計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)單元4組建局域網(wǎng)_2以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)ppt課件

1、單元單元4 組建局域網(wǎng)組建局域網(wǎng)教學(xué)模塊二：以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)教學(xué)模塊二：以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)【知識目的】【知識目的】 1.以太網(wǎng)的概念以太網(wǎng)的概念 2.以太網(wǎng)的物理層；以太網(wǎng)的物理層； 3.以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層；以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層；【才干目的】【才干目的】 1. 具備分析以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀構(gòu)成的才干；具備分析以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀構(gòu)成的才干； 2. 具備了解具備了解CSMA/CD執(zhí)行過程的才干。執(zhí)行過程的才干。 教學(xué)目的教學(xué)目的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)Add Your Text 1975 1975年由年由XeroxXerox施樂公司提出施樂公司提出1980年由年由DEC、Intel和和Xer

2、ox三家公司開發(fā)三家公司開發(fā)19801980年提出世界上第一個局域網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范年提出世界上第一個局域網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范IEEEIEEE參照制定參照制定802.3802.3局域網(wǎng)國際規(guī)范局域網(wǎng)國際規(guī)范u 以太網(wǎng)的開展以太網(wǎng)的開展通常將按通常將按IEEE 802.3 規(guī)范消費的以太網(wǎng)產(chǎn)品簡稱為以太網(wǎng)。規(guī)范消費的以太網(wǎng)產(chǎn)品簡稱為以太網(wǎng)。一、以太網(wǎng)概述一、以太網(wǎng)概述計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)二、成熟運用的以太網(wǎng)物理層規(guī)范二、成熟運用的以太網(wǎng)物理層規(guī)范v 10BASE2 v 10BASE5 v 10BASE-T v 100BASE-TX v 100BASE-T2 v 100BASE-T4 v 100BASE-FX v

3、 1000BASE-SX v 1000BASE-LX v 1000BASE-CX v 1000BASE-TX 運轉(zhuǎn)速率基帶信號最大間隔，200米傳輸介質(zhì)是雙絞線還是光纖計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)成熟運用的以太網(wǎng)物理層規(guī)范成熟運用的以太網(wǎng)物理層規(guī)范v 10BASE2 v 10BASE5 v 10BASE-T v 100BASE-TX v 100BASE-T2 v 100BASE-T4 v 100BASE-FX v 1000BASE-SX v 1000BASE-LX v 1000BASE-CX v 1000BASE-TX 同軸電纜的物理規(guī)范，如今曾經(jīng)根本被淘汰運轉(zhuǎn)在五類雙絞線上的以太網(wǎng)規(guī)范

4、，所不同的是線路上信號的傳輸速率不同運轉(zhuǎn)在兩對三類雙絞線上的快速以太網(wǎng)；少用運轉(zhuǎn)在四對三類雙絞線上的快速以太網(wǎng)；少用運轉(zhuǎn)在光纖上的快速以太網(wǎng)運轉(zhuǎn)在同軸電纜上的1000M以太網(wǎng)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)以太網(wǎng)在傳輸速率上的開展規(guī)范以太網(wǎng)10M快速以太網(wǎng)100M千兆以千兆以太網(wǎng)太網(wǎng)萬兆以萬兆以太網(wǎng)太網(wǎng)提高傳輸速率計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)常見物理層規(guī)范：常見物理層規(guī)范：100BaseTX 2對雙絞線對雙絞線100BaseFX 光纜光纜100BaseT4 4對雙絞線對雙絞線(2019年年802.3u)缺乏：快速以太網(wǎng)仍是基于缺乏：快速以太網(wǎng)仍是基于CSMACD技術(shù)。技術(shù)。這點

5、在運用交換技術(shù)的這點在運用交換技術(shù)的LAN中就不存在了。中就不存在了。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)100Base-TX以太網(wǎng)物理層以太網(wǎng)物理層v 100BASE-TX是運轉(zhuǎn)在兩對五類雙絞線上的快速以太網(wǎng)物理層技術(shù)。v 它規(guī)定了：v 運轉(zhuǎn)的介質(zhì)是五類或更高類雙絞線；v 設(shè)備之間的接口采用RJ-45水晶頭；v 電平信號采用+5V和-5V交替的方式。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)100Base-TX以太網(wǎng)物理層以太網(wǎng)物理層v100BAST-TX用兩對雙絞線，一對用于發(fā)送，一對用于接納數(shù)據(jù)。做到了發(fā)送與接納的分別，這樣就隱含著一種全新的運做方式：全雙工方式。在這種方式下，數(shù)據(jù)可以同時接納和發(fā)送而互不干擾，大大提高效率，不過

