第3章局域網(wǎng)技術(shù)2018/2/11本章介紹局域網(wǎng)的相關(guān)內(nèi)容，主要包括局域網(wǎng)概述傳統(tǒng)以太網(wǎng)擴(kuò)展的以太網(wǎng)2018/2/12高速以太網(wǎng)交換式局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)（VLAN）無(wú)線局域網(wǎng)2018/2/1331局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)概述32傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)33擴(kuò)展的以太網(wǎng)擴(kuò)展的以太網(wǎng)34高速以太網(wǎng)高速以太網(wǎng)35交換式局域網(wǎng)交換式局域網(wǎng)36虛擬局域網(wǎng)（虛擬局域網(wǎng)（VLAN）2018/2/1431局域網(wǎng)概述311局域網(wǎng)的定義及特征1、局域網(wǎng)的定義局域網(wǎng)又稱局部區(qū)域網(wǎng)，一般我們把通過通信線路將較小地理區(qū)域范圍內(nèi)的各種數(shù)據(jù)通信設(shè)備連接在一起的通信網(wǎng)絡(luò)稱為局域網(wǎng)。2018/2/152、局城網(wǎng)的特征1網(wǎng)絡(luò)范圍較小。2傳輸速率較高，傳輸時(shí)延小。3誤碼率低。4結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)。5通常屬于一個(gè)部門所有。2018/2/16312局域網(wǎng)的組成局域網(wǎng)的組成包括硬件和軟件兩部分。2018/2/171、硬件（1）傳輸介質(zhì)。局域網(wǎng)常用的傳輸介質(zhì)是雙絞線（包括屏蔽雙絞線STP和非屏蔽雙絞線UTP）、同軸電纜和光纖；另外，也可使用無(wú)線電波或紅外線傳輸數(shù)據(jù)，此類局域網(wǎng)稱為無(wú)線局域網(wǎng)。2018/2/182工作站和服務(wù)器。工作站指的是計(jì)算機(jī)或設(shè)備DTE；服務(wù)器是局域網(wǎng)的核心，它可向各站提供用戶通信和資源共享服務(wù)。3工作站和服務(wù)器與局域網(wǎng)相連的接口通信接口。2018/2/192、軟件為了使網(wǎng)絡(luò)正常工作，除了網(wǎng)絡(luò)硬件外，還必須有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件，構(gòu)成完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。2018/2/110313局域網(wǎng)的分類局域網(wǎng)可以從不同的角度分類。2018/2/1111、按傳輸媒介分類有線局域網(wǎng)是使用雙絞線、同軸電纜和光纖等有線傳輸媒介傳輸數(shù)據(jù)的局域網(wǎng)。無(wú)線局域網(wǎng)是利用無(wú)線電波或紅外線等傳輸數(shù)據(jù)的局域網(wǎng)。2018/2/1122、按用途、速率分類常規(guī)局域網(wǎng)LAN它的傳輸速率相對(duì)較低，一般為120MBIT/S。高速局域網(wǎng)HSLN其傳輸速率大于等于100MBIT/S。2018/2/1133、按是否共享帶寬分類共享式局域網(wǎng)各站點(diǎn)共享傳輸媒介的帶寬。交換式局域網(wǎng)各站點(diǎn)獨(dú)享傳輸媒介的帶寬。2018/2/1144、按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類如果按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同進(jìn)行分類，局域網(wǎng)有星形網(wǎng)、總線形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、樹形網(wǎng)等，其中用得比較多的是星形、總線形和環(huán)形。2018/2/115314局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)1、局域網(wǎng)參考模型局域網(wǎng)參考模型如圖34所示，為了比較對(duì)照，將OSI參考模型畫在旁邊。2018/2/116圖34局域網(wǎng)參考模型2018/2/117（1）物理層主要功能負(fù)責(zé)比特流的曼徹斯特編碼與譯碼局域網(wǎng)一般采用曼徹斯特碼傳輸；為進(jìn)行同步用的前同步碼的產(chǎn)生與去除；比特流的傳輸與接收。2018/2/118（2）數(shù)據(jù)鏈路層局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩個(gè)子層，即介質(zhì)訪問控制或媒體接入控制MAC子層和邏輯鏈路控制LLC子層。2018/2/119媒體接入控制MAC子層數(shù)據(jù)鏈路層中與媒體接入有關(guān)的部分都集中在MAC子層，MAC子層主要負(fù)責(zé)介質(zhì)訪問控制，其具體功能為將上層交下來(lái)的數(shù)據(jù)封裝成幀進(jìn)行發(fā)送接收時(shí)進(jìn)行相反的過程，即幀拆卸、比特差錯(cuò)檢測(cè)和尋址等。