1、1、局域網(wǎng)的特點(diǎn) 地域范圍小：局域網(wǎng)用于辦公室、機(jī)關(guān)、工廠、學(xué)校等內(nèi)部聯(lián)網(wǎng),其范圍沒(méi)有嚴(yán)格的定義，但一般認(rèn)為距離為0.125km。 誤碼率低：局域網(wǎng)具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，傳輸速率一般為100M1000Mbit/s，誤碼率在10-810-11之間。 傳輸延時(shí)?。壕钟蚓W(wǎng)中的傳輸延時(shí)很小，一般在幾毫秒幾十毫秒之間。 傳輸速率高：目前,局域網(wǎng)的傳輸速率在100Mbit/s以上, 如155Mbit/s、655Mbit/s、Gbit/s、10Gbit/s等。 支持多種傳輸介質(zhì)：可根據(jù)不同的性能需要選用價(jià)格低廉的雙絞線、同軸電纜或價(jià)格較貴的光纖,以及無(wú)線傳輸介質(zhì)。,第5章 局域網(wǎng)5.1 局域網(wǎng)概述,第5章

2、 局域網(wǎng)5.1 局域網(wǎng)概述,局域網(wǎng)最主要的特點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)單位所擁有，且地理范圍和站點(diǎn)數(shù)目均有限。 局域網(wǎng)具有如下的一些主要優(yōu)點(diǎn)： 具有廣播功能，從一個(gè)站點(diǎn)可很方便地訪問(wèn)全網(wǎng)。局域網(wǎng)上的主機(jī)可共享連接在局域網(wǎng)上的各種硬件和軟件資源。 便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和逐漸地演變，各設(shè)備的位置可靈活調(diào)整和改變。,局域網(wǎng)的拓?fù)?匹配電阻,集線器,干線耦合器,總線網(wǎng),星形網(wǎng),環(huán)形網(wǎng),5.1.2局域網(wǎng)的性能特點(diǎn),2、局域網(wǎng)的性能 決定局域網(wǎng)特性的主要技術(shù)有3個(gè)方面：連接各種設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):局域網(wǎng)及城域網(wǎng)的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型、環(huán)型、總線型和樹型結(jié)構(gòu)等。 傳輸介質(zhì)：同軸電纜、雙

3、絞線、光纖、電磁波等。 對(duì)于不便使用有線介質(zhì)的場(chǎng)合，可以采用微波、衛(wèi)星、紅外線等作為局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)，已獲得廣泛應(yīng)用的無(wú)線局域網(wǎng)就是其典型例子。 介質(zhì)訪問(wèn)控制方法：也稱為網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)控制方式,是指網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)之間的信息通過(guò)介質(zhì)傳輸時(shí)如何控制、如何合理完成對(duì)傳輸信道的分配、如何避免沖突,同時(shí),又使網(wǎng)絡(luò)有最高的工作效率及高可靠性等。,介質(zhì)訪問(wèn)控制方法,將傳輸介質(zhì)的頻帶有效地分配給網(wǎng)絡(luò)上各結(jié)點(diǎn)的方法稱為介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。 適合總線結(jié)構(gòu)的帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn) （CSMA/CD）方法。 適合環(huán)型結(jié)構(gòu)的令牌環(huán)（Token Ring）方法。 適合環(huán)型結(jié)構(gòu)的令牌總線（Token Bus）方法。 評(píng)價(jià)一個(gè)

4、介質(zhì)訪問(wèn)控制方法的好壞有3個(gè)基本要素：協(xié)議是否簡(jiǎn)單；信道利用率是否高效；網(wǎng)絡(luò)上各結(jié)點(diǎn)是否公平。,DIX Ethernet V2 是世界上第一個(gè)局域網(wǎng)產(chǎn)品（以太網(wǎng)）的規(guī)約。 IEEE 的 802.3 標(biāo)準(zhǔn)。 DIX Ethernet V2 標(biāo)準(zhǔn)與 IEEE 的 802.3 標(biāo)準(zhǔn)只有很小的差別，因此可以將 802.3 局域網(wǎng)簡(jiǎn)稱為“以太網(wǎng)”。 嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，“以太網(wǎng)”應(yīng)當(dāng)是指符合 DIX Ethernet V2 標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng),5.1.3局域網(wǎng)的參考模型與標(biāo)準(zhǔn),5.1.3局域網(wǎng)的參考模型與標(biāo)準(zhǔn),1、 局域網(wǎng)參考模型 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)只包含了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層,其中，數(shù)據(jù)鏈路層又分為邏輯鏈路控制和介質(zhì)訪問(wèn)

5、控制兩個(gè)子層。,5.1.3局域網(wǎng)的參考模型與標(biāo)準(zhǔn),2、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn) 1980年2月，電器和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)成立了局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì),專門從事局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作,并制訂了IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802系列標(biāo)準(zhǔn)之間的內(nèi)部關(guān)系如圖所示。,數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層,為了使數(shù)據(jù)鏈路層能更好地適應(yīng)多種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，802 委員會(huì)就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)子層： 邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control)子層 媒體接入控制 MAC (Medium Access Control)子層。 與接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在 MAC子層，而 LLC 子層則與傳輸媒體無(wú)關(guān)，不管采用

