【正文】 CSMA/CD協(xié)議正常操作 ,需要維持一個最短幀長度 ,必要時可在數(shù)據(jù)字段之后、幀校驗序列 FCS之前以字節(jié)為單位添加填充字符。 10BASEFP網(wǎng)段的長度可達 500米。 幀轉(zhuǎn)發(fā) LAN和目的 LAN相同，丟棄該幀。 (3) 從功能上講，交換機類似于網(wǎng)橋，其實現(xiàn) OSI參考模型下兩層協(xié)議，當然某些交換機已實現(xiàn) OSI參考模型第三層協(xié)議的部分功能，具有一些路由器的功能。在傳輸?shù)臅r候，可以優(yōu)先傳輸優(yōu)先級高的隊列，等高優(yōu)先級隊列內(nèi)沒有數(shù)據(jù)了再傳送優(yōu)先級低的隊列，依次類推。首先提出交換機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀的基本規(guī)則： ? 交換機查 CAM表如果查找到結(jié)果就根據(jù)查找結(jié)果進行轉(zhuǎn)發(fā)。在級聯(lián)模式下，為了保證網(wǎng)絡的效率，一般建議層數(shù)不要超過 3層。當網(wǎng)絡誤碼率較低時采用直通技術(shù)，當網(wǎng)絡誤碼率較高時則采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。由于僅僅在路由過程中才需要三層處理，絕大部分數(shù)據(jù)都通過二層交換轉(zhuǎn)發(fā)，因此三層交換機的速度很快，接近二層交換機的速度，同時比相同路由器的價格低很多。 三層交換機的功能 (1) 分組轉(zhuǎn)發(fā) 當源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑確定后，第 3層交換機會將分組轉(zhuǎn)發(fā)給它們的目的地址。物理用戶可以根據(jù)自己的需求，而不是根據(jù)用戶在網(wǎng)絡中的物理位置來劃分網(wǎng)絡。 （ 3）用戶從一個端口的虛網(wǎng)移到另一端口所在的虛網(wǎng)，需要重新進行設置。 TCI － 標簽控制信息字段，包括用戶優(yōu)先級（ User Priority）、規(guī)范格式指示器（ Canonical Format Indicator）和 VLAN ID。 中等規(guī)模企業(yè) (幾十臺計算機 )可使用交換機，形成局域網(wǎng)； 主干網(wǎng)通常采用 ATM、千兆或萬兆以太網(wǎng)，分支網(wǎng)通常采用快速以太網(wǎng)等。 VLAN 具有較好的安全性。如圖中 7端口屬于VLAN1， 4端口屬于 VLAN3， 8 端口屬于VLAN4。不同網(wǎng)段上的用戶不能處于同一局域網(wǎng)中。因為軟件 處理速度較慢，因此這種三層交換機處理速度較慢。 若兩個站點不在同一子網(wǎng)內(nèi)，如發(fā)送站 A 要與目的站 B 通信，發(fā)送站 A 要向“缺省網(wǎng)關(guān)”發(fā)出ARP(地址解析 )封包，而“缺省網(wǎng)關(guān)”的 IP 地址其實是三層交換機的三層交換模塊。 圖 存儲轉(zhuǎn)發(fā)邏輯 ? 直接交換 （ 穿通 ） 方式： 各端口間是縱橫交叉的線路矩陣形式 。 級聯(lián)模式是組建大型 LAN最理想的方式，可以綜合利用各種拓撲設計技術(shù)和冗余技術(shù)實現(xiàn)層次化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，如通過雙歸等拓撲結(jié)構(gòu)設計冗余，通過Link Aggregation技術(shù)實現(xiàn)冗余和 Up Link的帶寬擴展，這些技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟，廣泛使用在各種局域網(wǎng)和城域網(wǎng)中。 ① 手工加入：通過配置命令的形式告訴交換機 MAC地址和端口的對應。