物理層、鏈路層的中繼系統(tǒng)(已修改)
2025-08-27 22:52 本頁面
【正文】 第三章和第四章的部分問題討論 局域網擴展 擴展局域網常用方法有：光纖擴展、中繼器擴展和網橋擴展。 （ 1）、光纖擴展局域網 光纖擴展局域網的情況如圖 1所示。 用光纖和一對光纖收發(fā)器將兩個局域網互聯(lián)。當然，必須提供雙向通信功能以使計算機能收發(fā)幀。使用一對光纖，使之能雙向同時傳送數(shù)據(jù)。光纖收發(fā)器的主要優(yōu)點是能連接遠處的局域網，而不改變原來的局域網和計算機。一般用它來把一幢大樓內的計算機連接到另一幢大樓內的局域網中。 使用中繼器擴展局域網 中繼器可以用來連接局域網。每個中繼器連接兩個網段。中繼器能偵聽一個網段的所有信號并轉發(fā)到另外一個網段。 使用網橋連接局域網 網橋能連接局域網從而擴大局域網的規(guī)模。每個網橋連接兩個網段，并能轉發(fā)一個網段的幀到另外一個網段。網橋以混合模式偵聽每個網段，這樣可以保證網橋能收到每個穿越網段的幀。然后網橋發(fā)送幀副本到另外一個網段上。網橋系統(tǒng)可用銅纜、光纖，租用串行線路或衛(wèi)星頻道來連接近距離或遠距離的局域網網段。網橋檢查所收到的每個幀的幀頭中的物理地址。網橋用源地址來判斷計算機連到哪個網段上，并用目標地址來判斷是否要轉發(fā)該幀。由于網橋在不需要時就不轉發(fā)幀，所有橋接網允許各自網段中的計算機間的通信同時進行。因此，橋接局域網的性能要優(yōu)于簡單的共享型局域網。 局域網互聯(lián) 將網絡互相連接起來要使用一些中間設備 (或中司系統(tǒng) )，稱為中繼 (Relay)系統(tǒng)。根據(jù)中繼系統(tǒng)所在的層次，可以有以下五種中繼系統(tǒng)： (1)物理層中繼系統(tǒng)，即轉發(fā)器 (2)數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)，即網橋或橋接器。 (3)網絡層中繼系統(tǒng)，即路由器。 (4)網橋和路由器的混合物橋路器 (Brouter)，兼有網橋和路由器的功能。 (5)在網絡層以上的中繼系統(tǒng)，即網關 (Gateway)。 當中繼系統(tǒng)是轉發(fā)器時，一般不稱為網絡互聯(lián)，因為這僅僅是把一個網絡擴大了，而仍然是一個網絡。高層網關由于比較復雜，目前使用得較少。因此一般討論網絡互聯(lián)時都是指用交換機和路由器進行互聯(lián)的網絡。 5 集線器的一些特點 ? 集線器是使用電子器件來模擬實際電纜線的工作，因此整個系統(tǒng)仍然像一個傳統(tǒng)的以太網那樣運行。 ? 使用集線器的以太網在邏輯上仍是一個總線網，各工作站使用的還是 CSMA/CD 協(xié)議，并共享邏輯上的總線。 ? 集線器很像一個多接口的轉發(fā)器，工作在物理層。 具有三個接口的集線器 集 線 器 網卡 工作站 網卡 工作站 網卡 工作站 雙絞線 6. 以太網的 MAC 層 MAC 層的硬件地址 ? 在局域網中，硬件地址又稱為物理地址，或 MAC 地址。 ? 802 標準所說的 “ 地址 ” 嚴格地講應當是每一個站的 “ 名字 ” 或標識符。 ? 但鑒于大家都早已習慣了將這種 48 位的 “ 名字 ” 稱為“ 地址 ” ，所以本書也采用這種習慣用法，盡管這種說法并不太嚴格。 ? 48 位的 MAC 地址 ? IEEE 的注冊管理機構 RA 負責向廠家分配地址字段的前三個字節(jié) (即高位 24 位 )。 ? 地址字段中的后三個字節(jié) (即低位 24 位 )由廠家自行指派，稱為擴展標識符，必須保證生產出的適配器沒有重復地址。 ? 一個地址塊可以生成 224個不同的地址。這種 48 位地址稱為 MAC48，它的通用名稱是 EUI48。 ? “ MAC地址 ” 實際上就是適配器地址或適配器標識符 EUI48。 ? 適配器檢查 MAC 地址 ? 適配器從網絡上每收到一個 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，然后再進行其他的處理。 – 否則就將此幀丟棄，不再進行其他的處理。 ? “ 發(fā)往本站的幀 ” 包括以下三種幀： – 單播 (unicast)幀（一對一） – 廣播 (broadcast)幀（一對全體） – 多播 (multicast)幀（一對多） 7．網橋 網橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層的 MAC子層，其基本功能是在不同局域網段之間轉發(fā)幀。網橋從端口接收該接口所連接網段上的所有數(shù)據(jù)幀，每收到一個幀，就存在緩存區(qū)并進行差錯效驗；如果該幀沒有出現(xiàn)傳輸錯誤而且目的站屬于其他網段，則根據(jù)目的地址通過查找存有端口 — MAC地址映射的橋接表，找到對應的轉發(fā)端口，將它從該端口上轉發(fā)出去，否則丟棄該幀。如果數(shù)據(jù)幀的源站和目的站在同一個網段內，網橋不進行轉發(fā)。其工作原理如圖 3— 14所示，網絡初始化時，網橋接收來自網段 1的數(shù)據(jù)幀 (對應接受端口為 1)，檢查其源物理地址，并將此物理地址和對應的端口號寫入工作表中，將目的站的物理地址廣播到連接網段上，然后將響應者的物理地址和接收端口號寫入橋接表中，工作一段時間后，網段上的所有站都和端口號形成一個映射關系。橋接表建立好以后，網橋就根據(jù)表中對應關系判斷數(shù)據(jù)幀是否需要轉發(fā)。 網橋工作原理圖 8．二層交換機
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