【正文】 大規(guī)模企業(yè)使用主交換機(jī) (帶路由功能 )構(gòu)成主干網(wǎng)，通過(guò)交換機(jī)輻射； 如果企業(yè)網(wǎng)和外部連接，需要增加路由器接入廣域網(wǎng)。 幀在網(wǎng)絡(luò)通信中的變化 VLAN 2 VLAN 1 VLAN 1 VLAN 2 帶有 VLAN 1標(biāo)簽的以太網(wǎng)幀 帶有 VLAN 2標(biāo)簽的以太網(wǎng)幀 不帶 VLAN標(biāo)簽的 以太網(wǎng)幀 企業(yè)網(wǎng)的組建 在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，通常采用層次結(jié)構(gòu)，由主干網(wǎng)和分支網(wǎng)組成。IEEE 為 3比特的用戶優(yōu)先級(jí)位定義了操作。 在一個(gè) VLAN 中，可以通過(guò)軟件來(lái)管理成員，簡(jiǎn)便快捷。由于 MAC地址是捆綁在網(wǎng)絡(luò)接口卡上的，故這種 VLAN的劃分方法與連接到交換機(jī)上的設(shè)備有關(guān)，可以允許網(wǎng)絡(luò)用戶從一個(gè)物理位置移動(dòng)到另一個(gè)物理位置上，并且自動(dòng)保留其所屬虛擬網(wǎng)段的成員身份。動(dòng)態(tài) VLAN通常由節(jié)點(diǎn)的某些特征信息定義，可以是節(jié)點(diǎn)的 MAC地址、正在使用的協(xié)議、甚至是某些認(rèn)證信息（如名字與口令等）。 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。更抽象一些說(shuō)，局域網(wǎng)實(shí)際上就是一組能互相發(fā)送廣播報(bào)文的節(jié)點(diǎn)。 (3) 安全服務(wù) 3層交換機(jī)現(xiàn)在也提供一些安全服務(wù)，如防火墻分組過(guò)濾等。 軟件三層交換機(jī)原理 當(dāng)數(shù)據(jù)由端口接口芯片接收進(jìn)來(lái)以后，首先在二層交換芯片中查找相應(yīng)的目的 MAC 地址，如果查到，就進(jìn)行二層轉(zhuǎn)發(fā)否則將數(shù)據(jù)送至 CPU。 （ 1）純硬件的三層交換機(jī)相對(duì)來(lái)說(shuō)技術(shù)復(fù)雜，成本高，但是速度快，性能好，帶負(fù)載能力強(qiáng)。 其原理是：假設(shè)兩個(gè)使用 IP 協(xié)議的站點(diǎn) A、 B 通過(guò)第三層交換機(jī)進(jìn)行通信，發(fā)送站點(diǎn) 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，判斷 B 站是否與自己在同一子網(wǎng)內(nèi)。 有關(guān)交換機(jī)知識(shí)的總結(jié) 交換機(jī)的特點(diǎn)： ?支持少量的存儲(chǔ)能力 (緩沖） ?少量的地址表（提高查表速度） ?處理相同的幀格式（相同類型的網(wǎng)絡(luò)互連） ?具有分割子網(wǎng)的功能 ?每個(gè)端口獨(dú)享指定的帶寬 ?支持多個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)流，具有較多的吞吐量，采用硬件交換，交換速度快。 它把輸入端口的數(shù)據(jù)包先存儲(chǔ)起來(lái) ，然后進(jìn)行 CRC 檢查 ， 在對(duì)錯(cuò)誤包處理后才取出數(shù)據(jù)包的目的地址 ， 通過(guò)查找表轉(zhuǎn)換成輸出端口送出包 。 通過(guò)級(jí)聯(lián)端口進(jìn)行級(jí)聯(lián) 通過(guò)普通端口所進(jìn)行的級(jí)聯(lián) （ 2）堆疊技術(shù)擴(kuò)展 堆疊技術(shù)是目前在以太網(wǎng)交換機(jī)上擴(kuò)展端口使用較多的另一類技術(shù)，是一種非標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。在這種方式下，接入能力是得到了很大的提高，但是由于一些干擾和人為因素，使得整體性能十分低下，只單純地滿足了多端口的需要，根本無(wú)暇考慮轉(zhuǎn)發(fā)交換功能。 MAC地址表初始化 E1/0/1 E1/0/2 E1/0/3 E1/0/4 PCA PCB PCC PCD MAC Address Table MAC Address Port ? 