6、何種協(xié)議的局域網(wǎng)對(duì) LLC 子層來(lái)說(shuō)都是透明的,局域網(wǎng)對(duì) LLC 子層是透明的,局 域 網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)層,物理層,站點(diǎn) 1,網(wǎng)絡(luò)層,物理層,數(shù)據(jù) 鏈路層,站點(diǎn) 2,LLC 子層看不見 下面的局域網(wǎng),以后一般不考慮 LLC 子層,由于 TCP/IP 體系經(jīng)常使用的局域網(wǎng)是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 標(biāo)準(zhǔn)中的幾種局域網(wǎng)，因此現(xiàn)在 802 委員會(huì)制定的邏輯鏈路控制子層 LLC（即 802.2 標(biāo)準(zhǔn)）的作用已經(jīng)不大了。 很多廠商生產(chǎn)的適配器上就僅裝有 MAC 協(xié)議而沒(méi)有 LLC 協(xié)議。,5.1.4 適配器的作用,網(wǎng)絡(luò)接口板又稱為通信適配器(adapter)或網(wǎng)絡(luò)接口卡 NIC (N

7、etwork Interface Card)，或“網(wǎng)卡”。 適配器的重要功能： 進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換。 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。 在計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。 實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。,計(jì)算機(jī)通過(guò)適配器和局域網(wǎng)進(jìn)行通信,硬件地址,至局域網(wǎng),適配器 （網(wǎng)卡）,串行通信,CPU 和 存儲(chǔ)器,生成發(fā)送的數(shù)據(jù) 處理收到的數(shù)據(jù),把幀發(fā)送到局域網(wǎng) 從局域網(wǎng)接收幀,計(jì)算機(jī),IP 地址,并行 通信,課件制作人：謝希仁,最初的以太網(wǎng)是將許多計(jì)算機(jī)都連接到一根總線上。當(dāng)初認(rèn)為這樣的連接方法既簡(jiǎn)單又可靠，因?yàn)榭偩€上沒(méi)有有源器件。,5.1.5 CSMA/CD 協(xié)議,B向 D 發(fā)送數(shù)據(jù),C,D,A,E,匹配電阻（用來(lái)吸收總線上傳

8、播的信號(hào)）,匹配電阻,不接受,不接受,不接受,接受,B,只有 D 接受 B 發(fā)送的數(shù)據(jù),以太網(wǎng)的廣播方式發(fā)送,總線上的每一個(gè)工作的計(jì)算機(jī)都能檢測(cè)到 B 發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)。 由于只有計(jì)算機(jī) D 的地址與數(shù)據(jù)幀首部寫入的地址一致，因此只有 D 才接收這個(gè)數(shù)據(jù)幀。 其他所有的計(jì)算機(jī)（A, C 和 E）都檢測(cè)到不是發(fā)送給它們的數(shù)據(jù)幀，因此就丟棄這個(gè)數(shù)據(jù)幀而不能夠收下來(lái)。 具有廣播特性的總線上實(shí)現(xiàn)了一對(duì)一的通信。,為了通信的簡(jiǎn)便以太網(wǎng)采取了兩種重要的措施,采用較為靈活的無(wú)連接的工作方式，即不必先建立連接就可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)。 以太網(wǎng)對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進(jìn)行編號(hào)，也不要求對(duì)方發(fā)回確認(rèn)。 這樣做的理由是局域網(wǎng)信道的

9、質(zhì)量很好，因信道質(zhì)量產(chǎn)生差錯(cuò)的概率是很小的。,以太網(wǎng)提供的服務(wù),以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的交付，即盡最大努力的交付。 當(dāng)目的站收到有差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀時(shí)就丟棄此幀，其他什么也不做。差錯(cuò)的糾正由高層來(lái)決定。 如果高層發(fā)現(xiàn)丟失了一些數(shù)據(jù)而進(jìn)行重傳，但以太網(wǎng)并不知道這是一個(gè)重傳的幀，而是當(dāng)作一個(gè)新的數(shù)據(jù)幀來(lái)發(fā)送。,載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè) CSMA/CD,CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。 “多點(diǎn)接入”表示許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在一根總線上。 “載波監(jiān)聽”是指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測(cè)一下總線上

10、是否有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時(shí)不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。 總線上并沒(méi)有什么“載波”。因此， “載波監(jiān)聽”就是用電子技術(shù)檢測(cè)總線上有沒(méi)有其他計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)。,碰撞檢測(cè),“碰撞檢測(cè)”就是計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓大小。 當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，總線上的信號(hào)電壓擺動(dòng)值將會(huì)增大（互相疊加）。 當(dāng)一個(gè)站檢測(cè)到的信號(hào)電壓擺動(dòng)值超過(guò)一定的門限值時(shí)，就認(rèn)為總線上至少有兩個(gè)站同時(shí)在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了碰撞。 所謂“碰撞”就是發(fā)生了沖突。因此“碰撞檢測(cè)”也稱為“沖突檢測(cè)”。,檢測(cè)到碰撞后,在發(fā)生碰撞時(shí)，總線上傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生了嚴(yán)重的失真，無(wú)法從中恢復(fù)出有用的信息來(lái)。 每一個(gè)正

11、在發(fā)送數(shù)據(jù)的站，一旦發(fā)現(xiàn)總線上出現(xiàn)了碰撞，就要立即停止發(fā)送，免得繼續(xù)浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，然后等待一段隨機(jī)時(shí)間后再次發(fā)送。,局域網(wǎng)介質(zhì)訪問(wèn)控制方法,帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn) 帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)是一種隨機(jī)爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。它的控制過(guò)程包括3個(gè)步驟: 載波偵聽：是指用電子技術(shù)檢測(cè)總線上有沒(méi)有其它計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)，以免發(fā)生碰撞。 沖突檢測(cè)：在每個(gè)站發(fā)送幀期間,同時(shí)具有檢測(cè)沖突的能力。一旦遇到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)一串阻塞信號(hào)，通報(bào)總線上各站點(diǎn)已發(fā)生沖突。 多路訪問(wèn)：當(dāng)檢測(cè)到?jīng)_突并在發(fā)完阻塞信號(hào)后,需要等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然后再用CSMA的算法重新發(fā)送。 爭(zhēng)用方式：在總線上的

