【正文】 HUB多（一般情況下是 24個(gè)或更多），在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上卻比 HUB復(fù)雜得多， HUB內(nèi)部實(shí)際上是一條共享的總線，各個(gè)端口共享該總線進(jìn)行 CSMA/CD方式的通信，以太網(wǎng)交換機(jī)內(nèi)部也是一條總線，但該總線帶寬要比 HUB內(nèi)部的總線高得多，足以讓全部端口互相同時(shí)通信而沒(méi)有阻塞。 Hub 同軸電纜 ? 共享式以太網(wǎng)中，所有的終端主機(jī)都處于同一個(gè)沖突域中，局域網(wǎng)中的所有接入終端共享總線的帶寬。 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）。 (6) 交換機(jī)與路由器的區(qū)別 性能、吞吐能力：交換機(jī)比網(wǎng)橋和路由器高得多； 原因：交換機(jī)只要識(shí)別信息幀的源地址和目的地址即可，并不對(duì)幀進(jìn)行拆開(kāi)、檢查協(xié)議等，時(shí)延比路由器小。 交換機(jī)比網(wǎng)橋和路由器的性能和吞吐能力更高 交換機(jī) (4)交換的概念 (基本思想 ) 交換技術(shù)就是為終端用戶(hù)提供專(zhuān)用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，它把傳統(tǒng)以太網(wǎng)一次只能為一個(gè)用戶(hù)服務(wù)的 “ 獨(dú)占 ” 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變成一個(gè)平行處理系統(tǒng)，即把它們連接到一個(gè)高速背板總線，為每個(gè)用戶(hù)提供一條交換通道。 (2) 交換式局域網(wǎng)是高度可擴(kuò)充的，其帶寬隨著用戶(hù)數(shù)的增加而擴(kuò)張。 網(wǎng)橋的層次結(jié)構(gòu) 網(wǎng)橋幀轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)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)。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(gè) LAN有一個(gè) 12位的編號(hào)，每個(gè)網(wǎng)橋有一個(gè) 4位的編號(hào)； 其缺點(diǎn)是測(cè)試幀的發(fā)送增加了網(wǎng)絡(luò)的信息流量，可能形成“廣播風(fēng)暴”，甚至可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象。 源路由選擇網(wǎng)橋的主要特點(diǎn)： 源路選網(wǎng)橋由發(fā)送幀的源結(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)路由選擇； 源路由網(wǎng)橋假定每個(gè)結(jié)點(diǎn)在發(fā)送幀時(shí)，都已經(jīng)清楚地知道發(fā)往各個(gè)目的結(jié)點(diǎn)的路由，因而在發(fā)送幀時(shí)將詳細(xì)的路由信息放在幀的首部中； 為了發(fā)現(xiàn)適合的路由，源結(jié)點(diǎn)以廣播方式向目的結(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)用于探測(cè)的發(fā)現(xiàn)幀； 發(fā)現(xiàn)幀將在整個(gè)通過(guò)網(wǎng)橋互連的局域網(wǎng)中沿著所有可能的路由傳送； 當(dāng)這些發(fā)現(xiàn)幀到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)，就沿著各自的路由返回源結(jié)點(diǎn)； 源結(jié)點(diǎn)在得到這些路由信息之后，從所有可能的路由中選擇出一個(gè)最佳路由。剩下的網(wǎng)橋留作備用。 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(shù)（ Span Tree—生成樹(shù)）。 由于透明橋中隱含了路由選擇的能力，因此，有時(shí)人們也認(rèn)為透明橋?qū)嵸|(zhì)上是一個(gè)路由器，至少是一個(gè)簡(jiǎn)單的路由器。 ，在地址表中查找信宿結(jié)點(diǎn)地址，如果表中有對(duì)應(yīng)的地址，幀被轉(zhuǎn)發(fā)到指定的網(wǎng)絡(luò)。