前言

-了解以太网帧基本结构
-理解交换机转发原理
-能完成交换机的基本配置

参考链接

参考： https://blog.csdn.net/weixin_51486343/article/details/109219242

一、数据链路层

数据链路层主要负责网络中相邻节点之间可靠的数据通信，并进行有效的流量控制。在局域网中，数据链路层使用帧完成主机对等层之间的数据的可靠传输。

1.1 MAC地址

计算机联网必须的硬件是安装在计算机上的网卡。通信中用来表示主机身份的地址就是在网卡上的一个硬件地址。

MAC地址由48位二进制数组成，通常分成6段，用十六进制表示。其中前24位是生产厂商向IEEE申请的厂商编号，后24位是网络接口卡序列号。MAC地址的第8位为0时，表示该MAC地址为单播地址；为1时，表示该MAC地址为组播地址。

1.2 以太网帧的格式

以太网有多种帧格式，这里介绍最为常见的Ethernet II的帧格式，如下图所示，该帧包含六个域：

前导码（Preamble）包含八个字节。前七位是0xAA，最后一位是0xAB
目的地址（DA）包含六个字节。DA标识了帧的目的站点的MAC地址。DA可以是单播地址、组播地址或广播地址。
源地址（SA）包含六个字节。SA标识了发送帧的站点MAC地址。SA一定是单播地址（即第八位是0）
类型域 包含两个字节，用来标识上层协议（网络层）的类型，如0x0800是IP协议，0x0806是ARP协议。比如用Wwireshark抓包时能看到上层协议是0x0800.
数据域包含46~1500个字节，最少是46个字节
帧校验序列（FCS）包含四个字节。FCS是从DA开始到数据域结束这部分的校验和。校验和的算法是32位的循环冗余校验法。

二、以太网交换机

交换机品牌众多，像Cisco、华为、H3C、TP-LINK、锐捷等厂家。思科（Cisco）的产品有Cisco 3930 3560 4500 6500等系列，H3C主要的有S7500 S9500等。

2.1 交换机的工作原理

交换机转发数据帧的过程如下：

1. 初始状态

当到了老化时间（300s）后，或者交换机第一次进行工作时，处于初始状态。

2. MAC地址的学习

当主机A想发送帧给主机B时，主机A发送数据帧到交换机的1号接口，交换机首先查询MAC地址表中1号接口对应的源MAC地址条目。如果条目中没有数据帧的源MAC地址，交换机就会将这个帧的源地址和收到该数据帧的接口编号（1号口）对应起来，添加到MAC地址表中。

3. 广播未知数据帧

如果交换机没有在MAC地址表中找到数据帧目的地址所对应的条目，就无法确定该从哪个接口将数据帧转发出去，于是被迫采用广播的方式，也叫泛洪，就是除了1号口之外的所有接口都将转发这个数据帧，于是主机B主机C都会收到。

4. 接收方回应

主机B会响应这个广播，并回应一个数据帧，交换机会将此帧的源MAC地址和接口编号（2号口）对应起来，添加到MAC地址表中。

5. 交换机实现单播通信

现在主机A和主机B之间通信不必再借助广播了，因为在MAC地址表中能找到他们的条目，直接进行转发。

注：交换机学习到的条目不会永远保存在MAC地址表中，老化时间是300s
地址表信息如下图：

2.2 交换机接口的双工模式

单送模式是指两个数据站之间只能沿单一方向传输数据。如广播、音响、麦克风等
半双工是两个数据站之间可以双向数据传输，但不能同时进行。如BB机、对讲机等
全双工就是可同时并且双向的传输，如手机通信

以太网接口速率可能因为交换机的品牌不一样，导致接口速率也不一样。这是应该由通信双方中较低速率的一方决定。如果速率协商出现不匹配的现象，则以太网链路建立失败，就会导致无法通信。处理方法，可以通过手动修改交换机的配置（如思科的）、或者交换机进行自定义配置（如华为的）等。

三、以华为交换机为例进行配置

使用华为的ensp软件进行模拟。
Tab快捷键快速输入关键词

用户视图模式<Huawei>切换至系统视图模式[Huawei]
<Huawei>system-view1、历史命令查询
[Huawei] display history-command2、配置主机名
<Huawei> system-view
[Huawei] sysname Router13、状态信息查询
<Huawei>display version   ####查看VRP版本
<Huawei>display users    ####查看用户终端信息4、进入接口模式并查看信息
<Huawei>sys
[Huawei]int e0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]dis this   ####查看当前视图下的配置信息5、配置文件管理命令
[Huawei]display saved-configuration     ###查看设备保存的信息
[Huawei]display current-configuration   ###查看设备当前配置的信息
<Huawei>reset saved-configuration      ###擦除存储设备中的配置文件
<Huawei>compare configuration          ###比较当前配置信息与存储设备中的保存文件是否一致6、关闭华为的信息提示中心
[Huawei]undo info-center enable
或者
<Huawei>undo terminal monitor7、永不超时
[Huawei]user-interface console 0
[Huawei-ui-console0]idle-timeout 0 08、配置双工及速率命令
<Huawei>sys
[Huawei]int g0/0/1
[SW1-Ethernet0/0/1]undo negotiation auto    ###关闭自动协商
[SW1-Ethernet0/0/1]speed 100                ###调至速率100M
[SW1-Ethernet0/0/1]duplex full              ###调至全双工模式， 解释：full：Full-Duplex（全双工模式）   half：Half-Duplex（半双工模式）9、保存配置
<Huawei>save10、设置远程登录密码
[Huawei]user-interface vty 0 4          #0是初始值，4是结束值。表示可同时打开5个会话进入交换机去配置命令
[Huawei-ui-vty0-4]authentication-mode password
[Huawei-ui-vty0-4]set authentication password simple 222
[Huawei-ui-vty0-4]user privilege level 3
[Huawei-ui-vty0-4]dis this用SecureCRT链接eNSP
●双击打开某台设备有【视图】和【配置】，打开【配置】---窗口配置：串口号：2000  ###这个是端口号
●打开SecureCRT 点击【链接】---【Protocol】Telnet----【Hostname】127.0.0.1----【Prot】2000
●当前终端被打开---断开【disconnect】----会话【session options】-----强制每次一个字符模式【Force charater at atime mode】---保存【OK】
●右击当前终端---链接【reconnect】

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