6、這需求中間設(shè)備的支持，如今的以太網(wǎng)交換機就是這樣一種設(shè)備。 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)同種設(shè)備銜接需交叉同種設(shè)備銜接需交叉v需求留意的是，在銜接兩個一樣的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時比如網(wǎng)卡，需求把線序進展交叉，由于線路兩端的設(shè)備比如網(wǎng)卡的收發(fā)順序是一樣的，而兩端設(shè)備要進展直接銜接，其收發(fā)必需進展交叉，于是，必需在線路上進展交叉才干到達(dá)目的.計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)自動協(xié)商查看網(wǎng)卡屬性自動協(xié)商查看網(wǎng)卡屬性-高級高級-速度屬性速度屬性v 在基于雙絞線的以太網(wǎng)上，可以存在許多種不同的運做方式，在速度上有10M，100M不等，在雙工方式上有全雙工和半雙工等，為了減輕對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進展配置和維護的任務(wù)量，人們提出了自動協(xié)

7、商技術(shù)。自動協(xié)商只運轉(zhuǎn)在基于雙絞線的以太網(wǎng)上，是一種物理層的概念。 v 假設(shè)鏈路兩端的設(shè)備有一端不支持自動協(xié)商，那么支持自動協(xié)商的設(shè)備選擇一種默許的任務(wù)方式，比如10M半雙工方式運轉(zhuǎn)。這能夠會影響效率，由于不支持自動協(xié)商的設(shè)備能夠支持100M全雙工。這時，我們可以制止自動協(xié)商，并手工指定兩端設(shè)備的運轉(zhuǎn)方式，以加強效率。 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)千兆以太網(wǎng)了解千兆以太網(wǎng)了解2022-4-2512l 2019年6月IEEE正式推出了1000Mb/s的以太網(wǎng)處理方案l 千兆以太網(wǎng)采用的規(guī)范：IEEE802.3zIEEE 802 . 2 LLCIEEE 802.3 MAC ( CSMA /CD)GMII 千

8、兆介質(zhì)公用接口千兆介質(zhì)公用接口1000 BASET8B/10B 編解碼方式編解碼方式1000 BASETPAM 5 編解碼方式編解碼方式1000BASELX1000BASESX1000BASECX1000BASET單模光纖單模光纖多模光纖多模光纖STP5類類 UTP計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)萬兆以太網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)10G以太網(wǎng)同樣運用以太網(wǎng)同樣運用IEEE 802.3規(guī)規(guī)范的幀格式、全雙工效力和流量控范的幀格式、全雙工效力和流量控制方式。制方式。10G以太網(wǎng)技術(shù)相對復(fù)雜，與原來以太網(wǎng)技術(shù)相對復(fù)雜，與原來傳輸介質(zhì)不兼容，用光纖作為傳輸傳輸介質(zhì)不兼容，用光纖作為傳輸介質(zhì)。介質(zhì)。802.3任務(wù)組任務(wù)組于于200

9、0年制定的年制定的以太網(wǎng)規(guī)范以太網(wǎng)規(guī)范萬兆以太網(wǎng)了解萬兆以太網(wǎng)了解計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)三、以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層三、以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層-幀格式幀格式目前，有四種不同格式的以太網(wǎng)幀在運用，分別是：Ethernet II即DIX 2.0：Xerox與DEC、Intel在1982年制定的以太網(wǎng)規(guī)范幀格式。Cisco稱號為：ARPA。Ethernet 802.3 raw：Novell在1983年公布的公用以太網(wǎng)規(guī)范幀格式。Cisco稱號為：Novell-Ether。Ethernet 802.3 SAP：IEEE在1985年公布的Ethernet 802.3的SAP版本以太網(wǎng)幀格式。Cisco稱號為：SAP。

10、Ethernet 802.3 SNAP：IEEE在1985年公布的Ethernet 802.3的SNAP版本以太網(wǎng)幀格式。Cisco稱號為：SNAP。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的前導(dǎo)字符以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的前導(dǎo)字符v前導(dǎo)字符的作用是使接納節(jié)點進展同步并做好接納數(shù)據(jù)幀的預(yù)備。前7個字符均為10101010，稱為前同步碼，后一個字節(jié)10101011，為幀起始標(biāo)識符。v闡明：v不同以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀中各個字段的定義是不同的，而且彼此互不兼容，即它們的MAC幀構(gòu)造是不同的，但是上層的LLC幀構(gòu)造是一樣的。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)Ethernet II MAC幀格式幀格式v 以下是DIX Ethernet II以太