實際上，這個背板總線可能是一個高性能的數(shù)字交叉網(wǎng)絡，各個端口針對接收線路和發(fā)送線路各有一個緩沖隊列，當數(shù)據(jù)從終端設備發(fā)往交換機的時候，發(fā)出的數(shù)據(jù)暫存在交換機的接收隊列中，然后進行下一步處理。 ** 廣播風暴 ：當網(wǎng)絡中結(jié)點很多，通過許多網(wǎng)橋進行互連時，有許多信宿地址不明的幀被廣播到所有結(jié)點，結(jié)點不停地忙于接收這些數(shù)據(jù)幀，在做“無用功”，使得結(jié)點不能正常地進行數(shù)據(jù)發(fā)送。例如連接兩個 Ether網(wǎng)段，或兩個令牌環(huán)網(wǎng)； 透明網(wǎng)橋的最大優(yōu)點是容易安裝，是一種即插即用設備。 IEEE 10Mbps可選方案見下表。源地址字段也占 2個或 6個字節(jié) ,但其長度必須與目的地址字段的長度相同 ,它用于標識發(fā)送站點的地址。由于單向傳輸?shù)脑?，對于寬帶總線而言，沖突檢測時間等于任意兩個站點之間最大傳播時延的 4 倍。最壞的情況是，隨著沖突概率的不斷增大，而使吞吐量降低到零。 MA: Multiple Access多路訪問 多址接入 (多路訪問 ): 掛在總線 (或傳輸信道 )上的結(jié)點 , 可以接入一個結(jié)點，可以接入一組結(jié)點 ,可以接入所有結(jié)點 . CSMA 控制方案 每個站點在發(fā)送分組前 ， 首先監(jiān)聽公共信道上其它站點是否在發(fā)送分組 。也即節(jié)點均為組合站，它們既可作為主站發(fā)送命令，也可作為從站響應命令。一對物理層實體能認出兩個 MAC 實體間同等層比特單元的交換。 但當涉及網(wǎng)絡互連時 ，報文分組就必須經(jīng)過多條鏈路才能到達目的地，此時必須專門設置一個層次來完成網(wǎng)絡層的功能，在 IEEE 802 標準中這一層被稱為 網(wǎng)際層 。 傳輸技術(shù)類型 描述 特征 傳輸方向 基帶傳輸 保持數(shù)據(jù)波的原樣進行傳輸稱為基帶傳輸或者基帶數(shù)字信號傳輸 * 數(shù)字信號為電脈沖或者光脈沖 * 信號傳輸將占用整個信道的帶寬 * 數(shù)據(jù)波信號會隨著距離的增加而衰減，隨著頻率的增加而容易發(fā)生畸變，因此它不適合高速和遠距離的傳輸 寬帶傳輸 寬帶在電話系統(tǒng)中通常指帶寬超過一個標準話路(約 4kHz)的傳輸系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)通信領域則指數(shù)據(jù)傳輸速率超過1Mbps的傳輸系統(tǒng) *可以將信道分成多個子信道，分別傳送音頻、視頻和數(shù)字信號。 LAN的參考模型以及和 OSI模型的對應關(guān)系 。局域網(wǎng)的高層功能由具體的局域網(wǎng)操作系統(tǒng)來實現(xiàn)。物理服務訪問點（ PSAP）向 MAC 實體提供單個接口端。常用 4 種類型的服務原語，其構(gòu)成如下： 服務原語 接口與服務的關(guān)系 圖 服務用戶和服務提供者 圖 兩個網(wǎng)絡層實體間發(fā)送數(shù)據(jù)的例子 圖 用來說明服務原語的時序圖 圖 ISO 服務原語 圖 未成功的連接企圖 圖 成功的連接企圖 圖 IEEE 802 服務原語類型 圖 IEEE 802 數(shù)據(jù)報服務原語 圖 IEEE 802 建立連接服務原語 圖 ISO 和 IEEE 802 服務原語間的變換說明 局域網(wǎng)協(xié)議標準 IEEE 在 1980年 2月成立了局域網(wǎng)標準化委員會（簡稱 IEEE 802 委員會），專門從事局域網(wǎng)的協(xié)議制訂，形成了一系列的標準，稱為 IEEE 802標準。監(jiān)控幀控制字段中的第５～８位為保留位，一般設置為０。不堅持算法的缺點是：即使有幾個站點都有數(shù)據(jù)要發(fā)送，但由于大家都在延遲等待過程中，致使介質(zhì)仍可能處于空閑狀態(tài)，使用率降低。 