精华内容
下载资源
问答
  • 扩展以太网

    2019-05-20 19:39:00
    扩展以太网的方式有:1、在物理层把以太网扩展 2、在数据链路层把以太网扩展 3、在网络层看来仍是一个网络 在物理层扩展局域网 :1、主机使用光纤和一对光纤调制解调器连接到集线器 2、多个集线器级联 3、通过一个...

    扩展以太网的方式有:1、在物理层把以太网扩展 2、在数据链路层把以太网扩展 3、在网络层看来仍是一个网络

    在物理层扩展局域网 :1、主机使用光纤和一对光纤调制解调器连接到集线器 2、多个集线器级联 3、通过一个主干集线器把各个系的以太网连接起来,成为一个更大的以太网。优点:使得该学院不同系的以太网上的计算机能够跨系通信;扩大了以太网覆盖的地理范围。 缺点:以太网扩展了,碰撞域也扩展了,但总的吞吐量并未提高

    在数据链路层扩展以太网:使用网桥,他根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发和过滤。优点:扩大了物理范围,提高了可靠性,课互连不同的物理层、不同的MAC子层和不同速率的局域网。  缺点:存储转发增加了时延,在MAC子层并没有流量控制功能,网桥只适合于用户数不太多和通信量不太大的局域网。

     H3C的配置命令:

    <H3C>system-view:可以看到提示符变为[H3C],进入系统视图,全局配置模式。

    [H3C]sysname H3C-S1:给设备命名

    [H3C]display current-configuration:显示设备当前生效的配置

    [H3C]display interfacd GigabitEthernet 1/0/1:查看接口的运行状态和相关信息

    [H3C]display interfacd GigabitEthernet  brief:显示端口的概要信息

    [H3C]interfacd GigabitEthernet 1/0/1:进入设备接口视图

    转载于:https://www.cnblogs.com/-dai/p/10896052.html

    展开全文
  • 计算机网络-扩展以太网

    千次阅读 2020-03-04 16:19:59
    目录1 在物理层扩展以太网1.1 使用光纤扩展1.2 使用集线器扩展2 在数据链路层扩展以太网-网桥2.1 网桥2.1.1 透明网桥3 在数据链路层扩展以太网-交换机3.1 以太网交换机的交换方式3.2 以太网交换机的自学习功能 ...

    1 在物理层扩展以太网

    1.1 使用光纤扩展

    主机使用光纤和一对光纤调制解调器连接到集线器,很容易使主机和几公里以外的集线器相连接
    在这里插入图片描述

    光纤:光纤是光纤通信的传输媒体,在日常生活中,由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,光纤被用作长距离的信息传递

    • 光纤的原理是使用光的全反射,如图,光纤分为内纤芯和外包层,由于纤芯的折射率大于包层的折射率,当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时,其折射角将大于入射角。因此,如果入射角足够大,就会出现全反射,光也就沿着光纤传输下去
      在这里插入图片描述
      只要从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角大于某个临界角度,就可产生全反射
      在这里插入图片描述

    1.2 使用集线器扩展

    将多个以太网段连成更大的、多级星形结构的以太网,如某个部门有一系,二系,三系通过集线器扩展
    在这里插入图片描述

    集线器:集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大转发,以扩大网络的传输距离,同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于“物理层”

    • 如下图是具有三个接口的集线器:
      在这里插入图片描述

    优点:

    1. 使原来属于不同碰撞域的以太网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信
    2. 扩大了以太网覆盖的地理范围

    缺点:

    1. 碰撞域增大了,但总的吞吐量并未提高
    2. 如果不同的碰撞域使用不同的数据率,那么就不能用集线器将它们互连起来

    碰撞域:

    • 碰撞域(collision domain)又称为冲突域,是指网络中一个站点发出的帧会与其他站点发出的帧产生碰撞或冲突的那部分网络
    • 碰撞域越大,发生碰撞的概率越高
      在这里插入图片描述

    2 在数据链路层扩展以太网-网桥

    • 扩展以太网更常用的方法是在数据链路层进行
    • 早期使用网桥,现在使用以太网交换机
      在这里插入图片描述

    2.1 网桥

    • 网桥工作在数据链路层,它根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发
    • 网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时,并不是向所有的接口转发此帧,而是先检查此帧的目的 MAC 地址,然后再确定将该帧转发到哪一个接口
    • 网桥的内部结构如下图
      在这里插入图片描述

    优点:

    1. 过滤通信量,扩大了物理范围,提高了可靠性
    2. 可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率(如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网)的局域网

    缺点:
    3. 存储转发增加了时延,在MAC 子层并没有流量控制功能,具有不同 MAC 子层的网段桥接在一起时时延更大
    4. 网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网,否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞。这就是所谓的广播风暴

