交换机原理

Posted 2021-07-25 大大大S

交换机原理

一．实验目的

深度理解交换机对数据帧的处理过程

二．实验拓扑图

三．实验要求
1.将S1的两个端口加入到VLAN10，将S2的两个端口加入到VLAN20
2.测试两台PC能否通信？分析原因（YES）
3.将S1的E0/0/2端口改为Trunk端口，允许VLAN10通过，将S2的E0/0/2端口改为Trunk端口，允许VLAN20通过
4.测试两台PC能否通信？分析原因（NO）
（前提：两台PC机基础配置已经配好）

四．配置

第一种情况：当交换机两个端口都为access端口时：

（1）
S1：
划分一个vlan10，进入两端口配置端口类型为access并加入vlan10，配置如下：

S2：
划分一个vlan20，进入两端口配置端口类型为access并加入vlan20，配置如下：

（2）在PC1命令行中ping PC2的ip地址可知两台PC能够互相通信；
理由是：假设PC1知道PC2的MAC地址的前提下，PC1发送一个数据帧给PC2，该帧是无标记帧，接着进入S1的Ethernet0/0/1接口，被打上标记，此时VLAN-ID=10，接着交换机在MAC地址表中查询该帧的目的MAC地址，并从Ethernet0/0/2接口发出，因为Ethernet0/0/2接口是access类型也加入了vlan10，所以数据帧的标记被剥除后再发出；
接着在S2的Ethernet0/0/2接口上接收到该数据帧，在进入交换机S2后被打上标记，此时vVLAN-ID=20,然后交换机在MAC地址表中查询该帧的目的MAC地址，并从Ethernet0/0/1接口发出，数据帧的标记被剥除。
因此，PC1发送的数据帧是能够到达PC2的（实际上交换机S1 S2都只是对数据帧进行透传）

第二种情况：当交换机的Ethernet0/0/2端口类型为Trunk，分别允许VLAN10和VLAN20通过时：	

（1）
S1：
我们在更改默认端口类型时需要先使用undo命令将原来配置的端口类型删掉再重新配置
首先使用命令display this查看该接口的配置

再使用命令undo port default vlan删掉 （注意后边不要带上10否则会报错）

接着重新配置端口类型Trunk

S2的配置同S1，相关配置如下：


（3）此时，在PC1命令行中ping PC2的ip地址可知两台PC已经无法进行通信；
理由是：假设PC1知道PC2的MAC地址的前提下，PC1发送一个数据帧给PC2，数据帧进入Ethernet0/0/1接口，被打上标记，VLAN-ID=10，由于Ethernet0/0/2接口类型是Trunk，只是允许VLAN10通过所以VLAN-ID默认是1，此时数据帧的VLAN-ID与Ethernet0/0/2接口不一致所以VLAN-ID=10保留不剥除，
接着以标记帧的形式到达S2的Ethernet0/0/2接口，而Ethernet0/0/2接口并未允许VLAN10的流量通过，因此该数据帧会被丢弃~

补充：
交换机的主要功能：
（1）学习：以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。
（2）转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧 则转发至所有端口）
（3）消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生。同时允许存在后备路径。