12、每個(gè)結(jié)點(diǎn)都能隨時(shí)發(fā)送信息，但在同一時(shí)刻只允許一對(duì)結(jié)點(diǎn)可以通信，否則，就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)相互疊加，造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，這就是線路爭(zhēng)用帶來(lái)的問(wèn)題。,電磁波在總線上的有限傳播速率的影響,當(dāng)某個(gè)站監(jiān)聽到總線是空閑時(shí)，也可能總線并非真正是空閑的。 A 向 B 發(fā)出的信息，要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后才能傳送到 B。 B 若在 A 發(fā)送的信息到達(dá) B 之前發(fā)送自己的幀(因?yàn)檫@時(shí) B 的載波監(jiān)聽檢測(cè)不到 A 所發(fā)送的信息)，則必然要在某個(gè)時(shí)間和 A 發(fā)送的幀發(fā)生碰撞。 碰撞的結(jié)果是兩個(gè)幀都變得無(wú)用。,1 km,A,B,t,t = 0,單程端到端 傳播時(shí)延記為,傳播時(shí)延對(duì)載波監(jiān)聽的影響,1 km,A,B,t,t = B 檢測(cè)到信道

13、空閑 發(fā)送數(shù)據(jù),t = / 2 發(fā)生碰撞,A,B,A,B,t = 0 A 檢測(cè)到 信道空閑 發(fā)送數(shù)據(jù),A,B,t = 0,A,B,單程端到端 傳播時(shí)延記為,重要特性,使用 CSMA/CD 協(xié)議的以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行雙向交替通信（半雙工通信）。 每個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時(shí)間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。 這種發(fā)送的不確定性使整個(gè)以太網(wǎng)的平均通信量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。,碰撞窗口,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(guò)時(shí)間 2 （兩倍的端到端往返時(shí)延）就可知道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是否遭受了碰撞。 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。 經(jīng)過(guò)爭(zhēng)用期這段時(shí)間還沒(méi)有檢測(cè)到碰

14、撞，才能肯定這次發(fā)送不會(huì)發(fā)生碰撞。,二進(jìn)制指數(shù)類型退避算法 (truncated binary exponential type),發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，要推遲（退避）一個(gè)隨機(jī)時(shí)間才能再發(fā)送數(shù)據(jù)。 基本退避時(shí)間取為爭(zhēng)用期 2。 從整數(shù)集合0,1, (2k 1)中隨機(jī)地取出一個(gè)數(shù)，記為 r。重傳所需的時(shí)延就是 r 倍的基本退避時(shí)間。 參數(shù) k 按下面的公式計(jì)算： k = Min重傳次數(shù), 10 當(dāng) k 10 時(shí)，參數(shù) k 等于重傳次數(shù)。 當(dāng)重傳達(dá) 16 次仍不能成功時(shí)即丟棄該幀，并向高層報(bào)告。,爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度,以太網(wǎng)取 51.2 s 為爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度。 對(duì)于 10 Mb/s 以太網(wǎng)，在爭(zhēng)用期

15、內(nèi)可發(fā)送512 bit，即 64 字節(jié)。 以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，若前 64 字節(jié)沒(méi)有發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會(huì)發(fā)生沖突。,How to select the size of the random delay after a collision?,If a packet has collided n successive times(n15) then the node chooses a random number K with equal probabilities from the set 0,1,2,.,2m-1 where m:=min10,n;the node then wait f

16、or K512 bit times(K51.2 us) 當(dāng)沖突產(chǎn)生后，時(shí)間被分割成離散的時(shí)間片。對(duì)于802.3，時(shí)間片為51.2 us After the first collision(n=1) 0,1 512 bit times 第一次沖突后，站點(diǎn)等待0或1個(gè)時(shí)間片后重新嘗試發(fā)送,30,collision,After the two collisions(n=2) 0,1,2,3 512 bit times 第二次沖突后，站點(diǎn)從0，1，2，3隨機(jī)選擇1個(gè)并等待相應(yīng)時(shí)間片后重新嘗試發(fā)送 After the three collisions(n=3) 0,1,2,3,4,5,6,7 512 b

17、it times After i successive collisions(n=i) 0,1,2,2i-1 512 bit times n10，0,1,2,1023 512 bit times n=16,the protocol gives up the transmission attempt after 16 successive collisions 發(fā)生16次沖突后，表明有硬件沖突，CSMA/CD協(xié)議控制器將不再采取任何動(dòng)作，而是通過(guò)主機(jī)發(fā)出中斷報(bào)告錯(cuò)誤，進(jìn)一步的恢復(fù)留待高層軟件完成。,最短有效幀長(zhǎng),如果發(fā)生沖突，就一定是在發(fā)送的前 64 字節(jié)之內(nèi)。 由于一檢測(cè)到?jīng)_突就立即中止發(fā)送，

18、這時(shí)已經(jīng)發(fā)送出去的數(shù)據(jù)一定小于 64 字節(jié)。 以太網(wǎng)規(guī)定了最短有效幀長(zhǎng)為 64 字節(jié)，凡長(zhǎng)度小于 64 字節(jié)的幀都是由于沖突而異常中止的無(wú)效幀。,強(qiáng)化碰撞,當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)的站一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)生了碰撞時(shí)： 立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)； 再繼續(xù)發(fā)送若干比特的人為干擾信號(hào)(jamming signal)，以便讓所有用戶都知道現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生了碰撞。,人為干擾信號(hào),A,B,t,A 檢測(cè) 到?jīng)_突,信 道 占 用 時(shí) 間,B 也能夠檢測(cè)到?jīng)_突，并立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)幀，接著就發(fā)送干擾信號(hào)。這里為了簡(jiǎn)單起見，只畫出 A 發(fā)送干擾信號(hào)的情況。,CSMA/CD的流程圖,媒體忙？,發(fā)送幀,碰撞？,發(fā)送完？,發(fā)送Jam,N16?,Yes,No