    网桥使各网段成为隔离开的碰撞域:
    在这里插入图片描述
    网桥和集线器不同:

    1. 集线器在转发帧时,不对传输媒体进行检测
    2. 网桥在转发帧之前必须执行 CSMA/CD 算法,若在发送过程中出现碰撞,就必须停止发送和进行退避
    3. 集线器工作在物理层,网桥工作在数据链路层

    2.1.1 透明网桥

    • 目前使用得最多的网桥是透明网桥(transparent bridge)
    • “透明”是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥,因为网桥对各站来说是看不见的

    网桥的工作原理是将接收到的帧进行过滤转发,所以转发表的建立是网桥中至关重要的问题,网桥应当按照以下自学习算法处理收到的帧和建立转发表:

    • 若站点A发送一个帧从网桥的某一接口x进入网桥,那么反之从街口x沿着反方向则一定能返回到站点A
    • 网桥每次收到一个帧,就记录下发送站点的源地址和进入网桥的接口号,作为转发表中的一项
    • 在创建转发表时,就叫发送方的源地址写在地址栏处,同时记录下进入网桥的接口,在后续转发帧时则可以查询转发表确定转发的接口

    建立转发表过程举例:

    1. 如下图由网桥1和网桥2连接了三个网段LAN1,LAN2和LAN3,实现了三个网段的互联,两个网桥各有端口1和端口2
    2. 网桥1和网桥2初始的时候转发表都为空,现图中LAN1网段中的站点A向站点B发送数据帧,网桥1会从它的端口1收到该数据帧并查找转发表,此时在转发表中未找到目的地址为B的记录,此时网桥1就向除端口1以外的其他端口广播这个数据帧,那么这个帧就广播到了网桥1的端口2所连接的LAN2上,网桥1发现源MAC地址不在自己的转发表中,就将源地址A写入到自己的转发表中并记录下进入网桥1的端口号
    3. 在发送广播时,网桥2的端口1也收到了这个数据帧,就查找转发表,在转发表中也未找到目的地址为B的目的地址,此时网桥2就向除端口1之外的其他端口转发这个数据帧,此时这个数据帧就广播到了网桥2的端口2所连接的LAN3中,网桥2发现源MAC地址A不在转发表中,就将源地址A的MAC地址写入网桥2的转发表中并记录进入网桥2的端口号1
    4. 当LAN3上的站点F向LAN2上的站点C发送数据帧时,网桥2是从端口2接收到站点F发送过来的数据帧,在转发表中未找到目的地址为C的转发表项,此时端口2就向除端口2以外的其他端口转发这个数据帧,这个数据帧就广播到了网桥2的端口1所连接的LAN2,LAN2中的所有站点都可以收到这个数据帧,此时LAN2中的站点C发现这个数据帧时发给自己的就接收这个数据帧,其他站点发现不是给自己的就丢弃数据帧,网桥2发现源地址F不在转发表中,并记录下源地址F和进入网桥2的端口号,网桥1的端口2因为连接这LAN2也会受到广播F发给C的数据帧,网桥1的转发表中未找到转发表项,所以网桥1向除端口2以外的其他端口转发,这个数据帧就转发到了网桥1的端口1上,此时网桥1发现站点F不在其转发表上,就在转发表中记录下站点F的源地址和进入网桥1的端口号
      在这里插入图片描述

    通过上述过程我们可以发现建立转发表是通过不断的发送广播来实现的,但是若有的网络为环形网络,此时这个数据帧会一直在网络在“转圈圈”,在透明网桥中,为了避免这个问题,引入了生成树算法
    在这里插入图片描述

    3 在数据链路层扩展以太网-交换机

    • 在第二节中所讲的网桥扩展方法是早起的一种方法,现在使用的方法是以太网交换机,以太网交换机通常都有十几个接口。因此,以太网交换机实质上就是一个多接口的网桥,可见交换机工作在数据链路层
    • 以太网交换机的每个接口都直接与主机相连,并且一般都工作在全双工方式,交换机能同时连通许多对的接口,使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样,进行无碰撞地传输数据,以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片,通过硬件来转发就比靠软件转发的网桥速度快得多,所以交换机的出现很快的就淘汰掉了网桥
      在这里插入图片描述
    • 用户独享带宽,增加了交换机总带宽,如下图,用集线器扩展的以太网,要平分带宽,而用交换机扩展的以太网,每个站点独享带宽
      在这里插入图片描述
    • 在逻辑上,以集线器扩展的以太网,本质还是总线型以太网,必须采用CSMA/CD协议来处理碰撞,并且只能以半双工模式工作,而交换机采用的是星型以太网,不使用共享总线,没有碰撞问题,不必使用CSMA/CD,且采用全双工模式工作,但仍使用以太网帧的结构
      在这里插入图片描述

