第九章-以太網(wǎng)技術(shù)文輯

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)西南石油大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院第九章以太網(wǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)n描述以太網(wǎng)的演變過程n說明以太網(wǎng)幀的各個(gè)字段n描述以太網(wǎng)協(xié)議所用介質(zhì)訪問控制方法的功能和特性n描述以太網(wǎng)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能n比較以太網(wǎng)集線器和交換機(jī)n解釋地址解析協(xié)議 (ARP)9.1 以太網(wǎng)概述第 5頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)局域網(wǎng)n局域網(wǎng)為一個(gè)單位所擁有，地理范圍和站點(diǎn)數(shù)目均有限。而且一般來講，LAN的數(shù)據(jù)率較高，誤碼率和延時(shí)都比較低。n局域網(wǎng)技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中非常重要的一個(gè)分支。LAN是組成Internet的基礎(chǔ)，其實(shí)Internet就是許多LAN通過WAN互聯(lián)組成的。n大家以后工作中所處理的絕大多數(shù)問題也是LAN的問題。

2、第 6頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)歷史上的局域網(wǎng)類型n以太網(wǎng)nToken RingnFDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)nATM(異步傳輸模式)以太網(wǎng)-標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施n以太網(wǎng)(Ethernet)指的是由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范，是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)絡(luò)使用CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測(cè))技術(shù)，并以10M/S的速率運(yùn)行在多種類型的電纜上。n1985 年，本地和城域網(wǎng)的電氣電子工程師協(xié)會(huì) (IEEE) 標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)發(fā)布了 LAN 標(biāo)準(zhǔn)-它們統(tǒng)稱為它們統(tǒng)稱為IEEE 802IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)；nIEEE 802標(biāo)準(zhǔn)之間

3、的關(guān)系： 802.10 可互操作的局域網(wǎng)安全802.2 邏輯鏈路控制子層802.3CSMA/CD802.4令牌總線802.5令牌環(huán)802.6城域網(wǎng)802.9語音與數(shù)據(jù)綜合局域網(wǎng)802.11無線局域網(wǎng) 802.1 體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) IEEE 802參考模型802.3定義了定義了CSMA/CD介質(zhì)訪問控制子層與物理層的標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)訪問控制子層與物理層的標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究?jī)?nèi)容 應(yīng) 用 層表 示 層會(huì) 話 層傳 輸 層網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù)據(jù)鏈路層物 理 層O OS SI I參參考考模模型型邏輯鏈路控制子層I IE EE EE E 8 80 02 2參參考考模模型型介質(zhì)訪問控制子層物 理 層n和OSI模型相比

4、，LAN模型相當(dāng)于OSI的最低兩層。n物理層用來建立物理連接，是必須的。n數(shù)據(jù)鏈路層把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成幀來傳輸，并實(shí)現(xiàn)幀的順序控制、差錯(cuò)控制及流量控制等功能，使不可靠的物理鏈路變成可靠的數(shù)據(jù)鏈路，也是必要的。以太網(wǎng)-第1層和第2層第 10頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)以太網(wǎng)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)在第 1 層上涉及信號(hào)、在介質(zhì)中傳輸?shù)谋忍亓?、將信?hào)放到介質(zhì)上的物理組件以及各種拓?fù)?，它在設(shè)備之間的通信中扮演主要角色。以太網(wǎng)-第1層和第2層n數(shù)據(jù)鏈路層極大地促進(jìn)了技術(shù)兼容性和計(jì)算機(jī)通信。以太網(wǎng)以太網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層 n為使數(shù)據(jù)鏈路層能更好地適應(yīng)多種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，802 委員會(huì)將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)

5、子層：邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control)LLC (Logical Link Control)子層子層介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制 MAC (Medium Access Control)MAC (Medium Access Control)子層。子層。第 13頁n在IEEE 802成立之前，采用不同的傳輸介質(zhì)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)大量存在，這些局域網(wǎng)采用不同的介質(zhì)訪問控制方式，各有特點(diǎn)和適用場(chǎng)合。IEEE 802無法用統(tǒng)一的方法取代它們，只能允許其存在。n因而IEEE 802為每種介質(zhì)訪問方式制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，從而形成了多種介質(zhì)控制（MAC）協(xié)議。n為使各種介質(zhì)訪

