物理层和数据链路层

以太网第一层（物理层）：线缆、速率和双工

• RJ-45针脚及 5 类线缆

  T568A：

  白绿、绿；白橙、蓝；白蓝、橙；白棕、棕

  T568B（最常用）：

  白橙、橙；白绿、蓝；白蓝、绿；白棕、棕

  

​ 交换机能检测线缆的使用是否正确，比如 Cisco 的 Auto-MDIX（与介质相关的自动接口交叉器）能检测错误的线缆并使交换机交换其使用的传输和接收针脚，以此来解决线序问题

​ 五类线（Cat.5）的传输频率通常为 100MHz，最高速率可达100Mbps，使用 RJ-45 接口。

​ Mbps：英文全称为Million bits per second，表示“兆比特每秒”，是一种数据传输的速度单位，通常用来代表内存性能的几个非常关键的指标，即内存的数率。

​ MB/s：Million Bytes per second，兆字节每秒，一般是用来表示内存带宽速度。

​ MHz：兆赫兹，作为内存频率的计量单位，表达内存最高能在什么样的频率下正常工作，用来表示频率速度。

• 自动协商、速率和双工

  ​ 交换机支持自动协商来确定传输的速率以及双工设置（全双工或者半双工），Cisco 交换机也可以通过 duplex 接口配置命令设置双工，通过 speed 接口命令配置速率。

  ​ 全双工指数据可以同时在两个方向上传输，而半双工则是允许在两个方向上传输数据但是禁止同时传输双向数据。

  ​ 交换机只能通过自动协商来检测双工设置，如果线缆的任意一端禁用了自动协商，那么未配置双工的设备则必须使用默认值。Cisco 交换机默认采用半双工（HDX对于 10Mbit/s和 100Mbit/s）或者全双工（FDX；对于 1000Mbit/s）。如果想给 Cisco 交换机的接口上禁用自动协商，则需要在接口配置速率和双工方式。

• CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）：

  作用：可以降低因多个以太网帧在传输介质上的重叠导致的冲突，并且当冲突发生时，CSMA/CD 也定义了发送方识别冲突并重传帧的方法。

• 步骤：

  1. 要发送帧的设备侦听链路是否空闲，只有在空闲状态下发生方才开始发送帧。
  2. 如果冲突发生，那么所有发送帧的设备都必须发送拥塞信号，确保所有设备都识别了冲突。
  3. 冲突结束后，每个原冲突帧的发送方都会随机设置一个计时器，并在重新发送前等待相应的时间。
  4. 当所有计时器超时后，原发送方可以再从第一步开始。

• 冲突域和交换机缓存

  冲突域：指发生的帧可能存在冲突的设备的集合。集线器 hub 包含其终端单独一个冲突域，而交换机的每个端口及终端（必须是连接终端的接口）都为一个冲突域。

  交换机缓存：当交换机在不同接口上收到多个帧时，交换机会将帧存在内存缓存中并按序执行转发以避免冲突。

以太网第二层（数据链路层）：成帧和编址

• 数据帧头部

  

• 以太网地址类型（MAC 地址：由 48 比特 6 字节长的 12 位的十六进制数组成）

  1. 单播：第一个字节的最低位为 0 的 MAC 地址

  2. 广播：每个比特都为 1 的 MAC 地址

  3. 组播：第一个字节的最低位为 1的MAC 地址

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