以太网交换机基本原理

时间:2022-10-11 14:58:26

网络设备调试

网络设备调试,我们这里通常讲的都是通过console线接入网络设备进行命令行的调试,当然现在也有很多设备都支持web界面的调试,图形化带来的好处就是可视化,直观,操作简单。但是配置起来远远没有命令行来的快,而且图形化界面配置错了,你自己排查的时候都比较麻烦,但是命令行不一样,你进入设备查看自己的配置命令是否有问题一眼就能找到。所以做为一名专业的网络工程师对于设备的调试工作不能仅限于web界面,一定要熟练的使用命令行模式的设备功能配置。

网络设备文件管理

说到这里,其实对于互联网来说,交换机也好、路由器也罢,还有那些专业安全设备防火墙、漏扫、日志审计等等,其实都可以认为是一台具有特殊功能的计算机。计算机那肯定就是有他自己存储文件的地方,当然也具有跟计算机一样的设备存储器ROM、Flash、RAM。每个交换机第一次开运行的启动文件,其实对比过来就是我们电脑开启启动的windows系统一样,设备当前的配置和运行的配置是存在RAM中的,当设备突然断电的话,这部分配置就丢失了,所以大家在配置设备的时候,配置完了一定要记得随手save一下,确保配置被写入Flash中,保证设备在断电的时候不会配置丢失。多多save是一个好的习惯。设备的bootroom系统是存在ROM中的。其实和基本的计算机的文件存储差不多。若需要对设备进行系统升级,或者刷机等,操作步骤跟我们电脑自己装系统也差不多,不过最好不要自己做这些升级操作,不然升级失败可能就变成了一个“铁盒子”。

工作原理

对于以太网交换机的设备定义是什么呢,工作在数据链路层,通过MAC地址来进行数据转发的设备

标准Ethernet II 类型帧:

讲到MAC地址,肯定就要讲讲数据帧了,交换机使用的标准数据帧,Ethernet II帧这是常见三种帧里面,可以直接被IP协议使用的帧,其他两种是非标准IEEE802.3帧变种和IEEE802.3帧。我这里就只讲Ethernet II帧的相关知识,最小长度字节是64字节。其帧的数据定义格式为,目的MAC地址,源MAC地址,服务和类型,DATA,帧校验序列。

以太网交换机基本原理

数据转发原理

交换机的数据转发原理,根据Ethernet II帧类型来看,第一步就是需要根据MAC地址来查看目的地址,在前面局域网基本原理中,提到过交换机的基本转发原理,就是收到数据包然后查看报文的目的地址,进行查本机的MAC地址表,若有对应的条目就进行转发,若没有对应的就进行全局广播。根据交换机的数据转发特性,他其实只是做记录查表转发的工作,无法做到识别错误数据包的情况,若我们日常接网线的时候,接二层线路接环路了,就是一根网线从SW-A的某个端口出去,又从SW-A的另一个端口回流,那么这个时候就会出现MAC地址表震荡和广播风暴两种情况。

MAC地址表震荡

就是当一个MAC地址从SW-A交换机的两个不同的接口收到数据包,这种时候设备会根据端口和MAC的对应表进行删改,因为不同的接口收到,就会出现频繁的删改删改的操作,这样不仅会影响其他端口和MAC地址的对应关系的写入,也会影响到数据正常转发的效率。

广播风暴

就是交换机不停的进行广播,当有一个客户端需要去访问一个交换机MAC表中未记录的MAC地址信息,那么这个时候本机没有查看到,交换机就会进行广播处理,这时候有一个线路从SW-A交换机出去,又从SW-A交换机的另一个口回来,因为广播风暴是对于除接收这个报文的源端口外的其他端口全都会被交换机进行广播,那么这个时候交换机从这个口出去的广播从另一个接口回来,因为本机没有这个目的MAC地址的端口对应信息,这个广播就会一直循环,若这种广播越来越多,会逐渐的占满设备性能,导致最终设备卡死的情况。