文档介绍：第十二章 层2交换技术
主讲人:ALLEN
以太网交换机基础
什么是以太网
计算机网络分2类:采用点到点连接的网络和采用广播信道的网络。以太网就是一种典型的广播网络。
以太网由施乐公司PARC研究中心于1973年5月22日首次提出,经过不断的发展和创新,已成为世界上最流行的局域网技术。
以太网与CSMA/CD
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Acess with Collision Detection)即载波监听多路访问/冲突检测,它是广播式以太网共享传输介质的理论基础。
CSMA/CD规定一个想传输数据的节点必须执行以下步骤:
监视信道直到其空闲;
传输数据,并监视信道是否有冲突发生;
如果检测到冲突发生,则停止传输并发出一个冲突信号到网络上,以便其它节点知道网络上有冲突,再等待一个随机的时间,然后回到第一步。这个随机时间依如下规则选定:如果数据包冲突了n次(n<16),则此节点以等概率从0,1,2,…2n-1中随机选一个数K,然后等待K*512比特时间(在10Mbps以太网中1比特时间=10-7秒),如果n>15,则放弃发送。
IEEE 。
IEEE : 10BASE-5 使用粗同轴电缆,最大传输距离为500m; 10BASE-2 使用细同轴电缆,最大传输距离为200m; 10BASE-T 使用非屏蔽双绞线,最大传输距离为100m; 10BASE-F 使用光缆,最大传输距离为2000m;
逻辑链路控制层LLC
IEEE ():
LLC
MAC
数据链路层
网络层
物理层
MAC头
LLC头
数据包
MAC校验和
LLC头
数据包
比特流
数据包
注意: LLC逻辑链路控制子层隐藏了各种802网络之间的差别,向网络层提供了一个统一的格式和接口。
1、10Base-5:总线型结构,使用粗缆和收发器连接主机。
2、10Base-2:总线型结构,使用细缆和无源BNC T型接头连接主机。
3、10Base-T:总线型(或星型)结构,双绞线和集线器连接主机。
其他概念(1)
冲突域:带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)以太网中的所有节点在任何需要的时候都可以发送数据,而CSMA/CD网络却努力确保任一时刻只有一个节点发送数据。但是,两个节点却有可能同时发送数据,出现这种情况就会导致冲突。如果一个设备检测到冲突,它就停止发送,并将冲突情况通知其他节点。其他所有正在发送的节点得到通知后停止发送。
广播域:广播就是要发送到网段上的所有节点、而不是单个节点或一组节点的数据。要广播的节点将数据送到MAC地址0xFFFFFFFFFFFF,就能实现上述目的。广播域由一组能够接收同组中所有其他节点发来的广播报文的节点构成。
局域网分段:影响局域网性能的两个常见问题是过高的冲突和过多的广播。“分段”将网络分割成较小的段。网桥、交换机和路由器通过将冲突域分割成较小的部分,从而降低对带宽的竞争,减少冲突。路由器还有一个好处,它可以划分更小的广播域。
其他概念(2)
设备
OSI层
分隔冲突域
分隔广播域
备注
HUB
物理层
不
不
网桥
数据链路层
是
不
每个端口是单独的冲突域
交换机
数据链路层
是
不
实际上是多端口网桥,每个端口是单独的冲突域
路由器
网络层
是
是
每个端口是单独的广播域
地址学习
帧的转发/过滤
环路防止
交换机的三个功能