【正文】 可以是單個(gè)的地址 ,也可以是組地址或廣播地址。 CSMA/CD 操作的流程圖 媒體忙？ 發(fā)送幀 碰撞？ 發(fā)送完？ 發(fā)送 Jam N≥16? Yes No 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 碰撞次數(shù) N+1 Enther(以太網(wǎng) ) 就是采用二進(jìn)制指數(shù)退避和 ” 1堅(jiān)持算法 ” 的 CSMA/CD 介質(zhì)訪問控制方法。 信號(hào)傳播時(shí)延 = 兩站點(diǎn)的距離 /信號(hào)傳播速度 如圖所示，假定 A、 B 兩個(gè)站點(diǎn)位于總線兩端，兩站點(diǎn)之間的最大傳播時(shí)延為 tp。由于 CSMA 算法沒有沖突檢測功能，即使沖突已發(fā)生，仍然要將已破壞的幀發(fā)送完，使總線的利用率降低。 “P堅(jiān)持算法 ” 是一種既能像 “ 不堅(jiān)持算法 ” 那樣減少?zèng)_突，又能像 “ 1堅(jiān)持算法 ” 那樣減少媒體空閑時(shí)間的折中方案。 采用隨機(jī)的重發(fā)延遲時(shí)間，可以減少?zèng)_突發(fā)生的可能性。 （ 2）預(yù)約：介質(zhì)上的時(shí)間被分割成時(shí)間片，網(wǎng)上的站點(diǎn)要發(fā)送，必須事先預(yù)約能占用的時(shí)間片，這種技術(shù)適用于數(shù)據(jù)流的通信。LLC 幀的類型取決于控制字段的第１、２位，信息幀和監(jiān)控幀的控制字段均為２字節(jié)，無編號(hào)幀的控制字段為１字節(jié)。 IEEE 802 標(biāo)準(zhǔn)定義了 LLC 子層和 MAC 子層的幀格式。一個(gè)完整的服務(wù)原語包括 3 個(gè)部分：原語名字、原語類型、原語參數(shù)。使用 MSAP 支持 LLC 子層時(shí)， MAC 子層實(shí)現(xiàn)幀的尋址和識(shí)別。介質(zhì)訪問控制服務(wù)訪問點(diǎn)（ MSAP）向 LLC 實(shí)體提供單個(gè)接口端。 由于局域網(wǎng)采用的傳輸介質(zhì)有多種，對(duì)應(yīng)的介質(zhì)訪問控制方法也有多種，為了使數(shù)據(jù)幀的傳送獨(dú)立于所采用的物理介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法， IEEE 802 標(biāo)準(zhǔn)特意把 LLC 獨(dú)立出來形成一個(gè)單獨(dú)子層，使 LLC 子層與介質(zhì)無關(guān)，僅讓 MAC 子層依賴于物理介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法。由于內(nèi)部大多采用共享信道的技術(shù)，所以局域網(wǎng)通常不單獨(dú)設(shè)立網(wǎng)絡(luò)層。 LAN是允許中等地域內(nèi)的眾多獨(dú)立設(shè)備通過中等速率的物理信道直接互連通信的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。 本章學(xué)習(xí)要點(diǎn) 局域網(wǎng)的定義及特性 。 虛擬局域網(wǎng)工作原理 無線局域網(wǎng)特點(diǎn)及 IEEE 。 * 寬帶傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)氖悄M信號(hào) * 需采用適當(dāng)?shù)恼{(diào)制解調(diào)技術(shù) * 采用頻分多路復(fù)用技術(shù)，支持多路信號(hào)傳輸 * 與基帶相比較，寬帶傳輸可提供較高的傳輸速率和抗干擾能力 局域網(wǎng)典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： 星（ Star）型 局域網(wǎng)所有站點(diǎn)的通信都通過中心站點(diǎn)進(jìn)行 環(huán)（ Ring）型 控制簡便，結(jié)構(gòu)對(duì)稱性好，傳輸速率高。 在局域網(wǎng)中，物理層同樣負(fù)責(zé)建立、維持和拆除物理鏈路；數(shù)據(jù)鏈路層采用差錯(cuò)控制和幀確認(rèn)技術(shù) ,把不可靠的傳輸信道轉(zhuǎn)換成可靠的傳輸信道。 1. 服務(wù)訪問點(diǎn)（ SAP）： 在參考模型中，每個(gè)實(shí)體和另一個(gè)系統(tǒng)的同等實(shí)體按協(xié)議進(jìn)行通信；而一個(gè)系統(tǒng)中上下層之間的通信，則通過接口進(jìn)行，并用服務(wù)訪問點(diǎn) SAP（ Server Access Point) 來定義接口。 