2018/2/120邏輯鏈路控制LLC子層數(shù)據(jù)鏈路層中與媒體接入無(wú)關(guān)的部分都集中在LLC子層，LLC子層的主要功能有建立和釋放邏輯鏈路層的邏輯連接、提供與高層的接口、差錯(cuò)控制及給幀加上序號(hào)等。不同類型的局域網(wǎng)，其LLC子層協(xié)議都是相同的。2018/2/121（3）服務(wù)訪問點(diǎn)SAP在LLC子層的頂部有多個(gè)服務(wù)訪問點(diǎn)LSAP；MAC子層的頂部只有一個(gè)服務(wù)訪問點(diǎn)MSAP；物理層的頂部分別只有一個(gè)服務(wù)訪問點(diǎn)PSAP。（4）協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU2018/2/122圖36LLCPDU和MACPDU的關(guān)系2018/2/1232、IEEE802標(biāo)準(zhǔn)8021有關(guān)局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連、網(wǎng)絡(luò)管理和性能測(cè)量等標(biāo)準(zhǔn)。8022LLC子層協(xié)議。8023總線形局域網(wǎng)MAC子層和物理層技術(shù)規(guī)范。2018/2/1248024令牌總線局域網(wǎng)MAC子層和物理層技術(shù)規(guī)范。8025令牌環(huán)局域網(wǎng)MAC子層和物理層技術(shù)規(guī)范。8026城域網(wǎng)MANMAC子層和物理層技術(shù)規(guī)范。2018/2/1258027寬帶局域網(wǎng)訪問控制方法與物理層規(guī)范。8028光纖局域網(wǎng)訪問控制方法與物理層規(guī)范。2018/2/1268029話音數(shù)據(jù)綜合局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。80210局域網(wǎng)的安全與保密規(guī)范。80211無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。8021Q虛擬局域網(wǎng)VLAN標(biāo)準(zhǔn)。2018/2/12732傳統(tǒng)以太網(wǎng)321以太網(wǎng)的概念傳統(tǒng)以太網(wǎng)具有以下典型的特征采用靈活的無(wú)連接的工作方式；2018/2/128對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進(jìn)行編號(hào)，也不要求對(duì)方確認(rèn)提供的服務(wù)是不可靠的交付（即盡最大努力的交付）。采用曼徹斯特編碼作為線路傳輸碼型。2018/2/129傳統(tǒng)以太網(wǎng)屬于共享式局域網(wǎng)，即傳輸介質(zhì)作為各站點(diǎn)共享的資源。共享式局域網(wǎng)要進(jìn)行介質(zhì)訪問控制，以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方式為載波監(jiān)聽和沖突檢測(cè)CSMACD技術(shù)。2018/2/130322CSMACD技術(shù)1、CSMACD控制方法CSMA代表載波監(jiān)聽多路訪問。它是“先聽后發(fā)”，也就是各站在發(fā)送前先檢測(cè)總線是否空閑，當(dāng)測(cè)得總線空閑后，再考慮發(fā)送本站信號(hào)。2018/2/131CD表示沖突檢測(cè)，即“邊發(fā)邊聽”，各站點(diǎn)在發(fā)送信息幀的同時(shí)，繼續(xù)監(jiān)聽總線，當(dāng)監(jiān)聽到有沖突發(fā)生時(shí)（即有其他站也監(jiān)聽到總線空閑，也在發(fā)送數(shù)據(jù)），便立即停止發(fā)送信息。2018/2/132歸納起來(lái)CSMACD的控制方法為一個(gè)站要發(fā)送信息，首先對(duì)總線進(jìn)行監(jiān)聽，看介質(zhì)上是否有其他站發(fā)送的信息存在。如果介質(zhì)是空閑的，則可以發(fā)送信息。2018/2/133在發(fā)送信息幀的同時(shí)，繼續(xù)監(jiān)聽總線，即“邊發(fā)邊聽”。當(dāng)檢測(cè)到有沖突發(fā)生時(shí)，便立即停止發(fā)送，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，告知其他各工作站已發(fā)生沖突，防止它們?cè)侔l(fā)送新的信息介入沖突。若發(fā)送完成后，尚未檢測(cè)到?jīng)_突，則發(fā)送成功。2018/2/134檢測(cè)到?jīng)_突的站發(fā)出報(bào)警信號(hào)后，退讓一段隨機(jī)時(shí)間，然后再試。2018/2/1352、爭(zhēng)用期以太網(wǎng)的端到端往返時(shí)延2稱為爭(zhēng)用期，或碰撞窗口（設(shè)總線上單程端到端傳播時(shí)延為）。最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過時(shí)間2就可知道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是否遭受了碰撞。經(jīng)過爭(zhēng)用期這段時(shí)間還沒有檢測(cè)到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會(huì)發(fā)生碰撞。