6、問控制方式能與上層接口并保證傳輸可靠，所以在其上又制定了一個(gè)單獨(dú)LLC子層。數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層第 14頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層n這樣，僅MAC子層依賴于具體的物理介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法，與接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在 MAC子層；n所以，LLC子層就與媒體無關(guān)子層就與媒體無關(guān)，對(duì)上屏蔽了下層的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，使數(shù)據(jù)幀的傳輸獨(dú)立于所采用的物理介質(zhì)和介質(zhì)訪問方式。LLC 子層與傳輸媒體無關(guān)，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對(duì) LLC 子層來說都是透明的不同的局域網(wǎng)在不同的局域網(wǎng)在MAC和物理層可以采用不同的協(xié)議，和物理層可以采用不同的協(xié)議，但是在但是在LLC子層必須采用相同的協(xié)議子層必須

7、采用相同的協(xié)議邏輯鏈路控制-連接到上層n對(duì)于以太網(wǎng)：IEEE 802.2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 LLC 子層的功能IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 MAC 子層和物理層的功能。 LLC 子層獲取網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)（通常是 IPv4 數(shù)據(jù)包）并加入控制信息，幫助將數(shù)據(jù)包傳送到目的節(jié)點(diǎn)。 第 2 層通過 LLC 與上層通信。 MAC 獲取到介質(zhì)的數(shù)據(jù)n介質(zhì)訪問控制 (MAC) 是數(shù)據(jù)鏈路層以太網(wǎng)子層的下半層，由硬件（NIC）實(shí)現(xiàn)n以太網(wǎng) MAC 子層主要有兩項(xiàng)職責(zé)數(shù)據(jù)封裝數(shù)據(jù)封裝介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制 以太網(wǎng)的物理實(shí)現(xiàn)n以太網(wǎng)的成功離不開以下因素：維護(hù)的簡(jiǎn)便性整合新技術(shù)的功能可靠性安裝和升級(jí)成本n在當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)中，以

8、太網(wǎng)使用 UTP 銅纜和光纜通過集線器和交換機(jī)集線器和交換機(jī)等中間設(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。9.2 以太網(wǎng)以太網(wǎng)-通過通過LAN的通信的通信以太網(wǎng)歷史回顧n以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)最早起步于 1970 年，是在一個(gè)叫做 Alohanet 的計(jì)劃中提出來的。n以太網(wǎng)第一個(gè)版本融入了一種稱為載波偵聽多路訪問載波偵聽多路訪問/沖突檢沖突檢測(cè)測(cè) (CSMA/CD) 的介質(zhì)訪問方法。nCSMA/CD 負(fù)責(zé)管理多臺(tái)設(shè)備通過一個(gè)共享物理介質(zhì)通信時(shí)產(chǎn)生的問題。 以太網(wǎng)歷史回顧n以太網(wǎng)的早期版本使用同軸電纜在總線拓?fù)渲羞B接計(jì)算機(jī)。粗纜 (10BASE5)細(xì)纜 (10BASE2)n最初的同軸粗纜和同軸細(xì)纜等物理介質(zhì)被早期的 UTP

9、 類電纜所取代。 物理拓?fù)湟哺臑槭褂眉€器的星型拓?fù)洹鹘y(tǒng)的以太網(wǎng)傳統(tǒng)的以太網(wǎng)傳統(tǒng)的以太網(wǎng)-半雙工半雙工 n基于共享的介質(zhì)，每次只有一個(gè)站點(diǎn)能夠成功發(fā)送。n隨著更多的設(shè)備加入以太網(wǎng)，幀的沖突量大幅增加。當(dāng)前的以太網(wǎng)當(dāng)前的以太網(wǎng)當(dāng)前的以太網(wǎng)-全雙工全雙工p交換機(jī)可以隔離每個(gè)端口，只將幀發(fā)送到正確的目的地(如果目的地已知)，而不是發(fā)送每個(gè)幀到每臺(tái)設(shè)備，數(shù)據(jù)的流動(dòng)因而得到了有效的控制。 發(fā)展到 1Gbps 及以上速度n一些設(shè)計(jì)和安裝都很優(yōu)秀的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)，其設(shè)備和電纜可能只需要略加升級(jí)，便能以更高的速度運(yùn)行。這種功能具有降低網(wǎng)絡(luò)總擁有成本的優(yōu)點(diǎn)。 發(fā)展到 1Gbps 及以上速度n在以太網(wǎng)中使用光纜后，電