19、,No,Yes,發(fā)送成功,Yes,發(fā)送失敗,No,延遲隨機(jī)時(shí)間,No,Yes,發(fā)送幀,碰撞次數(shù)N+,5.2 局域網(wǎng)組網(wǎng)方法,5.2.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng),以太網(wǎng)(Ethernet)是基于總線型的廣播式網(wǎng)絡(luò)，在現(xiàn)有的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中，它是最早標(biāo)準(zhǔn)化的局域網(wǎng)，也是目前最成熟、最成功、應(yīng)用最廣泛的一種局域網(wǎng)技術(shù)。對(duì)于10Mbit/s傳統(tǒng)以太網(wǎng)，IEEE 802.3定義了4種規(guī)范。,數(shù)據(jù)傳輸速率（Mbps）,基帶Base,網(wǎng)段最大長(zhǎng)度（百米）或介質(zhì)類型（T，F(xiàn)）,10 Base-5,5.2.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng),1、粗纜以太網(wǎng)（ 10Base-5 ） 用粗同軸電纜組建的網(wǎng)絡(luò)稱為粗纜以太網(wǎng)，又可表示為10Base-5，

20、它是最早出現(xiàn)的以太網(wǎng)。,粗纜以太網(wǎng)粗同軸電纜、收發(fā)器、收發(fā)器電纜、網(wǎng)絡(luò)適配卡、終接器等5部分組成。,5.2.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng),2、細(xì)纜以太網(wǎng)（10Base-2） 10Base-2是總線型細(xì)同軸電纜以太網(wǎng)的簡(jiǎn)略標(biāo)示符。,10Base-2主要由細(xì)同軸電纜、網(wǎng)絡(luò) 適配卡、BNC電纜連接器等3部分組成。,傳統(tǒng)以太網(wǎng)最初是使用粗同軸電纜，后來(lái)演進(jìn)到使用比較便宜的細(xì)同軸電纜，最后發(fā)展為使用更便宜和更靈活的雙絞線。 這種以太網(wǎng)采用星形拓?fù)?，在星形的中心則增加了一種可靠性非常高的設(shè)備，叫做集線器(hub),5.2.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng),3、雙絞線以太網(wǎng)（ 10Base-T ） 10Base-T是IEEE 802委員會(huì)

21、于1990年9月正式建立的非屏蔽雙絞線傳輸10Mbit/s基帶以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，邏輯上為總線型拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)，稱為共享式集線器。實(shí)際上，雙絞線以太網(wǎng)是一個(gè)物理上的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以當(dāng)一條電纜出現(xiàn)故障時(shí)只影響它所連接的那臺(tái)計(jì)算機(jī)。10Base-T由雙絞線、雙絞線連接器、網(wǎng)絡(luò)適配卡、集線器等組成。,使用集線器的星形拓?fù)?不用電纜而使用無(wú)屏蔽雙絞線。每個(gè)站需要用兩對(duì)雙絞線，分別用于發(fā)送和接收。 集線器使用了大規(guī)模集成電路芯片，因此這樣的硬件設(shè)備的可靠性已大大提高了。,集線器,兩對(duì)雙絞線,RJ-45 插頭,以太網(wǎng)在局域網(wǎng)中的統(tǒng)治地位,10BASE-T 的通信距離稍短，每個(gè)站到集線器的距離不超過(guò) 100 m。 這

22、種 10 Mb/s 速率的無(wú)屏蔽雙絞線星形網(wǎng)的出現(xiàn)，既降低了成本，又提高了可靠性。 10BASE-T 雙絞線以太網(wǎng)的出現(xiàn)，是局域網(wǎng)發(fā)展史上的一個(gè)非常重要的里程碑，它為以太網(wǎng)在局域網(wǎng)中的統(tǒng)治地位奠定了牢固的基礎(chǔ)。,集線器的一些特點(diǎn),集線器是使用電子器件來(lái)模擬實(shí)際電纜線的工作，因此整個(gè)系統(tǒng)仍然像一個(gè)傳統(tǒng)的以太網(wǎng)那樣運(yùn)行。 使用集線器的以太網(wǎng)在邏輯上仍是一個(gè)總線網(wǎng)，各工作站使用的還是 CSMA/CD 協(xié)議，并共享邏輯上的總線。 集線器很像一個(gè)多接口的轉(zhuǎn)發(fā)器，工作在物理層。T它的每個(gè)接口僅僅簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)發(fā)比特，不進(jìn)行碰撞檢測(cè)。,具有三個(gè)接口的集線器,集 線 器,網(wǎng)卡,工作站,網(wǎng)卡,工作站,網(wǎng)卡,工作站,雙絞

23、線,5.3 以太網(wǎng)的 MAC 層1. MAC 層的硬件地址,在局域網(wǎng)中，硬件地址又稱為物理地址，或 MAC 地址。 802 標(biāo)準(zhǔn)所說(shuō)的“地址”嚴(yán)格地講應(yīng)當(dāng)是每一個(gè)站的“名字”或標(biāo)識(shí)符。 但鑒于大家都早已習(xí)慣了將這種 48 位的“名字”稱為“地址”，所以本書也采用這種習(xí)慣用法，盡管這種說(shuō)法并不太嚴(yán)格。,47,平面地址(flat address)和層次地址(hierarchical address),平面地址也叫作非層次地址，就是在分配地址時(shí)按順序號(hào)一個(gè)個(gè)地挨著分配。 層次地址是將整個(gè)地址再劃分為幾個(gè)部分，而每部分按一定的規(guī)律分配號(hào)碼。像我們的電話號(hào)碼就是一種層次號(hào)碼。 局域網(wǎng)的 6 字節(jié)的地址是