2018/2/1363、數(shù)據(jù)幀的最短幀長(zhǎng)某個(gè)站正在發(fā)送時(shí)產(chǎn)生沖突而中斷發(fā)送的幀稱為沖突的幀，它們都是很短的幀。沖突的幀是無(wú)效幀，在接收端應(yīng)該被丟棄。2018/2/137為了能辨認(rèn)哪些是發(fā)生沖突而應(yīng)丟棄的短幀和哪些是真正有用的短幀，且盡量簡(jiǎn)化處理，所以規(guī)定了合法數(shù)據(jù)幀的最短幀長(zhǎng)。因?yàn)榘l(fā)送數(shù)據(jù)的站最長(zhǎng)經(jīng)過爭(zhēng)用期這段時(shí)間即可檢測(cè)到碰撞，所以合法數(shù)據(jù)幀的最短幀長(zhǎng)則應(yīng)是爭(zhēng)用期時(shí)間2內(nèi)所發(fā)送的比特（或字節(jié)）數(shù)。2018/2/1384、CSMA/CD總線網(wǎng)的特點(diǎn)1競(jìng)爭(zhēng)總線2沖突顯著減少3輕負(fù)荷有效4廣播式通信5發(fā)送的不確定性6總線結(jié)構(gòu)和MAC規(guī)程簡(jiǎn)單2018/2/139323以太網(wǎng)的MAC子層協(xié)議1、以太網(wǎng)的MAC子層功能以太網(wǎng)的MAC子層有兩個(gè)主要功能（1）數(shù)據(jù)封裝和解封（2）介質(zhì)訪問管理2018/2/1402、MAC地址（硬件地址）IEEE802標(biāo)準(zhǔn)為局域網(wǎng)規(guī)定了一種48BIT的全球地址，即MAC地址（MAC幀的地址），它是指局域網(wǎng)上的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)所插入的網(wǎng)卡上固化在ROM中的地址，所以也叫硬件地址或物理地址。2018/2/141MAC地址的前3個(gè)字節(jié)由IEEE的注冊(cè)管理委員會(huì)RAC負(fù)責(zé)分配，凡是生產(chǎn)局域網(wǎng)網(wǎng)卡的廠家都必須向IEEE的RAC購(gòu)買由這三個(gè)字節(jié)構(gòu)成的一個(gè)號(hào)（即地址塊）；地址字段的后3個(gè)字節(jié)由廠家自行指派，稱為擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符。一個(gè)地址塊可生成224個(gè)不同的地址。2018/2/1423、MAC幀格式以太網(wǎng)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)IEEE8023標(biāo)準(zhǔn)DIXETHERNETV2沒有LLC子層（TCP/IP體系經(jīng)常使用）2018/2/143以太網(wǎng)MAC幀格式有兩種標(biāo)準(zhǔn)IEEE的8023標(biāo)準(zhǔn)和DIXETHERNETV2標(biāo)準(zhǔn)。（1）IEEE8023標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的MAC子層幀結(jié)構(gòu)2018/2/144圖311IEEE8023標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的MAC子層幀結(jié)構(gòu)2018/2/145地址字段地址字段包括目的MAC地址字段和源MAC地址字段，都是6個(gè)字節(jié)。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度字段數(shù)據(jù)長(zhǎng)度字段是2字節(jié)。它以字節(jié)為單位指出后面的數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度。2018/2/146數(shù)據(jù)字段與填充字段PAD數(shù)據(jù)字段就是LLC子層交下來(lái)的LLC幀，其長(zhǎng)度是可變的，但最短為46字節(jié)，最長(zhǎng)為1500字節(jié)。2018/2/147幀檢驗(yàn)FCS字段IEE8023標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定MAC幀的FCS為4個(gè)字節(jié)，采用循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC。FCS負(fù)責(zé)校驗(yàn)的字段包括目的地址、源地址、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)字段、填充字段及FCS本身。2018/2/148前導(dǎo)碼與幀起始定界符在傳輸媒體上實(shí)際傳送的要比MAC幀還多8個(gè)字節(jié)，即前導(dǎo)碼與幀起始定界符。2018/2/149它們的作用是這樣的當(dāng)一個(gè)站在剛開始接收MAC幀時(shí)，可能尚未與到達(dá)的比特流達(dá)成同步，由此導(dǎo)致MAC幀的最前面的若干比特?zé)o法接收，而使得整個(gè)MAC幀成為無(wú)用的幀。為了解決這個(gè)問題，MAC幀向下傳到物理層時(shí)還要在幀的前面插入8個(gè)字節(jié)，它包括兩個(gè)字段。