10、纜連接距離大幅延長(zhǎng)，使 LAN 與 WAN 之間的差異沒那么明顯了。n以太網(wǎng)最初局限于單一建筑物中的 LAN 電纜系統(tǒng)，后來擴(kuò)展到建筑物之間，而現(xiàn)在可以覆蓋一個(gè)城市，稱之為城域網(wǎng) (MAN)。9.3 以太網(wǎng)幀以太網(wǎng)幀 Ethernet幀格式的發(fā)展n1980 DEC、Intel、Xerox制訂了Ethernet I的標(biāo)準(zhǔn) n1982 DEC、Intel、Xerox又制訂了Ehternet II的標(biāo)準(zhǔn) n1982 IEEE開始研究Ethernet的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)802.3n 1983 迫不及待的Novell基于IEEE的802.3的原始版開發(fā)了專用的Ethernet幀格式n 1985 IEEE推出IEE

11、E 802.3規(guī)范，后來為解決EthernetII與802.3幀格式的兼容問題，推出折衷的Ethernet SNAP格式 26幀-封裝數(shù)據(jù)包n以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)向第 3 層 PDU 添加幀頭和幀尾來封裝所發(fā)送的報(bào)文。n以太網(wǎng)幀有兩種樣式：IEEE 802.3（原始）和修訂后的 IEEE 802.3 (Ethernet)。IEEE 802.3（原始）IEEE 802.3 (Ethernet)。幀-封裝數(shù)據(jù)包n“前導(dǎo)碼前導(dǎo)碼”（7 個(gè)字節(jié)）和個(gè)字節(jié)）和“幀首定界符幀首定界符 (SFD)”（1 個(gè)字節(jié)）個(gè)字節(jié)）字段用于字段用于同步發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備。同步發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備。n“目的目的 MAC 地址地址”

12、字段（字段（6 個(gè)字節(jié)）個(gè)字節(jié)）是預(yù)定接收方的標(biāo)識(shí)符。是預(yù)定接收方的標(biāo)識(shí)符。 n“源源 MAC 地址地址”字段（字段（6 個(gè)字節(jié)）個(gè)字節(jié)）標(biāo)識(shí)幀的源網(wǎng)卡或接口。標(biāo)識(shí)幀的源網(wǎng)卡或接口。n“長(zhǎng)度長(zhǎng)度/類型類型”字段（字段（2 個(gè)字節(jié)）個(gè)字節(jié)）定義幀的數(shù)據(jù)字段的準(zhǔn)確長(zhǎng)度。定義幀的數(shù)據(jù)字段的準(zhǔn)確長(zhǎng)度。n“數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)”和和“填充位填充位”字段（字段（46 - 1500 個(gè)字節(jié)）個(gè)字節(jié)）包含來自較高層次的包含來自較高層次的封裝數(shù)據(jù)（一般是第封裝數(shù)據(jù)（一般是第 3 層層 PDU 或更常見的或更常見的 IPv4 數(shù)據(jù)包）。數(shù)據(jù)包）。n“幀校驗(yàn)序列幀校驗(yàn)序列 (FCS)”字段（字段（4 個(gè)字節(jié)）個(gè)字節(jié)）用于檢測(cè)幀