    3.1 以太网交换机的交换方式

    1. **存储转发方式:**把整个数据帧先缓存后再进行处理
    2. **直通 (cut-through) 方式:**接收数据帧的同时就立即按数据帧的目的 MAC 地址决定该帧的转发接口,因而提高了帧的转发速度,缺点是它不检查差错就直接将帧转发出去,因此有可能也将一些无效帧转发给其他的站

    3.2 以太网交换机的自学习功能

    交换机的转发依然是依赖于转发表,以太网交换机运行自学习算法自动维护转发表
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    展开全文
  • 以太局域网 概述 DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品(以太网)的...为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准,802 委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层: 逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)

    以太局域网

    概述

    DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品(以太网)的规约。
    IEEE 的 802.3 标准。
    DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准只有很小的差别,因此可以将 802.3 局域网简称为“以太网”。
    严格说来,“以太网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网

    子层
    为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准,802 委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层:
    逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层
    媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层

    与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层,而 LLC 子层则与传输媒体无关,
    不管采用何种协议的局域网对 LLC 子层来说都是透明的 。
    由于 TCP/IP 体系经常使用的局域网是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 标准中的几种局域网,因此现在 802 委员会制定的逻辑链路控制子层 LLC(即 802.2 标准)的作用已经不大了。
    很多厂商生产的适配器上就仅装有 MAC 协议而没有 LLC 协议。

    以太网提供的服务

    以太网提供的服务是不可靠的交付,即尽最大努力的交付。
    当接收站收到有差错的数据帧时就丢弃此帧,其他什么也不做。差错的纠正由高层来决定。
    如果高层发现丢失了一些数据而进行重传,但以太网并不知道这是一个重传的帧,而是当作一个新的数据帧来发送。

    星型拓扑(集线器)

    了解一下就行

    简介
    传统以太网最初是使用粗同轴电缆,后来演进到使用比较便宜的细同轴电缆,最后发展为使用更便宜和更灵活的双绞线。不用电缆而使用无屏蔽双绞线。每个站需要用两对双绞线,分别用于发送和接收

    这种以太网采用星形拓扑,在星形的中心则增加了一种可靠性非常高的设备,叫做集线器(hub)

    集线器
    集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作,因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。集线器使用了大规模集成电路芯片,因此这样的硬件设备的可靠性已大大提高了。
    使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网,各工作站使用的还是 CSMA/CD 协议,并共享逻辑上的总线。

    集线器很像一个多接口的转发器,工作在物理层,
    因为它们相当于就是很多线的交接点,传输数据的时候没有什么
    ip地址之类的,也不知道传的是什么,只是传过去就行了

    工作示意图
    在这里插入图片描述

    以太网的10Base-T标准

    10兆的以太网,T代表的是双绞线
    10BASE-T 的通信距离稍短,每个站到集线器的距离不超过 100 m。
    这种 10 Mb/s 速率的无屏蔽双绞线星形网的出现,既降低了成本,又提高了可靠性。
    其他:100Base-FX、100Base-T和100Base-T4

    无冲突的理想的以太网的信道利用率

    以太网的信道被占用的情况:
    争用期长度为 2t,即端到端传播时延的两倍。检测到碰撞后不发送干扰信号。
    帧长为 L (bit),数据发送速率为 C (b/s),因而帧的发送时间为 L/C = T0 (s)。

    一个帧从开始发送,经可能发生的碰撞后,将再重传数次,到发送成功且信道转为空闲(即再经过时间  使得信道上无信号在传播)时为止,是发送一帧所需的平均时间。
    在这里插入图片描述

    以太网的信道利用率:参数a
    要提高以太网的信道利用率,就必须减小t与 T0 之比。在以太网中定义了参数 a,它是以太网单程端到端时延t与帧的发送时间 T0 之比:
    a=t/T0

    a→0 表示一发生碰撞就立即可以检测出来,并立即停止发送,因而信道利用率很高。
    a 越大,表明争用期所占的比例增大,每发生一次碰撞就浪费许多信道资源,使得信道利用率明显降低。

    最大值
    对以太网参数的要求
    当数据率一定时,以太网的连线的长度受到限制,否则t的数值会太大
    以太网的帧长不能太短,否则 T0 的值会太小,使 a 值太大。
    信道利用率的最大值
    在理想化的情况下,以太网上的各站发送数据都不会产生碰撞(这显然已经不是 CSMA/CD,而是需要使用一种特殊的调度方法),即总线一旦空闲就有某一个站立即发送数据。
    发送一帧占用线路的时间是 T0 + t,而帧本身的发送时间是 T0。于是我们可计算出理想情况下的极限信道利用率 Smax为:
    在这里插入图片描述

