【大學(xué)】本科網(wǎng)絡(luò)課程講義：網(wǎng)橋(,32頁(yè))ppt課件

1、5.5 網(wǎng)橋n網(wǎng)橋是用來(lái)銜接局域網(wǎng)的互連設(shè)備，任務(wù)在數(shù)據(jù)鏈路層。n轉(zhuǎn)發(fā)局域網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)幀，必要時(shí)進(jìn)展幀格式轉(zhuǎn)換n能隔離以太網(wǎng)中的碰撞n域，但不能隔離廣播域n丟棄出錯(cuò)幀網(wǎng)橋的任務(wù)原理網(wǎng)橋所存在的問(wèn)題n在銜接不同類型的局域網(wǎng)時(shí)，網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)存在以下主要問(wèn)題：n不同的幀格式n由于幀格式的不同，需求重新組幀，某些域需求丟棄或產(chǎn)生如802.11幀的繼續(xù)時(shí)間，還需求重新生成檢驗(yàn)和。n不同的數(shù)據(jù)速率802.11速率較低n由于速率不同，網(wǎng)橋需求用緩沖區(qū)存儲(chǔ)來(lái)不及傳輸?shù)膸?。網(wǎng)橋所存在的問(wèn)題續(xù)n最大幀的長(zhǎng)度n由于802規(guī)范本身不提供把長(zhǎng)幀分片的功能，因此對(duì)于太長(zhǎng)的幀只好丟棄。n平安性問(wèn)題n802.11可以支持加密，

2、以太網(wǎng)不支持n效力質(zhì)量問(wèn)題n802.11采用PCF可以支持QoS，802.3不支持。網(wǎng)橋的類型n透明網(wǎng)橋transparent bridgen源路由選擇網(wǎng)橋source routing bridge透明網(wǎng)橋transparent bridgen當(dāng)網(wǎng)橋銜接局域網(wǎng)的初期，網(wǎng)橋的地址查找表的一切表項(xiàng)均為空。n采用逆向?qū)W習(xí)法backward learning)產(chǎn)生目的地址查找表。n假設(shè)數(shù)據(jù)幀的源地址和目的地址屬于同一個(gè)LAN，那么丟棄該幀。n當(dāng)數(shù)據(jù)幀的目的地址在網(wǎng)橋地址表上查找不到時(shí)，采用分散法進(jìn)展轉(zhuǎn)發(fā)，即向除接納端口以外的一切端口轉(zhuǎn)發(fā)。n網(wǎng)橋的地址查找表定期更新。BridgeBridgePort1P

3、ort2A1A2A3A4B1B2B3B4C1C2C3A1A2A3A4B1B2B3B4Port1Port2A1A2A3A4C1C2C3Port1Port2Address tables whichassign MAC addresseswith portsTransparent bridges with address tables并行parallel透明網(wǎng)橋的問(wèn)題n為了提高可靠性，可設(shè)置并行的兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)橋，但會(huì)在拓?fù)錁?gòu)造上產(chǎn)生回路，導(dǎo)致阻塞。n處理的方法是采用生成樹算法。生成樹spanning tree網(wǎng)橋n經(jīng)過(guò)網(wǎng)橋之間的相互通訊，去掉一些會(huì)呵斥回路的冗余鏈路，構(gòu)造一棵可覆蓋每個(gè)LAN的生成樹

4、去取代實(shí)踐的拓?fù)錁?gòu)造。確保恣意兩個(gè)LAN之間只需獨(dú)一的一條途徑。n首先每個(gè)網(wǎng)橋廣播其序列號(hào)獨(dú)一，選取序列號(hào)最小的網(wǎng)橋作為生成樹的根。然后再按根到每個(gè)網(wǎng)橋的最短途徑來(lái)構(gòu)造生成樹。此算法不斷任務(wù)，自動(dòng)地檢查拓?fù)錁?gòu)造的變化并更新生成樹。源路由選擇網(wǎng)橋source routing bridgen中心思想是假定每個(gè)幀的發(fā)送者都知道接納者能否在同一LAN中。n當(dāng)發(fā)送一幀到另外的LAN時(shí)，發(fā)送端將幀頭中的目的地址的高位置1。另外還在此頭中參與途徑。n如從A到B指定途徑為R1，BX，R2n每個(gè)LAN和網(wǎng)橋都有本人的編號(hào)n源端獲取途徑的方法是n發(fā)送一查找目的地址的廣播幀n當(dāng)呼應(yīng)幀前往時(shí)，途徑的網(wǎng)橋n都將本人的標(biāo)