2018/2/150第一個(gè)字段是前導(dǎo)碼PA，共有7個(gè)字節(jié)，編碼為1010，即1和0交替出現(xiàn)，其作用是使接收端實(shí)現(xiàn)比特同步前接收本字段，避免破壞完整的MAC幀。第二個(gè)字段是幀起始定界符SFD字段，它為1個(gè)字節(jié)，編碼是10101011，表示一個(gè)幀的開始。2018/2/151（2）DIXETHERNETV2標(biāo)準(zhǔn)的MAC幀格式TCP/IP體系經(jīng)常使用DIXETHERNETV2標(biāo)準(zhǔn)的MAC幀格式，此時(shí)局域網(wǎng)參考模型中的鏈路層不再劃分LLC子層，即鏈路層只有MAC子層。2018/2/152圖312DIXETHERNETV2標(biāo)準(zhǔn)的MAC幀格式2018/2/153DIXETHERNETV2標(biāo)準(zhǔn)的MAC幀格式由5個(gè)字段組成，它與IEEE8023標(biāo)準(zhǔn)的MAC幀格式除了類型字段以外，其他各字段的作用相同。類型字段用來(lái)標(biāo)志上一層使用的是什么協(xié)議，以便把收到的MAC幀的數(shù)據(jù)上交給上一層的這個(gè)協(xié)議。2018/2/154另外，當(dāng)采用DIXETHERNETV2標(biāo)準(zhǔn)的MAC幀格式時(shí)，其數(shù)據(jù)部分裝入的不再是LLC幀，而是網(wǎng)絡(luò)層的分組或IP數(shù)據(jù)報(bào)。2018/2/155324幾種傳統(tǒng)以太網(wǎng)1、10BASE5粗纜以太網(wǎng)10BASE5的名字的含義為信號(hào)傳輸速率10MBITS10，基帶傳輸BASE，一個(gè)網(wǎng)段上的最大長(zhǎng)度為500M5。2018/2/156圖313粗纜以太網(wǎng)示意圖2018/2/157（1）粗同軸電纜單段同軸電纜的最大長(zhǎng)度被限制為500M。2018/2/158（2）工作站在粗纜以太網(wǎng)中允許每個(gè)同軸電纜段最多只能安裝100個(gè)站。2018/2/159（3）服務(wù)器服務(wù)器是LAN的核心，它是為各工作站用戶提供網(wǎng)絡(luò)共享功能及通信功能的。2018/2/160（4）收發(fā)器收發(fā)器的功能從工作站經(jīng)收發(fā)器電纜得到數(shù)據(jù)向同軸電纜發(fā)送，或反過來(lái)，從同軸電纜接收數(shù)據(jù)經(jīng)收發(fā)器電纜送給工作站。檢測(cè)在同軸電纜上發(fā)生的數(shù)據(jù)幀的沖突。2018/2/161在同軸電纜和電纜接口的電子設(shè)備之間進(jìn)行電氣隔離。當(dāng)收發(fā)器或工作站出故障時(shí)，保護(hù)同軸電纜不受其影響，此項(xiàng)功能即為超長(zhǎng)控制。2018/2/162（5）網(wǎng)卡網(wǎng)卡的主要功能數(shù)據(jù)的封裝與解封鏈路管理主要是CSMACD協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。編碼與譯碼即曼徹斯特編碼與譯碼。2018/2/163（6）中繼器中繼器又稱為轉(zhuǎn)發(fā)器，它可以消除信號(hào)由于經(jīng)過一長(zhǎng)段電纜而造成的失真和衰減。10BASE5任意兩個(gè)站之間最多可以有5個(gè)同軸電纜段，即可以最多有4個(gè)中繼器?？梢?0BASE5允許的最大網(wǎng)絡(luò)直徑為。2018/2/1642、10BASE2細(xì)纜以太網(wǎng)10BASE2與10BASE5的區(qū)別（1）10BASE2使用細(xì)同軸電纜。（2）不用外接的收發(fā)器，網(wǎng)卡本身有收發(fā)器功能。（3）10BASE2只允許每個(gè)網(wǎng)段30個(gè)站。2018/2/165（4）10BASE2單網(wǎng)段的最大長(zhǎng)度降到185M約200M。（5）10BASE2仍保持10BASE5的4中繼器/5網(wǎng)段的設(shè)計(jì)能力，但允許的最大網(wǎng)絡(luò)直徑降為。如果不使用中繼器，則單個(gè)網(wǎng)段的最大長(zhǎng)度可擴(kuò)展到300M。2018/2/1663、10BASET雙絞線以太網(wǎng)10BASET的標(biāo)準(zhǔn)IEEE8023I。（1）10BASET以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2018/2/167圖31510BASET拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖2018/2/168幾個(gè)要點(diǎn)集線器一般集線器（所連局域網(wǎng)為共享式局域網(wǎng)）交換集線器（具有交換功能，所連局域網(wǎng)為交換式局域網(wǎng)）2018/2/169圖中的集線器為一般集線器（簡(jiǎn)稱集線器），它就像一個(gè)多端口轉(zhuǎn)發(fā)器，每個(gè)端口都具有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的能力。但一個(gè)時(shí)間只允許接收來(lái)自一個(gè)端口的數(shù)據(jù)，可以向所有其它端口轉(zhuǎn)發(fā)。