什么是字节?什么是比特?
比特,英文名 bit ,也叫位。二进制中最小单位,一个比特的值要么是 0 要么是 1 。
字节,英文名 Byte 。一个字节由八个比特构成。
什么是网络拓扑?
网络的连接和构成的形态称为网络拓扑。它不仅可以直观的看到网络物理连接方式,还可以表示网络的逻辑结构。
前导码( Preamble )前导码由 7 个字节组成,每个字节固定为 10101010 。之后的 1 个字节称为帧起始定界符,这个字节固定为 10101011 。这 8 个字节表示以太网帧的开始,也是对端网卡能够确保与其同步的标志。帧起始定界符的最后两位比特被定义为 11 ,之后就是以太网数据帧的本体。
数据帧的各字段加起来一共是 64 字节,其中数据是 46 字节。再加上前导码就是 72 字节。因此最小的数据帧是 72 字节。在传输过程中,每个数据帧还有 12 字节的数据帧间隙,所以最小的可传输数据帧长度是 84 字节,即 672 比特。
VLAN
广播域是广播帧可以到达的区域。换句话说,由多个交换机和主机组成的网络就是一个广播域。
网络规模越大,广播域就越大,泛洪流量也越来越大,降低通信效率。在一个广播域内的任意两台主机之间可以任意通信,通信数据有被窃取的风险。
为了解决广播域扩大带来的性能问题和安全性降低问题, VLAN 技术应运而生。 VLAN 技术能够在逻辑上把一个物理局域网分隔为多个广播域,每个广播域称为一个虚拟局域网(即 VLAN )。每台主机只能属于一个 VLAN ,同属一个 VLAN 的主机通过二层直接通信,属于不同 VLAN 的主机只能通过 IP 路由功能才能实现通信。通过划分多个 VLAN ,从而减小广播域传播的范围,过滤多余的包,提高网络的传输效率,同时提高了网络的安全性。
VLAN 原理
VLAN 技术通过给数据帧插入 VLAN 标签(又叫 VLAN TAG)的方式,让交换机能够分辨出各个数据帧所属的 VLAN 。
交换机上划分了多个 VLAN 时,在交换机接收到广播数据帧时,只会将这个数据帧在相同 VLAN 的端口进行广播。
划分 VLAN 后,不同 VLAN 的主机能否通信?
怎么区分不同的 VLAN ?
通过 VLAN ID 进行区分,例如 VLAN 10 和 VLAN 20 就是不同的 VLAN 。
VLAN 技术有哪些好处?
交换机通常会使用基于端口划分 VLAN 的方法。在交换机上手动配置,绑定交换机端口和 VLAN ID 的关系。
优点:配置简单。想要把某个端口划分到某个 VLAN 中,只需要把端口的 PVID (端口 VLAN ID )配置到相应的 VLAN ID 即可。
缺点:当终端设备移动位置是,可能需要为终端设备连接的新端口重新划分 VLAN 。
PVID :接口默认 VLAN ID ,是交换机端口配置的参数,默认值是 1 。
当两台交换机通过端口连接时,收到的数据帧是标记帧还是无标记帧?交换机端口会如何处理呢?
交换机根据连接的设备类型,判断各个接口收到的数据帧是否打标,来配置交换机接口的类型。
如果交换机接口收到无标记帧,由交换机根据这个接口所在 VLAN 为数据帧打上 VLAN 标签;同时接口发送数据帧时,也不携带 VLAN 标签。应该把这类接口配置为 Access (接入)接口, Access 接口连接的链路称为 Access 链路。如果交换机接口收到多个 VLAN 的流量,也就是收到了标记帧;同时为了让对端设备能够区分不同 VLAN 的流量,通过接口发出的流量会打上 VLAN 标签。应该把这类接口配置为 Trunk (干道)接口,相应的链路称为 Trunk 链路。跨交换机发送数据
模拟实验
Access 接口和 Trunk 接口的配置
实验拓扑图
实验要求
将 SW 1 (即交换机 1)和 SW 2 (即交换机 2)相连的接口配置为 Trunk 接口,允许传输 VLAN 5 的数据;将 PC (即主机) 与 SW 相连接口配置为 Access 接口,接口的 PVID 配置为 VLAN 5 。实验步骤
Hybrid 接口的配置
三种接口类型特点:
Access 接口:这种接口只能属于一个 VLAN,只能接收和发送一个 VLAN 的数据。通常用于连接终端设备,比如主机或服务器等。Trunk 接口:这种接口能够接收和发送多个 VLAN 的数据,通常用于连接交换机。Hybrid 接口:这种接口能够接收和发送多个 VLAN 的数据,可用于交换机的链路,也可用于终端设备。与 Trunk 接口的区别是,发送数据时 Trunk 接口只会摘掉 PVID 标签,而 Hybrid 接口能够不携带 VLAN 标签发送多个 VLAN 数据。实验拓扑图
实验要求
新建 3 个 VLAN ,PC 1 属于 VLAN 2 ,PC 2 属于 VLAN 3 ,Server 1 (即服务器 1)属于 VLAN 10 ;通过 Hybrid 接口实现 VLAN 2 和 VLAN 3 不能互通,但 VLAN 2 和 VLAN 3 都能与 VLAN 10 进行通信。实验步骤
结尾
Access 接口接收数据帧处理过程
Access 接口发送数据帧处理过程
Trunk 接口接收数据帧处理过程
Trunk 接口发送数据帧处理过程
图解TCP/IP - 竹下隆史
网络基础 - 田果
路由与交换技术 - 刘丹宁