【正文】 gTree Algorithm， STA）來創(chuàng)建拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫，然后查找出冗余連接并阻止環(huán)路的產(chǎn)生。 X 88 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 將某兩個(gè)端口連接起來， A機(jī)能不能 ping通 B機(jī)？ 1X 2X HostA IP： HostB IP： 3X 4X 89 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 普通交換機(jī)和集線器是以廣播形式進(jìn)行發(fā)送，當(dāng)從某個(gè)端口收到報(bào)文時(shí)，將復(fù)制一份后向其他所有端口發(fā)送。 HostA IP： MAC： AA HostB IP： MAC： BB 1X 2X HostC IP： MAC： CC √接收 X丟棄 90 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 當(dāng) HostA向 HostB發(fā)送時(shí)，報(bào)文從 1X進(jìn)入，將從 2X、 3X和 4X送出。 1X 2X HostA IP： MAC： AA HostB IP： MAC： BB 3X 4X 91 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 1X 2X HostA IP： HostB IP： 3X 4X 92 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 那么，有沒有可能用這樣一根線使一座樓的網(wǎng)絡(luò)癱瘓？ 樓層普通交換機(jī) 宿舍小交換機(jī)或小集線器 93 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可能會(huì)導(dǎo)致多個(gè)環(huán)路的產(chǎn)生。 Server/host Workstations Loop Loop Loop Broadcast 94 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 生成樹協(xié)議（ Spanning Tree Protocol）通過修改網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來構(gòu)建一個(gè)無環(huán)路邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提供了物理線路的冗余連接，消除了網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。 STP最早是 DEC公司開發(fā)出來，后來被 。運(yùn)行 STP的交換機(jī)以一定的頻率（默認(rèn)每 2秒發(fā)送一次）通過 BPDU（Bridge Protocol Data Unit）互相交換信息。 STP的主要任務(wù)是防止第二層的環(huán)路， STP使用生成樹算法（SpanningTree Algorithm， STA）來創(chuàng)建拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫，然后查找出冗余連接并阻止環(huán)路的產(chǎn)生。 95 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 虛擬局域網(wǎng)（ Virtual Local Area Network， VLAN）是將局域網(wǎng)從邏輯上劃分為一個(gè)個(gè)的網(wǎng)段，從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組的一種交換技術(shù)。 使用集線器或交換機(jī)所構(gòu)成的一個(gè)物理局域網(wǎng)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)屬于同一個(gè)廣播域，廣播幀或多播幀（ Multicast Frame）都將被廣播到整個(gè)局域網(wǎng)中的每一臺(tái)主機(jī)。在網(wǎng)絡(luò)通訊中，廣播信息是普遍存在的 ，這些廣播幀將占用大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)速度和通訊效率的下降，并額外增加了網(wǎng)絡(luò)主機(jī)為處理廣播信息所產(chǎn)生的負(fù)荷。 交換技術(shù)的發(fā)展，允許物理上分散的組織在邏輯上成為一個(gè)新的工作組，而且同一工作組的成員能夠改變其物理地址而不必重新配置，這就是用到所謂的虛擬局域網(wǎng)技術(shù)（ VLAN）。 96 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 劃分 VLAN，可起到以下方面的作用： 控制網(wǎng)絡(luò)的廣播，增加廣播域的數(shù)量，減小廣播域的大小。 該例中，未劃分 VLAN時(shí)，交換機(jī)的 8個(gè)端口同屬一個(gè)廣播域；劃分VLAN后，交換機(jī)的 8個(gè)端口分屬兩個(gè)廣播域。若劃分更多的 VLAN，則產(chǎn)生更多的廣播域，廣播域的范圍越來越小。 增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性。 在缺少路由的情況下， VLAN之間不能直接通訊，從而起到了隔離作用，并提高了 VLAN中用戶的安全性。 VLAN間的通訊，可通過應(yīng)用訪問控制列表，來實(shí)現(xiàn) VLAN間的安全通訊。 VLAN1 VLAN2 1x 2x 3x 4x 5x 6x 7x 8x 97 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 屬于不同 VLAN的設(shè)備不能直接通訊。 并且，由于 VLAN在數(shù)據(jù)鏈中層實(shí)現(xiàn)。如果兩臺(tái)主機(jī)所連接的交換機(jī)端口屬于不同 VLAN，那么即使它們屬于同一 IP段，相互之間也無法訪問。 VLAN1 VLAN2 Host A屬于 Vlan1。 Host A發(fā)送出來的幀進(jìn)入到交換機(jī)的端口后被加上VLAN ID，標(biāo)記該幀屬于 VLAN 1。 屬于 VLAN 1的幀將不能被交換機(jī)從其他 VLAN的端口送出，只能被交換機(jī)從相同 VLAN的端口送出。 Host B屬于 VLAN2。 