24、一種平面地址。適配器根據(jù)全部的 48 位地址決定接收或丟棄所收到的 MAC 幀。,48,Ethernet物理地址,Ethernet地址 網(wǎng)絡(luò)物理地址 物理網(wǎng)絡(luò)地址 ; Ethernet地址 = Manufacture ID + NIC ID 24bit + 24bit 公司：Cisco 00-00-0c Novell 00-00-1B 00-00-D8 3Com 00-20-AF 00-60-8C IBM 08-00-5A 典型的Ethernet地址 ： 00-60-8C-01-28-12 000000001010000010001100 000000010010100000010010 Et

25、hernet地址具有惟一性，取決于你所使用的網(wǎng)卡。,49,I/G 位,IEEE 規(guī)定地址字段的第一字節(jié)的最低位為 I/G 位。I/G 表示 Individual/Group。 當(dāng) I/G 位 = 0時(shí)，地址字段表示一個(gè)單個(gè)站地址。 當(dāng) I/G 位 = 1時(shí)表示組地址，用來(lái)進(jìn)行多播（以前曾譯為組播）。,50,第 1,最高位 最先發(fā)送,最低位,最高位,最低位 最后發(fā)送,00110101 01111011 00010010 00000000 00000000 00000001,最低位 最先發(fā)送,最高位,最低位,最高位 最后發(fā)送,機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)志符 OUI,擴(kuò)展標(biāo)志符,高位在前,低位在前,十六進(jìn)制表示的

26、EUI-48 地址： AC-DE-48-00-00-80,二進(jìn)制表示的 EUI-48 地址：,第 1 字節(jié),第 6 字節(jié),I/G 比特,I/G 比特,字節(jié)順序,第 2,第 3,第 4,第 5,第 6,第 1,字節(jié)順序,第 2,第 3,第 4,第 5,第 6,10101100 11011110 01001000 00000000 00000000 10000000,802.5 802.6,802.3 802.4,802.5 802.6,適配器檢查 MAC 地址,適配器從網(wǎng)絡(luò)上每收到一個(gè) MAC 幀就首先用硬件檢查 MAC 幀中的 MAC 地址. 如果是發(fā)往本站的幀則收下，然后再進(jìn)行其他的處理。

27、否則就將此幀丟棄，不再進(jìn)行其他的處理。 “發(fā)往本站的幀”包括以下三種幀： 單播(unicast)幀（一對(duì)一） 廣播(broadcast)幀（一對(duì)全體） 多播(multicast)幀（一對(duì)多）,52,網(wǎng)卡上的硬件地址,路由器,1A-24-F6-54-1B-0E,00-00-A2-A4-2C-02,20-60-8C-C7-75-2A,08-00-20-47-1F-E4,20-60-8C-11-D2-F6,路由器由于同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上， 因此它有兩塊網(wǎng)卡和兩個(gè)硬件地址。,2. MAC 幀的格式,常用的以太網(wǎng)MAC幀格式有兩種標(biāo)準(zhǔn) ： DIX Ethernet V2 標(biāo)準(zhǔn) IEEE 的 802.3

28、標(biāo)準(zhǔn) 最常用的 MAC 幀是以太網(wǎng) V2 的格式。,以太網(wǎng) MAC 幀,物理層,MAC層,10101010101010 10101010101010101011,前同步碼,幀開始 定界符,7 字節(jié),1 字節(jié),8 字節(jié),插入,IP層,目的地址,源地址,類型,數(shù) 據(jù),FCS,6,6,2,4,字節(jié),46 1500,MAC 幀,以太網(wǎng)的 MAC 幀格式,MAC 幀,物理層,MAC 層,IP 層,以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式,目的地址字段 6 字節(jié),MAC 幀,物理層,MAC 層,IP 層,以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式,源地址字段 6 字節(jié),MAC 幀,物理層,MAC 層,IP 層,以太網(wǎng) V2

29、 的 MAC 幀格式,類型字段 2 字節(jié),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。,MAC 幀,物理層,MAC 層,IP 層,以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式,數(shù)據(jù)字段 46 1500 字節(jié),數(shù)據(jù)字段的正式名稱是 MAC 客戶數(shù)據(jù)字段 最小長(zhǎng)度 64 字節(jié) 18 字節(jié)的首部和尾部 = 數(shù)據(jù)字段的最小長(zhǎng)度,MAC 幀,物理層,MAC 層,IP 層,以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式,FCS 字段 4 字節(jié),當(dāng)傳輸媒體的誤碼率為 1108 時(shí)， MAC 子層可使未檢測(cè)到的差錯(cuò)小于 11014。,當(dāng)數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度小于 46 字節(jié)時(shí)， 應(yīng)在數(shù)據(jù)字段

30、的后面加入整數(shù)字節(jié)的填充字段， 以保證以太網(wǎng)的 MAC 幀長(zhǎng)不小于 64 字節(jié)。,MAC 幀,物理層,MAC 層,IP 層,以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式,在幀的前面插入的 8 字節(jié)中的第一個(gè)字段共 7 個(gè)字節(jié)， 是前同步碼，用來(lái)迅速實(shí)現(xiàn) MAC 幀的比特同步。 第二個(gè)字段是幀開始定界符，表示后面的信息就是MAC 幀。,為了達(dá)到比特同步， 在傳輸媒體上實(shí)際傳送的 要比 MAC 幀還多 8 個(gè)字節(jié),數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度與長(zhǎng)度字段的值不一致； 幀的長(zhǎng)度不是整數(shù)個(gè)字節(jié)； 用收到的幀檢驗(yàn)序列 FCS 查出有差錯(cuò)； 數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度不在 46 1500 字節(jié)之間。 有效的 MAC 幀長(zhǎng)度為 64 1518 字