一種 CSMA 的改進方案是使發(fā)送站點傳輸過程中仍繼續(xù)監(jiān)聽媒體，以檢測是否存在沖突。這種方法在低負荷時 (如介質(zhì)空閑 )，要發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站點能立即發(fā)送；在重負荷時，仍能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這是因為正在發(fā)送時產(chǎn)生沖突而中斷的幀都是很短的幀 ,為了能方便地區(qū)分出這些無效幀 , MAC幀的 最短幀長 。 2)10BASEFL(Link, 異步點 點鏈路 ) 一個 10BASEFL段可以連接兩塊網(wǎng)卡、兩個中繼器、一塊網(wǎng)卡和一個中繼器或者兩個交換機，它是距離可長達2km的點到點的鏈路。 ，在地址表中查找信宿結(jié)點地址，如果表中有對應的地址，幀被轉(zhuǎn)發(fā)到指定的網(wǎng)絡。 交換機比網(wǎng)橋和路由器的性能和吞吐能力更高 交換機 (4)交換的概念 (基本思想 ) 交換技術(shù)就是為終端用戶提供專用點對點連接，它把傳統(tǒng)以太網(wǎng)一次只能為一個用戶服務的 “ 獨占 ” 的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變成一個平行處理系統(tǒng)，即把它們連接到一個高速背板總線，為每個用戶提供一條交換通道。也可以實現(xiàn)一些其他調(diào)度策略，比如 WFQ（基于優(yōu)先級的加權(quán)公平隊列）等調(diào)度技術(shù)。 ? 如果交換機在 CAM表中查找不到結(jié)果則根據(jù)配置進行處理，通常情況下是向所有的端口發(fā)送該數(shù)據(jù)幀，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀的同時學習到一條 CAM表項。如果網(wǎng)絡邊緣結(jié)點存在通過廣播式以太網(wǎng)設備如HUB擴展的端口，由于其為直通工作模式，不存在交換，不納入層次結(jié)構(gòu)中，需要注意的是， HUB工作的 CSMA/CD機制中，因沖突而產(chǎn)生的回送可能導致的網(wǎng)絡性能影響將遠遠大于交換機級聯(lián)所產(chǎn)生的影響。這種交換機被稱為自適應交換機。 三層交換機種類 三層交換機可以根據(jù)其處理數(shù)據(jù)的不同而分為純硬件和純軟件兩大類。 (2) 路由處理 路由處理主要包括在第 3層交換機內(nèi)部通過路由協(xié)議創(chuàng)建和維護路由表。 這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。 基于端口的 VLAN 主機 A 主機 B 主機 C 主機 D 以太網(wǎng)交換機 VLAN 表 端口 所屬 VLAN Port 1 VLAN 5 Port 2 VLAN 10 …… …… Port 7 VLAN 5 …… …… Port 10 VLAN 10 Port 1 Port 2 Port 7 Port 10 根據(jù) MAC地址劃分 VLAN（幀交換 ) 交換機根據(jù)節(jié)點的 MAC地址，決定將其放置于哪個 VLAN中。 User Priority：定義用戶優(yōu)先級，包括 8個（ 2^3）優(yōu)先級別。 稍大規(guī)模企業(yè)可使用主交換機 (帶路由功能 ) 形成園區(qū)網(wǎng)； 其中，主干網(wǎng)輻射到各個部門，分支網(wǎng)連接部門內(nèi)的各臺計算機。 VLAN 成員之間不需要路由。下面我們介紹三種常用的劃分 VLAN（配置交換） MAC地址劃分 VLAN（幀交換） VLAN VLAN1 ： 7 端口 VLAN3 ： 4 端口 VLAN4 ： 8 端口 根據(jù)端口劃分 VLAN（配置交換） 利用交換機的端口劃分 VLAN成員，在一個交換機上進行虛網(wǎng)劃分。 