2018/2/170當(dāng)每個(gè)端口收到終端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)時(shí)，就轉(zhuǎn)發(fā)到所有其它端口，在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)之前，每個(gè)端口都對(duì)它進(jìn)行再生、整形，并重新定時(shí)。集線器往往含有中繼器的功能，它工作在物理層。2018/2/171采用一般集線器連接的以太網(wǎng)物理上是星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但從邏輯上看是一個(gè)總線形網(wǎng)（一般集線器可看作是一個(gè)總線），各工作站仍然競(jìng)爭(zhēng)使用總線。所以這種局域網(wǎng)仍然是共享式網(wǎng)絡(luò)，它也采用CSMACD規(guī)則競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送。集線器與站點(diǎn)之間的最大距離為100M。2018/2/172一個(gè)集線器所連的站點(diǎn)最多可以有30個(gè)實(shí)際目前只能達(dá)24個(gè)?？梢园讯鄠€(gè)集線器連成多級(jí)星形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，這樣就可以使更多的工作站連接成一個(gè)較大的局域網(wǎng)（集線器與集線器之間的最大距離為100M）。10BASET一般最多允許有4個(gè)中繼器（中繼器的功能往往含在集線器里）級(jí)聯(lián)。2018/2/173（2）10BASET以太網(wǎng)的組成10BASET以太網(wǎng)的組成有集線器、工作站、服務(wù)器、網(wǎng)卡、中繼器和雙絞線等。2018/2/1744、10BASEF光纜以太網(wǎng)光纜以太網(wǎng)采用單?；蚨嗄９饫|作為傳輸介質(zhì)，也是星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度根據(jù)不同的情況可以是500M，1000M或2000M。每個(gè)集線器所連的站點(diǎn)理論上最多也為30個(gè)，且最多允許使用4個(gè)中繼器。2018/2/17533擴(kuò)展的以太網(wǎng)331在物理層擴(kuò)展以太網(wǎng)在物理層擴(kuò)展以太網(wǎng)，可以使用轉(zhuǎn)發(fā)器和集線器。2018/2/1761、使用轉(zhuǎn)發(fā)器擴(kuò)展以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)器（即中繼器）工作在物理層，利用轉(zhuǎn)發(fā)器連接網(wǎng)段是在物理層擴(kuò)展以太網(wǎng)。2018/2/1772、使用集線器擴(kuò)展以太網(wǎng)集線器也工作在物理層，使用集線器擴(kuò)展以太網(wǎng)的示意圖如圖318所示。2018/2/178圖318使用集線器擴(kuò)展以太網(wǎng)2018/2/179圖318中一、二、三系集線器分別連接的是單個(gè)網(wǎng)段，主干集線器是起擴(kuò)展以太網(wǎng)的作用的，它把各系的以太網(wǎng)連接起來(lái)，成為一個(gè)更大的以太網(wǎng)。2018/2/180332在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展以太網(wǎng)在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展以太網(wǎng)使用網(wǎng)橋。1、網(wǎng)橋的工作原理網(wǎng)橋有24個(gè)端口，其工作原理示意圖如圖319所示（圖中的網(wǎng)橋假設(shè)有兩個(gè)端口）。2018/2/181圖319網(wǎng)橋的工作原理示意圖2018/2/182網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，它根據(jù)MAC幀的目的地址對(duì)收到的幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)橋具有過濾幀的功能。當(dāng)網(wǎng)橋收到一個(gè)幀時(shí)，并不是向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)此幀，而是先檢查此幀的目的MAC地址，然后再確定將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個(gè)端口。2018/2/1832、使用網(wǎng)橋擴(kuò)展以太網(wǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)過濾通信量，隔離碰撞域。擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。提高了可靠性。網(wǎng)橋可連接不同物理層、不同MAC子層和不同速率的網(wǎng)段。2018/2/184（2）缺點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)增加了時(shí)延。在MAC子層并沒有流量控制功能。具有不同MAC子層的網(wǎng)段橋接在一起時(shí)時(shí)延更大。