31、節(jié)之間。 對(duì)于檢查出的無(wú)效 MAC 幀就簡(jiǎn)單地丟棄。以太網(wǎng)不負(fù)責(zé)重傳丟棄的幀。,無(wú)效的 MAC 幀,幀間最小間隔為 9.6 s，相當(dāng)于 96 bit 的發(fā)送時(shí)間。 一個(gè)站在檢測(cè)到總線開始空閑后，還要等待 9.6 s 才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)。 這樣做是為了使剛剛收到數(shù)據(jù)幀的站的接收緩存來(lái)得及清理，做好接收下一幀的準(zhǔn)備。,幀間最小間隔,某大學(xué)有三個(gè)系，各自有一個(gè)局域網(wǎng),三個(gè)獨(dú)立的碰撞域,一系,二系,三系,碰撞域,碰撞域,碰撞域,5.4 擴(kuò)展的局域網(wǎng)5.4.1 在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng),用集線器組成更大的局域網(wǎng)都在一個(gè)碰撞域中,一系,三系,二系,主干集線器,一個(gè)更大的碰撞域,碰撞域,優(yōu)點(diǎn) 使原來(lái)屬于不同碰撞域的

32、局域網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行跨碰撞域的通信。 擴(kuò)大了局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍。 缺點(diǎn) 碰撞域增大了，但總的吞吐量并未提高。 如果不同的碰撞域使用不同的數(shù)據(jù)率，那么就不能用集線器將它們互連起來(lái)。,用集線器擴(kuò)展局域網(wǎng),在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)是使用網(wǎng)橋。 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(guò)濾幀的功能。當(dāng)網(wǎng)橋收到一個(gè)幀時(shí)，并不是向所有的接口轉(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)接口,5.4.2 在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng),網(wǎng)橋的工作過(guò)程,1. 網(wǎng)橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu),站表,接口管理 軟件,網(wǎng)橋協(xié)議 實(shí)體,緩存,接口 1,接口 2,A,B,

33、C,接口 1,1,1,1,2,A,C,E,2,B,D,F,2,站地址,接口,網(wǎng)橋,網(wǎng)橋,D,E,F,接口 1,接口 2,接口 2,過(guò)濾通信量。 擴(kuò)大了物理范圍。 提高了可靠性。 可互連不同物理層、不同 MAC 子層和不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太網(wǎng)）的局域網(wǎng)。,使用網(wǎng)橋帶來(lái)的好處,網(wǎng)橋使各網(wǎng)段成為隔離開的碰撞域,網(wǎng)橋 1,碰撞域,碰撞域,碰撞域,A,B,C,D,E,F,網(wǎng)橋 2,存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)增加了時(shí)延。 在MAC 子層并沒(méi)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(guò)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(guò)

34、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。,使用網(wǎng)橋帶來(lái)的缺點(diǎn),用戶層,IP,MAC,A,用戶層,IP,MAC,B,物理層,網(wǎng)橋 1,網(wǎng)橋 2,用戶數(shù)據(jù),IP-H,MAC-H,MAC-T,PPP-H,PPP-T, , , ,物理層,DL,R,MAC,物理層,物理層,DL,R,物理層,物理層,LAN1,LAN2,兩個(gè)網(wǎng)橋之間還可使用一段點(diǎn)到點(diǎn)鏈路,網(wǎng)橋不改變它轉(zhuǎn)發(fā)的幀的源地址,集線器在轉(zhuǎn)發(fā)幀時(shí)，不對(duì)傳輸媒體進(jìn)行檢測(cè)。 網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)幀之前必須執(zhí)行 CSMA/CD 算法。 若在發(fā)送過(guò)程中出現(xiàn)碰撞，就必須停止發(fā)送和進(jìn)行退避。,網(wǎng)橋和集線器（或轉(zhuǎn)發(fā)器）不同,目前使用得最多的網(wǎng)橋是透明網(wǎng)橋(tran

35、sparent bridge)。 “透明”是指局域網(wǎng)上的站點(diǎn)并不知道所發(fā)送的幀將經(jīng)過(guò)哪幾個(gè)網(wǎng)橋，因?yàn)榫W(wǎng)橋?qū)Ω髡緛?lái)說(shuō)是看不見的。 透明網(wǎng)橋是一種即插即用設(shè)備，其標(biāo)準(zhǔn)是 IEEE 802.1D。,2. 透明網(wǎng)橋,若從 A 發(fā)出的幀從接口 x 進(jìn)入了某網(wǎng)橋，那么從這個(gè)接口出發(fā)沿相反方向一定可把一個(gè)幀傳送到 A。 網(wǎng)橋每收到一個(gè)幀，就記下其源地址和進(jìn)入網(wǎng)橋的接口，作為轉(zhuǎn)發(fā)表中的一個(gè)項(xiàng)目。 在建立轉(zhuǎn)發(fā)表時(shí)是把幀首部中的源地址寫在“地址”這一欄的下面。 在轉(zhuǎn)發(fā)幀時(shí)，則是根據(jù)收到的幀首部中的目的地址來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)的。這時(shí)就把在“地址”欄下面已經(jīng)記下的源地址當(dāng)作目的地址，而把記下的進(jìn)入接口當(dāng)作轉(zhuǎn)發(fā)接口。,網(wǎng)橋應(yīng)當(dāng)按照

