以太網(wǎng)設(shè)備工作原理

HA130002

以太網(wǎng)設(shè)備工作原理ISSUE1.0常見的以太網(wǎng)設(shè)備包括Hub、交換機(jī)等，他們的工作原理也是不一樣的。Page

2學(xué)習(xí)完此課程，您將會(huì)：理解HUB、L2交換機(jī)和L3交換機(jī)的工作原理Page

3第1章共享式以太網(wǎng)第2章二層交換機(jī)的工作原理第3章三層交換機(jī)的工作原理Page

4共享式以太網(wǎng)原理：CSMA/CDPage

5CS（

Carrier

Sense

）：載波偵聽在發(fā)送數(shù)據(jù)之前進(jìn)行監(jiān)聽，以確保線路空閑，減少?zèng)_突的機(jī)會(huì)。MA（

Multiple

Access

）：多址訪問每個(gè)站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，可以同時(shí)被多個(gè)站點(diǎn)接收。CD（

Collision

Detection

）：沖突檢測(cè)邊發(fā)送邊檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)沖突就停止發(fā)送，然后延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間之后繼續(xù)發(fā)送。最小幀長(zhǎng)與最大傳輸距離Page

6最大傳輸距離：通常由線路質(zhì)量、信號(hào)衰減程度等因素決定。最小幀長(zhǎng)（64字節(jié)）：由最大傳輸距離和沖突檢測(cè)機(jī)制共同決定。Hub的工作模式注意：HUB僅僅是物理上的連接設(shè)備應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層物理層物理層HUB應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層Page

7Hub的工作原理12345INOUTOUTOUTOUT所有的HUB都是半雙工的Page

8HUB組建以太網(wǎng)的缺點(diǎn)Page

9實(shí)際上網(wǎng)絡(luò)中由HUB組建以太網(wǎng)實(shí)質(zhì)是一種共享式以太網(wǎng)，存在共享式以太網(wǎng)的所有缺陷：沖突嚴(yán)重；廣播泛濫；無任何安全性。第1章共享式以太網(wǎng)第2章二層交換機(jī)的工作原理第3章三層交換機(jī)的工作原理Page

10網(wǎng)橋/二層以太網(wǎng)交換機(jī)的工作模式應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層物理層物理層二層交換機(jī)應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層鏈路層鏈路層Page

11以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)Ethernet_IIDMACSMACLength/TDATA/PADFCSLength/Type值含義Length/T

>

1500Length/T

<=

1500代表了該幀的類型代表了該幀的長(zhǎng)度802.36Page

1262446～1500Ethernet_Ⅱ幀結(jié)構(gòu)0800IP數(shù)據(jù)報(bào)0806ARP請(qǐng)求/應(yīng)答8035RARP請(qǐng)求/應(yīng)答DMACSMACLength/TDATA/PADFCSPage

13802.3

幀結(jié)構(gòu)DSAPSSAPCTRLORGCODETYPEDATA1113238～14920800IP數(shù)據(jù)報(bào)0806ARP請(qǐng)求/應(yīng)答8035RARP請(qǐng)求/應(yīng)答DMACSMACLength/TDATA/PADFCSPage

14以太網(wǎng)的MAC地址24

bits24

bits48

bits供應(yīng)商代碼由供應(yīng)商分配例：00e0.fc39.803400e0.fc——IEEE為廠商分配的供應(yīng)商代碼39.8034——由供應(yīng)商按順序分配Page

15基于源地址學(xué)習(xí)分段1分段2ABCPORT1PORT2D交換機(jī)典型應(yīng)用交換機(jī)MAC地址所在端口MAC

A1MAC

B1MAC

C2MAC

D2Page

16基于目的地址轉(zhuǎn)發(fā)MACDMACA端口1MACDMACA端口2MAC地址所在端口MACA1MACB1MACC2MACD2Page

17二層交換機(jī)原理幀輸入泛洪該幀（源端口除外）轉(zhuǎn)發(fā)該幀（源端口除外）目的MAC地址地址表查找單播廣播沒有找到匹配條目查找成功Page

18三種交換模式Page

19Cut-Through交換機(jī)接收到前目的地址即開始轉(zhuǎn)發(fā)過程延遲小交換機(jī)不檢測(cè)錯(cuò)誤Store-and-Forward交換機(jī)接收完整的數(shù)據(jù)幀后開始轉(zhuǎn)發(fā)過程延遲取決于數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度交換機(jī)檢測(cè)錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的包將被丟棄Fragment-free交換機(jī)接收完數(shù)據(jù)包的前64字節(jié)（一個(gè)最短幀長(zhǎng)度），然后根據(jù)頭信息查表轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)檢查前64字節(jié)的錯(cuò)誤，一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤將丟棄。L2交換機(jī)的缺點(diǎn)Page

20L2帶來了以太網(wǎng)技術(shù)的重大飛躍，徹底解決了困擾以太網(wǎng)的沖突問題，極大的改進(jìn)了以太網(wǎng)的性能。并且以太網(wǎng)的安全性也有所提高。但以太網(wǎng)存在如下缺點(diǎn)：廣播泛濫安全性仍舊無法得到有效的保證其中廣播泛濫嚴(yán)重是L2以太網(wǎng)的主要缺點(diǎn)第1章共享式以太網(wǎng)第2章二層交換機(jī)的工作原理第3章三層交換機(jī)的工作原理Page

21三層交換機(jī)的特點(diǎn)Page

22在邏輯上，三層交換和路由是等同的，三層交換的過程就是IP報(bào)文選路的過程三層交換機(jī)的主要特點(diǎn)在具有二層功能的同時(shí)提供三層功能許多三層交換機(jī)用三層精確查找實(shí)現(xiàn)三層轉(zhuǎn)發(fā)針對(duì)局域網(wǎng)，對(duì)以太網(wǎng)進(jìn)行了優(yōu)化，大部分三層交換機(jī)只提供以太網(wǎng)接口和ATM局域網(wǎng)仿真接口選擇二層交換或三層交換幀輸入是否是路由接口的