交換機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)， MAC地址表內(nèi)無(wú)表項(xiàng) MAC地址表學(xué)習(xí)過(guò)程（ 1） E1/0/1 E1/0/2 E1/0/3 E1/0/4 MAC Address Table MAC Address Port MAC_A E1/0/1 ? PCA發(fā)出數(shù)據(jù)幀 ? 交換機(jī)把 PCA的幀中的源地址 MAC_A與接收到此幀的端口 E1/0/1關(guān)聯(lián)起來(lái) ? 交換機(jī)把 PCA的幀從所有其他端口發(fā)送出去（除了接收到幀的端口 E1/0/1） PCA PCB PCC PCD MAC地址表學(xué)習(xí)過(guò)程（ 2） E1/0/1 E1/0/2 E1/0/3 E1/0/4 MAC Address Table MAC Address Port MAC_A E1/0/1 MAC_B E1/0/2 MAC_C E1/0/3 MAC_D E1/0/4 ? PCB、 PCC、 PCD發(fā)出數(shù)據(jù)幀 ? 交換機(jī)把接收到的幀中的源地址與相應(yīng)的端口關(guān)聯(lián)起來(lái) PCA PCB PCC PCD 單播幀的轉(zhuǎn)發(fā) E1/0/1 E1/0/2 E1/0/3 E1/0/4 MAC Address Table MAC Address Port MAC_A E1/0/1 MAC_B E1/0/2 MAC_C E1/0/3 MAC_D E1/0/4 ? PCA發(fā)出目的到 PCD的單播數(shù)據(jù)幀 ? 交換機(jī)根據(jù)幀中的目的地址，從相應(yīng)的端口 E1/0/4發(fā)送出去 ? 交換機(jī)不在其他端口上轉(zhuǎn)發(fā)此單播數(shù)據(jù)幀 PCA PCB PCC PCD 廣播、組播和未知單播幀的轉(zhuǎn)發(fā) E1/0/1 E1/0/2 E1/0/3 E1/0/4 ? 交換機(jī)會(huì)把廣播、組播和未知單播幀從所有其他端口發(fā)送出去（除了接收到幀的端口） MAC Address Table MAC Address Port MAC_A E1/0/1 MAC_B E1/0/2 MAC_C E1/0/3 MAC_D E1/0/4 PCA PCB PCC PCD 開始的時(shí)候交換機(jī)的 CAM表是空的，當(dāng)交換機(jī)接收到第一個(gè)數(shù)據(jù)幀的時(shí)候查找 CAM表失敗，于是向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀，在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀的同時(shí)交換機(jī)把接收到的數(shù)據(jù)幀的源 MAC地址和發(fā)送端口進(jìn)行關(guān)聯(lián)形成一項(xiàng)記錄，填寫到 CAM表中，這個(gè)過(guò)程就是學(xué)習(xí)的過(guò)程。注意，上面一個(gè) MAC 地址可能對(duì)應(yīng)多個(gè)端口，這樣的 MAC 地址一般是組播 MAC 地址，其中每個(gè)端口上連接一個(gè)組播組的成員。 交換機(jī)與 HUB 的最大區(qū)別就是能做到接口到接口的轉(zhuǎn)發(fā)。性能更高的交換機(jī)內(nèi)部可能是一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)完成任意端口之間的兩兩交換（并發(fā)連接）。 (5) 交換機(jī)與網(wǎng)橋的區(qū)別 1) 端口數(shù)：網(wǎng)橋少、交換機(jī)多 2) 連接對(duì)象：網(wǎng)橋連接局域網(wǎng)；交換機(jī)連接主機(jī)。 源路由網(wǎng)橋的原理 幀的發(fā)送者知道目的主機(jī)是否在自己的 LAN內(nèi)； 如果不在，在發(fā)出的幀頭內(nèi)構(gòu)造一個(gè)準(zhǔn)確的路由序列，包含要經(jīng)過(guò)的網(wǎng)橋、 LAN的編號(hào)。 ，將幀轉(zhuǎn)發(fā)到其他所有與本網(wǎng)橋連接的子網(wǎng)（廣播）中。 網(wǎng)橋的基本分類 :按照其路由表的建立方法分為兩類。 3)10BASEFB(Backbone,同步點(diǎn) 點(diǎn)鏈路 ,多達(dá) 15層轉(zhuǎn)發(fā)器 ) 每段距離可長(zhǎng)達(dá) 2km的連接中繼器的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，用來(lái)在一個(gè)跨越遠(yuǎn)距離的中繼主干網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中把 10BASEFB同步信令中繼器連接在一起。