網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多不超過幾百個(gè)和通信量不太大的局域網(wǎng)，否則有時(shí)還會(huì)因傳播過多的廣播信息而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。這就是所謂的廣播風(fēng)暴。2018/2/1853、網(wǎng)橋的類型網(wǎng)橋有兩種類型透明網(wǎng)橋和源站選路網(wǎng)橋，它們分別遵循IEEE8021和IEEE8025標(biāo)準(zhǔn)。2018/2/18634高速以太網(wǎng)341100BASET快速以太網(wǎng)1、100BASET的特點(diǎn)1傳輸速率高2沿用了10BASET的MAC協(xié)議2018/2/1873可以采用共享式或交換式連接方式共享式連接方式交換式連接方式2018/2/1884適應(yīng)性強(qiáng)網(wǎng)卡既可作為100BASET網(wǎng)卡，又可降格為10BASET網(wǎng)卡使用。5經(jīng)濟(jì)性好性能價(jià)格比高。2018/2/189（6）網(wǎng)絡(luò)范圍變小由于傳輸速率升高，導(dǎo)致信號(hào)衰減增大，所以100BASET比10BASET的網(wǎng)絡(luò)范圍小。2018/2/1902、100BASET的標(biāo)準(zhǔn)100BASET快速以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)為IEEE8023U，是現(xiàn)有以太網(wǎng)IEEE8023標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展。2018/2/191MAC子層100BASET快速以太網(wǎng)的MAC子層標(biāo)準(zhǔn)與8023的MAC子層標(biāo)準(zhǔn)相同。所以，100BASET的幀格式、幀攜帶的數(shù)據(jù)量、介質(zhì)訪問控制機(jī)制、差錯(cuò)控制方式及信息管理等，均與10BASET的相同。2018/2/192物理層標(biāo)準(zhǔn)IEEE8023U規(guī)定了100BASET的四種物理層標(biāo)準(zhǔn)100BASETX、100BASEFX、100BASET4和100BASET2。2018/2/1933、100BASET快速以太網(wǎng)的組成快速以太網(wǎng)和一般以太網(wǎng)的組成是相同的，即由工作站、網(wǎng)卡、集線器、中繼器、傳輸介質(zhì)及服務(wù)器等組成。2018/2/1944100BASET快速以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)100BASET快速以太網(wǎng)基本保持了10BASET以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即所有的站點(diǎn)都連到集線器上，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中最多允許有兩個(gè)中繼器。2018/2/195342千兆位以太網(wǎng)1、千兆位以太網(wǎng)的要點(diǎn)千兆位以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)IEEE8023Z標(biāo)準(zhǔn)。2018/2/196（1）千兆位以太網(wǎng)的運(yùn)行速度比1O0MBIT/S快速以太網(wǎng)快10倍，可提供1GBIT/S的基本帶寬。（2）千兆位以太網(wǎng)采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（3）千兆位以太網(wǎng)使用和10MBIT/S、100MBIT/S以太網(wǎng)同樣的以太網(wǎng)幀，與10BASET和100BASET技術(shù)向后兼容。2018/2/197（4）當(dāng)工作在半雙工共享介質(zhì)模式下，它使用和其他半雙工以太網(wǎng)相同的CSMACD介質(zhì)訪問控制機(jī)制其中作了一些修改以優(yōu)化1GBIT/S速度的半雙工操作。2018/2/198（5）支持全雙工操作模式。大部分千兆位以太網(wǎng)交換器端口將以全雙工模式工作，以獲得交換器間的最佳性能。（6）千兆位以太網(wǎng)允許使用單個(gè)中繼器。（7）干兆位以太網(wǎng)采用8B10B編碼方案。2018/2/1992、千兆位以太網(wǎng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)千兆位以太網(wǎng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)有四種1000BASELX（IEEE8023Z標(biāo)準(zhǔn)）1000BASESX（IEEE8023Z標(biāo)準(zhǔn)）1000BASECX（IEEE8023Z標(biāo)準(zhǔn)）1000BASET（IEEE8023AB標(biāo)準(zhǔn)）2018/2/110034310GBIT/S以太網(wǎng)10GBIT/S以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)8023AE標(biāo)準(zhǔn)。