面向連接服務(wù)： 提供訪問點(diǎn)之間的虛電路服務(wù)，在任何信息幀交換前，一對(duì) LLC 實(shí)體之間必須建立邏輯鏈路，在數(shù)據(jù)傳送過程中，信息幀依次發(fā)送，并提供差錯(cuò)恢復(fù)和流量控制功能。物理層提供發(fā)送和接收信號(hào)的能力，包括對(duì)帶寬的頻道分配和對(duì)基帶的信號(hào)調(diào)制。 IEEE 、網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)際互連協(xié)議。 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)定義的 LLC 幀格式與 HDLC 的幀格式有點(diǎn)類似，其控制字段的格式和功能完全效仿 HDLC 的平衡方式制定。 在這里 “ 訪問 ” 指的是在兩個(gè)實(shí)體之間建立聯(lián)系并交換數(shù)據(jù)信息 。 如果信道忙 ， 就暫不發(fā)送 ， 在等待一定間隔后重試 。一個(gè)時(shí)間單位通常等于最大傳播時(shí)延的 2倍。所以必須選擇適當(dāng) P 值使 NP＜ 1。 載波監(jiān)聽多路訪問 /沖突檢測 CSMA/CD 的代價(jià)是用于檢測沖突所花費(fèi)的時(shí)間。 退避算法 在 CSMA/CD 算法中，一旦檢測到?jīng)_突并發(fā)完阻塞信號(hào)后，為了降低再次沖突的概率，需要等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然后再使用 CSMA 方法試圖傳輸。幀起始定界符字段 SFD 占 1個(gè)字節(jié)，其比特模式為“ 10101011”，它緊跟在前導(dǎo)碼后，用于指示一幀的開始。在 6字節(jié)地址字段中 ,可以利用其 48位中的次高位來區(qū)分是局部地址還是全局地址。 類型字段標(biāo)識(shí)出以太網(wǎng)幀所攜帶的上層數(shù)據(jù)類型，如 16進(jìn)制數(shù) 0x0800代表 IP協(xié)議數(shù)據(jù)， 16進(jìn)制數(shù) 0x809B代表 AppleTalk協(xié)議數(shù)據(jù)， 16進(jìn)制數(shù) 0x8138代表 Novell類型協(xié)議數(shù)據(jù)等 。 傳統(tǒng)以太網(wǎng)的連接方法 類別 (1) 10Base5 : 粗纜 Ether (2) 10Base2 : 細(xì)纜 Ether (3) 10BaseT : 雙絞線 ,星型 Ether (4) 10BROAD36:寬帶 Ether (5) 10BaseFL :光纖 Ether 10Base5 1) 分插頭 : 插入電纜 2) 收發(fā)器 : 發(fā)送 /接收 沖突檢測 電氣隔離 超長控制 3) AUI : 連接件單元接口 4) 用于骨干網(wǎng) 10Base2 1) BNC T型接頭 2) 無需插入電纜 3) 用于辦公室 LAN 10BaseT 1) Hub（集線器）相當(dāng)于多端口轉(zhuǎn)發(fā)器 2) 用于辦公室 LAN 3) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形，邏輯上仍然是總線形。收到幀后 ,查詢地址 /端口對(duì)應(yīng)表來確定是丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)。 透明橋的原理十分簡單，當(dāng)網(wǎng)橋收到每一個(gè)幀時(shí)，都執(zhí)行地址表擴(kuò)充和幀轉(zhuǎn)發(fā)兩項(xiàng)工作。 由多個(gè)網(wǎng)橋構(gòu)成的局域網(wǎng)，如果形成環(huán)路會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)絡(luò)中循環(huán)（如下圖） 冗余網(wǎng)橋引起的循環(huán) 解決方法：構(gòu)造基于網(wǎng)橋的支撐樹（ Span Tree—生成樹）。 網(wǎng)橋的層次結(jié)構(gòu) 網(wǎng)橋幀轉(zhuǎn)發(fā)過程 多端口網(wǎng)橋與第二層交換 網(wǎng)橋與交換機(jī)都是工作在數(shù)據(jù)鏈路層，交換機(jī)可以認(rèn)為是一個(gè)多端口的網(wǎng)橋； 交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層，完成幀的轉(zhuǎn)發(fā)； 交換機(jī)采用基于硬件的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，其交換時(shí)延可以減少到 μs 量級(jí)； 由于交換機(jī)完成幀一級(jí)的交換，它是工作在數(shù)據(jù)鏈路層，因此也叫做第二層交換機(jī)。 