1.1基本路由原理（二层转发原理）1
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了1.1基本路由原理（二层转发原理）1相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
二层转发原理：
交换机的功能：
1.转发(MAC地址表中存在目的MAC地址)
2.泛洪(1.未知单播帧2.广播/组播帧)
3.过滤(1.MAC地址表中存在目的MAC地址,转发也是一种过滤2.如果数据帧的出入口一致，数据帧需要丢弃)
(交换机收到数据帧后的行为和动作，广播是广播帧，泛洪是一个动作(未知单播帧/MAC地址表里面没有目的MAC))
(CAM表是可寻址内存，是二进制数，是为了快速交换
MAC表绑定VLAN信息，接口信息,三层转发才需要ARP，二层转发不需要ARP)
(MAC地址表老化时间300s)
（交换机泛洪会从除接收端口进行泛洪）
3过滤：
sw开始MAC地址表空的，查表查不到，泛洪，会将源MAC地址绑定在接收端口上，从1口学到，要从1口发出去，交换机的防环机制，数据帧不会转发会丢弃，,MAC地址表还是正常学的，但数据帧不会转发。
1.交换机在发送数据帧时只是透明转发数据帧，不会更换MAC地址
2.同一个MAC地址是否可以绑定到多个接口？不能
3.一个接口可以绑定多个不同的MAC吗？可以
动态：可以先拆除MAC然后绑定Dynamic
静态：不可以拆除MAC，静态交换机没有能力解除MAC:1口存在MAC，2口学不到，不会去学习源MAC，数据帧发过来，会从1口出去，2口收不到的，这个数据帧有去无回。
拓展：如果网络中出现广播，怎么判断？
通过MAC地址表查看，MAC地址翻动或者MAC地址漂移。MAC地址一下子绑定在1口，一下子绑定在2口
交换机通过MAC地址表实现数据帧的转发
数据帧-二层的概念；
在数据链路层分为LAN和WAN
LAN：(局域网标准)IEEE 802.3 （国际电气电子工程师协会）\\
ethernet Ⅱ·（施乐）
在LAN网中就这两种数据链路层封装协议，现在传输出去的一般用的都是Ethernet Ⅱ的封装，有些二层协议的报文用802.3封装，如：生成树报文BPDU包，CDP，TDP
区别：
IEEE 802.3 封装结构 = 14B帧头 + 4B帧尾（帧校验序列FCS）
淘宝买快递，签收物品完整才收。
FCS设备收到一个数据帧，检查数据帧的完整性，不完整丢弃，完整才接收。
##【比较完整性】实际上是将帧头做一次checkSum,将校验和放在FCS里面，对端收到数据帧，对帧头做同样的校验，和FCS进行比对看这两个校验和是否是一样的，如果一样的表明数据帧在转发过程中是没有被破坏掉的。
802.3/Ethernet Ⅱ帧头和帧尾数据长度一样的，但帧头结构不一样
#【802.3的头部封装】并不能标识上层协议
交换机收到数据帧以后靠MAC地址表做转发，查目的MAC
MAC地址48bit ,等于6个字节。
14B帧头=6B DMAC+6 SMAC+2B Length（6个字节的目的MAC和6个字节的源MAC加上2个字节的length长度 用于标识数据帧的长度的）
+IEEE 802.2(8B) LLC(SSAP\\DSAP)（3B）+SNAP(5B)
#【EthernetⅡ的头部封装】可以标识上层 协议
Ethernet Ⅱ14B=6B DMAC+6B SMAC +2B ETYPE(2个字节的以太类型-识别上层封装协议，IPV4=0x0800,ARP=0x0806, dot1q= 0x8100,IPV6=0x86dd)
*********************************************************************************
如果是802.3需用IEEE的802.2 （8B-----3字节LLC罗辑链路控制子层（SSAP数据帧的发送方\\DSAP数据帧的接收方）+5字节SNAP）里面的LLC标识上层字段。
//看个报文STP->
//再看一个报文CDP->发现直连链路邻居关系（邻居的设备型号，主机名，ip地址）
对应的公有协议LLDP，SNAP的部分红圈标识
实际 上，用LLC去通告一些上层协议，一般只能通告公有协议，私有协议是通告不了的。用802.3去承载一些思科的私有协议，就会用到SNAP去标识上层封装。Org是MAC地址的前24个比特位（3个字节）用来标识厂商，
下面的PID就等同于以太类型，标识上层协议是什么，用802.2去封装并不一定会有SNAP这个字段。即，如果LLC能标识的话就不需要携带SNAP,如果LLC不能标识的话就需要携带SNAP，不能标识的一般都是私有协议，思科居多。
WAN网：（广域网）##WAN网中有MAC地址吗？回答：广域网中没有MAC地址。
WAN网中有二层封装，和LAN不一样，WAN的二层封装：(PPP\\HDLC\\帧中继FR\\ATM)
WAN网和LAN网主要是物理层和数据链路层不一样，其他的上层协议都是一模一样的。WAN网中没有MAC地址，没有ARP。
WAN网中一般设备都是点到点，LAN网是通过一些网络设备交换机/HUB互联， LAN网中存在广播域的概念。
3种以太帧的方式：单播，组播，广播。
单播：源/目的MAC地址都是单播地址；
组播：目的MAC是个组播地址；
广播：目的MAC是个广播地址；
1->3想实现单播端到端的互通?