從而使網(wǎng)橋“了解”哪些結(jié)點(diǎn)來(lái)自于（屬于）哪個(gè)子網(wǎng)（ LAN）。 透明橋的原理十分簡(jiǎn)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。 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(diǎn)： 透明網(wǎng)橋由各個(gè)網(wǎng)橋自己來(lái)決定路由選擇，局域網(wǎng)上的各結(jié)點(diǎn)不負(fù)責(zé)路由選擇，網(wǎng)橋?qū)τ诨ミB局域網(wǎng)的各結(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)是 “ 透明 ” 的； 透明網(wǎng)橋一般用在兩個(gè)使用同樣的 MAC層協(xié)議的網(wǎng)段之間的互連。 6. 網(wǎng)橋“盲目地”廣播會(huì)使網(wǎng)絡(luò)無(wú)用的通信量劇增，造成“廣播風(fēng)暴” ,如下圖所示： 網(wǎng)橋的工作過(guò)程 : 網(wǎng)橋最常見(jiàn)的用法是用于連接兩個(gè)局域網(wǎng)，下圖給出了兩個(gè)局域網(wǎng)通過(guò)網(wǎng)橋互聯(lián)的工作原理。網(wǎng)橋通過(guò)分析幀的源MAC地址得到 MAC地址與端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并寫(xiě)入地址 /端口對(duì)應(yīng)表； 網(wǎng)橋軟件對(duì)地址 /端口對(duì)應(yīng)表進(jìn)行不斷的更新，并定時(shí)檢查，刪除在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有更新的地址 /端口項(xiàng)； 幀的路由過(guò)程 1) 目的 LAN與源 LAN相同，則丟棄幀； 2) 目的 LAN與源 LAN不同，則轉(zhuǎn)發(fā)幀； 3) 目的 LAN未知，則洪泛幀，并逆向?qū)W習(xí)。收到幀后 ,查詢(xún)地址 /端口對(duì)應(yīng)表來(lái)確定是丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)。 雙絞線以太網(wǎng)： 10BaseT 雙絞線， UTP(Unshielded Twisted Paired ) 5類(lèi)（ 4對(duì)） 集線器 HUB， 8口， 12口， 24口等 接口： RJ45， 也有 BNC或光纖接口， 站點(diǎn)和集線器距離應(yīng)小于 100m RJ－ 45 接口標(biāo)準(zhǔn)和雙絞線： MAC層的硬件地址 三種地址 (三種幀 )： 單播地址 (I/G=0),單播幀 組播地址 (I/G=1),組播幀 廣播地址 (全 1)，廣播幀 全局管理 ：地址全球唯一 本地管理 ：局部唯一 (自行分配 ) 采用轉(zhuǎn)發(fā)器和集線器 集線器 HUB的特點(diǎn) (1) 用電子器件模擬實(shí)際電纜的工作 使用集線器的以太網(wǎng)在邏輯上仍是一個(gè)總線網(wǎng) 各工作站使用的還是 CSMA/CD協(xié)議 (2) 每個(gè)端口都具有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的功能 (3) 采用集線器擴(kuò)展局域網(wǎng)使沖突域擴(kuò)大 基于共享式集線器（ HUB）的以太網(wǎng) ? 為什么不簡(jiǎn)單地采用一個(gè)大的 LAN？ 交換式局域網(wǎng) 網(wǎng)橋 (bridge)： 是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的一種網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，它在互連的 LAN之間實(shí)現(xiàn)幀的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)。 2)10BASEFL(Link, 異步點(diǎn) 點(diǎn)鏈路 ) 一個(gè) 10BASEFL段可以連接兩塊網(wǎng)卡、兩個(gè)中繼器、一塊網(wǎng)卡和一個(gè)中繼器或者兩個(gè)交換機(jī)，它是距離可長(zhǎng)達(dá)2km的點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路。