2018/2/11011、10GBIT/S以太網(wǎng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸速率是10GBIT/S。傳輸介質(zhì)為多?；騿文９饫w。10GBIT/S以太網(wǎng)使用與10MBIT/S，100MBIT/S和1GBIT/S以太網(wǎng)完全相同的幀格式。2018/2/1102線路信號(hào)碼型采用8B/10B和MB810兩種類型編碼。10GBIT/S以太網(wǎng)只工作在全雙工方式，顯然沒有爭(zhēng)用問題，也就不必使用CSMA/CD協(xié)議。2018/2/11032、10GBIT/S以太網(wǎng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)10吉比特以太網(wǎng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)包括局域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)和廣域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)。2018/2/1104（1）局域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)（LANPHY）10000BASEER10000BASELR10000BASESR2018/2/1105（2）廣域網(wǎng)物理層WANPHY10000BASESR10000BASEL410000BASESW2018/2/110635交換式局域網(wǎng)351交換式局域網(wǎng)的基本概念1、交換式局域網(wǎng)的概念交換式局域網(wǎng)所有站點(diǎn)都連接到一個(gè)交換式集線器或局域網(wǎng)交換機(jī)上，如圖322示。2018/2/1107圖322交換式局域網(wǎng)示意圖2018/2/1108交換式集線器或局域網(wǎng)交換機(jī)具有交換功能，它們的特點(diǎn)是所有端口平時(shí)都不連通，當(dāng)工作站需要通信時(shí)，交換式集線器或局域網(wǎng)交換機(jī)能同時(shí)連通許多對(duì)端口，使每一對(duì)端口都能像獨(dú)占通信媒體那樣無(wú)沖突地傳輸數(shù)據(jù)，通信完成后斷開連接。2018/2/1109由于消除了公共的通信媒體，每個(gè)站點(diǎn)獨(dú)自使用一條鏈路，不存在沖突問題，可以提高用戶的平均數(shù)據(jù)傳輸速率，即容量得以擴(kuò)大。2018/2/11102、交換式局域網(wǎng)的功能（1）隔離沖突域（2）擴(kuò)展距離（3）增加總?cè)萘浚?）數(shù)據(jù)率靈活性2018/2/11113、局域網(wǎng)交換機(jī)的分類按所執(zhí)行的功能不同，局域網(wǎng)交換機(jī)（實(shí)際指的是以太網(wǎng)交換機(jī)）可以分成兩種。2018/2/1112（1）二層交換如果交換機(jī)按網(wǎng)橋構(gòu)造，執(zhí)行橋接功能，由于網(wǎng)橋的功能屬于OSI參考模型的第二層，所以此時(shí)的交換機(jī)屬于二層交換。二層交換是根據(jù)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，交換速度快，但控制功能弱，沒有路由選擇功能。2018/2/1113（2）三層交換如果交換機(jī)具備路由能力，而路由器的功能屬于OSI參考模型的第三層，此時(shí)的交換機(jī)屬于三層交換。三層交換是根據(jù)IP地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，具有路由選擇功能。三層交換是二層交換與路由功能的有機(jī)組合。2018/2/11144、二層交換技術(shù)（1）二層交換的原理二層交換機(jī)內(nèi)部有一個(gè)反映各站的MAC地址與交換機(jī)端口對(duì)應(yīng)關(guān)系的MAC地址表。2018/2/1115當(dāng)交換機(jī)的控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的MAC地址對(duì)照表以確定目的MAC的站點(diǎn)掛接在哪個(gè)端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口。2018/2/1116MAC地址表中若無(wú)目的MAC地址，則將數(shù)據(jù)包廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入內(nèi)部地址表中。2018/2/1117交換機(jī)MAC地址表的建立與數(shù)據(jù)交換的具體過程如下。交換機(jī)剛剛加電啟動(dòng)時(shí)，其MAC地址表是空的。此時(shí)交換機(jī)并不知道與其相連的不同的MAC地址的終端站點(diǎn)位于哪一個(gè)端口。它根據(jù)缺省規(guī)則，將不知道目的MAC地址對(duì)應(yīng)哪一個(gè)端口的呼入幀發(fā)送到除源端口之外的其他所有端口上。2018/2/1118交換機(jī)是基于數(shù)據(jù)幀的源MAC地址來(lái)建立MAC地址表的。