5、識(shí)記錄在呼應(yīng)幀中Ring 2Ring 3Ring 1Bridge XBridge ZBridge YSourceADestinationB兩者的比較特點(diǎn)特點(diǎn)透明網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋源路由網(wǎng)橋源路由網(wǎng)橋面向無(wú)連接面向連接透明性完全透明不透明配置方式自動(dòng)手工路由次優(yōu)化優(yōu)化定位逆向?qū)W習(xí)發(fā)查找?guī)幚碛删W(wǎng)橋處理由主機(jī)處理復(fù)雜性在網(wǎng)橋中在主機(jī)中5.6 交換式局域網(wǎng)n共享媒體的局域網(wǎng)問(wèn)題n碰撞降低了信道的傳輸效率n媒體共享其實(shí)就是帶寬共享，每個(gè)主機(jī)的帶寬不能保證n交換式局域網(wǎng)n采用星型拓?fù)錁?gòu)造，用交換機(jī)銜接主機(jī)n交換機(jī)任務(wù)在數(shù)據(jù)鏈路層，能隔離碰撞域以太網(wǎng)的交換技術(shù)n交換機(jī)switch源自于多端口網(wǎng)橋bridge

6、，采用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)方式在各端口之間進(jìn)展數(shù)據(jù)幀的交換n交換機(jī)檢測(cè)每個(gè)到達(dá)數(shù)據(jù)的幀頭n根據(jù)數(shù)據(jù)幀的目的地址查找輸出端口n假設(shè)地址查找表中沒(méi)有該表項(xiàng)，交換機(jī)就向一切端口除接納端口轉(zhuǎn)發(fā)n地址查找表是經(jīng)過(guò)幀的源地址與到達(dá)端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系建立的Hub外部看上去象一個(gè)星型構(gòu)造內(nèi)部仍是總線構(gòu)造Ethernet repeat hubs中繼Repeat型HUB與交換型HUB的區(qū)別 n中繼型 HUB是根據(jù)CSMA/CD方式進(jìn)展任務(wù)的，在某一時(shí)辰只允許有一個(gè)用戶發(fā)送數(shù)據(jù)例如用戶C發(fā)送數(shù)據(jù)，假設(shè)兩個(gè)用戶同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，就會(huì)發(fā)送碰撞，而交換型HUB中，用戶C和B通訊時(shí)，A和D也能同時(shí)進(jìn)展通訊。 交換機(jī)的任務(wù)原理 交換機(jī)有三種交

7、換方式 n切換方式Cut & Through n切換方式也可稱為在線on the line方式，它只參照MAC幀頭的目的地址，接納到數(shù)據(jù)幀的頭6個(gè)字節(jié)后就可查找內(nèi)部MAC地址表，找到輸出端口后立刻輸出。因此從幀的接納到轉(zhuǎn)發(fā)它的內(nèi)部時(shí)延很小，對(duì)延時(shí)敏感的多媒體業(yè)務(wù)非常有效。n缺陷是不檢查幀的正確與否，并且不能匹配不同速率的傳輸端口，也不能銜接異種類型的鏈路，如以太網(wǎng)與FDDI、以太網(wǎng)與ATM等。n存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式Store & Forward n存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式將數(shù)據(jù)幀從頭到尾全部接納后先存放到內(nèi)存，檢查幀的FCS后再進(jìn)展轉(zhuǎn)發(fā)。丟棄錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)幀，這對(duì)要求高可靠性的客戶-效力器系統(tǒng)非常有效。另外，它還能與

8、不同傳輸速率的鏈路和不同類型的鏈路進(jìn)展互連。n缺陷是延時(shí)相對(duì)要大一些。n自在分段方式Fragment Free n自在分段方式只檢查幀長(zhǎng)小于64字節(jié)的短數(shù)據(jù)幀的FCS，由于根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，短數(shù)據(jù)幀的比例較高，所以運(yùn)用這種方法兼顧了前兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，但和切換方式一樣，這種方法也不能銜接傳輸速率不同或類型不同的異種鏈路。LocalserverLocalprinterWorkgroupnodesDesktop switchLocalserverLocalprinterWorkgroupnodesDesktop switchMain serverNetwork backbone connection廣播

