數據鏈路層基礎

數據鏈路層基礎
一、數據鏈路層介紹
1、數據鏈路層的位置
位于物理層和網絡層之間
2、數據鏈路層的功能
（1）數據鏈路的建立、維護與拆除
（2）幀包裝、幀傳輸、幀同步
（3）幀的差錯恢復
（4）流量控制
二、以太網
1、什么是以太網
MAC地址（硬件地址或物理地址）長度達到48比特，IP地址是32比特
MAC地址全球唯一（前24位為供應商標識，后24位是供應商對網卡的唯一編號） 無需配置
綁定MAC地址可以更改MAC地址 但是沒有太大意義，通常不改
一個十六進制 = 四個二進制
廣播的MAC地址 48個1或FF-FF-FF-FF-FF-FF
PDU 協議數據單元
2、以太網幀格式 1個字節B = 8比特b

3、以太網命名方法
寬帶 可以傳輸多種數據
基帶 只能傳輸一種數據
TX T雙絞線 X屏蔽（UTP）或非屏蔽（STP）
FX F光纖
三、數據鏈路層的子層（了解）
1、介質訪問控制（MAC）子層
--- 將上層交下來的數據封裝成幀進行發送（接收時進行相反的過程，將幀拆卸）
--- 實現和維護介質訪問控制協議
--- 比特差錯檢測
--- MAC幀的尋址，即MAC幀由哪個站（源站）發出，被哪個站或哪些站（目的站）接收。
2、邏輯鏈路控制（LLC）子層
--- 建立和釋放數據鏈路層的邏輯連接
--- 提供與上層的接口
--- 給幀加上序號
局域網 1KM 廣域網 范圍更大
四、以太網交換機
1、什么是交換機？
交換機：交換機是連接局域網的主要設備。
作用：① 交換機能夠根據以太網幀中目標地址智能的轉發數據，因此交換機工作在數據鏈路層；
② 交換機分割沖突域，實現全雙工通信。
2、華為交換產品體系
（1）華為S2700系列交換機
華為公司推出的二層百兆接入以太交換機
（2）華為S5700系列交換機（6700/7700/9700）
標準型千兆以太網交換機提供靈活的全千兆接入以及萬兆上行端口
（3）華為S12700系列敏捷交換機
--- 華為公司向下一代園區網核心而設計開發的敏銳交換機
（4）CE12800數據中心交換機系列交換機（CE5800/6800/7800/8800）
--- 華為公司面向數據中心和高端園區網絡推出的新一代高性能核心交換機
3、交換機工作原理
（1）交換機的轉發原理
① 初始狀態
② MAC地址學習
通過學習數據幀的源MAC地址來形成MAC地址表，然后找目的地址的MAC地址
③ 廣播未知數據幀
若MAC地址表中有目標地址的MAC，交換機就將信息沿著MAC地址表中的相應的地址將數據發送
出去；若MAC地址表中沒有與之對應的目標目地MAC地址，交換機就向該數據幀的源端口外的
其他的所有端口廣播該數據幀
④ 接收方回應
接收方中的非目標地址設備不予理會，目標地址的設備收到廣播后進行回應（發廣播）
⑤ 交換機實現單播通信
交換機收到來自目標地址的回應，再次進行學習，將目地地址的MAC地址寫入自己的MAC地址表中，并將源地址的相應數據通過MAC地址表中所指定得路徑以單播的形式發給目標地址。
⑥ 更新
--- 交換機MAC地址表的老化時間是300s
--- 如果發現一個幀的入端口MAC地址和MAC地址表中源MAC地址的所有端口不同，交換機將
MAC地址重新學習到新的端口。
（2）查看MAC地址
<Huawei>display mac-address
在MAC地址表中，同接口可以對應多個MAC地址，一個MAC地址不能對應多個接口
四、沖突域與廣播域
1、單工、半雙工與全雙工
（1）單工 只有一個信道，傳輸方向只能是單向，如尋呼機
（2）半雙工 只有一個信道，在同一時刻，只能是單向傳輸，如對講機
（3）全雙工 雙信道，同時可以有雙向數據傳輸，如電話
2、沖突與沖突域
（1）如果沖突過多，則傳輸效率就會降低 為了提高傳輸效率，必須分割沖突域
（2）分割沖突域
（3）交換機背板交換矩陣結構
交換機每個端口訪問另一個端口時，都會一條專有的線路，不會產生沖突
交換機默認全雙工 不用CSMA/CD 只有半雙工才采用CSMA/CD
五、廣播域
1、廣播域指接收同樣廣播消息的節點的集合
2、交換機分割沖突域，但是不分割廣播域，即交換機的所有端口屬于同一個廣播域。
六、交換機內部交換方式
1、存儲轉發
--- 是計算機網絡領域應用最為廣泛的方式
--- 對進入交換機的數據包進行錯誤檢測
--- 支持不同速度的端口間的轉化
--- 在數據處理時交換慢，延時長
2、快速轉發
--- 延遲非常小、交換非常快
--- 不能提供錯誤檢測能力
--- 由于沒有緩存，不能將具有不同速率的輸入/輸出端口直接接通，而且容易丟包
3、分段過濾
--- 檢查數據包的長度是否夠64個字節，小于64個字節直接丟棄，大于64個字節直接發送
--- 不提供數據校驗
它的數據處理速度比存儲轉發方式快，但比直通式慢
七、交換機基本配置
1、查看MAC地址表
[Hawei]display mac-address
2、查看交換機地址
<Huawei>display bridge mac-address
3、LLDP協議 鏈路層發現協議 用來查看鄰居的設備信息
[Huawei]lldp enable 開啟鏈路層發現協議
<Huawei>display lldp neighbor 鄰居的所有信息
<Huawei>display lldp neighbor brief 簡要信息
4、查看鄰居某一個指定端口的信息
<Huawei>display lldp neighbor interface Ethernet 0/0/X
八、接口的工作模式配置
1、在非自協商模式下配置雙工模式
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]undo negotiation auto
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]duplex + 模式（half或Full）
2、在非自協商模式下配置速率
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]undo negotiation auto
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]speed + 數字（10 、100 、1000等）
九、配置管理IP地址
<Huawei>system-view
[Huawei]interface vlan1
[Huawei-vlanif1]ip address + IP地址

      [Huawei-vlanif1]shutdown 接口關閉
      [Huawei-vlanif1]undo shutdown 接口開啟