將信號(hào)放大并整形后再轉(zhuǎn)發(fā)，消除信號(hào)傳輸?shù)氖д婧退p 10BaseF (1) 使用光纖進(jìn)行長(zhǎng)距離連接，最適于建筑物間的連接 (2) 3個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 1) 10BASEFP(Passive 無(wú)源的 ) 定義了一個(gè)最多能把 33個(gè)站點(diǎn)連接到一個(gè)無(wú)源中心的星型系統(tǒng)。 傳統(tǒng)以太網(wǎng)的連接方法 類(lèi)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(cè) 電氣隔離 超長(zhǎng)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(wú)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。但 10BASEF有些例外，其中的 T表示雙絞線、 F表示光纖。 網(wǎng)卡的作用 10BASE5 10BASE2 10BASET 10BROAD36 10BASEF 傳輸媒體 編碼技術(shù) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 最大段長(zhǎng) 每段節(jié)點(diǎn) 基帶同軸電纜 曼徹斯特碼 總 線 500 m 100 基帶同軸電纜 曼徹斯特碼 總 線 185 m 30 非屏蔽雙絞線 曼徹斯特碼 星 形 100 m 寬帶同軸電纜 差分 PSK碼 總線 /樹(shù)形 1800 m 850 nm光纖 曼徹斯特碼 星 形 500 m 33 IEEE 物理層規(guī)范 IEEEE 委員會(huì)在定義可選的物理配置方面表現(xiàn)了極大的多樣性和靈活性。數(shù)據(jù)封裝 (發(fā)送和接收數(shù)據(jù)封裝 )包括成幀 (幀同步和幀定界 )、編址 (源地址及目的地址的處理 )和差錯(cuò)檢測(cè)(物理媒體傳輸差錯(cuò)的檢測(cè) )等；媒體訪問(wèn)管理包括媒體分配和競(jìng)爭(zhēng)處理。 類(lèi)型字段標(biāo)識(shí)出以太網(wǎng)幀所攜帶的上層數(shù)據(jù)類(lèi)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(lèi)型協(xié)議數(shù)據(jù)等 。由于除了數(shù)據(jù)字段和填充字段外 ,其余字段的總長(zhǎng)度為 18個(gè)字節(jié) ,所以當(dāng)數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度為 0時(shí) ,填充字段必須有 46個(gè)字節(jié)。這是因?yàn)檎诎l(fā)送時(shí)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(wú)效幀 , MAC幀的 最短幀長(zhǎng) 。全局地址則是由 IEEE統(tǒng)一分配的 ,采用全局地址的網(wǎng)卡出廠時(shí)被賦予惟一的 IEEE地址 ,使用這種網(wǎng)卡的站點(diǎn)也就具有了全球獨(dú)一無(wú)二的物理地址。在 6字節(jié)地址字段中 ,可以利用其 48位中的次高位來(lái)區(qū)分是局部地址還是全局地址。DA字段為全 1,則表示廣播地址 ,該地址指定網(wǎng)絡(luò)上所有的站點(diǎn)。 DA字段最高位為 0表示單個(gè)地址 ,該地址僅指定網(wǎng)絡(luò)上某個(gè)特定站點(diǎn) 。 地址字段 :包括目的地址字段 DA和源地址字段 SA。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(kāi)始。這 8個(gè)字段中除了數(shù)據(jù)字段和填充字段外，其余的長(zhǎng)度都是固定的。這種方法在低負(fù)荷時(shí) (如介質(zhì)空閑 )，要發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站點(diǎn)能立即發(fā)送；在重負(fù)荷時(shí)，仍能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 二進(jìn)制指數(shù)退避算法是按后進(jìn)先出的次序控制的，即未發(fā)生沖突或很少發(fā)生沖突的數(shù)據(jù)幀，具有優(yōu)先發(fā)送的概率；而發(fā)生過(guò)多次沖突的數(shù)據(jù)幀，發(fā)送成功的概率就更少。 