9、和組播數(shù)據(jù)源n網(wǎng)絡(luò)中主要有以下幾種廣播和組播源：n1主機(jī)的地址解析ARP懇求：當(dāng)一個(gè)主機(jī)需求發(fā)送數(shù)據(jù)，而它的高速緩沖器中又沒(méi)有目的IP地址所對(duì)應(yīng)的MAC媒體訪問(wèn)控制地址時(shí)，主機(jī)就會(huì)向子網(wǎng)上的全體成員廣播ARP懇求。n2路由器之間的路由信息RIP：有的管理員為子網(wǎng)上的每個(gè)主機(jī)配置了路由信息協(xié)議RIP，每隔30秒，RIP就向其它的RIP路由器廣播路由表。n3組播運(yùn)用：組播常用于多媒體信息的傳輸，如會(huì)議電視，會(huì)議等，特別是會(huì)議電視，其數(shù)據(jù)量很大。在交換型LAN上，組播業(yè)務(wù)會(huì)傳輸?shù)矫恳粋€(gè)網(wǎng)段。n交換機(jī)的運(yùn)用只能提高每個(gè)用戶的運(yùn)用帶寬，并不能隔離廣播業(yè)務(wù)量，而虛擬LAN(VLAN)技術(shù)就是一種替代路由器

10、來(lái)隔離廣播業(yè)務(wù)量的處理方法。5.7 虛擬局域網(wǎng)nVLAN就是由一組終端構(gòu)成的邏輯上的局域網(wǎng) nVLAN可以粗略地等同于一個(gè)廣播域broadcast domain Screen Monitor IIScreen Monitor IIScreen Monitor IIScreen Monitor IIScreen Monitor IIScreen Monitor IIScreen Monitor IIScreen Monitor IIScreen Monitor IIVLAN AVLAN BSWITCH #1SWITCH #2Backbone connecting multiple switche

11、sVLAN的定義方法 n(1基于端口的VLAN n易操作、直觀,是最通用的方法；缺陷：計(jì)算機(jī)換端口時(shí)需重新配置n(2基于MAC地址的VLAN n基于用戶的VLAN；缺陷：需求人工配置n(3)基于第三層的VLAN n復(fù)雜n(4)基于IP組播multicast的VLANn動(dòng)態(tài)VLAN VLAN的規(guī)范n1996年3月，IEEE802.1因特網(wǎng)任務(wù)分會(huì)完成了VLAN規(guī)范的初步研討 ，制定了IEEE802.1Q/P nVLAN的幀標(biāo)志的規(guī)范格式由802.1Q協(xié)議規(guī)定 n802.1p協(xié)議規(guī)定了多媒體運(yùn)用中所要求的業(yè)務(wù)量等級(jí)及其控制規(guī)程，還提供了動(dòng)態(tài)控制組播組的通訊功能。 VLAN的優(yōu)點(diǎn)n減少局域網(wǎng)成員挪動(dòng)

12、所帶來(lái)的費(fèi)用及任務(wù)量。 n組成虛擬任務(wù)組。 n添加平安性。 n控制廣播業(yè)務(wù)量，添加LAN規(guī)模。 VLAN的幀格式nVLAN有兩種不同的信息表示方式，一種是在MAC幀內(nèi)帶有VLAN標(biāo)志的顯式表示方法，另一種是MAC幀內(nèi)不帶VLAN標(biāo)志的隱含表示方法。 n在無(wú)標(biāo)志的數(shù)據(jù)幀中，那么利用數(shù)據(jù)幀的MAC地址或交換設(shè)備的端口號(hào)來(lái)識(shí)別數(shù)據(jù)幀所屬的VLAN組。 CFI：控制信息標(biāo)志，標(biāo)識(shí)附加信息的有無(wú)；VID：VLAN標(biāo)識(shí)符對(duì)于以下情況下接納到的數(shù)據(jù)幀作丟棄處置 ：接納到的數(shù)據(jù)幀所屬的VLAN組與接納端口相關(guān)的VLAN組不一致時(shí)，丟棄此數(shù)據(jù)幀。在各端口，可以設(shè)定能接納的幀類型如帶VLAN標(biāo)志的幀、無(wú)標(biāo)志幀。當(dāng)接納的幀與端口設(shè)定不符時(shí)，就丟棄此幀。 VLAN間的通訊nVLAN間的通訊需求路由器轉(zhuǎn)發(fā)Screen Monitor IIScreen Monitor IIScreen Monitor IIScreen Monit