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DL_SP01_C1 二层交换技术 CCNA培训教材 以太网交换原理 ( 知识点 ( 交换机工作原理。 常用二层交换协议。 交换机工作原理介绍 以太网交换机作用于7层网络模型的第2层，数据链路层，它的基本原理是以数据链路层的地址作为数据帧在多个端口之间交换的判据，比如，对于以太网，采用以太网的数据链路层地址MAC地址为交换判据，构成了2层以太网交换机。 图1.11 二层数据传输流程 当一帧数据包从某个以太网交换机的端口输入时，以太网交换机会根据数据包中的目标MAC地址来检查地址数据库中的地址。如果目标地址与输入数据端口的地址相同，那么数据包就会被丢掉或者“过滤”掉；如果目标地址属于其它端口，以太网交换机就会将数据包发送到那个端口的传输数据队列中等待传输；但是，如果目标地址不在地址数据库中，那么数据包将会根据VLAN的设置或者预先定义的规则被发送到一个或者多个端口。 如果数据包的源地址不在以太网交换机的地址数据库中，那么这个地址将被记录到输入数据端口，以便以后数据包的发送。 数据交换过程包括以下步骤： 1． 虚拟网段的区分； 2． 自动识别地址； 3． 过滤数据包； 4． 发送延迟。 在以太网交换机中，数据包如何根据VLAN的设置进行转发是由数据包中所包含的VLANID来决定的。下面就打Tag的数据帧和不打Tag的数据帧两种情况来说明包转发的情况。 图1.12 以太网交换机组网图 如图1.12，以太网交换机1和2通过端口1相连，设两个以太网交换机中的端口1、2、3、4在同一个VLAN里，VLANID为1，端口1、7、8、9在另一个VLAN里，VLANID为2，以太网交换机（1）的端口1的PVID为2，以太网交换机（2）的端口1的PVID为1，以太网交换机（2）的第四端口连接PC机。 1． 接受到打Tag的数据帧的包转发情况 如果以太网交换机（2）中的端口1是Tagged的，那么从以太网交换机（2）中发出的数据帧中的VLAN信息就是以太网交换机（2）中端口4的VLAN信息，即VLANID为1，那么以太网交换机（1）中的端口1接收到的数据包中的VLANID为1，因此端口1接到包后就向同属于VLAN1的端口2、3、4转发。 2． 接受到不打Tag的数据帧的包转发情况 如果以太网交换机（2）中的端口1是Untagged的，那么从以太网交换机（2）中发出的数据帧中就不包括VLAN信息，以太网交换机（1）中的端口1接收到的数据帧中无VLAN信息，这时端口1就以自身的PVID号来标识接收到的数据帧的VLAN信息，此时端口1就自动在它接收到的数据帧里加入VLANID为2的VLAN信息，因此端口1接到包后就向同属于VLAN2的端口7、8、9转发。 VLAN 什么是VLAN 与第3层（路由）相比，通过第2层（交换）平整LAN的结构能够明显改善整个网的性能。传统的第2层LAN交换提倡平整网络结构，充分利用线速交换功能传输数据，不是通过传统的路由器降低网络的速度。 同时，在结构平整的大型网络中，经常会受到大量广播和偶然发生的广播风暴的困扰，它将使网络性能降低。过去，你只能将网络分为更小的网段，各网段之间通过路由器连接。因为路由器通常不传输广播数据。现在，VLAN提供了另一种解决方案。 本章稍后将介绍新的VLAN标准802.1Q。需要注意的是，并不是所有的VLAN都是标准的。VLAN已经出现了几年，而标准是1998年才出台的。这意味着许多VLAN本质上是专有的，通常只能与同一厂商生产的设备共同使用。专有解决方案的一个例子是802.帧头部定义的安全选项。某些厂商（例如Cisco）将该选项头用作VLAN标记。 802.1Q定义了帧标记的标准。规范制定者希望802.1Q能够消除VLAN中专有性，之能与不支持VLAN的许多厂商和网络设备集成。标准简化了构建VLAN的方案，使得一个企业之间能够实现互操作。 通过VLAN，你可以跨越多个LAN，创建网络设备的逻辑组。这些逻辑组可能要跨越一个或多个第2层交换机，或者是建立在交换机到交换机基础之上的。逻辑组中可以传输广播数据。一个VLAN就定义一个广播域；情况就这么简单。 你也许记得形成广播域的传统方法是构建一个IP子网。VLAN与IP子网之间的最大差异在于：IP子网仅仅是以IP地址为基础的；VLAN是基于多种属性的逻辑组。另外，“子网”中的所有主机都必须位于同一广播域中，否则ARP无法正常工作——相信你不会建一个不能运转的网络。 冲突域：指在这么一个以太网区域，这个区域可能有一个或者多个工作站，但是这个区域内的工作站同时只能有一个工作站发送数据帧。 广播域：指在这么一个以太网区域，这个区域可能有一个或者多个工作站，如果这个区域内的某个工作站发送了一个广播帧（MAC地址为全F）