退避算法 在 CSMA/CD 算法中，一旦檢測(cè)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。也即最壞情況下，對(duì)于基帶 CSMA/CD 來(lái)說(shuō)，檢測(cè)出一個(gè)沖突的時(shí)間等于任意兩個(gè)站點(diǎn)之間最大傳播時(shí)延的兩倍 (2tp)。當(dāng) A 站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)接近于最大傳播時(shí)延 tp時(shí)， B 站點(diǎn)正好也發(fā)送數(shù)據(jù)，此時(shí)沖突便發(fā)生。從一個(gè)站點(diǎn)開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)到另一個(gè)站點(diǎn)開(kāi)始接收數(shù)據(jù)，也即載波信號(hào)從一端傳播到另一端所需的時(shí)間，稱(chēng)為信號(hào)傳播時(shí)延。 載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn) /沖突檢測(cè) CSMA/CD 的代價(jià)是用于檢測(cè)沖突所花費(fèi)的時(shí)間。這樣，通道容量就不致白白傳送已受損的幀，可以提高總線的利用率。 一種 CSMA 的改進(jìn)方案是使發(fā)送站點(diǎn)傳輸過(guò)程中仍繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)媒體，以檢測(cè)是否存在沖突。 圖 CSMA 堅(jiān)持和退避 在 CSMA 中，由于信道傳播時(shí)延的存在，即使總線上兩個(gè)站點(diǎn)沒(méi)有監(jiān)聽(tīng)到載波信號(hào)而發(fā)送幀時(shí)，仍可能會(huì)發(fā)生沖突。所以必須選擇適當(dāng) P 值使 NP＜ 1。如果選擇 P 過(guò)大，使 NP＞ 1，表明有多個(gè)站點(diǎn)試圖發(fā)送，沖突就不可避免。問(wèn)題在于如何選擇 P 的值，這要考慮到避免重負(fù)載下系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。 （ 3）發(fā)現(xiàn)信道忙則持續(xù)等待，直至信道空閑，再以概率 P 發(fā)送數(shù)據(jù) 。一個(gè)時(shí)間單位通常等于最大傳播時(shí)延的 2倍。 這種算法的優(yōu)點(diǎn)是：只要介質(zhì)空閑，站點(diǎn)就立即發(fā)送，避免了介質(zhì)利用率的損失；其缺點(diǎn)是：假若有兩個(gè)或兩個(gè)以上的站點(diǎn)有數(shù)據(jù)要發(fā)送，沖突就不可避免。不堅(jiān)持算法的缺點(diǎn)是：即使有幾個(gè)站點(diǎn)都有數(shù)據(jù)要發(fā)送，但由于大家都在延遲等待過(guò)程中，致使介質(zhì)仍可能處于空閑狀態(tài)，使用率降低。 堅(jiān)持退避算法 （ 1） 不堅(jiān)持 CSMA ： （ A） 假如介質(zhì)空閑 ， 則發(fā)送； （ B） 假如介質(zhì)忙則等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間后 ， 重復(fù)第一步 。 如果信道忙 ， 就暫不發(fā)送 ， 在等待一定間隔后重試 。Ｐ 122 爭(zhēng)用協(xié)議 CSMA 載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn) CS:Carrier Sense 載波監(jiān)聽(tīng) 站點(diǎn)在為發(fā)送幀而訪問(wèn)傳輸信道之前，首先監(jiān)聽(tīng) 信道有無(wú)載波，若有載波，說(shuō)明已有用戶(hù)在使用信道， 則不發(fā)送幀以避免沖突。 （ 3）爭(zhēng)用：所有站點(diǎn)都可以爭(zhēng)用介質(zhì)，這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單，對(duì)輕負(fù)載或中等負(fù)載的系統(tǒng)比較有效，適合于猝發(fā)式的通信。 介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議的三個(gè)基本要素： ? 協(xié)議簡(jiǎn)單 ?