36、以下自學(xué)習(xí)算法處理收到的幀和建立轉(zhuǎn)發(fā)表,地址 接口,轉(zhuǎn)發(fā)表的建立過(guò)程舉例,網(wǎng)橋 1,A,B,C,D,E,F,1,2,1,2,地址 接口,網(wǎng)橋 2,在網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)表中寫入的信息除了地址和接口外，還有幀進(jìn)入該網(wǎng)橋的時(shí)間。 這是因?yàn)橐蕴W(wǎng)的拓?fù)淇赡芙?jīng)常會(huì)發(fā)生變化，站點(diǎn)也可能會(huì)更換適配器（這就改變了站點(diǎn)的地址）。另外，以太網(wǎng)上的工作站并非總是接通電源的。 把每個(gè)幀到達(dá)網(wǎng)橋的時(shí)間登記下來(lái)，就可以在轉(zhuǎn)發(fā)表中只保留網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖钚聽顟B(tài)信息。這樣就使得網(wǎng)橋中的轉(zhuǎn)發(fā)表能反映當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的最新拓?fù)錉顟B(tài)。,網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)表中登記以下三個(gè)信息,網(wǎng)橋的自學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)幀的步驟歸納,網(wǎng)橋收到一幀后先進(jìn)行自學(xué)習(xí)。查找轉(zhuǎn)發(fā)表中與收到幀的源地

37、址有無(wú)相匹配的項(xiàng)目。如沒(méi)有，就在轉(zhuǎn)發(fā)表中增加一個(gè)項(xiàng)目（源地址、進(jìn)入的接口和時(shí)間）。如有，則把原有的項(xiàng)目進(jìn)行更新。 轉(zhuǎn)發(fā)幀。查找轉(zhuǎn)發(fā)表中與收到幀的目的地址有無(wú)相匹配的項(xiàng)目。 如沒(méi)有，則通過(guò)所有其他接口（但進(jìn)入網(wǎng)橋的接口除外）按進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。 如有，則按轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的接口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。 若轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的接口就是該幀進(jìn)入網(wǎng)橋的接口，則應(yīng)丟棄這個(gè)幀（因?yàn)檫@時(shí)不需要經(jīng)過(guò)網(wǎng)橋進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)）。,這是為了避免產(chǎn)生轉(zhuǎn)發(fā)的幀在網(wǎng)絡(luò)中不斷地兜圈子。,透明網(wǎng)橋使用了生成樹算法,局域網(wǎng) 2,局域網(wǎng) 1,網(wǎng)橋 2,網(wǎng)橋 1,A,F,不停地 兜圈子,A 發(fā)出的幀,網(wǎng)絡(luò)資源白白消耗了,互連在一起的網(wǎng)橋在進(jìn)行彼此通信后，就能找出原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)

38、拓?fù)涞囊粋€(gè)子集。在這個(gè)子集里，整個(gè)連通的網(wǎng)絡(luò)中不存在回路，即在任何兩個(gè)站之間只有一條路徑。 為了避免產(chǎn)生轉(zhuǎn)發(fā)的幀在網(wǎng)絡(luò)中不斷地兜圈子。 為了得出能夠反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)的生成樹，在生成樹上的根網(wǎng)橋每隔一段時(shí)間還要對(duì)生成樹的拓?fù)溥M(jìn)行更新。,生成樹的得出,生成樹（spanning tree）算法,網(wǎng)橋互聯(lián)的環(huán)狀結(jié)構(gòu),網(wǎng)橋工作原理歸納為： 學(xué)習(xí)源地址，丟棄本網(wǎng)端幀，轉(zhuǎn)發(fā)異網(wǎng)端幀，廣播未知幀。,注：網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)工作原理與網(wǎng)橋類似可看成是一個(gè)多端口的高速網(wǎng)橋（工作在鏈路層上）,透明網(wǎng)橋的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：容易配置、安裝，無(wú)需管理 缺點(diǎn)：不能保證最佳路由,透明網(wǎng)橋容易安裝，但網(wǎng)絡(luò)資源的利用不充分。 源路由(

39、source route)網(wǎng)橋在發(fā)送幀時(shí)將詳細(xì)的路由信息放在幀的首部中。 源站以廣播方式向欲通信的目的站發(fā)送一個(gè)發(fā)現(xiàn)幀，每個(gè)發(fā)現(xiàn)幀都記錄所經(jīng)過(guò)的路由。 發(fā)現(xiàn)幀到達(dá)目的站時(shí)就沿各自的路由返回源站。源站在得知這些路由后，從所有可能的路由中選擇出一個(gè)最佳路由。凡從該源站向該目的站發(fā)送的幀的首部，都必須攜帶源站所確定的這一路由信息。,3. 源路由網(wǎng)橋,源路由網(wǎng)橋的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)橋功能可以很簡(jiǎn)單；可以用最佳路由傳送。 缺點(diǎn)：源站計(jì)算路由費(fèi)時(shí)；主機(jī)負(fù)擔(dān)重。,3. 源路由網(wǎng)橋,Lan 1,Lan 2,Lan 3,Lan 4,B2,B4,B1,B3,X,Z,LAN1bridge B1LAN 3bridge

40、 B3LAN 2,LAN1bridge B2LAN 4bridge B4LAN 2,3. 兩種網(wǎng)橋的比較,透明網(wǎng)橋,源選徑網(wǎng)橋,服務(wù)類型,無(wú)連接,面向連接,對(duì)源站的透明性,完全透明,不透明,配置、管理,自動(dòng)配置，容易管理,人工方法,選擇的路由,次佳,最佳,目的地確定方法,逆向?qū)W習(xí),探測(cè)幀,故障處理及拓?fù)渥兓?網(wǎng)橋負(fù)責(zé),主機(jī)負(fù)責(zé),復(fù)雜性和開銷,網(wǎng)橋負(fù)擔(dān),主機(jī)負(fù)擔(dān),1990 年問(wèn)世的交換式集線器(switching hub)，可明顯地提高局域網(wǎng)的性能。 交換式集線器常稱為以太網(wǎng)交換機(jī)(switch)或第二層交換機(jī)（表明此交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層）。 以太網(wǎng)交換機(jī)通常都有十幾個(gè)接口。因此，以太網(wǎng)交換機(jī)