11、網(wǎng)幀構(gòu)造6Byte6B2B461500B4B目的目的MAC地址地址源源MAC地址地址類型類型數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)FCS用于標(biāo)志數(shù)據(jù)鏈路層的上層是什么協(xié)議：用于標(biāo)志數(shù)據(jù)鏈路層的上層是什么協(xié)議：0 x0800：表示：表示IP協(xié)議協(xié)議0 x0806：表示：表示ARP協(xié)議協(xié)議0 x8035：表示：表示RARP協(xié)議協(xié)議數(shù)據(jù)字段的長度必需在數(shù)據(jù)字段的長度必需在461500個字個字節(jié)之間，假設(shè)上層即網(wǎng)絡(luò)層下來的節(jié)之間，假設(shè)上層即網(wǎng)絡(luò)層下來的內(nèi)容長度不夠內(nèi)容長度不夠46字節(jié)，必需進展填字節(jié)，必需進展填充。充。整個幀長度如下：整個幀長度如下：最長為最長為1518字節(jié)字節(jié)最短為最短為64字節(jié)字節(jié)完成從目的完成從目的MAC地址

12、到數(shù)據(jù)地址到數(shù)據(jù)字段的校驗字段的校驗計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)1.以太網(wǎng)沖突域v沖突域是指銜接在同一介質(zhì)上的一切節(jié)點的集合，或者說是以太網(wǎng)上競爭同一帶寬的一切節(jié)點集合。這里“域的概念是指沖突在其中發(fā)生并傳播的區(qū)域，也可以被以為是共享網(wǎng)段。v在OSI模型中，沖突域被看作是第一層即物理層中的概念，銜接同一沖突域的設(shè)備有集線器、中繼器或者其他進展簡單復(fù)制信號的設(shè)備。四、以太網(wǎng)的沖突域和廣播域計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)中繼器中繼器v基帶信號傳輸過程中要發(fā)生衰減，如何添加傳輸間隔呢？v普通采用中繼器設(shè)備。v中繼器的作用：v 它將接納到的弱信號中的數(shù)據(jù)提出，放大并轉(zhuǎn)發(fā)信號計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)集線器集線器v

13、集線器是一種多端口的中繼器，也是網(wǎng)絡(luò)物理層的一種介質(zhì)銜接設(shè)備v 集線器的功能：v 把從一個端口上收到的信息在其他一切端口上廣播發(fā)送v 邏輯上仍屬于總線構(gòu)造，是共享式網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)集線器集線器2022-4-25 HUB HUB沖突域沖突域集線器集線器沖突域沖突域沖突域沖突域v HUB銜接的設(shè)備共享一個沖突域計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)2.以太網(wǎng)廣播域以太網(wǎng)廣播域 HUB HUB廣播域廣播域獨立的沖突域獨立的沖突域交換機交換機v在網(wǎng)絡(luò)通訊中，一個結(jié)點向一切結(jié)點發(fā)送音訊稱為廣播v網(wǎng)絡(luò)中能接納任何一結(jié)點發(fā)出的廣播幀的一切結(jié)點的集合稱為一個廣播域。獨立的沖突域獨立的沖突域第二層設(shè)備網(wǎng)橋，交換機可以分割沖突

14、域，也可以銜接不同的沖突域。但是不能分割廣播域計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)2.以太網(wǎng)廣播域以太網(wǎng)廣播域v 由于廣播域被以為是OSI中的第二層概念，所以像集線器和只具有第二層功能的交換機等設(shè)備銜接的節(jié)點被以為都是在同一個廣播域。許多設(shè)備都極易產(chǎn)生廣播數(shù)據(jù)，所以假設(shè)不維護，就會耗費大量的帶寬，降低網(wǎng)絡(luò)的效率。v 路由器和第三層交換機那么可以劃分廣播域，由于這些設(shè)備不轉(zhuǎn)發(fā)廣播的數(shù)據(jù)幀，即可以銜接不同的廣播域。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)沖突域和廣播域舉例沖突域和廣播域舉例v 圖中三個銜接設(shè)備假設(shè)都是集線器，那么有幾個沖突域？幾個廣播域？v 假設(shè)是一個交換機銜接了兩個集線器，那么有幾個沖突域？幾個廣播域？v 假設(shè)是一個路