具體是當(dāng)交換機(jī)從某個(gè)端口接收到數(shù)據(jù)幀時(shí)，首先檢查其發(fā)送站點(diǎn)的MAC地址與交換機(jī)端口之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是否已記錄在MAC地址表中，若無(wú)，則在MAC地址表中加入該表項(xiàng)。2018/2/1119交換機(jī)是基于目的MAC地址來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀的。對(duì)收到的每一個(gè)數(shù)據(jù)幀，交換機(jī)查看MAC地址表，看其是否已經(jīng)記錄了目的MAC地址與交換機(jī)端口間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，若查找到該表項(xiàng)，則可將數(shù)據(jù)幀有目的地轉(zhuǎn)發(fā)到指定的端口，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的過濾轉(zhuǎn)發(fā)。2018/2/1120（2）二層交換機(jī)的功能地址學(xué)習(xí)功能數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)與過濾功能廣播或組播數(shù)據(jù)幀交換機(jī)的消除回路功能2018/2/11215、三層交換技術(shù)（1）三層交換的原理假設(shè)兩個(gè)使用IP協(xié)議的站點(diǎn)要通過第三層交換機(jī)進(jìn)行通信。站點(diǎn)A在開始發(fā)送時(shí)，已知目的IP地址，但不知道在局域網(wǎng)上發(fā)送所需要的目的MAC地址。要采用地址解析協(xié)議ARP來(lái)確定目的MAC地址。2018/2/1122具體有以下兩種情況通信的兩個(gè)站點(diǎn)位于同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)站點(diǎn)A要和站點(diǎn)B通信A在開始發(fā)送時(shí)，把自己的IP地址與B站的IP地址比較，從其軟件中配置的子網(wǎng)掩碼得出子網(wǎng)地址來(lái)確定目的站點(diǎn)是否與自己在同一子網(wǎng)內(nèi)。若是，則根據(jù)MAC地址進(jìn)行二層的轉(zhuǎn)發(fā)。2018/2/1123通信的兩個(gè)站點(diǎn)不在同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)A要和C通信若兩個(gè)站點(diǎn)不在同一子網(wǎng)內(nèi)，A要向三層交換模塊廣播出一個(gè)ARP請(qǐng)求。如果三層交換模塊在以前的通信過程中已經(jīng)知道C站的MAC地址，則向發(fā)送站A回復(fù)C的MAC地址。A通過二層交換模塊向C轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。2018/2/1124若三層交換模塊不知道C站的MAC地址，則根據(jù)路由信息廣播一個(gè)ARP請(qǐng)求，C站收到此ARP請(qǐng)求后向三層交換模塊回復(fù)其MAC地址，三層交換模塊保存此地址并回復(fù)給發(fā)送站A，同時(shí)將C站的MAC地址發(fā)送到二層交換引擎的MAC地址表中。此后，A向C發(fā)送的數(shù)據(jù)包便全部交給二層交換處理，信息得以高速交換。2018/2/1125（2）三層交換的優(yōu)勢(shì)三層交換機(jī)具有高性能、安全性、易用性、可管理性、可堆疊性、服務(wù)質(zhì)量及容錯(cuò)性的技術(shù)特點(diǎn)。2018/2/1126353全雙工局域網(wǎng)1、全雙工局域網(wǎng)的概念全雙工局域網(wǎng)每個(gè)站點(diǎn)可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，一對(duì)線用于發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對(duì)線用于接收數(shù)據(jù)。2018/2/1127交換技術(shù)是實(shí)現(xiàn)全雙工局域網(wǎng)的必要前提。交換式局域網(wǎng)并不自動(dòng)就是全雙工操作，只有在交換機(jī)中設(shè)置了全雙工端口以及做一些相應(yīng)的改進(jìn)，交換式局域網(wǎng)才是全雙工局域網(wǎng)。2018/2/11282、全雙工局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)（1）由于同時(shí)發(fā)送和接收，這在理論上可以使傳輸速度翻一番。（2）網(wǎng)段長(zhǎng)度不再受共享介質(zhì)半雙工局域網(wǎng)計(jì)時(shí)要求的限制，它只受介質(zhì)系統(tǒng)本身傳輸信號(hào)能力的限制。2018/2/112936虛擬局域網(wǎng)（VLAN）361VLAN的概念VLAN并沒有嚴(yán)格的定義，它的大致概念為VLAN大致等效于一個(gè)廣播域，即VLAN模擬了一組終端設(shè)備，雖然它們位于不同的物理網(wǎng)段上，但是并不受物理位置的束縛，相互間通信就好像它們?cè)谕粋€(gè)局域網(wǎng)中一樣。2018/2/1130VLAN從傳統(tǒng)LAN的概念上引申出來(lái)，在功能和操作上與傳統(tǒng)LAN基本相同，提供一定范圍內(nèi)終端系統(tǒng)的