【正文】 以太網(wǎng)接入舉例：光纖到大樓 FTTB 100 M 10 M 10 M 100 M 吉比特以太網(wǎng) 光結(jié)點匯接點 1 Gb/s 1 Gb/s 高速匯接點 GigaPoP 。 ? 采用以太網(wǎng)接入可實現(xiàn)端到端的以太網(wǎng)傳輸，中間不需要再進行幀格式的轉(zhuǎn)換。 課件制作人：謝希仁 使用高速以太網(wǎng) 進行寬帶接入 ? 以太網(wǎng)已成功地把速率提高到 1 ~ 10 Gb/s ，所覆蓋的地理范圍也擴展到了城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，因此現(xiàn)在人們正在嘗試使用以太網(wǎng)進行寬帶接入。 ? 易于安裝。 課件制作人：謝希仁 以太網(wǎng)從 10 Mb/s 到 10 Gb/s 的演進 ? 以太網(wǎng)從 10 Mb/s 到 10 Gb/s 的演進證明了以太網(wǎng)是： ? 可擴展的（從 10 Mb/s 到 10 Gb/s）。 ? 這種工作方式的好處是： ? 成熟的技術(shù) ? 互操作性很好 ? 在廣域網(wǎng)中使用以太網(wǎng)時價格便宜。 ? 為了使 10 吉比特以太網(wǎng)的幀能夠插入到 OC192/STM64 幀的有效載荷中，就要使用可選的廣域網(wǎng)物理層，其數(shù)據(jù)率為 Gb/s。 ? 可選的廣域網(wǎng)物理層 WAN PHY。 課件制作人：謝希仁 吉比特以太網(wǎng)的物理層 ? 局域網(wǎng)物理層 LAN PHY。 ? 10 吉比特以太網(wǎng)不再使用銅線而只使用光纖作為傳輸媒體。 課件制作人：謝希仁 吉比特以太網(wǎng)的配置舉例 1 Gb/s 鏈路 吉比特 交換 集線器 百兆比特或吉比特集線器 100 Mb/s 鏈路 中央服務(wù)器 課件制作人：謝希仁 10 吉比特以太網(wǎng) ? 10 吉比特以太網(wǎng)與 10 Mb/s， 100 Mb/s 和 1 Gb/s 以太網(wǎng)的幀格式完全相同。 ? 與 10BASET 和 100BASET 技術(shù)向后兼容。 ? 使用 協(xié)議規(guī)定的幀格式。 ? 100BASET4 ? 使用 4 對 UTP 3 類線或 5 類線。 課件制作人：謝希仁 三種不同的物理層標準 ? 100BASETX ? 使用 2 對 UTP 5 類線或屏蔽雙絞線 STP。 ? 保持最短幀長不變，但將一個網(wǎng)段的最大電纜長度減小到 100 m。因此，不使用 CSMA/CD 協(xié)議。 100BASET 以太網(wǎng)又稱為 快速以太網(wǎng) (Fast Ether)。 虛擬局域網(wǎng)使用的 以太網(wǎng)幀格式 MAC 幀 字節(jié) 6 6 2 46 ~ 1500 4 MAC 幀 目地地址 源地址 長度 /類型 數(shù) 據(jù) FCS 長度 /類型 = 標記類型 標記控制信息 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 VID 2 字節(jié) 2 字節(jié) 插入 4 字節(jié)的 VLAN 標記 4 用戶優(yōu)先級 CFI 課件制作人：謝希仁 高速以太網(wǎng) 100BASET 以太網(wǎng) ? 速率達到或超過 100 Mb/s 的以太網(wǎng)稱為高速以太網(wǎng) 。 以太網(wǎng) 交換機 A4 B1 以太網(wǎng) 交換機 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 以太網(wǎng) 交換機 以太網(wǎng) 交換機 三個虛擬局域網(wǎng) VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 的構(gòu)成 虛擬局域網(wǎng)限制了接收廣播信息的工作站數(shù)，使得網(wǎng)絡(luò) 不會因傳播過多的廣播信息 (即 “ 廣播風暴 ” )而引起性能惡化。 