傳統(tǒng)的局域網(wǎng)以物理網(wǎng)段為基本網(wǎng)絡用戶單位，如果一個節(jié)點接到一個網(wǎng)絡設備（ HUB、中繼器、網(wǎng)橋或交換機）上，那么，它就與其他接在同一設備上的節(jié)點屬于同一個局域網(wǎng)，可以互發(fā)廣播報文。 CPU查找相應的路由表信息，與數(shù)據(jù)的目的 IP 地址相比對，然后發(fā)送 ARP 數(shù)據(jù)包到目的主機得到該主機的 MAC 地址，將 MAC 地址發(fā)到二層芯片，由二層芯片轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包。若目的站 B 與發(fā)送站 A 在同一子網(wǎng)內(nèi)，則進行二層的轉(zhuǎn)發(fā)。 因此 ， 存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式的數(shù)據(jù)處理時延大 ， 這是它的不足 ， 但是它可以對進入交換機的數(shù)據(jù)包進行錯誤檢測 ， 尤其重要的是它可以支持不同速度的輸入輸出端口間的轉(zhuǎn)換 ， 保持高速端口與低速端口間的協(xié)同工作 ?，F(xiàn)在的級聯(lián)模式綜合考慮到不同交換機的轉(zhuǎn)發(fā)性能和端口屬性，通過一定的拓撲結(jié)構(gòu)設計，可以方便地實現(xiàn)多用戶接入。 2．以太網(wǎng)交換機工作過程 CAM表可以通過兩種途徑生成。 以太網(wǎng)交換機使用一條高速背板總線把各個端口連接起來。并將發(fā)出的幀的源地址的最高位置 1； 例：圖中 A到 D的路由為：（ L1， B1， L2， B2， L3） 每個 LAN有一個 12位的編號，每個網(wǎng)橋有一個 4位的編號； 其缺點是測試幀的發(fā)送增加了網(wǎng)絡的信息流量，可能形成“廣播風暴”，甚至可能導致網(wǎng)絡擁塞現(xiàn)象。 透明網(wǎng)橋 （ transparent bridge） 源路由選擇網(wǎng)橋（ source routing bridge） 透明網(wǎng)橋的主要特點： 透明網(wǎng)橋由各個網(wǎng)橋自己來決定路由選擇，局域網(wǎng)上的各結(jié)點不負責路由選擇，網(wǎng)橋?qū)τ诨ミB局域網(wǎng)的各結(jié)點來說是 “ 透明 ” 的； 透明網(wǎng)橋一般用在兩個使用同樣的 MAC層協(xié)議的網(wǎng)段之間的互連。但 10BASEF有些例外，其中的 T表示雙絞線、 F表示光纖。DA字段為全 1,則表示廣播地址 ,該地址指定網(wǎng)絡上所有的站點。也即最壞情況下，對于基帶 CSMA/CD 來說，檢測出一個沖突的時間等于任意兩個站點之間最大傳播時延的兩倍 (2tp)。如果選擇 P 過大，使 NP＞ 1，表明有多個站點試圖發(fā)送，沖突就不可避免。Ｐ 122 爭用協(xié)議 CSMA 載波監(jiān)聽多路訪問 CS:Carrier Sense 載波監(jiān)聽 站點在為發(fā)送幀而訪問傳輸信道之前，首先監(jiān)聽 信道有無載波，若有載波，說明已有用戶在使用信道， 則不發(fā)送幀以避免沖突。 LLC 的鏈路只有異步平衡方式（ ABM），而不用正常響應方式（ NRM）和異步響應方式（ ARM）。物理層： 提供在物理層實體間發(fā)送和接收比特的能力。當局限于一個局域網(wǎng)時，物理層和鏈路層就能完成報文分組轉(zhuǎn)接的功能。數(shù)據(jù)率大于 100Mbps 的稱高速局域網(wǎng) ? 網(wǎng)絡覆蓋的區(qū)域相對較小 ， 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的技術(shù)可分為基帶傳輸和寬帶傳輸兩種。 局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方法 。 LAN