    MAC层

    MAC层的硬件地址(MAC地址)
    在局域网中,硬件地址又称为物理地址,或 MAC 地址。
    802 标准所说的“地址”严格地讲应当是每一个站的“名字”或标识符。
    但鉴于大家都早已习惯了将这种 48 位的“名字”称为“地址”,所以本书也采用这种习惯用法,尽管这种说法并不太严格。
    IEEE 的注册管理机构 RA 负责向厂家分配地址字段的前三个字节(即高位 24 位)。
    地址字段中的后三个字节(即低位 24 位)由厂家自行指派,称为扩展标识符,必须保证生产出的适配器没有重复地址。
    一个地址块可以生成224个不同的地址。这种 48 位地址称为 MAC-48,它的通用名称是EUI-48。
    “MAC地址”实际上就是适配器地址或适配器标识符EUI-48。

    MAC地址是网卡出厂时候就已经焊死固定的了,每一台电脑的MAC地址都是全球唯一的,但是也不是说我们在使用网络的时候不能改MAC地址,
    在电脑---->更改适配器设置 ------>本地连接以太网的属性里面---->Microsoft网络客户端的配置---->高级设置的网络地址里面填写你修改的值,这样就可以让你电脑避开网卡的MAC地址,使用你定义的MAC地址

    适配器检查 MAC 地址

    适配器从网络上每收到一个 MAC 帧就首先用硬件检查 MAC 帧中的 MAC 地址.
    如果是发往本站的帧则收下,然后再进行其他的处理。
    否则就将此帧丢弃,不再进行其他的处理。

    “发往本站的帧”包括以下三种帧:
    单播(unicast)帧(一对一)
    广播(broadcast)帧(一对全体)
    多播(multicast)帧(一对多)

    MAC帧格式

    常用的以太网MAC帧格式有两种标准 :
    DIX Ethernet V2 标准
    IEEE 的 802.3 标准
    最常用的 MAC 帧是以太网 V2 的格式。

    类型字段用来标志上一层(IP层)使用的是什么协议,
    以便把收到的 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。

    数据字段的正式名称是 MAC 客户数据字段
    最小长度 64 字节  18 字节的首部和尾部 = 数据字段的最小长度

    FCS 字段
    4 字节,当传输媒体的误码率为 110 ^ 8 时,
    MAC 子层可使未检测到的差错小于 1
    10^14。

    当数据字段的长度小于 46 字节时,
    应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段,
    以保证以太网的 MAC 帧长不小于 64 字节。

    前同步码和帧开始定界符
    在帧的前面插入的 8 字节中的第一个字段共 7 个字节,
    是前同步码,用来迅速实现 MAC 帧的比特同步。
    第二个字段是帧开始定界符,表示后面的信息就是MAC 帧。

    为了达到比特同步,在传输媒体上实际传送的要比 MAC 帧还多 8 个字
    在这里插入图片描述
    无效的 MAC 帧
    帧的长度不是整数个字节;
    用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错;
    数据字段的长度不在 46 ~ 1500 字节之间。
    有效的 MAC 帧长度为 64 ~ 1518 字节之间。
    对于检查出的无效 MAC 帧就简单地丢弃。以太网不负责重传丢弃的帧。
    帧间最小间隔
    帧间最小间隔为 9.6 us,相当于 96 bit 的发送时间。
    一个站在检测到总线开始空闲后,还要等待 9.6 us 才能再次发送数据。
    这样做是为了使刚刚收到数据帧的站的接收缓存来得及清理,做好接收下一帧的准备。

    扩展以太网

    在物理层考虑扩展

    距离方面让以太网距离变远
    使用光纤让距离可以变得更加远
    主机使用光纤和一对光纤调制解调器连接到集线器
    在这里插入图片描述
    数量上的变多
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    用集线器扩展局域网优点

    1. 使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信。
    2. 扩大了局域网覆盖的地理范围。

    用集线器扩展局域网缺点

    1. 碰撞域增大了,但总的吞吐量并未提高。比如上面的一个更大的碰撞域,里面的一系两台计算机进行通讯,那么其他的所有计算机都不能进行通讯了,因为它们两台计算机占用信道了
    2. 如果不同的碰撞域使用不同的数据率,那么就不能用集线器将它们互连起来。

    在数据链路层考虑扩展

    在数据链路层扩展局域网是使用网桥
    网桥工作在数据链路层,它根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发。
    网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时,并不是向所有的接口转发此帧,而是先检查此帧的目的 MAC 地址,然后再确定将该帧转发到哪一个接口

