数据链路层基础

数据链路层基础
一、数据链路层介绍
1、数据链路层的位置
位于物理层和网络层之间
2、数据链路层的功能
（1）数据链路的建立、维护与拆除
（2）帧包装、帧传输、帧同步
（3）帧的差错恢复
（4）流量控制
二、以太网
1、什么是以太网
MAC地址（硬件地址或物理地址）长度达到48比特，IP地址是32比特
MAC地址全球唯一（前24位为供应商标识，后24位是供应商对网卡的唯一编号） 无需配置
绑定MAC地址可以更改MAC地址 但是没有太大意义，通常不改
一个十六进制 = 四个二进制
广播的MAC地址 48个1或FF-FF-FF-FF-FF-FF
PDU 协议数据单元
2、以太网帧格式 1个字节B = 8比特b

3、以太网命名方法
宽带 可以传输多种数据
基带 只能传输一种数据
TX T双绞线 X屏蔽（UTP）或非屏蔽（STP）
FX F光纤
三、数据链路层的子层（了解）
1、介质访问控制（MAC）子层
--- 将上层交下来的数据封装成帧进行发送（接收时进行相反的过程，将帧拆卸）
--- 实现和维护介质访问控制协议
--- 比特差错检测
--- MAC帧的寻址，即MAC帧由哪个站（源站）发出，被哪个站或哪些站（目的站）接收。
2、逻辑链路控制（LLC）子层
--- 建立和释放数据链路层的逻辑连接
--- 提供与上层的接口
--- 给帧加上序号
局域网 1KM 广域网 范围更大
四、以太网交换机
1、什么是交换机？
交换机：交换机是连接局域网的主要设备。
作用：① 交换机能够根据以太网帧中目标地址智能的转发数据，因此交换机工作在数据链路层；
② 交换机分割冲突域，实现全双工通信。
2、华为交换产品体系
（1）华为S2700系列交换机
华为公司推出的二层百兆接入以太交换机
（2）华为S5700系列交换机（6700/7700/9700）
标准型千兆以太网交换机提供灵活的全千兆接入以及万兆上行端口
（3）华为S12700系列敏捷交换机
--- 华为公司向下一代园区网核心而设计开发的敏锐交换机
（4）CE12800数据中心交换机系列交换机（CE5800/6800/7800/8800）
--- 华为公司面向数据中心和高端园区网络推出的新一代高性能核心交换机
3、交换机工作原理
（1）交换机的转发原理
① 初始状态
② MAC地址学习
通过学习数据帧的源MAC地址来形成MAC地址表，然后找目的地址的MAC地址
③ 广播未知数据帧
若MAC地址表中有目标地址的MAC，交换机就将信息沿着MAC地址表中的相应的地址将数据发送
出去；若MAC地址表中没有与之对应的目标目地MAC地址，交换机就向该数据帧的源端口外的
其他的所有端口广播该数据帧
④ 接收方回应
接收方中的非目标地址设备不予理会，目标地址的设备收到广播后进行回应（发广播）
⑤ 交换机实现单播通信
交换机收到来自目标地址的回应，再次进行学习，将目地地址的MAC地址写入自己的MAC地址表中，并将源地址的相应数据通过MAC地址表中所指定得路径以单播的形式发给目标地址。
⑥ 更新
--- 交换机MAC地址表的老化时间是300s
--- 如果发现一个帧的入端口MAC地址和MAC地址表中源MAC地址的所有端口不同，交换机将
MAC地址重新学习到新的端口。
（2）查看MAC地址
<Huawei>display mac-address
在MAC地址表中，同接口可以对应多个MAC地址，一个MAC地址不能对应多个接口
四、冲突域与广播域
1、单工、半双工与全双工
（1）单工 只有一个信道，传输方向只能是单向，如寻呼机
（2）半双工 只有一个信道，在同一时刻，只能是单向传输，如对讲机
（3）全双工 双信道，同时可以有双向数据传输，如电话
2、冲突与冲突域
（1）如果冲突过多，则传输效率就会降低 为了提高传输效率，必须分割冲突域
（2）分割冲突域
（3）交换机背板交换矩阵结构
交换机每个端口访问另一个端口时，都会一条专有的线路，不会产生冲突
交换机默认全双工 不用CSMA/CD 只有半双工才采用CSMA/CD
五、广播域
1、广播域指接收同样广播消息的节点的集合
2、交换机分割冲突域，但是不分割广播域，即交换机的所有端口属于同一个广播域。
六、交换机内部交换方式
1、存储转发
--- 是计算机网络领域应用最为广泛的方式
--- 对进入交换机的数据包进行错误检测
--- 支持不同速度的端口间的转化
--- 在数据处理时交换慢，延时长
2、快速转发
--- 延迟非常小、交换非常快
--- 不能提供错误检测能力
--- 由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通，而且容易丢包
3、分段过滤
--- 检查数据包的长度是否够64个字节，小于64个字节直接丢弃，大于64个字节直接发送
--- 不提供数据校验
它的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢
七、交换机基本配置
1、查看MAC地址表
[Hawei]display mac-address
2、查看交换机地址
<Huawei>display bridge mac-address
3、LLDP协议 链路层发现协议 用来查看邻居的设备信息
[Huawei]lldp enable 开启链路层发现协议
<Huawei>display lldp neighbor 邻居的所有信息
<Huawei>display lldp neighbor brief 简要信息
4、查看邻居某一个指定端口的信息
<Huawei>display lldp neighbor interface Ethernet 0/0/X
八、接口的工作模式配置
1、在非自协商模式下配置双工模式
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]undo negotiation auto
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]duplex + 模式（half或Full）
2、在非自协商模式下配置速率
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]undo negotiation auto
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]speed + 数字（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 接口关闭
      [Huawei-vlanif1]undo shutdown 接口开启