典型的交換式局域網(wǎng)是交換式以太網(wǎng)（ switched Ether），它的核心部件是以太網(wǎng)交換機(jī)（ Ether switch）。如果交換機(jī)要把接收的數(shù)據(jù)發(fā)送給某一終端，這時(shí)候交換機(jī)把要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)往該接收終端所在端口的發(fā)送隊(duì)列，然后再發(fā)送到接收終端，如果終端忙則一直存儲(chǔ)在發(fā)送隊(duì)列中。交換機(jī)接收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀，依靠該數(shù)據(jù)幀的目的 MAC 地址來查找 CAM 表，查找的結(jié)果是一個(gè)或一組端口，根據(jù)查找的結(jié)果把數(shù)據(jù)包送到相應(yīng)端口的發(fā)送隊(duì)列。 ② 交換機(jī)動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)獲得：交換機(jī)通過查看接收的每個(gè)數(shù)據(jù)幀來學(xué)習(xí)該表。如果長時(shí)間沒有使用該CAM表的轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)，則定時(shí)器遞減到零，于是該CAM表項(xiàng)被刪除。 級(jí)聯(lián)模式使用以太網(wǎng)端口進(jìn)行層次間互聯(lián)，如 FE（ Fast Ether）端口、 GE（ Gigabyte Ether）端口以及新興的 10GE端口。堆疊技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是提供簡化的本地管理，將一組交換機(jī)作為一個(gè)對(duì)象來管理。 它在輸入端口檢測到一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí) ， 檢查該包的包頭 ，獲取包的目的地址 ， 啟動(dòng)內(nèi)部的動(dòng)態(tài)查找表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出端口 ， 在輸入與輸出交叉處接通 ， 把數(shù)據(jù)包直通到相應(yīng)的端口 ， 實(shí)現(xiàn)交換功能 。 三層交換技術(shù)的出現(xiàn) ， 解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后 ，網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依賴路由器進(jìn)行管理的局面 ， 解決了傳統(tǒng)路由器低速 、 復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題 。當(dāng)發(fā)送站 A 對(duì)“缺省網(wǎng)關(guān)”的 IP 地址廣播出一個(gè) ARP 請(qǐng)求時(shí)，如果三層交換模塊在以前的通信過程中已經(jīng)知道 B 站的 MAC 地址，則向發(fā)送站 A 回復(fù) B 的 MAC 地址。 純硬件三層交換機(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)送至三層引擎。 市場產(chǎn)品選型 在市場上的主流接入第三層交換機(jī)，主要有 Cisco的Catalyst 2948GL Extreme的 Summit24和AlliedTelesyn的 Rapier24等，這幾款三層交換機(jī)產(chǎn)品各具特色，涵蓋了三層交換機(jī)大部分應(yīng)用特性。對(duì)于那些更需要速度而不是可管理性和安全性的網(wǎng)絡(luò)來說 3 層交換機(jī)是最理想的選擇，反之路由器是最佳選擇。 虛擬局域網(wǎng) 簡稱 VLAN，跨接不同物理 LAN網(wǎng)段的節(jié)點(diǎn)連接成邏輯 LAN網(wǎng)段，處于不同物理網(wǎng)段的用戶通過軟件設(shè)置處于同一局域網(wǎng)中，形成邏輯的工作組。 通過劃分用戶群，控制廣播范圍等方式， VLAN 技術(shù)能夠從根本上解決網(wǎng)絡(luò)效率與安全性等問題。若上圖中 100M交換機(jī)的上行端口為 A，則在該交換機(jī)中的配置如下（假定為 cisco交換機(jī)）： set trunk A set vlan 1 1,3,6,7 set vlan 3 4 set vlan 4 2,5,8 允許跨越多個(gè)交換機(jī)的多個(gè)不同端口劃分 VLAN,不同交換機(jī)上的若干個(gè)端口可組成同一個(gè)虛擬網(wǎng)。 