98 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 便于對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和控制。 VLAN的設(shè)置不受任何物理連接的限制，同一 VLAN中的用戶，可以連接在不同的交換機(jī)，并且可以位于不同的物理位置，增加了網(wǎng)絡(luò)連接、組網(wǎng)和管理的靈活性。 SwitchA SwitchB SwitchC Vlan 1 Vlan 2 Vlan 3 99 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 目標(biāo) MAC地址 6 bytes 源 MAC地址 6 bytes 類型 2 bytes 目標(biāo) MAC地址 6 bytes 源 MAC地址 6 bytes TPID 2 bytes TCI 2 bytes 數(shù)據(jù)部分 46~1500 bytes 數(shù)據(jù)部分 46~1500 bytes 新的 CRC 4 bytes CRC 4 bytes Ether IEEE 100 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 目標(biāo) MAC地址 6 bytes 源 MAC地址 6 bytes 類型 2 bytes 目標(biāo) MAC地址 6 bytes 源 MAC地址 6 bytes 數(shù)據(jù)部分 46~1500 bytes 數(shù)據(jù)部分 46~1500 bytes 原來的 CRC 4 bytes CRC 4 bytes Ether ISL ISL頭 26 bytes 類型 2 bytes 新的 CRC 4 bytes 包含 VLAN編號(hào) 101 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 靜態(tài) VLAN 靜態(tài) VLAN是明確指定各端口所屬 VLAN的設(shè)定方法，也稱為基于端口的 VLAN。屬于同一個(gè) VLAN的端口，可來自一臺(tái)交換機(jī)，也可來自多臺(tái)交換機(jī)。 靜態(tài) VLAN，需要逐個(gè)端口進(jìn)行設(shè)置，適用于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不是經(jīng)常變化的情況，是最常用的一種 VLAN劃分方式。 動(dòng)態(tài) VLAN 動(dòng)態(tài) VLAN是根據(jù)每個(gè)端口所連的計(jì)算機(jī)，動(dòng)態(tài)設(shè)置端口所屬VLAN的方法，劃分方法可基于 MAC地址、子網(wǎng)或用戶。 基于 MAC地址的 VLAN，是根據(jù)端口所連計(jì)算機(jī)的網(wǎng)卡 MAC地址，來決定該端口所屬的 VLAN。 基于子網(wǎng)的 VLAN，是根據(jù)端口所連計(jì)算機(jī)的 IP地址，來決定端口所屬的 VLAN。 基于用戶的 VLAN，是根據(jù)端口所連計(jì)算機(jī)的當(dāng)前登錄用戶，來決定該端口所屬的 VLAN。 102 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 Vlan1 Vlan Trunk Vlan2 Vlan3 How many broadcast domains exist in the exhibited topology? A. one B. two C. three D. four E. five F. six 103 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 速率達(dá)到或超過 100 Mb/s的以太網(wǎng)稱為高速以太網(wǎng)。 在雙絞線上傳送 100 Mb/s基帶信號(hào)的星型拓?fù)湟蕴W(wǎng)，仍使用IEEE CSMA/CD協(xié)議。 100BASET以太網(wǎng)又稱為快速以太網(wǎng)（ Fast Ether）。 快速以太網(wǎng)的特點(diǎn)： 可在全雙工方式下工作而無沖突發(fā)生。因此不使用 CSMA/CD協(xié)議。 MAC幀格式仍然是 。 保持最短幀長不變，但將一個(gè)網(wǎng)段的最大電纜長度減小到 100m，幀間時(shí)間間隔從原來的 ?s改為現(xiàn)在的 ?s。 快速以太網(wǎng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)： 100BASETX：使用 2對 UTP5類線或屏蔽雙絞線 STP。 100BASEFX：使用 2對光纖。 100BASET4：使用 4對 UTP3類線或 5類線。 104 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 吉比特以太網(wǎng) 允許在 1Gb/s下全雙工和半雙工兩種方式工作。 使用 。 在半雙工方式下使用 CSMA/CD協(xié)議（全雙工方式不需要）。 與 10BASET和 100BASET技術(shù)向后兼容。 吉比特以太網(wǎng)的物理層標(biāo)準(zhǔn) 1000BASEX是基于光纖通道的物理層，其中 SX表示短波長、 LX表示長波長、 CX表示銅線。 1000BASET使用 4對 5類線 UTP。 105 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 10吉比特以太網(wǎng) 10吉比特以太網(wǎng)與 10Mb/s、 100Mb/s和 1Gb/s以太網(wǎng)的幀格式完全相同。 10吉比特以太網(wǎng)保留了 ，便于升級(jí)。 10吉比特以太網(wǎng)不再使用銅線而只使用光纖作為傳輸介質(zhì)。 10吉比特以太網(wǎng)只工作在全雙工方式，因此沒有爭用問題，也不使用 CSMA/CD協(xié)議。 106 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 廣域網(wǎng)是覆蓋地理范圍相對較廣的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，可以連接多個(gè)城市和地區(qū)，形成地域廣闊的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 廣域網(wǎng)著重解決提供什么樣的數(shù)據(jù)傳輸璁，以及用戶如何接入網(wǎng)絡(luò)等。 