13、中的錯(cuò)誤。它使用循用于檢測(cè)幀中的錯(cuò)誤。它使用循環(huán)冗余校驗(yàn)環(huán)冗余校驗(yàn) (CRC)。發(fā)送設(shè)備在幀的。發(fā)送設(shè)備在幀的 FCS 字段中包含字段中包含 CRC 的結(jié)果。的結(jié)果。第 29頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)Ethernet物理地址n為協(xié)助確定以太網(wǎng)中的源地址和目的地址，創(chuàng)建了稱為介質(zhì)訪問控制 (MAC) 地址的唯一標(biāo)識(shí)符。n在局域網(wǎng)中， MAC 地址又稱硬件地址，或物理地址、網(wǎng)卡上的地址。MAC 編址作為第編址作為第 2 層層 PDU 的一部分添加上去。的一部分添加上去。以太網(wǎng)以太網(wǎng) MAC 地址是一種表示為地址是一種表示為 12 個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字的個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字的 48 位二進(jìn)制值。位二進(jìn)制值。以太網(wǎng)MA

14、C地址IEEE 要求廠商遵守兩條簡(jiǎn)單的規(guī)定：要求廠商遵守兩條簡(jiǎn)單的規(guī)定：n分配給網(wǎng)卡或其它以太網(wǎng)設(shè)備的所有 MAC 地址都必須使用廠商分配的 OUI(組織唯一標(biāo)識(shí)符)作為前 3 個(gè)字節(jié)。nOUI 相同的所有 MAC 地址的最后 3 個(gè)字節(jié)必須是唯一的值(廠商代碼或序列號(hào))。nMAC 地址通常稱為燒錄地址 (BIA)，因?yàn)樗粺浀骄W(wǎng)卡的 ROM（只讀存儲(chǔ)器）中。以太網(wǎng)MAC地址nIEEE 要求廠商遵守兩條簡(jiǎn)單的規(guī)定：分配給網(wǎng)卡或其它以太網(wǎng)設(shè)備的所有 MAC 地址都必須使用廠商分配的 OUI(組織唯一標(biāo)識(shí)符)作為前 3 個(gè)字節(jié)。OUI 相同的所有 MAC 地址的最后 3 個(gè)字節(jié)必須是唯一的值(廠

15、商代碼或序列號(hào))。MAC 地址通常稱為燒錄地址 (BIA)，因?yàn)樗粺浀骄W(wǎng)卡的 ROM（只讀存儲(chǔ)器）中。第 32頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)以太網(wǎng)的地址000000010000000000000000000100100111101100110101Vender CodeSerial Number最低位最先發(fā)送最高位最低位最高位最后發(fā)送I/G比特AC-DE-48-00-00-80第 33頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)網(wǎng)卡上的硬件地址 路由器1A-24-F6-54-1B-0E00-00-A2-A4-2C-0220-60-8C-C7-75-2A08-00-20-47-1F-E420-60-8C-11-D2-F6路由

16、器由于同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，路由器由于同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，因此它有兩塊網(wǎng)卡和兩個(gè)硬件地址。因此它有兩塊網(wǎng)卡和兩個(gè)硬件地址。 第 34頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)網(wǎng)卡檢查 MAC 地址n網(wǎng)卡從網(wǎng)絡(luò)上每收到一個(gè) MAC 幀就首先用硬件檢查 MAC 幀中的 MAC 地址.如果是發(fā)往本站的幀則收下，然后再進(jìn)行其他的處理。否則就將此幀丟棄，不再進(jìn)行其他的處理。n“發(fā)往本站的幀”包括以下三種幀： 單播(unicast)幀（一對(duì)一）廣播(broadcast)幀（一對(duì)全體）多播(multicast)幀（一對(duì)多）另一個(gè)編址層nOSI 數(shù)據(jù)鏈路層（第 2 層）物理編址，是作為以太網(wǎng) MAC 地址實(shí)現(xiàn)的，用于通過本地介質(zhì)