基于 MAC 地址 的 VLAN VLAN 表 MAC 地址 所屬 VLAN MAC A MAC B MAC C MAC D VLAN 10 VLAN 5 VLAN 10 VLAN 5 主機(jī) A 主機(jī) B 主機(jī) C 主機(jī) D 以太網(wǎng)交換機(jī) MAC A MAC B MAC C MAC D 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層定義劃分 VLAN 交換機(jī)還可以根據(jù)使用的協(xié)議 (如果網(wǎng)絡(luò)中存在多協(xié)議的話 )或網(wǎng)絡(luò)層地址 (如 TCP/IP中的子網(wǎng)段地址 )來確定網(wǎng)絡(luò)成員 (VLAN)的劃分。 VLAN 需要使用三層交換機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。 VID： VLAN ID 是對(duì) VLAN 的識(shí)別字段，在標(biāo)準(zhǔn) 中常被使用。主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有：網(wǎng)絡(luò)適配器、交換器 (Switch)、路由器 (Router)。 對(duì)信道而言，頻帶就是允許傳送的信號(hào)最。 小規(guī)模企業(yè) (十幾臺(tái)計(jì)算機(jī)，傳輸文本和數(shù)據(jù)信息 )可直接使用交換機(jī)連接，形成局域網(wǎng)； 支持 4096（ 2^12） VLAN 的識(shí)別。當(dāng)幀中的 EtherType 也為 8100時(shí)，該幀傳送標(biāo)簽 IEEE 。 缺 點(diǎn)： 基于網(wǎng)絡(luò)層的虛擬網(wǎng)需要分析各種協(xié)議的地址格式并進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，影響交換機(jī)的速度。 （ 2）跨交換機(jī)的虛網(wǎng)交互通過路由器或帶三層交換的交換機(jī)進(jìn)行。 VLAN簡介 源 目的主機(jī) 應(yīng)用 單播 單一主機(jī) 單一主機(jī) 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信 廣播 單一主機(jī) LAN上所有主機(jī) ARPamp。 Vlan劃分示意圖 Vlan1：財(cái)務(wù)用戶 Vlan2 ：管理用戶 Vlan3 ：市場用戶 虛擬局域網(wǎng)的概念： 虛擬網(wǎng)絡(luò)就是指在邏輯上可以通過網(wǎng)絡(luò)管理來劃分邏輯工作組的物理網(wǎng)絡(luò)。 圖 路由器轉(zhuǎn)發(fā)邏輯 圖 嵌入路由器功能的 LAN 交換器 圖 混合交換器的操作 以太網(wǎng)交換機(jī)配置方式 (I) 通過 Console配置 程序 附件 通訊 超級(jí)終端 以太網(wǎng)交換機(jī)配置方式 (II) 通過 TELNET配置 以太網(wǎng)交換機(jī)配置視圖 ?用戶視圖 ?系統(tǒng)視圖 ?以太網(wǎng)端口視圖 ?VLAN 視圖 ?VLAN 接口視圖 ?…… 虛擬局域網(wǎng)（ VLAN） 交換技術(shù)的廣泛應(yīng)用帶來了虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，但值得注意的是， VLAN交換機(jī)并不完全等價(jià)于傳統(tǒng)的交換機(jī)。此外，國產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)廠商神州數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)、 TCL網(wǎng)絡(luò)、上海廣電應(yīng)確信、紫光網(wǎng)聯(lián)、首信等都已推出了三層交換機(jī)產(chǎn)品。 （ 2）基于軟件的三層交換機(jī)技術(shù)較簡單，但速度較慢，不適合作為主干。 從這以后，當(dāng) A 向 B 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。 路由器 /三層交換機(jī)（具有路由功能的交換），工作在網(wǎng)絡(luò)層，類似于以太網(wǎng)交換機(jī)，只是交換的對(duì)象是分組，而不是幀。 圖 穿通方式轉(zhuǎn)發(fā)邏輯 ? 一些交換機(jī)可以同時(shí)使用上述兩種技術(shù)。 ? 轉(zhuǎn)發(fā)邏輯描述了用于交換技術(shù)的規(guī)則 ， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)單元的轉(zhuǎn)發(fā) 。