15、由器銜接了兩個交換機，那么有幾個沖突域？幾個廣播域？計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)五、共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)五、共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)規(guī)范以太規(guī)范以太網(wǎng)的特性網(wǎng)的特性是一種共享型網(wǎng)絡(luò)是一種共享型網(wǎng)絡(luò)基帶網(wǎng)基帶網(wǎng)拓?fù)錁?gòu)造主拓?fù)錁?gòu)造主要是總線型要是總線型和星型和星型 傳輸介質(zhì)為同軸電傳輸介質(zhì)為同軸電纜、雙絞線和光纖纜、雙絞線和光纖是是IEEE802.3IEEE802.3規(guī)范，介規(guī)范，介質(zhì)訪問控制方法是質(zhì)訪問控制方法是CSMA/CDCSMA/CD共享式以太網(wǎng)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)2022-4-25共享式以太網(wǎng) 共享式以太網(wǎng)的典型代表是運用10Base2、10Base5的總線型網(wǎng)絡(luò)和以集線器為

16、中心的10Base- T星型網(wǎng)絡(luò)，本質(zhì)上并無區(qū)別。 匹 配 阻匹 配 阻抗抗一切銜接到集一切銜接到集線器的設(shè)備共線器的設(shè)備共享同一介質(zhì)，享同一介質(zhì)，其結(jié)果是它們其結(jié)果是它們也共享同一沖也共享同一沖 突域、廣播和突域、廣播和帶寬。帶寬。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)共享式以太網(wǎng)的任務(wù)特點共享式以太網(wǎng)的任務(wù)特點帶寬共享。任何一時辰，只需網(wǎng)絡(luò)上有一臺主機在發(fā)送幀，網(wǎng)絡(luò)上一切其他的主機都只能處于接納形狀，無法發(fā)送數(shù)據(jù)，這時一切的帶寬只分配給了正在傳 送數(shù)據(jù)的那臺主機。我們說平均分配帶寬指較長一段時間內(nèi)的各主機獲得的平均帶寬。帶寬競爭沖突檢測/防止機制不能支持多種速率計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基

17、礎(chǔ)處理共享式以太網(wǎng)存在的問題，提高網(wǎng)絡(luò)性能的主要思緒:采用網(wǎng)絡(luò)分段，將一個大型局域網(wǎng)劃分成多個子網(wǎng)段與段之間經(jīng)過一種“交換設(shè)備可以將一段接納到的信息，經(jīng)過簡單的處置轉(zhuǎn)發(fā)給另一段。2022-4-2510Mbps 網(wǎng)絡(luò)交換機網(wǎng)絡(luò)交換機計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)交換式以太網(wǎng)交換式以太交換式以太網(wǎng)的特性網(wǎng)的特性允許多對站點間允許多對站點間同時通訊同時通訊 交換式以太網(wǎng)可以與現(xiàn)有的規(guī)范以太網(wǎng)和快交換式以太網(wǎng)可以與現(xiàn)有的規(guī)范以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)完全兼容，實現(xiàn)無縫銜接速以太網(wǎng)完全兼容，實現(xiàn)無縫銜接 獨占傳輸通道，獨占傳輸通道，獨占帶寬獨占帶寬 高度的可擴展性高度的可擴展性和網(wǎng)絡(luò)延展性和網(wǎng)絡(luò)延展性 靈敏的接口速度靈敏的

18、接口速度 交換式以太網(wǎng)可以交換式以太網(wǎng)可以構(gòu)建構(gòu)建“虛擬網(wǎng)絡(luò)虛擬網(wǎng)絡(luò) 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)交換機交換機v 交換機銜接的設(shè)交換機銜接的設(shè)備具有獨立沖突備具有獨立沖突域，共享一個廣域，共享一個廣播域。播域。100M HUB一個沖突域一個沖突域10M交換機B10M100M100M10M10M100M10M10M100M交換機A10M一個沖突域一個沖突域一個沖突域一個沖突域一個沖突域一個沖突域一個沖突域一個沖突域 以太網(wǎng)交換機經(jīng)過判別數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址，從而將幀從適宜的端口發(fā)送出去。沖突域局限于交換機一個端口上計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)交換機交換機v 鏈路層設(shè)備v 根據(jù)幀頭部的目的MAC地址，將幀單點轉(zhuǎn)發(fā)到目的地址對應(yīng)的端口v 學(xué)習(xí)和維護MAC地址v 當(dāng)幀轉(zhuǎn)發(fā)到LAN網(wǎng)段, 用CSMA/CD 訪問 LAN網(wǎng)段v 透明v 主機不知道交換機的存在v 即插即用, 自學(xué)習(xí)v 交換機不需配置計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)交換機端口獨享帶寬交換機端口獨享帶寬假設(shè)交換機一個端口只銜接一個結(jié)點，那么這個結(jié)點就可以獨占整個帶寬，這類端口通常被稱作“公用端口；假設(shè)一個端口銜接一個與端口帶寬一樣的以太網(wǎng)，那么這個端口將被以太網(wǎng)中的一切結(jié)點所共享，這類端口被稱為“共享端口。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)交換機的數(shù)