17、傳輸幀。nIPv4 地址等網(wǎng)絡(luò)層（第 3 層）將數(shù)據(jù)包發(fā)往其他的設(shè)備以太網(wǎng)單播、組播和廣播在以太網(wǎng)中，第 2 層單播、組播和廣播通信會(huì)使用不同的 MAC 地址。n單播單播 MAC 地址是幀從一臺(tái)發(fā)送設(shè)備發(fā)送到一臺(tái)目的設(shè)備地址是幀從一臺(tái)發(fā)送設(shè)備發(fā)送到一臺(tái)目的設(shè)備時(shí)使用的唯一地址。時(shí)使用的唯一地址。以太網(wǎng)單播、組播和廣播n發(fā)送廣播時(shí)，數(shù)據(jù)包以主機(jī)部分全部為1 的地址作為目的 IP 地址。十六進(jìn)制表示為FF-FF-FF-FF-FF-FF。這種地址計(jì)數(shù)法表示本地網(wǎng)絡(luò)（廣播域）中的所有主機(jī)都將接收和處理該數(shù)據(jù)包。n許多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議 (DHCP) 和地址解析協(xié)議 (ARP) 等，都使用廣播

18、。以太網(wǎng)單播、組播和廣播n我們回顧一下，組播地址允許源設(shè)備向一組設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)包。n屬于某一組播組的設(shè)備都被分配了該組播組 IP 地址。組播地址的范圍為 224.0.0.0 到 239.255.255.255。多播多播IPv4地址也需要相應(yīng)的多播地址也需要相應(yīng)的多播MAC地址才能在地址才能在本地網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際傳送幀，以本地網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際傳送幀，以01-00-5E開頭開頭9.4 以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制以太網(wǎng)中的介質(zhì)訪問控制n以太網(wǎng)使用載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè) (CSMA/CD) 來檢測(cè)和處理沖突，并管理通信的恢復(fù)。n 設(shè)備可以確定能夠發(fā)送的時(shí)間。當(dāng)設(shè)備檢測(cè)到?jīng)]有其它計(jì)算機(jī)在傳送幀或載波信號(hào)時(shí)，就會(huì)發(fā)送其要發(fā)

19、送的內(nèi)容。CSMA/CD 過程n載波偵聽-在 CSMA/CD 訪問方法中，要發(fā)送報(bào)文的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在發(fā)送之前發(fā)送之前必須偵聽。n沖突檢測(cè)-當(dāng)設(shè)備處于偵聽模式時(shí)，可以檢測(cè)共享介質(zhì)中發(fā)生的沖突。n堵塞信號(hào)和隨機(jī)回退-發(fā)送設(shè)備檢測(cè)到?jīng)_突之后，將發(fā)出堵塞信號(hào)。這種堵塞信號(hào)用于通知其它設(shè)備發(fā)生了沖突，以便它們調(diào)用回退算法。回退算法將使所有設(shè)備在隨機(jī)時(shí)間內(nèi)停止發(fā)送，以讓沖突消除。第 42頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。CSMA/CD的發(fā)送流程n 先聽后發(fā) n 邊發(fā)邊聽n 沖突停止n 延遲

20、重發(fā) CSMA/CD 過程載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè) (CSMA/CD)1234CSMA/CD 過程載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè) (CSMA/CD)56CSMA/CD 過程載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè) (CSMA/CD)78CSMA/CD 過程載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè) (CSMA/CD)910CSMA/CD 過程載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè) (CSMA/CD)第 48頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)流程圖CSMA/CD 過程n如圖所示，集線器互連成一個(gè)稱為“擴(kuò)展星型”的物理拓?fù)?。擴(kuò)展星型可以極大地?cái)U(kuò)展沖突域。n通過一臺(tái)集線器或一系列直接相連的集線器訪問公共介質(zhì)的相連設(shè)備稱為沖突域。沖突域也稱為網(wǎng)段。n集線器和

21、中繼器因此會(huì)影響沖突域大小的增長(zhǎng)。第 50頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)沖突域和廣播域第 51頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)沖突域和廣播域CSMA/CD 過程n在本 Packet Tracer 練習(xí)中，你將創(chuàng)建一個(gè)大型的沖突域，查看沖突對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)送和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的影響。第 53頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)上節(jié)回顧n以太網(wǎng)是局域網(wǎng)中最重要的一種類型，它是計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)發(fā)展的里程碑。n現(xiàn)在廣大用戶使用的局域網(wǎng)95%以上都是以太網(wǎng)。n在Internet上的絕大多數(shù)的通信，源計(jì)算機(jī)和目的計(jì)算機(jī)都是處于Ethernet環(huán)境中。Ethernet局域網(wǎng) n以太網(wǎng)由Xerox公司PARC研究中心的Bob Metcalfe和David Boggs