    网桥的内部结构
    在这里插入图片描述

    使用网桥扩展以太网
    网桥的运行过程
    这网桥开始的时候是不知哪一个碰撞域的计算在哪一边的,它只是负责对数据进行转发,但是它转发的时候还会进行学习,比如B1接收到A的数据要发送给C,那么网桥将数据转发后还会在站表记录计算机A的MAC地址是在B1的第一个接口的方向(左边接口),然后将A发的数据先是广播的形式发送,但是等所有计算机都通讯过后,网桥就记录每一台计算机的MAC地址了,然后如果要发数据给A的时候,B1接收到的数据就不会发给B1的第二个接口(右边接口),而是发送给第一个接口,因为它已经记录,知道A在第一个接口那里
    在这里插入图片描述

    使用网桥扩展以太网:好与坏
    好:

    1. 过滤通信量。
    2. 扩大了物理范围。
    3. 提高了可靠性。
    4. 可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率(如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网)的局域网。

    坏:

    1. 存储转发增加了时延。
    2. 在MAC 子层并没有流量控制功能。
    3. 具有不同 MAC 子层的网段桥接在一起时时延更大。
    4. 网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网,否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞。这就是所谓的广播风暴。

    透明网桥

    目前使用得最多的网桥是透明网桥(transparent bridge)。
    “透明”是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥,因为网桥对各站来说是看不见的。
    透明网桥是一种即插即用设备,其标准是 IEEE 802.1D。
    在这里插入图片描述

    网桥的自学习算法

    按照以下自学习算法处理收到的帧和建立转发表:

    1. 若从A发出的帧从接口x进入了某网桥,那么从这个接口出发沿相反方向一定可把一个帧传送到A。
    2. 网桥每收到一个帧,就记下其源地址和进入网桥的接口,作为转发表中的一个项目。
    3. 在建立转发表时是把帧首部中的源地址写在“地址”这一栏的下面。在转发帧时,则是根据收到的帧首部中的目的地址来转发的。这时就把在“地址”栏下面已经记下的源地址当作目的地址,而把记下的进入接口当作转发接口。

    网桥在转发表中登记以下三个信息
    在网桥的转发表中写入的信息除了地址接口外,还有帧进入该网桥的时间
    这是因为以太网的拓扑可能经常会发生变化,站点也可能会更换适配器(这就改变了站点的地址)。另外,以太网上的工作站并非总是接通电源的。
    把每个帧到达网桥的时间登记下来,就可以在转发表中只保留网络拓扑的最新状态信息。这样就使得网桥中的转发表能反映当前网络的最新拓扑状态。

    运作过程就是:

    1. 网桥收到一帧后先进行自学习。查找转发表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。
    2. 如没有,就在转发表中增加一个项目(源地址、进入的接口和时间)。
    3. 如有,则把原有的项目进行更新。

    转发帧。查找转发表中与收到帧的目的地址有无相匹配的项目。

    1. 如没有,则通过所有其他接口(但进入网桥的接口除外)按进行转发。
    2. 如有,则按转发表中给出的接口进行转发。
      若转发表中给出的接口就是该帧进入网桥的接口,则应丢弃这个帧(因为这时不需要经过网桥进行转发)。

    透明网桥使用了生成树算法
    这是为了避免产生转发的帧在网络中不断地兜圈子,网络资源白白消耗。
    在这里插入图片描述
    生成树算法
    每个交换机都有一个MAC地址和优先级,优先级小的最可能成为树的根,如果优先级相同就比较MAC地址,MAC地址小的就最可能成为树的根,成为根后,比如这里B成为根后,ACDEF都知道,然后选一个最近根的接口成为根端口,然后剩下的接口的每一条线两端,选择一端距离根最近的作为一个指定端口,用来转发数据,然后这根线的另一端就相当于断开,数据不能从这端进行转发和接收

    互连在一起的网桥在进行彼此通信后,就能找出原来的网络拓扑的一个子集。在这个子集里,整个连通的网络中不存在回路,即在任何两个站之间只有一条路径。
    为了避免产生转发的帧在网络中不断地兜圈子。
    为了得出能够反映网络拓扑发生变化时的生成树,在生成树上的根网桥每隔一段时间还要对生成树的拓扑进行更新。

    在这里插入图片描述

    多接口网桥:交换机

    1990年问世的交换式集线器(switching hub),可明显地提高局域网的性能。
    交换式集线器常称为以太网交换机(switch)或第二层交换机(表明此交换机工作在数据链路层)。
    以太网交换机通常都有十几个接口。因此,以太网交换机实质上就是一个多接口的网桥,可见交换机工作在数据链路层。
    交换机特点:

    1. 以太网交换机的每个接口都直接与主机相连,并且一般都工作在全双工方式。
    2. 交换机能同时连通许多对的接口,使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样,进行无碰撞地传输数据。
    3. 以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片,其交换速率就

    在这里插入图片描述

    独占传输媒体的带宽
    对于普通10Mb/s的共享式以太网,若共有N个用户,则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(10Mb/s)的N分之一。
    使用以太网交换机时,虽然在每个接口到主机的带宽还是10Mb/s,但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽,因此对于拥有N对接口的交换机的总容量为N * 10 Mb/s。
    这正是交换机的最大优点。

    展开全文
  • 4. 扩展以太网 4.1 集线器(hub) (1)集线器组网  ①10BASE-T双绞线以太网的通信距离短,每个站到集线器的距离不超过100m(注意,10表示10Mb/s的数据传输率,BASE表示连接线上的信号是基带信号,T代表双绞线)...