利用以太網(wǎng)交換機可以很方便地 實現(xiàn)虛擬局域網(wǎng) 以太網(wǎng) 交換機 A4 B1 以太網(wǎng) 交換機 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 以太網(wǎng) 交換機 以太網(wǎng) 交換機 三個虛擬局域網(wǎng) : VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 以太網(wǎng) 交換機 A4 B1 以太網(wǎng) 交換機 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 以太網(wǎng) 交換機 以太網(wǎng) 交換機 三個虛擬局域網(wǎng) VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 的構(gòu)成 當 B1 向 VLAN2 工作組內(nèi)成員發(fā)送數(shù)據(jù)時， 工作站 B2 和 B3 將會收到廣播的信息。 ? 每一個 VLAN 的幀都有一個明確的標識符 ， 指明發(fā)送這個幀的工作站是屬于哪一個 VLAN。 獨占傳輸媒體的帶寬 課件制作人：謝希仁 用以太網(wǎng)交換機擴展局域網(wǎng) 一系 三系 二系 10BASET 至因特網(wǎng) 100 Mb/s 100 Mb/s 100 Mb/s 萬維網(wǎng) 服務(wù)器 電子郵件 服務(wù)器 以太網(wǎng) 交換機 路由器 課件制作人：謝希仁 ? 虛擬局域網(wǎng) VLAN 是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯組 。 ? 使用以太網(wǎng)交換機時，雖然在每個接口到主機的帶寬還是 10 Mb/s，但由于一個用戶在通信時是獨占而不是和其他網(wǎng)絡(luò)用戶共享傳輸媒體的帶寬，因此對于擁有 N 對接口的交換機的總?cè)萘繛? N?10 Mb/s。 ? 以太網(wǎng)交換機由于使用了專用的交換結(jié)構(gòu)芯片，其交換速率就較高。 4. 多接口網(wǎng)橋 ——以太網(wǎng)交換機 課件制作人：謝希仁 ? 以太網(wǎng)交換機的每個接口都直接與主機相連，并且一般都工作在 全雙工方式 。 ? 以太網(wǎng)交換機通常都有十幾個接口。 3. 源路由網(wǎng)橋 課件制作人：謝希仁 ? 1990 年問世的 交換式集線器 (switching hub)，可明顯地提高局域網(wǎng)的性能。源站在得知這些路由后，從所有可能的路由中選擇出一個最佳路由。 ? 源站以廣播方式向欲通信的目的站發(fā)送一個發(fā)現(xiàn)幀，每個發(fā)現(xiàn)幀都記錄所經(jīng)過的路由。 生成樹的得出 課件制作人：謝希仁 ? 透明網(wǎng)橋容易安裝，但網(wǎng)絡(luò)資源的利用不充分。 ? 為了避免產(chǎn)生轉(zhuǎn)發(fā)的幀在網(wǎng)絡(luò)中不斷地兜圈子。 透明網(wǎng)橋使用了生成樹算法 局域網(wǎng) 2 局域網(wǎng) 1 網(wǎng)橋 2 網(wǎng)橋 1 A F 不停地 兜圈子 ? ? A 發(fā)出的幀 ? F1 ? 網(wǎng)橋 1 轉(zhuǎn)發(fā)的幀 ? ? F2 網(wǎng)橋 2 轉(zhuǎn)發(fā)的幀 網(wǎng)絡(luò)資源白白消耗了 課件制作人：謝希仁 ? 互連在一起的網(wǎng)橋在進行彼此通信后，就能找出原來的網(wǎng)絡(luò)拓撲的一個子集。 ? 若轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的接口就是該幀進入網(wǎng)橋的接口，則應(yīng)丟棄這個幀（因為這時不需要經(jīng)過網(wǎng)橋進行轉(zhuǎn)發(fā)）。 ? 如沒有，則通過所有其他接口（但進入網(wǎng)橋的接口除外）按進行轉(zhuǎn)發(fā)。 ? 轉(zhuǎn)發(fā)幀 。如沒有，就在轉(zhuǎn)發(fā)表中增加一個項目（源地址、進入的接口和時間）。 網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)表中 登記以下三個信息 課件制作人：謝希仁 網(wǎng)橋的自學習和轉(zhuǎn)發(fā)幀 的步驟歸納 ? 網(wǎng)橋收到一幀后先進行 自學習 。 ? 把每個幀到達網(wǎng)橋的時間登記下來，就可以在轉(zhuǎn)發(fā)表中只保留網(wǎng)絡(luò)拓撲的 最新狀態(tài)信息 。 ? 這是因為以太網(wǎng)的拓撲可能經(jīng)常會發(fā)生變化，站點也可能會更換適配器（這就改變了站點的地址）。