41、實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)多接口的網(wǎng)橋，可見交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層。 以太網(wǎng)交換機(jī)由于使用了專用的交換結(jié)構(gòu)芯片，其交換速率就較高。,4. 多接口網(wǎng)橋以太網(wǎng)交換機(jī),以太網(wǎng)交換機(jī)的每個(gè)接口都直接與主機(jī)相連，并且一般都工作在全雙工方式。 交換機(jī)能同時(shí)連通許多對(duì)的接口，使每一對(duì)相互通信的主機(jī)都能像獨(dú)占通信媒體那樣，進(jìn)行無(wú)碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。,以太網(wǎng)交換機(jī)的特點(diǎn),對(duì)于普通 10 Mb/s 的共享式以太網(wǎng)，若共有 N 個(gè)用戶，則每個(gè)用戶占有的平均帶寬只有總帶寬(10 Mb/s)的 N 分之一。 使用以太網(wǎng)交換機(jī)時(shí)，雖然在每個(gè)接口到主機(jī)的帶寬還是 10 Mb/s，但由于一個(gè)用戶在通信時(shí)是獨(dú)占而不是和其他網(wǎng)絡(luò)用戶共享傳輸媒體

42、的帶寬，因此對(duì)于擁有 N 對(duì)接口的交換機(jī)的總?cè)萘繛?N10 Mb/s。這正是交換機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)。,獨(dú)占傳輸媒體的帶寬,交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀時(shí)，遵循以下規(guī)則： 如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址是廣播地址或者組播地址，則向交換機(jī)所有端口（除源端口）轉(zhuǎn)發(fā)。 如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址是單播地址，但這個(gè)MAC地址并不在交換機(jī)的地址表中，則向所有端口（除源端口）轉(zhuǎn)發(fā)。 如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址在交換機(jī)的地址表中，則打開源端口與目標(biāo)端口之間的數(shù)據(jù)通道，把數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)端口上。 如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址與數(shù)據(jù)幀的源MAC地址在一個(gè)網(wǎng)段（同一個(gè)端口）上，則丟棄此數(shù)據(jù)幀，不發(fā)生交換。,工作原理,用以太網(wǎng)交換機(jī)擴(kuò)展局

43、域網(wǎng),一系,三系,二系,10BASE-T,至因特網(wǎng),100 Mb/s,100 Mb/s,100 Mb/s,萬(wàn)維網(wǎng) 服務(wù)器,電子郵件 服務(wù)器,以太網(wǎng) 交換機(jī),路由器,虛擬局域網(wǎng) VLAN 是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無(wú)關(guān)的邏輯組。 這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。 每一個(gè) VLAN 的幀都有一個(gè)明確的標(biāo)識(shí)符，指明發(fā)送這個(gè)幀的工作站是屬于哪一個(gè) VLAN。 虛擬局域網(wǎng)其實(shí)只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種服務(wù)，而并不是一種新型局域網(wǎng)。,利用以太網(wǎng)交換機(jī)可以很方便地實(shí)現(xiàn)虛擬局域網(wǎng),以太網(wǎng) 交換機(jī),A4,B1,以太網(wǎng) 交換機(jī),VLAN3,C3,B3,VLAN1,VLAN2,C1,A2,A1,A3,C2,B2

44、,以太網(wǎng) 交換機(jī),以太網(wǎng) 交換機(jī),三個(gè)虛擬局域網(wǎng): VLAN1, VLAN2 和 VLAN3,以太網(wǎng) 交換機(jī),A4,B1,以太網(wǎng) 交換機(jī),VLAN3,C3,B3,VLAN1,VLAN2,C1,A2,A1,A3,C2,B2,以太網(wǎng) 交換機(jī),以太網(wǎng) 交換機(jī),三個(gè)虛擬局域網(wǎng) VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 的構(gòu)成,當(dāng) B1 向 VLAN2 工作組內(nèi)成員發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)， 工作站 B2 和 B3 將會(huì)收到廣播的信息。,以太網(wǎng) 交換機(jī),A4,B1,以太網(wǎng) 交換機(jī),VLAN3,C3,B3,VLAN1,VLAN2,C1,A2,A1,A3,C2,B2,以太網(wǎng) 交換機(jī),以太網(wǎng) 交換機(jī),三個(gè)虛擬局域網(wǎng) VLA

45、N1, VLAN2 和 VLAN3 的構(gòu)成,B1 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，工作站 A1, A2 和 C1 都不會(huì)收到 B1 發(fā)出的廣播信息。,以太網(wǎng) 交換機(jī),A4,B1,以太網(wǎng) 交換機(jī),VLAN3,C3,B3,VLAN1,VLAN2,C1,A2,A1,A3,C2,B2,以太網(wǎng) 交換機(jī),以太網(wǎng) 交換機(jī),三個(gè)虛擬局域網(wǎng) VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 的構(gòu)成,虛擬局域網(wǎng)限制了接收廣播信息的工作站數(shù)，使得網(wǎng)絡(luò) 不會(huì)因傳播過(guò)多的廣播信息(即“廣播風(fēng)暴”)而引起性能惡化。,虛擬局域網(wǎng)協(xié)議允許在以太網(wǎng)的幀格式中插入一個(gè) 4 字節(jié)的標(biāo)識(shí)符，稱為 VLAN 標(biāo)記(tag)，用來(lái)指明發(fā)送該幀的工作站屬于哪一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。,虛擬局域網(wǎng)使用的以太網(wǎng)幀格式,802.3 MAC 幀,字節(jié),6,6,2,46 1500,4,目地地址,源地址,長(zhǎng)度/類型,數(shù) 據(jù),FCS,長(zhǎng)度/類型 = 802.1Q 標(biāo)記類型 標(biāo)記控制信息 1 0 0 0 0