22、于1973年5月22日首先提出。他建立在夏威夷Abramson設(shè)計(jì)的ALOHA系統(tǒng)基礎(chǔ)上；n1980年，Xerox、DEC與Intel聯(lián)合宣布了10Mb/s以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的第一個(gè)版本DIX V1。1982年修改為DIX Ethernet V2。nIEEE 802委員會(huì)的802工作組于1983年制定了第一個(gè)IEEE的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.3。802.3局域網(wǎng)對(duì)DIX Ethernet V2標(biāo)準(zhǔn)中的幀格式作了很小的一點(diǎn)改動(dòng)，但允許基于這兩種標(biāo)準(zhǔn)的硬件實(shí)現(xiàn)可以在同一個(gè)局域網(wǎng)上互操作。n20世紀(jì)90年代，10Base-T標(biāo)準(zhǔn)使得Ethernet性能價(jià)格比大 大提高；n目前，交換式Ethernet與最高速率為1

23、0Gb/s的高速Ethernet的出現(xiàn)，更確立了它在局域網(wǎng)中的主流地位。 上節(jié)回顧Ethernet的發(fā)展第 55頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)傳統(tǒng)Ethernet數(shù)據(jù)發(fā)送流程的分析 n最初的以太網(wǎng)是將許多計(jì)算機(jī)都連接到一根總線上。B向 D發(fā)送數(shù)據(jù) C D A E不接受不接受不接受接受B只有 D 接受B 發(fā)送的數(shù)據(jù) 上節(jié)回顧相關(guān)概念n傳輸介質(zhì)同軸電纜雙絞線光纖n拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)早期以太網(wǎng)使用總線型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)集線器聯(lián)網(wǎng)-物理上星型，邏輯上總線結(jié)構(gòu)交換機(jī)聯(lián)網(wǎng)-總線結(jié)構(gòu) 上節(jié)回顧相關(guān)概念n廣播和廣播域在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，向所有結(jié)點(diǎn)發(fā)送消息稱為廣播。網(wǎng)絡(luò)中能接收任何一結(jié)點(diǎn)發(fā)出的廣播幀所有結(jié)點(diǎn)的集合稱為一個(gè)廣播幀。n沖突和沖突域

24、在以太網(wǎng)中，當(dāng)兩個(gè)數(shù)據(jù)幀同時(shí)被發(fā)到共享信道上，就發(fā)生了沖突。沖突域是指網(wǎng)絡(luò)上可能發(fā)生沖突結(jié)點(diǎn)的集合。 上節(jié)回顧以太網(wǎng)中的介質(zhì)訪問控制n以太網(wǎng)使用載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè) (CSMA/CD) 來檢測(cè)和處理沖突，并管理通信的恢復(fù)。 上節(jié)回顧u載波偵聽-在 CSMA/CD 訪問方法中，要發(fā)送報(bào)文的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在發(fā)送之前發(fā)送之前必須偵聽。u沖突檢測(cè)-當(dāng)設(shè)備處于偵聽模式時(shí)，可以檢測(cè)共享介質(zhì)中發(fā)生的沖突。u堵塞信號(hào)和隨機(jī)回退-發(fā)送設(shè)備檢測(cè)到?jīng)_突之后，將發(fā)出堵塞信號(hào)。這種堵塞信號(hào)用于通知其它設(shè)備發(fā)生了沖突，以便它們調(diào)用回退算法?；赝怂惴▽⑹顾性O(shè)備在隨機(jī)時(shí)間內(nèi)停止發(fā)送，以讓沖突消除。CSMA/CD過程過程

