【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 當(dāng)站點(diǎn)希望傳送時(shí)，它就等到線(xiàn)路空閑為止，否則就立即傳輸。如果兩個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)在空閑的電纜上開(kāi)始傳輸，它們就會(huì)沖突。于是所有沖突站點(diǎn)終止傳送，等待一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間后，再重復(fù)上述過(guò)程。 已出版的 ：它描述了運(yùn)行在各種介質(zhì)上的從1Mb/s~10Mb/s的 1持續(xù) CSMA/CD系統(tǒng)的整個(gè)家族。另外，二者的一個(gè)頭部字段也有所不同（ ）。 許多人（錯(cuò)誤地）把 “ 以太網(wǎng) ” 作為 CSMA/CD協(xié)議的總稱(chēng)，盡管這一名詞只表示了實(shí)現(xiàn) 。 此處按歷史順序介紹。 第一種是 10Base5電纜，它通常被稱(chēng)為 “ 粗以太網(wǎng) （ thick ether） ” 電纜，每隔 ，標(biāo)明分接頭插入處，連接處通常采用插入式分接頭（ vampire tap），將其觸針小心地插入到同軸電纜的內(nèi)芯。名稱(chēng)10Base5表示的意思是：工作速率為 10Mb/s，采用基帶信號(hào)，最大支持段長(zhǎng)為 500m。 第二種電纜是 10Base2，或稱(chēng)為 “ 細(xì)以太網(wǎng)（ thin ether） ” 電纜 ,與 “ 粗以太網(wǎng) ” 相對(duì)，并且很容易彎曲。其接頭處采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 BNC連接器組成 T型插座，它使用靈活，可靠性高。 “ 細(xì)以太網(wǎng) ” 電纜價(jià)格低廉，安裝方便，但是使用范圍只有 200m，并且每個(gè)電纜段內(nèi)只能使用 30臺(tái)機(jī)器。 由于尋找電纜故障的麻煩，導(dǎo)致一種新的接線(xiàn)方式的產(chǎn)生，即所有站點(diǎn)均連接到一個(gè)中心集線(xiàn)器（ hub）上。通常，這些連線(xiàn)是電話(huà)公司的雙絞線(xiàn)。這種方式被稱(chēng) 為 10BaseT。這種結(jié)構(gòu)使增添或移去站點(diǎn)變得十分簡(jiǎn)單，并且很容易檢測(cè)到電纜故障。 10BaseT的缺點(diǎn)是，其電纜的最大有效長(zhǎng)度為距集線(xiàn)器 100m，即使是高質(zhì)量的雙絞線(xiàn)（ 5類(lèi)線(xiàn)），最大長(zhǎng)度可能也只有 150m。另外，大集線(xiàn)器的價(jià)格也較高。盡管如此，由于其易于維護(hù)， 10BaseT還是 應(yīng)用得越來(lái)越廣泛。 10BaseF，它采用了光纖。這種方式由于其連接器和終止器的費(fèi)用而十分昂貴，但是它卻有極好的抗干擾性，常用于辦公大樓或相距較遠(yuǎn)的集線(xiàn)器間的連接。 名稱(chēng) 電纜 最大區(qū)間長(zhǎng)度 節(jié)點(diǎn)數(shù) /段 優(yōu)點(diǎn) 10Base5 粗同軸電纜 500m 100 用于主干很好 10Base2 細(xì)同軸電纜 200m 30 最便宜的系統(tǒng) 10BaseT 雙絞線(xiàn) 100m 1024 易于維護(hù) 10BaseF 光纖 2022m 1024 最適于在樓間使用 交換式以太網(wǎng) 以太網(wǎng)交換機(jī)，英文為 SWITCH，也有人翻譯為開(kāi)關(guān)，交換器或稱(chēng)交換式集線(xiàn)器。以太網(wǎng)交換技術(shù)是在多端口網(wǎng)橋的基礎(chǔ)上與九十年代初發(fā)展起來(lái)的，實(shí)現(xiàn) OSI模型的下兩層協(xié)議， 與傳統(tǒng)的網(wǎng)橋相比，它能提供更多的端口（ 4～ 88）、更好的性能、更強(qiáng)的管理功能以及更便宜的價(jià)格?，F(xiàn)在某些局域網(wǎng)交換機(jī)也實(shí)現(xiàn)了 OSI 參考模型的第三層協(xié)議，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的路由選擇功能，目前很熱的第三層交換就是指此。以太網(wǎng)交換機(jī)又與電話(huà)交換機(jī)相似，除了提供存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式外還提供了其它的橋接技術(shù)，如：直通方式。 交換式以太網(wǎng)的工作原理 以太網(wǎng)交換機(jī)的原理很簡(jiǎn)單，它檢測(cè)從以太端口來(lái)的數(shù)據(jù)包的源和目的地的MAC（介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)層）地址，然后與系統(tǒng)內(nèi)部 MAC表進(jìn)行比較，若數(shù)據(jù)包的 MAC層地址不在查找表中，則將該地址加入查找表中，并將數(shù)據(jù)包發(fā)送到所有端口；如果地址在表中則發(fā)送到相應(yīng)的端口，如果目的地址與該端口相對(duì)應(yīng)則不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。具體包含兩種轉(zhuǎn)發(fā)方式：存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、直接轉(zhuǎn)發(fā)。 