在大的广域网中实现单播通信，你有目的MAC吗？
交换机是二层设备，通过MAC转发，不认识3层ip；
如果源/目的ip写成单播的ip，源MAC为单播，目的MAC为广播，可互通
1->3互通，1和3划在一个VLAN；1—>2实现单播通信？
所以需要在LAN网里面找到一个唯一能标识设备的地址，而这个地址就是一个MAC地址（硬件地址），可以唯一标识一台设备。
MAC地址不重复，MAC地址的前24个比特位是OUI的部分，这个部分是需要申请的，申请机构-IANA。保证MAC是不可能重复的，篡改的不考虑。
单播通信：
1.ARP广播：在LAN网中发送ARP报文找到对方的位置，将罗辑的ip地址转换成为物理的MAC地址。
2.回复MAC地址，发送方就可以封装数据帧，实现一对一的通信。
所以，MAC地址在LAN网中才会存在去标识唯一 一台设备，WAN网中不存在，因为WAN网中都是点对点直连的，和你互联的就一台设备，你只要把数据帧发出去就行了。******************************************************************************
MTU《TCP/IP详解》看看
min=46B(一个IP包不能小于这个字节)
MAX=1500B（IP数据包的最大长度）
如果，用EthernetⅡ数据帧封装协议去封装，MAX数据传输单元是1500
用802.3封装，MAX数据传输单元是1492B，因为802.2扩展头部也会占8B
802.3=1492
*********************************************************************************
//看书：《TCP/IP详解》-IP首部
//找找英文版书籍
复习
1、二层的转发原理
2、三层的转发原理 （IP ICMP ARP）
交换机的功能：
1、转发（如果MAC地址表存在目的MAC地址） 2、泛洪(1、未知的单播帧 2、广播/组播帧) 3、过滤（1、如果MAC地址表存在目的MAC地址
2、如果数据帧的出入接口一致，数据帧需要丢弃）
LAN(IEEE 802.3\\ethernetII(施乐)) WAN(WAN网中有MAC地址吗？) （PPP\\HDLC\\FR\\ATM）
IEEE 802.3 = 14B+4B（FCS） 14B=6B DMAC+6B SMAC+2B Length + IEEE 802.2(8B) LLC(SSAP\\DSAP)+SNAP(5B)
EthernetII 14B=6B DMAC+6B SMAC+2B ETYPE
IPV4=0x0800
ARP=0x0806
dot1q=0x8100
46B~1500B = IP数据包的长度 ETH II
1492B = IEEE 802.3
三层转发原理：
IPV4 (20B~60B)
第一行（32bit）： 版本（4bit） 首部长度(4bit) TOS(8bit) 总长度（16bit）
第二行（32bit）： 标识（16bit） 标志（3bit） 偏移地址（13bit）(分片)
第三行（32bit）： TTL（8bit） 协议标识(8bit) [1=icmp 6=tcp 17=udp 88=eigrp 89=ospf 47=GRE] 校验和（16bit）
第四行（32bit）： 源IP
第五行（32bit）： 目的IP
第六行（32bit）： 填充字段 （40B） 2B
TTL值的两个作用 1、可以防止IP包环路 2、可以限制IP包的转发距离
traceroute (UDP)
tracert (ICMP)
512B
response ?(25) 20*25=500+8+4= 512B
ARP(地址解析协议)
1、request replay
2、28B
3、硬件类型
协议类型
硬件长度
协议长度
OP=0
发送方MAC
发送方IP
目的方MAC
目的方IP
4、ARP算几层协议
5、ARP需要填充0来满足最小MTU的长度
6、ARP和RARP有什么区别 （无盘工作站） 网卡启动
7、普通ARP、代理ARP、免费ARP（1、IP地址冲突检查 2、通过MAC地址）
show arp (4个小时) ,接收到下面哪个报文会刷新ARP的老化时间？
2、免费ARP ?
ICMP重定向的触发条件：如果IP包的发送源和到达目的路由的下一跳在同一个网段，就需要触发ICMP重定向。在ICMP重定向报文中会增加一个gateway字段，该字段中填充下一跳地址。
什么情况下需要比较AD值？：如果同一条路由通过多种路由协议学习，需要比较AD值选出最优的一条。
什么情况下需要比较metric值？：如果同一条路由通过同一种路由协议的不同邻居学到，需要比较metric值，优选metric值小的一条。
转发流程
1、PC1发送的ARP请求，请求网关（路由器0接口）的MAC地址 （PC2、PC3）
2、路由器回送给PC1的单播ARP应答 （PC2）
3、PC1发送给PC4的ICMP报文 (PC2)
二层：DMAC=网关（路由器0口） SMAC=PC1 E-TYPE=0x0800
三层：源IP=PC1 目的IP=PC4 Protocol id= 1 (ICMP)
ICMP: type=8 code=0
4、路由器向PC4发送的ARP请求 （PC4）
5、PC4向路由器1口回复的ARP应答
6、PC1向PC4发送的ICMP请求（PC2、PC4）
7、PC4回给PC1的ICMP应答 （PC2）
二层：DMAC=网关（路由器1口） SMAC=PC4 E-TYPE=0x0800
三层：源IP=PC4 目的IP=PC1 Protocol id= 1 (ICMP)
ICMP: type=0 code=0
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以上是关于1.1基本路由原理（二层转发原理）1的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
二层交换机三层交换机和路由器的基本工作原理和三者之间的主要区别