這時就把在“地址”欄下面已經(jīng)記下的源地址當作目的地址，而把記下的進入接口當作轉(zhuǎn)發(fā)接口。 ? 在建立轉(zhuǎn)發(fā)表時是把幀首部中的源地址寫在“地址”這一欄的下面。 2. 透明網(wǎng)橋 課件制作人：謝希仁 ? 若從 A 發(fā)出的幀從接口 x 進入了某網(wǎng)橋，那么從這個接口出發(fā)沿相反方向一定可把一個幀傳送到 A。 ? “透明”是指局域網(wǎng)上的站點并不知道所發(fā)送的幀將經(jīng)過哪幾個網(wǎng)橋，因為網(wǎng)橋?qū)Ω髡緛碚f是看不見的。 ? 若在發(fā)送過程中出現(xiàn)碰撞，就必須停止發(fā)送和進行退避。 使用網(wǎng)橋帶來的缺點 課件制作人：謝希仁 用戶層 IP MAC 站 1 用戶層 IP MAC 站 2 物理層 網(wǎng)橋 1 網(wǎng)橋 2 A B ? ? ? ? ? ? ? ? ? 用戶數(shù)據(jù) IPH MACH MACT DLH DLT ? ? ? ? ? ? ? ? ? 物理層 DL R MAC 物理層 物理層 DL R MAC 物理層 物理層 LAN LAN 兩個網(wǎng)橋之間還可使用一段點到點鏈路 網(wǎng)橋不改變它轉(zhuǎn)發(fā)的幀的源地址 課件制作人：謝希仁 ? 集線器在轉(zhuǎn)發(fā)幀時，不對傳輸媒體進行檢測。 ? 網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多 (不超過幾百個 )和通信量不太大的局域網(wǎng)，否則有時還會因傳播過多的廣播信息而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。 ? 在 MAC 子層并沒有流量控制功能。 ? 可互連不同物理層、不同 MAC 子層和不同速率（如 10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太網(wǎng)）的局域網(wǎng)。 ? 擴大了物理范圍。 ? 網(wǎng)橋具有過濾幀的功能。 用集線器擴展局域網(wǎng) 課件制作人：謝希仁 ? 在數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng)是使用 網(wǎng)橋 。 ? 缺點 ? 碰撞域增大了，但總的吞吐量并未提高。 幀間最小間隔 課件制作人：謝希仁 擴展的局域網(wǎng) 在物理層擴展局域網(wǎng) ? 主機使用光纖和一對光纖調(diào)制解調(diào)器連接到集線器 以太網(wǎng) 集線器 光纖 光纖 調(diào)制解調(diào)器 光纖 調(diào)制解調(diào)器 課件制作人：謝希仁 ? 某大學有三個系，各自有一個局域網(wǎng) 用多個集線器可連成更大的局域網(wǎng) 三個獨立的碰撞域 一系 二系 三系 碰撞域 碰撞域 碰撞域 課件制作人：謝希仁 用集線器組成更大的局域網(wǎng) 都在一個碰撞域中 一系 三系 二系 主干集線器 一個更大的碰撞域 碰撞域 課件制作人：謝希仁 ? 優(yōu)點 ? 使原來屬于不同碰撞域的局域網(wǎng)上的計算機能夠進行跨碰撞域的通信。 ? 一個站在檢測到總線開始空閑后，還要等待 ?s 才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)不負責重傳丟棄的幀。 ? 有效的 MAC 幀長度為 64 ~ 1518 字節(jié)之間。 第二個字段是幀開始定界符，表示后面的信息就是 MAC 幀。 當數(shù)據(jù)字段的長度小于 46 字節(jié)時， 應(yīng)在數(shù)據(jù)字段的后面加入整數(shù)字節(jié)的填充字段， 以保證以太網(wǎng)的 MAC 幀長不小于 64 字節(jié)。 課件制作人：謝希仁 以太網(wǎng) MAC 幀 物理層 MAC層 10101010101010 10101010101010101011 前同步碼 幀開始 定界符 7 字節(jié) 1 字節(jié) … 8 字節(jié) 插入 IP層 目的地址 源地址 類型 數(shù) 據(jù) FCS 6 6 2 4 字節(jié) 46 ~ 1500 IP 數(shù)據(jù)報 MAC 幀 以太網(wǎng)的 MAC 幀格式 課件制作人：謝希仁 MAC 幀