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的方式，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)查找表將包從輸出端口送出。正因如此，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式在數(shù)據(jù)處理時(shí)延時(shí)大，這是它的不足，但是它可以對(duì)進(jìn)入交換機(jī)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)，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。 直通方式的以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可以理解為在各端口間是縱橫交叉的線(xiàn)路矩陣電話(huà)交換機(jī)。它在輸入端口檢測(cè)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)包直接發(fā)送到相應(yīng)的端口，實(shí)現(xiàn)交換功能。由于不需要存儲(chǔ)，延遲非 常小、交換非?？?，這是它的優(yōu)點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是：因?yàn)閿?shù)據(jù)包的內(nèi)容并沒(méi)有被以太網(wǎng)交換機(jī)保存下來(lái)，所以無(wú)法檢查所傳送的數(shù)據(jù)包是否有誤，不能提供錯(cuò)誤檢測(cè)能 力，由于沒(méi)有緩存，不能將具有不同速率的輸入 /輸出端口直接接通，而且，當(dāng)以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的端口增加時(shí)，交換矩陣變的越來(lái)越復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)相當(dāng)困難。 交換式以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 交換式以太網(wǎng)不需要改變網(wǎng)絡(luò)其它硬件，包括電纜和用戶(hù)的網(wǎng)卡，僅需要用交換式交換機(jī)改變共享式 HUB，節(jié)省用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的費(fèi)用。 它同時(shí)提供多個(gè)通道，比傳統(tǒng)的共享式集線(xiàn)器提供更多的帶寬，傳統(tǒng)的共享式 10Mbps/100Mbps以太網(wǎng)采用廣播式通信方式，每次只能在一對(duì)用戶(hù)間進(jìn)行通信，如果發(fā)生碰撞還得重試，而交換式以太網(wǎng)允許不同用戶(hù)間進(jìn)行傳送。 特別是在時(shí)間響應(yīng)方面的優(yōu)點(diǎn)，使的局域網(wǎng)交換機(jī)倍受青睞。它比路由器的成本要低卻提供了比路由器寬的帶寬、高的速度，除非有上廣域網(wǎng)的要求，否則，就允許使用交換機(jī)替代路由器。 五、虛擬局域網(wǎng) 局域網(wǎng)作為當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)重要的組成部分，在網(wǎng)絡(luò)中扮演著重要的角色，隨著局域網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，局域網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)數(shù)日益增加，加劇了沖突、帶寬浪費(fèi)、安全等局域網(wǎng)中普遍存在的問(wèn)題。 解決這類(lèi)問(wèn)題，有兩種方法：一種是在物理上劃分子網(wǎng)，這是一種在第三層解決的方法；另一種是利用 VLAN實(shí)現(xiàn)劃分虛擬子網(wǎng)，這種方法是在第二層上實(shí)現(xiàn)的。 VLAN (Virtual Local Area Network)即虛擬局域網(wǎng)，是一種將局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)邏輯地劃分為一個(gè)個(gè)網(wǎng)段而不是物理地劃分為一個(gè)個(gè)網(wǎng)段。 由于 VLAN是邏輯上的局域網(wǎng)，因此它具有著局域網(wǎng)的共同特點(diǎn)，譬如每個(gè) VLAN本身?yè)碛凶约旱膹V播域，廣播不能跨越不同的 VLAN進(jìn)行傳播，因而有效的控制了沖突、節(jié)約了帶寬；由于每個(gè) VLAN就是一個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)，所以要想實(shí)現(xiàn) VLAN間通訊，必須使用三層的路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外 VLAN不受地理位置和物理范圍的影響， VLAN的成員可以位于同一物理網(wǎng)絡(luò)上的任意位置。 由于 VLAN是在邏輯上實(shí)現(xiàn)的，因此不需要改變?cè)O(shè)備的物理位置和連接就可以將網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)根據(jù)需要?jiǎng)澐值讲煌木W(wǎng)絡(luò)中，從而提高局域網(wǎng)的安全性。 