    4. 扩展以太网

    4.1 集线器(hub)

    (1)集线器组网

      ①10BASE-T双绞线以太网的通信距离短,每个站到集线器的距离不超过100m(注意,10表示10Mb/s的数据传输率,BASE表示连接线上的信号是基带信号,T代表双绞线

      ②集线器组成的以太网中的计算机共享带宽,计算机数量越多,平分下来的带宽越低。

      ③集线器和网线一样工作在物理层,它的功能和网线一样,只是将数字信号发送到其他端口,并不能识别哪些数字信号是同步码、哪些是帧定界符、哪些是网络层数据首部。

    (2)计算机数量和距离扩展和冲突域问题

      ①可以将多个集线器通过网线、集线器或光纤连接起来形成一个更大的以太网,这不仅可以扩展以太网中计算机的数量,也可以扩展以太网的覆盖范围。

      ②相连的集线器要求每个接口带宽要一样。教室1是10M以太网,教室2是100M以太网,连接之后只能工作10M的速率上,这是因为集线器接口不能缓存帧

      ③多集线器组成的以太网是一个大的以太网,形成一个大的冲突域。如上图,计算机A组B发送帧时,数字信号会通过集线器之间的网线达到集线器2的所有接口,这里D和E不能通信,形成一个大的冲突域。

    4.2 网桥

    (1)网桥设备的引入

      ①一个接口一个冲突域,将冲突域控制在一个小范围。由于将一个大冲突域划分成多个小冲突域,所以冲突域数量增加了,但冲突减少了,优化以以太网。

      ②网桥中有个MAC地址表,该表记录了MAC地址和对应的转发接口的关系。网桥根据帧的目标MAC地址选择转发的接口,这意味着网桥能看懂链路层的首部和尾部,因此工作在数据链路层

      ③网桥接口具有帧缓存能力,能实现帧的存储转发,但这也增加了时延。同时由于具有缓存能力,也可以连接不同的带宽

    (2)网桥转发帧

      ①网桥接口收到一个帧,会进行CRC检验该帧是否有错。如果出错则直接丢弃。

      ②如果没错,会利用帧的目标MAC地址去查找MAC地址表对应的出口。当MAC地址表中有相应的转发端口,则转发到该端口。如果没有,则将该帧转发到全部端口(除接收端口),而如果转发表中给出的接口就是该帧进入网桥的接口,则会丢弃该帧(如A->B时,由于目标B对应的端口是E0,即该帧的入口和出口都是E0,说明不需要转发,会被丢弃)。

      ③选择好出口以后,在转发出去之前还要运行CSMA/CD协议,以防止发生碰撞或进行必要的退避,然后才能将帧发送出去。

    (2)网桥的自学习(构建MAC地址的过程)

      ①网桥接入以太网时,MAC地址表是空的。网桥会在计算机通信过程中自动构建MAC地址表,这称为“自学习”。(注意,构建MAC地址表是根据源MAC来学习的而转发帧是根据目标MAC地址来查找MAC地址表的转发端口的。)

      ②网桥接口收到一个帧时,会先检查MAC地址中与收到的帧的源MAC有无匹配的项目

      ③如果没有匹配的项目,就在MAC地址表中添加该接口与该帧的源MAC地址的对应关系(用以表示该源MAC位于接口的一侧)以及进入接口的时间。同时该帧转发到网桥所有的其他接口出去(除接收帧的接口)

      ④如果有匹配项目则对原来的项目进行更新。因为这种对应关系是临时的,有一定的时效性,这是为了适应网络中计算机发生的调整。

      ⑤完整的地址映射表如,E0接口对应的MAC地址有MA、MB,即E0左侧的计算机。E1接口对应的MC、MD、ME、MF,即E1右侧的计算机。E2接口对应的MAC地址有MA、MB、MC、MD,即E2左侧的计算机。E3接口对应ME、MF,即E3右侧的计算机,以此类推。

    4.3 交换机(多接口网桥)

    (1)网桥的进化:随着技术不断发展,网桥接口越来越多,网桥就可以直接连接计算机,网桥也发展成现在的交换机。

    (2)交换机组网的特点(与集线器组网相比)

