《MY网络基础知识》----数据链路层之二层转发原理

系统管理员 2022-05-18 06:07 384阅读 0赞

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> OSI模型 </td> 
 <td> 协议 </td> 
 <td> 数据包叫法 </td> 
 <td> 常见设备 </td> 
 <td> 五层模型 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 应用层 </td> 
 <td> HTTP,DHCP,FTP </td> 
 <td> 报文 </td> 
 <td> 常见PC机，工作站，终端等 </td> 
 <td> 应用层 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 表示层 </td> 
 <td> &nbsp; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 会话层 </td> 
 <td> &nbsp; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 传输层 </td> 
 <td> TCP/UDP </td> 
 <td> 传输协议分组，分组 </td> 
 <td> 网关 </td> 
 <td> 传输层 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 网络层 </td> 
 <td> IP协议，ICMP协议，IGMP协议 </td> 
 <td> IP包，IP数据报 </td> 
 <td> 路由器，三层交换机 </td> 
 <td> 网络层 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 数据链路层 </td> 
 <td> 以太网协议，ARP协议 </td> 
 <td> 帧，数据帧 </td> 
 <td> 交换机，网桥 </td> 
 <td> 数据链路层 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 物理层 </td> 
 <td> 802.3 </td> 
 <td> 比特流 </td> 
 <td> 网口，网线，集线器 </td> 
 <td> 物理层 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**概念：**二层转发，即数据包在二层网络设备上的转发过程。而二层网络设备常用的是交换机和网桥，将PC通过交换机或者网桥连接在一起，形成一个局域网的拓扑。在此基础上讨论二层转发原理。

**需要明白的基础知识：****PC**在自己内部维护一个**ARP表**，内容为IP和MAC地址。在将数据发送出去的时候，就会查找该表，根据IP封装MAC头部。而**交换机(Switch)**内部维护的是一个**FDB(Forwarding DataBase)表**，里面包含端口和对应的MAC地址。在转发数据的时候根据这个FDB表进行转发。

# 一：构建拓扑 #

![70][]

# 二：二层转发过程及二层转发原理 #

（1）PC A要讲数据发往PC C，PC A已知 PC C  IP地址为192.168.1.3。但是在PC A 的ARP表中没有相关的项。

![70 1][]

（2）此时，PCA 就会广播ARP请求，交换机SW1收到这个请求后，根据收到的端口，和数据包的源MAC地址，确定这个MAC地址和这个端口是对应的，于是将它添加到FDB表。

![70 2][]

（3）因为PCA发的是广播的ARP查询包，所以SW1会将该数据包广播出去。

![70 3][]

（4）SW2收到该数据包后，同SW1一样，会根据源MAC和接受的端口，来添加一项FDB表。因为是广播，PC b也会收到该ARP广播报文，但是因为该ARP请求报文的请求的IP不是自己，所以PCb不做什么回应。PCb他会利用该数据包，得知IP和ARP。会在自己的ARP表中添加一项，但是我们在这里先不用考虑PC b这台主机。

![70 4][]

（5）SW2继续广播出去。

![70 5][]

（6）PC C收到数据包，为自己的ARP表添加一项。

![70 6][]

（7）PC C解析该数据包，发现找的就是自己的IP地址，于是回应一个ARP响应报文。

![70 7][]

（8）SW2收到后，同理也会根据源Mac和收到该数据包的端口，添加一个FDB表项。

![70 8][]

（9）SW2查找FDB表项，发现发往0000-00e0-0001MAC地址的端口是E0/0，所以直接发过去，不会广播。

![70 9][]

(10)同理，SW1收到该数据包，也会添加FDB

![70 10][]

（11）同理，SW1会根据FDB，确定转发的端口是E0/1，所以此时PC b就不会收到这个数据包了。

![70 11][]

（12）PC A收到了这个ARP回应报文，于是添加了一个ARP表项。

![70 12][]

(13)现在PCA可以根据ARP表，封装要发往PC C的数据包了，然后SW1,SW2也有了相应的FDB表项，就会轻车熟路的进行转发，这就是二层转发的过程，SW1,SW2根据FDB表项进行转发的机制，即是二层转发的原理。

![70 13][]

**注：上面的图片素材是我在某公司上班时，为应届生进行交换机知识授课的时候自己做的PPT。如需要，可访问我的下载资料。**

[70]: /images/20220518/21a403237732457194c89dc2cda363b4.png
[70 1]: /images/20220518/55c80fa885634f7887820ff4777b094b.png
[70 2]: /images/20220518/f53414406df549d39b7784107e14f935.png
[70 3]: /images/20220518/4290fef3fdfb4217a29767ab8e1c2319.png
[70 4]: /images/20220518/eecd413c667b402db6cc8925e318d402.png
[70 5]: /images/20220518/86377806a3db44f2bb8a8451ec709a30.png
[70 6]: /images/20220518/e66bfa5f6d23423381013bad09afb93c.png
[70 7]: /images/20220518/e244c5fedee3485b9c985946122b3722.png
[70 8]: /images/20220518/2fad837efbfa4fa89003429cb4dfe7d6.png
[70 9]: /images/20220518/79d2209dbafc44b0abb13fa2e425ebb0.png
[70 10]: /images/20220518/c81abea4eafb43deafbcb46f87fbda67.png
[70 11]: /images/20220518/e5bc6ebd2b3c42cd8e79e0d09e5de9b1.png
[70 12]: /images/20220518/c877e08fffeb4518a7d83fe9bfeec8d5.png
[70 13]: /images/20220518/73c47228800144d09591e234df767eeb.png