口号

③ 交换机B向所有端口广播

• 主机22在接收到数据帧后，查看数据包的目标MAC地址不是自己，丟弃数据帧

• 交换机B的MAC地址表：

1. 交换机B向其他所有端口发送广播

• 主机33接收到数据帧

• 主机44接收到数据帧，发现目标MAC地址不是自己，丟弃数据帧

在这个过程中，交换机的MAC地址表中没有需要的条目 。因此，交换机通过广播 的方式，转发了数据帧。

已学习需要条目过程

主机44要给主机11发送一个数据帧：目标地址：11 ，源地址：44

1. 主机44先把数据发送到交换机B，交换机B接收到数据帧后，执行以下操作

• 交换机B学习 源MAC地址和端口号

• 交换机B査看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目，单播 转发数据到端口3

1. 交换机B将数据帧单播转发到端口3，交换机A在接收到数据帧后，执行以下操

• 交换机A学习 源MAC地址和端口号

• 交换机A査看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目，单播 转发数据到端口1

1. 交换机A将数据帧单播转发到端口1，主机11收到数据帧

交换机最终形成的MAC地址表：

在这个过程中，交换机的MAC地址表中已经学到了需要的条目 ，交换机通过单播 的方式，转发了数据帧

交换机转发原理总结

交换机工作模式及命令

交换机基本工作模式

1. 用户模式：可以**查看** 交换机的基本信息,但**不能修改** 配置

switch>

2. 特权模式：可以**査看** 所有配置,但**不能修改** 配置,可以做**测试、保存、初始化** 等操作

switch>enable
switch#

3. 全局配置模式：**可以修改** 配置,且全局生效,提供影响整个系统运行的命令

switch# configure terminal
switch(config)#

4. 普通接口配置模式：修改配置,仅对该端口生效
switch(config)# interface f0/1
switch(config-if)#

5. console接口模式：修改配置,仅对console接口生效
switch# configure terminal
switch(config)# line console 0
switch(config-line)#

交换机的基本配置

1. 配置主机名

Switch(config)#hostname icq

2. 设置登录密码
icq(config)# line console 0     #进入控制台状态
icq(config-line)# password icq  #设置登录口令为icq
icq(config-line)# login         #允许登录
icq(config-line)# exit

3. 保存配置
icq> enable
icq# write
Building configuration ...
OK

4. 重启设备
icq> enable
icq# reload
Proceed with reload? [confirm]y

5. 设置用户特权密码
icq> enable
icq# configure terminal
icq(config)# enable password密码 (明文密码)
icq(config)# enable secret密码   (密文)
icq(config)# exit
icq# write

6. 查看mac缓存表:
icq# show mac-address-table

7. 查看接口状态列表
icq# show ip int brief

8. 手工关闭接口
icq(config)# int f0/0
icq(config-if)# shutdown
icq(config-if)# exit

9. 手工开启接口:
icq(config)# int f0/1
icq(config-if)# no shutdown
icq(config-if)# exit

10. 删除配置
  1.在哪配置的,就在哪里删除
  2.命令前加:no空格
  3.原命令中有参数,并且具有唯一性,则删除时不需要加参

icq# configure terminal
icq(config)# hostname test1
test1(config)# no hostname
Switch(config)#

11. 清除/初始化配置
Switch> enable
Switch# erase startup-config

路由器基础

路由介绍

• 跨越从源主机到目标主机的一个互联网络来转发数据包的过程

路由器的工作原理

主机1.1要发送数据到主机4.1

1. 主机1.1要发送数据包给主机4.1，因为IP地址不在同一网段 ，主机会将数据包发送给本网段的网关路由器A

2. 路由器A接收到数据包，查看数据包IP首部中的目标IP地址 ，再查找自己的路由表 。数据包的目标IP地址是4.1，属于4.0网段，路由器A在路由表中查到4.0网段转发的接口是S0接口 。于是，路由器A将数据包从S0接口转发出去

1. 网络中的毎个路由器都是按这样的步骤去转发数据，直到到达了路由器B，用同样的转发方法，从E0口转发出去，4.1主机接收到这个数据包

路由表

• 路由表概述

• 路由器中维护的路由条目的集合

• 路由器根据路由表做路径选择

• 路由表的形成

1. 直连网段：配置IP地址→端口处于UP状态→形成直连路由

2. 非直连网段：对于非直连的网段，需要静态路由或动态路由 ，将网段添加到路由表 中

静态路由

• 由管理员手工配置 的，是单向 的，缺乏灵活性

• 数据包如果要到达非直连网络 需要在路由表中填加条目，静态路由需要手动填加路由条目

静态路由的配置:
Router(config)# ip route目标网段子网掩码 下一跳IP

动态路由

• 什么是动态路由

• 基于某种路由协议实现

• 动态路由不需要自己手工写路由，路由器之间能够自己相互学习

• 动态路由特点

• 减少了管理任务

• 占用了网络带宽

1. 启动RIP进行
Router(config)# router rip

2. 宣告主网络号
Router(config-router)# network network-numbe

3. 查看路由表
Router# show ip route

4. 查看路由协议的配置
Router# show ip protocols

Router#configure terminal
nter contiguration commands, one per line. End with CNTL/
Router(config)# route rip
Router (config-router)#version 2
Router(config-router)#network 10.1.1.0  #这里可以声明你想通信的所有网段
louter(config-router)#network 20.1.1.0
Router(config-router)*exit
Router(config)#exit
Router#

默认路由

• 当路由器在路由表中找不到目标网络 的路由条目时，路由器把请求转发到默认路由接口

• 默认路由可以匹配所有网段 ，但是其优先级最低

• 当目标地址既匹配静态路由又匹配默认路由时，优选静态路由条目对应端口进行转发。当静态路由失效时，才匹配默认路由，根据默认路由进行转发

默认路由的配置：
Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0
0.0.0.0是下一跳IP，代表任何网络

交换与路由的对比

路由	交换
工作在网络层	工作在数据链路层
根据 “路由表 ” 转发数据	根据 “MAC地址表 ” 转发数据
路由选择，路由转发	硬件转发