廣域網(wǎng)協(xié)議包括物理層協(xié)議、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議包括： HDLC（高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制）：是點(diǎn)對點(diǎn)、專用鏈路和電路交換連接默認(rèn)的封裝類型 PPP（點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議）：包括標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的協(xié)議字段，由 IETF定義并開發(fā) SLIP（串行鏈路網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）：是點(diǎn)對點(diǎn)串行連接應(yīng)用于 TCP/IP的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）：數(shù)字化電話連接系統(tǒng)，是第一部定義數(shù)字化通信的協(xié)議，支持標(biāo)準(zhǔn)線路上的語音、數(shù)據(jù)、視頻、圖形等的高速傳輸業(yè)務(wù)。 107 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 LAPB（平衡鏈路訪問程序）： ，指定 LAPB為一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 FR（幀中繼）：一種產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，維護(hù)多路虛擬電路的交換式數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 108 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 鏈路控制協(xié)議著重于對分段成物理塊或包的數(shù)據(jù)的邏輯傳輸，塊或包由起始標(biāo)志引導(dǎo)并由終止標(biāo)志結(jié)束，也稱為幀。幀是每個(gè)控制、每個(gè)響應(yīng)以及用協(xié)議傳輸?shù)乃行畔⒌拿襟w的工具。所有面向比特的數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議均采用統(tǒng)一的幀格式，不論是數(shù)據(jù)還是單獨(dú)的控制信息均以幀為單位傳送。 HDLC（ HighLevel Data Link Control）高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制，用于點(diǎn)到點(diǎn)專用鏈路和電路交換。 HDLC是一個(gè)在同步網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)、面向比特的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，它是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織根據(jù) IBM公司的 SDLC（ Synchronous Data Link Control）協(xié)議擴(kuò)展開發(fā)而成的。 109 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 每個(gè)幀前、后均有一標(biāo)志碼 01111110，用作幀的起始、終止指示及幀的同步。標(biāo)志碼不允許在幀的內(nèi)部出現(xiàn)，以免引起歧義。為保證標(biāo)志碼的唯一性但又兼顧幀內(nèi)數(shù)據(jù)的透明性，可以采用“ 0比特插入法”來解決。 “ 0比特插入法”原理簡單，適用于硬件實(shí)現(xiàn)。 在面向比特的協(xié)議的幀格式中，有一個(gè) 8比特的控制字段，可以用它以編碼方式定義豐富的控制命令和應(yīng)答，起到傳輸控制字符和轉(zhuǎn)義序列的功能。 110 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 作為面向比特的數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議的代表， HDLC具有如下特點(diǎn)： 協(xié)議不依賴于任何一種字符編碼集； 數(shù)據(jù)報(bào)文可透明傳輸，用于實(shí)現(xiàn)透明傳輸?shù)摹?0比特插入法”易于硬件實(shí)現(xiàn)； 全雙工通信，不必等待確認(rèn)便可連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，有較高的數(shù)據(jù)鏈路傳輸效率； 所有幀均采用 CRC校驗(yàn)，對信息幀進(jìn)行編號(hào)，可防止漏收或重份，傳輸可靠性高； 傳輸控制功能與處理功能分離，具有較大靈活性和較完善的控制功能。 111 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 PPP（ PointtoPoint Protocol）即點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議，是目前使用最廣的廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。該協(xié)議提供在鏈路層的全雙工操作，并按照順序傳遞數(shù)據(jù)包，目前已成為各種主機(jī)、網(wǎng)橋和路由器之間通過撥號(hào)或?qū)＞€方式建立點(diǎn)對點(diǎn)連接的首選方案。 功能要求： ■簡單。 ■封裝成幀。規(guī)定幀起始定界符。 ■透明。如果數(shù)據(jù)中出現(xiàn)了和幀定界符中一樣的比特字符串，需要采用字節(jié)插入的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 ■支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。 ■能夠在不同鏈路上運(yùn)行。 ■差錯(cuò)控制（而不是糾錯(cuò)）。 ■連接檢測。 keepalive 112 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 ■網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商。 ■數(shù)據(jù)壓縮。 ■最大傳輸單元。 MTU， Maximum Transfer Unit，默認(rèn)為 1500字節(jié)，指幀中數(shù)據(jù)字段的最大長度。 不需要的功能： ■糾錯(cuò)。由傳輸層完成。 ■流量控制。由傳輸層完成。 ■序列號(hào)。 ■多點(diǎn)傳送。 ■半雙工或單工。 113 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 PPP是在 SLIP