為了區(qū)分各種可選用的實(shí)現(xiàn)方案，該委員會(huì)給出了一種簡(jiǎn)明的表示方法： 〈 數(shù)據(jù)傳輸率 (Mpbs) 信號(hào)方式 最大段長(zhǎng)度 (百米 ) 如 10BASE 10BASE 10BROAD36。對(duì)于 1OMbps的基帶 CSMA/CD網(wǎng) ,MAC幀的總長(zhǎng)度為 641500字節(jié)。DA字段最高位為其余位不為全 1表示組地址 ,該地址指定網(wǎng)絡(luò)上給定的多個(gè)站點(diǎn) 。 IEEE 介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議 MAC 幀格式 : IEEE MAC 幀中包括前導(dǎo)碼 P、幀起始定界符 SFD、目的地址 DA、源地址 SA、表示數(shù)據(jù)字段字節(jié)數(shù)長(zhǎng)度的字段LEN 、要發(fā)送的數(shù)據(jù)字段、填充字段 PAD 和幀校驗(yàn)序列 FCS等 8個(gè)字段。發(fā)生沖突后， B 站點(diǎn)立即可檢測(cè)到該沖突，而 A站點(diǎn)需再經(jīng)過(guò)一段最大傳播時(shí)延 tp后，才能檢測(cè)出沖突。一旦檢測(cè)到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)送一串阻塞信號(hào)，用以通知總線上其它各有關(guān)站點(diǎn)。假如介質(zhì)忙時(shí)，有 N 個(gè)站點(diǎn)有數(shù)據(jù)等待發(fā)送，一旦當(dāng)前的發(fā)送完成時(shí)，將要試圖傳輸?shù)恼究偲谕麛?shù)為 NP。 1堅(jiān)持 CSMA： （ 1）假如介質(zhì)空閑，則發(fā)送；（ 2） 假如介質(zhì)忙繼續(xù)監(jiān)聽，直至介質(zhì)空閑，立即發(fā)送；（ 3）假如沖突發(fā)生，則等待一段隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)（ 1）。 交換方式：是不同于共享介質(zhì)方式的另一種局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法?？刂谱侄沃械钠渌缓x與 HDLC 控制字段中的含義相同。 LLC 幀格式及其控制字段定義見下圖。該標(biāo)準(zhǔn)已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 采納，作為局域網(wǎng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)系列。 4。 局域網(wǎng)參考模型 2. 邏輯鏈路控制（ LLC）子層： 在 LLC 子層中規(guī)定了無(wú)確認(rèn)無(wú)連接、有確認(rèn)無(wú)連接和面向連接三種類型的鏈路服務(wù)。因此，局域網(wǎng)中可以不單獨(dú)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)層。 LAN 模型包括了 OSI/RM 最低兩層 (物理層和鏈路層 )的功能，也包括網(wǎng)間互連的高層功能和管理功能。 局域網(wǎng)特性 ? 傳輸速率高 ， 局域網(wǎng)的傳輸速率一般為 ( 100Mbps)。 局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法 。 4 、 載 波 監(jiān) 聽 多 路 訪 問(wèn) / 沖 突 檢 測(cè) 的 協(xié) 議(CSMA/CD)。數(shù)據(jù)率大于 100Mbps 的稱高速局域網(wǎng) ? 網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域相對(duì)較小 ， 通常傳輸距離在 ( 25km) ? 誤碼率低 ， 局域網(wǎng)的誤碼率一般在 (108 1011) 傳輸技術(shù) 局域網(wǎng)中，利用傳輸媒體傳輸信號(hào)的技術(shù)可分為基帶傳輸和寬帶傳輸兩種。從圖中可見， OSI/RM 的數(shù)據(jù)鏈路層功能，在局域網(wǎng)參考模型中被分成介質(zhì)訪問(wèn)控制 MAC(Medium Access Control)和邏輯鏈路控制 LLC(Logical Link Control)兩個(gè)子層。當(dāng)局限于一個(gè)局域網(wǎng)時(shí)，物理層和鏈路層就能完成報(bào)文分組轉(zhuǎn)接的功能。 