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三層交換機配置-概述篇

發布時間:2019-03-15 09:14

長春交換機
 
 
不講原理,還是要從全局看一下整件事情,所謂提綱掣領,綱舉而目張,知道了一件事情的由來,然后把問題分解到最細處,我們才清楚每一步需要準備什么,怎么做,以及做完之后可以得到什么結果。
 
 
首先要講一下OSI(Open System Interconnect)的七層參考模型。提到的交換機,在行業里應該叫三層交換機,此處的“層”,指的就是是OSI協議中的層。計算機網絡實現的功能,說到底就是經過網絡互聯的兩臺計算機之間傳送信息,這個功能,描述起來簡單,但是實現起來很麻煩,好像無從入手。實現起來很難入手的問題,我們就采取分解成子問題辦法,把問題分解簡單化的方式來處理,ISO組織攜手CCITT委員會對于這個問題就采取了分層處理的方式,從上到下一共分了七層。
 
 
下面是對七層在wiki上的描述:
 
 
第7層應用層
 
 
應用層(Application Layer)提供為應用軟件而設的接口,以設置與另一應用軟件之間的通信。例如:HTTP,HTTPS,FTP,TELNET,SSH,SMTP,POP3等。
 
 
第6層表達層
 
 
表達層(Presentation Layer)把數據轉換為能與接收者的系統格式兼容并適合傳輸的格式。
 
 
第5層會話層
 
 
會話層(Session Layer)負責在數據傳輸中設置和維護計算機網絡中兩臺計算機之間的通信連接。
 
 
第4層傳輸層
 
 
傳輸層(Transport Layer)把傳輸表頭(TH)加至數據以形成數據包。傳輸表頭包含了所使用的協議等發送信息。例如:傳輸控制協議(TCP)等。
 
 
第3層網絡層
 
 
網絡層(Network Layer)決定數據的路徑選擇和轉寄,將網絡表頭(NH)加至數據包,以形成分組。網絡表頭包含了網絡數據。例如:互聯網協議(IP)等。
 
 
第2層數據鏈路層
 
 
數據鏈路層(Data Link Layer)負責網絡尋址、錯誤偵測和改錯。當表頭和表尾被加至數據包時,會形成幀。數據鏈表頭(DLH)是包含了物理地址和錯誤偵測及改錯的方法。數據鏈表尾(DLT)是一串指示數據包末端的字符串。例如以太網、無線局域網(Wi-Fi)和通用分組無線服務(GPRS)等。
 
 
分為兩個子層:邏輯鏈路控制(logical link control,LLC)子層和介質訪問控制(media access control,MAC)子層。
 
 
第1層物理層
 
 
物理層(Physical Layer)在局部局域網上傳送數據幀(data frame),它負責管理計算機通信設備和網絡媒體之間的互通。包括了針腳、電壓、線纜規范、集線器、中繼器、網卡、主機接口卡等。
 
 
 
 
每一層其實就是一些協議,就是一些約定,約定如何基于下一層的功能,做一些事情然后向上一層提供服務,這就是如何處理本層的事務,完成了本層的事務從邏輯上講就能跟需要通訊的對方的對應的同一層傳遞需要傳送的信息。是有點拗口,請認真理解一下某一層跟自己的上、下層以及通訊對方同等層的關系,是:基于下層功能向上層提供服務,而內容信息是發送至對側的同層或者接收自對側同層。
 
 
看上面的圖,分藍色(資源子網)和綠色(通信子網)部分,藍色部分大部分是用軟件的方式來實現約定的協議,綠色部分基本上都是用硬件或者用可編程的硬件來實現約定的協議,而對交換機的配置,算是對硬件編程的一部分,用以針對具體情況來訂制具體的行為(此處就是VLAN虛擬局域網劃分和路由控制)。
 
 
沒有哪個現實中真實的計算機網絡系統是完全遵照七層模型來一層一層獨立實現的,基于功能的取舍和實現的便捷,經常把好多層的功能實現在一個硬件或者一組軟件里,把最下面三層的功能做到一個獨立的交換機里,就是所謂的三層交換機。注意,是協議棧上的三層,不是物理上摞在一起的三層。
 
 
講到三層交換機咯,我知道你們都是跳過前面那7層的敘述到這里的,那么還是要聽我用人話講下底下三層是啥功能咯:
 
 
物理層:就是在物理介質上傳送比特流,它面對的是“比特流”,把比特流通過介質傳送出去,介質可以是同軸電纜的銅芯,雙絞線,光纖,微波等等,物理層具體設備有集線器、中繼器等。三層交換機囊括了這一層,但是我們需要在這一層配置的內容基本沒有,速度一般都是自適應設定。
 
 
數據鏈路層:把網絡層傳送來的數據組織成一幀一幀的單元,它面對的是“幀”,這一層使用物理地址(MAC)來標識每個目標NIC(網絡接口控制器,可以考慮成網卡),將目標NIC的MAC附在數據幀中來標識該幀的目的NIC,這樣每一幀就可以被送到正確的NIC網卡了。數據鏈路層使用MAC來定位目標地址。
 
 
這里有個廣播域的概念,就是一個主機因為種種需要發送廣播數據,能夠接收到這個數據的范圍稱做廣播域。廣播域在其他條件約束都滿足的情況下,應該盡量越小越好,就是域中的NIC網卡越少越好,所以,交換機在第二層會提供VLAN(虛擬局域網)劃分的功能,通過把一個很多接口比如32個接口的交換機,劃分成很多個小的VLAN,從邏輯上變成了多個獨立的交換機,從而實現資源的更好的管理,以及更加高效的運作。VLAN劃分是我們需要學習的配置,在下一篇來講。
 
 
網絡層:完成的功能有四個:
 
 
1,屏蔽網絡差異,提供透明傳送服務
 
 
2,為網絡間通信提供路由選擇
 
 
3,數據包的封裝和解封。這一層面對的是“數據包”
 
 
4,擁塞控制
 
 
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