      ①端口独享带宽,每个端口中独享带宽。这和集线器的共享带宽不同。

      ②更安全,交换机根据MAC地址表只转发到目标端口,其他端口是收不到的,也就无法用抓包工具抓取数据。

      ③全双工通信:交换机和计算机直接连接,每个端口与一台计算机相连,不需要监听链路是否有冲突,所以不再使用CSMA/CD协议(被直接转发了,可理解为不需要协议),只有当它与集线器相连时才会工作在半双工模式。注意集线器只能工作在半双工模式

      ④接口可以工作在不同的速率,因为端口有存储功能。

      ⑤会转发广播帧:广播帧的目标MAC地址为48位全1的二进制。注意交换机组成的网络是一个大的冲突域,这与集线器组网一样。

    (3)实战:查看交换机的MAC地址表(用路由器来充当交换机,查看命令:show mac-address-table)

    4.4 生成树协议

    (1)双汇聚层网络架构

      ①双汇聚层:当企业的业务对网络要求比较高,不允许长时间网络中断。为了让网络更加可靠,可在网络中部署两个的汇聚层交换层。如此,即便一个汇聚层交换层坏掉或断掉一条链路,接入层交换机可通过另一个汇聚层访问网络。

      ②有环路,可能形成广播风暴。

      ③交换机为了避免广播风暴,使用生成树(Spainning tree)协议来阻断环路,因为树状结构是没有环的。

    (2)生成树协议的算法过程:选择根网桥、选择根端口、选择指定端口。

      ①选择根交换机:再全网中选择一个根交换机。会选择网桥ID值最小的作为根交换机。其中的ID值由两部分组成:交换机的优先级和MAC地址(这个MAC地址是全局的,用来管理交换机用的)。如果交换机的优先级相同则比较其MAC地址,地址值越小,就被选为根交换机。(改变交换机的优先级的命令,如Switch(config)#spanning-tree vlan 1 priority 4096)

      ②选择根端口:在每个非根交换机上选择根端口。首先比较根路径成本,根路径取决于链路的带宽,带宽越大,路径成本越低,则选择该端口为根端口。其次如果根路径成本相同,则要比较所在交换机的ID值,值越小,则其优先级越高。最后比较端口ID值,该值分为两 部分:端口优先级和端口编号,值小的被选为根端口。

      ③选择指定端口:每条链路上选择一个指定端口(注意,根交换机上所有端口都是指定端口)。首先比较根路径成本,其次比较端口所在交换机的ID值,最后比较端口的ID值。(注意,交换机上的端口有三种类型:根端口、指定端口和阻断端口。指定端口和根端口都处于转发状态阻断端口不能转发数据帧,处于阻断状态

    展开全文
  • 功能: 在数据链路层扩展以太网 第一次A给B发信息(源地址MA,目标地址MB),所有计算机都接受信号,这时网桥的接口1 记录源地址 MA 在接口1那边,当C再给A发信息的时候,网桥就知道MA在1接口那边,不再发给计算机...
  • 一、物理层扩展以太网、 二、数据链路层 扩展以太网、 三、网桥分类、 四、透明网桥 : 自学习算法、 五、源路由网桥、 六、以太网交换机、 七、冲突域 和 广播域、 八、冲突域 和 广播域 示例、
  • 扩展以太网 在多数情况下,我们希望对以太网的覆盖范围进行扩展。本节讨论在物理层和数据链路层对以太网扩展,这种扩展的以太网在网络层看来仍然是一个网络。 在物理层扩展以太网 扩展主机和集线器之间的距离的一种...
  • 【环球网综合报道】据日媒1月21日报道,东芝电子元件及存储装置株式会社(简称“东芝”)扩展其汽车以太网桥接IC产品线,推出新的“TC9562系列”TC9562AXBG。样品将于2月份发货,并将于10月份开始批量生产。以太网AVB...
  • 1、在物理层扩展以太网 使用光纤扩展:主机使用光纤(通常是一对光纤)和一对光纤调制解调器连接到集线器。很容易使主机和几公里以外的集线器相连接。 使用集线器扩展:使用多个集线器可连成更大的、多级星形...
  • 3.4扩展以太网

    2018-08-22 11:00:23
    这里分别讨论物理层和数据链路层对以太网扩展,所以扩展以太网在网络层看起来仍然是一个网路。 3.4.1在物理层的扩展 使用光纤可以扩展主机和集线器之间的距离。 使用多级集线器,可以连通多个集线器通信,...
  • 现在比较通用的以太网通信协议是TCP/IP协议,TCP/IP协议与开放互联模型ISO相比,采用了更加开放的方式,而且数据传输速率非常高,能够达到1Gbit/s,因此被广泛应用于实际工程。 但是,有很多控制器并没有集成...
  • 第三章 数据链路层 3.5扩展以太网