局域網(wǎng)出現(xiàn)的客觀要求： 網(wǎng)絡(luò)性能 。在共享介質(zhì)的以太網(wǎng)和交換式的以太網(wǎng)中，所有的設(shè)備處于同一廣播域中，隨著設(shè)備數(shù)量的增多，數(shù)據(jù)幀沖突加劇，對(duì)于丟失的數(shù)據(jù)幀要重發(fā)，因而浪費(fèi)了大量的帶寬。同時(shí)，對(duì)于廣播風(fēng)暴和安全性問(wèn)題只能在第三層加以控制。虛擬局域網(wǎng)可以很好地控制廣播的范圍，形成虛擬工作站，動(dòng)態(tài)管理網(wǎng)絡(luò)。基于交換機(jī)端口的虛擬局域網(wǎng)能夠很好地解決沖突域、廣播域、帶寬問(wèn)題，提高網(wǎng)絡(luò)性能。 提高安全性 。在企業(yè)網(wǎng)中，由于各部門(mén)要求不同，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)和資源就有不同的權(quán)限要求，例如財(cái)務(wù)和人事部門(mén)的數(shù)據(jù)就不允許被其他人訪(fǎng)問(wèn)或者監(jiān)聽(tīng)到。只有通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有效控制廣播范圍才可以實(shí)現(xiàn)幀不被監(jiān)聽(tīng)，但是這提高了成本和布線(xiàn)的難度。但是通過(guò)在二層交換機(jī)上構(gòu)建 VLAN，在實(shí)現(xiàn)控制廣播域的同時(shí)避免了因物理位置不同而造成的成本問(wèn)題和布線(xiàn)難度。 實(shí)現(xiàn)物理位置上的靈活性 。根據(jù)實(shí)際要求設(shè)計(jì)具有不同網(wǎng)段的局域網(wǎng)絡(luò)在實(shí)現(xiàn)上是很困難的。因?yàn)椴煌墓ぷ鹘M成員可能分布在不同的地理位置上，他們并不集中。而 VLAN在部署上依賴(lài)于邏輯劃分，因此它可以在物理網(wǎng)絡(luò)上抽象地劃分小局域網(wǎng)，將處在不同地理位置上的工作組成員組織在一起。 虛擬局域網(wǎng)的實(shí)現(xiàn) —— VLAN標(biāo)準(zhǔn) 在 1996年， IEEE Working委員會(huì)結(jié)束了對(duì) VLAN初期標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作。新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步完善了 VLAN的體系結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一了 FrameTagging方式中不同廠商的標(biāo)簽格式，并制定 。 VLAN頭，用 VLAN ID把用戶(hù)劃分為更小的工作組，每個(gè)工作組構(gòu)成一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。 前導(dǎo)碼： 同步碼（用來(lái)使局域網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)同步， 7字節(jié)長(zhǎng)）和偵標(biāo)志（幀的起始標(biāo)志 10101011， 1字節(jié)）兩部分； 目的地址： 接收端的 MAC地址， 6字節(jié)長(zhǎng)； 源地址： 發(fā)送端的 MAC地址， 6字節(jié)長(zhǎng)； 長(zhǎng)度： 數(shù)據(jù)包的類(lèi)型（即上層協(xié)議的類(lèi)型）， 2字節(jié)長(zhǎng)； 數(shù)據(jù)： 被封裝的數(shù)據(jù)包， 46~1500字節(jié)長(zhǎng)； 校驗(yàn)碼： 錯(cuò)誤檢驗(yàn)， 4字節(jié)長(zhǎng)。 ，它是在以太網(wǎng)幀的基礎(chǔ)上加上 4Byte的標(biāo)記頭而形成的。其中四個(gè)字節(jié)的具體含義如下： TPID： 標(biāo)記協(xié)議標(biāo)識(shí)字段， 2個(gè)字節(jié)，值為 0X8100。 TCI： 標(biāo)簽控制信息字段，包括三部分 3bit的優(yōu)先級(jí)、 CFI、 VLAN ID。 優(yōu)先級(jí)： 可以規(guī)定 8個(gè)優(yōu)先級(jí)。 CFI： 規(guī)范格式指示器默認(rèn)值為 0。 VLAN ID： 12bit的 VID是 VLAN的標(biāo)識(shí)符。 VLAN ID的最大取值范圍為 1~4094， 因?yàn)?VID＝ 0用于識(shí)別幀優(yōu)先級(jí)、 4095（ FFF）作為預(yù)留值 。 VLAN的種類(lèi) 根據(jù)定義 VLAN成員方法的不同， VLAN可以分為 6種，它們是： 基于交換機(jī)端口的 VLAN； 基于協(xié)議的 VLAN ； 基于 MAC層幀的 VLAN； 基于網(wǎng)絡(luò)分組的 VLAN； 基于 IP組播分組的 VLAN； 基于策略的 VLAN。 基于端口的 VLAN 基于端口的 VLAN是最簡(jiǎn)便的 VLAN劃分方法。它實(shí)際上是端口的集合，管理員只要對(duì)交換機(jī)端口進(jìn)行管理和配置就可以完成對(duì) VLAN的設(shè)置。 太網(wǎng)交換機(jī)的端口來(lái)劃分 VLAN的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。它的缺點(diǎn)是如