無(wú)確認(rèn)無(wú)連接服務(wù)： 是一種數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)，信息幀在 LLC 實(shí)體間交換時(shí)，無(wú)需在同等層實(shí)體間事先建立邏輯鏈路，對(duì)這種 LLC 幀既不確認(rèn) ,也無(wú)任何流量控制或差錯(cuò)恢復(fù) 。物理層： 提供在物理層實(shí)體間發(fā)送和接收比特的能力。在這些標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)局域網(wǎng)的多種類型，規(guī)定了各自的拓樸結(jié)構(gòu)、介質(zhì)訪問(wèn)控制方法、幀的格式和操作等內(nèi)容。 LLC 的鏈路只有異步平衡方式（ ABM），而不用正常響應(yīng)方式（ NRM）和異步響應(yīng)方式（ ARM）。 ? 決定局域網(wǎng)特性的三個(gè)主要技術(shù)： ? 用以連接各種設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 用以傳輸數(shù)據(jù)的傳輸介質(zhì) ? 用以共享資源的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 總線、環(huán)形、星形 傳輸介質(zhì) 雙絞線、同軸電纜、光纖、無(wú)線通信 介質(zhì)訪問(wèn)控制方法 CSMA/CD、 Token Ring、 Token Bus、 FDDI 介質(zhì)訪問(wèn)控制 介質(zhì)訪問(wèn)控制 介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議 在局域網(wǎng)中 ， 傳輸介質(zhì)作為各站點(diǎn)的共享資源 。Ｐ 122 爭(zhēng)用協(xié)議 CSMA 載波監(jiān)聽多路訪問(wèn) CS:Carrier Sense 載波監(jiān)聽 站點(diǎn)在為發(fā)送幀而訪問(wèn)傳輸信道之前，首先監(jiān)聽 信道有無(wú)載波，若有載波，說(shuō)明已有用戶在使用信道， 則不發(fā)送幀以避免沖突。 這種算法的優(yōu)點(diǎn)是：只要介質(zhì)空閑，站點(diǎn)就立即發(fā)送，避免了介質(zhì)利用率的損失；其缺點(diǎn)是：假若有兩個(gè)或兩個(gè)以上的站點(diǎn)有數(shù)據(jù)要發(fā)送，沖突就不可避免。如果選擇 P 過(guò)大，使 NP＞ 1，表明有多個(gè)站點(diǎn)試圖發(fā)送，沖突就不可避免。這樣，通道容量就不致白白傳送已受損的幀，可以提高總線的利用率。也即最壞情況下，對(duì)于基帶 CSMA/CD 來(lái)說(shuō)，檢測(cè)出一個(gè)沖突的時(shí)間等于任意兩個(gè)站點(diǎn)之間最大傳播時(shí)延的兩倍 (2tp)。這 8個(gè)字段中除了數(shù)據(jù)字段和填充字段外，其余的長(zhǎng)度都是固定的。DA字段為全 1,則表示廣播地址 ,該地址指定網(wǎng)絡(luò)上所有的站點(diǎn)。由于除了數(shù)據(jù)字段和填充字段外 ,其余字段的總長(zhǎng)度為 18個(gè)字節(jié) ,所以當(dāng)數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度為 0時(shí) ,填充字段必須有 46個(gè)字節(jié)。但 10BASEF有些例外，其中的 T表示雙絞線、 F表示光纖。 雙絞線以太網(wǎng)： 10BaseT 雙絞線， UTP(Unshielded Twisted Paired ) 5類（ 4對(duì)） 集線器 HUB， 8口， 12口， 24口等 接口： RJ45， 也有 BNC或光纖接口， 站點(diǎn)和集線器距離應(yīng)小于 100m RJ－ 45 接口標(biāo)準(zhǔn)和雙絞線： MAC層的硬件地址 三種地址 (三種幀 )： 單播地址 (I/G=0),單播幀 組播地址 (I/G=1),組播幀 廣播地址 (全 1)，廣播幀 全局管理 ：地址全球唯一 本地管理 ：局部唯一 (自行分配 ) 采用轉(zhuǎn)發(fā)器和集線器 集線器 HUB的特點(diǎn) (1) 用電子器件模擬實(shí)際電纜的工作 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 (2) 每個(gè)端口都具有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的功能 (3) 采用集線器擴(kuò)展局域網(wǎng)使沖突域擴(kuò)大 基于共享式集線器（ HUB）的以太網(wǎng) ? 為什么不簡(jiǎn)單地采用一個(gè)大的 LAN？