    千次阅读 2014-01-26 20:01:58
    物理层和数据链路层两种扩展,从网络层看仍是一个网络。
  • 数据链路层扩展 这是常用的方法 最初使用的是网桥 网桥收到一个帧,根据此帧的目的MAC地址,查找网桥中的地址表,然后确定将该帧转发到哪一个接口或丢弃。 交换式集线器:以太网交换机或第二层交换机 以
  • 以太网扩展

    千次阅读 2017-04-03 16:47:17
    先简单了解一下以太网中的数据链路层中MAC层再进入我们的主题 提到MAC层我们就不得不提到一个名词,MAC地址(又称为硬件地址).它存储在我们电脑的网卡中,无法改变的一个地址(因为是固化在网卡的ROM中的).要明确一点,...
  • 本文是关于以太网扩展的笔记。 包括以太网扩展的目的、扩展设备的协议层次、物理层扩展(光纤扩展、集线器扩展)、数据链路层扩展以太网交换机)、交换表自学习功能。
  • 扩展以太网: 距离扩展 100M光纤 集线器级联 是网络中计算机数量增加 组建了一个更大的冲突域 优化以太网 网桥设备 交换机 端口带宽独享 安全 基于MAC地址转发 通过学习构建MAC转发表 ...
  • 介绍了Socket套接字的基本概念和工业以太网技术的最新发展,采用基于Rabbit2000高性能单片机扩展的带有以太网通信接口的核心模块BL2100及其所时应的Dynamic C开发环境,实现了基于Socket套接字的工业以太网数据通信...
  • 有了新的带有千兆以太网接口的NIcDAQ-9188底座后,NICompactDAQ使得基于PC的数据采集技术可以应用在远程传感器和电信号的测量上面,从而将其应用范围从实验室扩展到了全球范围。NICompactDAQ的性能十分强大,一台...
  • 在过去的三十年中,以太网已经发展成为所有行业的统一通信基础架构。每天都有超过三百万的以太网端口在部署,覆盖从FE到100GbE的所有速度。...随着数据中心以太网部署和创新都在以最快的速度进行着,用于数据中...
  • 西门子工业以太网适合所有工业行业的扩展网络组件pdf,西门子工业以太网适合所有工业行业的扩展网络组件:通过西门子生产的产品和系统建立起的工业通信,确保了整个工厂具有更高的效率。依靠符合已存标准的一流组建,...
  • 这次扩展旨在解决数据中心10G以太网的不断增长的问题,Dell’Oro集团预测这将是未来五年以太网交换机市场的主要收入来源。10G以太网的 增长需要交换机之间采用更大的管道来聚合这些链接,并以更快的速度来传输流量以...
  • 一、扩展以太网--在物理层考虑扩展 使用集线器扩展以太网 通过集线器连接的设备会产生冲突域,因为每当一个计算机发送数据的时候会通过集线器给没个连接在集线器的计算机 使用主干集线器冲突域变少了但是冲突...
  • 计算机网络(六) 学习计算机网络过程中的心得体会以及知识点的整理,方便我自己...扩展以太网5.高速以太网 上接《计算机网络 数据链路层(一)》 《计算机网络 数据链路层(一)》 4.扩展以太网 5.高速以太网 ...
  • 信捷XC/XD等系列PLC及一体机, 以太网通讯数据采集解决方案。 桥接器采用三通设计,不占用PLC通讯口,不对原系统做任何硬件和软件修改,即可通过模块的网口对PLC进行数据监控和操作,同时触摸屏可以通过扩展通讯口与...
  • 以太网

    2018-11-06 20:25:00
    MAC地址最大字节长度1518 开始:在帧前插入八个字节,前7个...以太网扩展方式:1、使用集线器,优点 :不同系的以太网上的计算机能够跨系通信;扩大了以太网覆盖的地理范围。2、使用网桥在数据链路层扩展。 优点...
  • 介绍了一种在成熟以太网物理层技术的基础上使用硬件协议实现的高速可靠数据传输方法。该方法不同于一般采用的TCP机制,它利用FPGA实现数据分组打包和差错控制,用硬件的方法在保证了数据可靠传输的同时实现了软件...
  • 信捷XC/XD等系列PLC及一体机, 以太网通讯数据采集解决方案。 桥接器采用三通设计,不占用PLC通讯口,不对原系统做任何硬件和软件修改,即可通过模块的网口对PLC进行数据监控和操作,同时触摸屏可以通过扩展通讯口与...
  • 光洋SM/SN/SH/DL等系列PLC, 以太网通讯数据采集解决方案。 桥接器采用三通设计,不占用PLC通讯口,不对原系统做任何硬件和软件修改,即可通过模块的网口对PLC进行数据监控和操作,同时触摸屏可以通过扩展通讯口与PLC...

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 633
精华内容 253
关键字:

数据扩展以太网