25、以太網(wǎng)定時(shí)延時(shí)n發(fā)送的電信號(hào)需要一定的時(shí)間(延時(shí))傳播(傳送)到電纜。信號(hào)路徑中的每臺(tái)集線器或中繼器在將比特從一個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)端口時(shí)，都會(huì)增加延時(shí)時(shí)間。n這種累加的延時(shí)將會(huì)增大沖突發(fā)生的機(jī)率，因?yàn)閭陕牴?jié)點(diǎn)可能會(huì)在集線器或中繼器處理報(bào)文時(shí)跳變成發(fā)送信號(hào)。以太網(wǎng)定時(shí)定時(shí)和同步n吞吐量速度為 10 Mbps 及以下的以太網(wǎng)通信是異步通信異步通信。這種環(huán)境下的異步通信意味著，每臺(tái)接收設(shè)備將使用 8 個(gè)字節(jié)的定時(shí)信息來使接收電路與傳入的數(shù)據(jù)同步，然后丟棄這 8 個(gè)字節(jié)。n吞吐量為 100 Mbps 及更高的以太網(wǎng)通信是同步通信同步通信。這種環(huán)境下的同步通信表示不需要定時(shí)信息。但是，由于兼容性的原因，

26、“前導(dǎo)碼”和“幀首定界符 (SFD)”字段仍然存在。以太網(wǎng)定時(shí)比特時(shí)間n不管介質(zhì)速度如何，將比特發(fā)送到介質(zhì)并在介質(zhì)上偵聽到它都需要一定的時(shí)間。這段時(shí)間稱為比特時(shí)間。n實(shí)際計(jì)算的碰撞槽時(shí)間碰撞槽時(shí)間剛好比在沖突域的最遠(yuǎn)兩點(diǎn)之間發(fā)送所需的理論時(shí)間長(zhǎng)，與另一個(gè)時(shí)間最近的發(fā)送發(fā)生沖突，然后讓沖突碎片返回發(fā)送站點(diǎn)而被檢測(cè)到。幀間隙和回退n以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求兩個(gè)非沖突幀之間有最小的間隙以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求兩個(gè)非沖突幀之間有最小的間隙。這樣，介質(zhì)在發(fā)送上一個(gè)幀后將獲得穩(wěn)定的時(shí)間，設(shè)備也獲得了處理幀的時(shí)間。此時(shí)間稱為幀間隙，其長(zhǎng)度是從一個(gè)幀的 FCS 字段最后一位到下一個(gè)幀的“前導(dǎo)碼”第一位。n幀間隙幀間隙幀間隙和回退

27、n只要一檢測(cè)到?jīng)_突，發(fā)送設(shè)備就會(huì)發(fā)送一個(gè) 32 32 位位“堵塞堵塞”信號(hào)以強(qiáng)調(diào)該沖突。這可確保 LAN 中的所有設(shè)備都能檢測(cè)到?jīng)_突。n堵塞信號(hào)堵塞信號(hào)幀間隙和回退n回退定時(shí)回退定時(shí) 沖突發(fā)生后，所有設(shè)備都讓電纜變成空閑(各自等待一個(gè)完整的幀間隙)，發(fā)送有沖突的設(shè)備必須再等待一段時(shí)間，然后才可以重新發(fā)送沖突的幀，這段等待時(shí)間會(huì)逐漸增長(zhǎng)。9.5 以太網(wǎng)物理層以太網(wǎng)物理層概述n以太網(wǎng)遵守以太網(wǎng)遵守 IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。目前為通過光纜和雙絞線電目前為通過光纜和雙絞線電纜的運(yùn)行定義了四種數(shù)據(jù)速率：纜的運(yùn)行定義了四種數(shù)據(jù)速率：10 Mbps - 10Base-T 以太網(wǎng)以太網(wǎng)100 Mbp

28、s - 快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)1000 Mbps - 千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)10 Gbps - 萬兆以太網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)10 Mbps 以太網(wǎng)10Mbps 10Mbps 以太網(wǎng)也稱為以太網(wǎng)也稱為傳統(tǒng)以太網(wǎng),10 Mbps 以太網(wǎng)包括:n粗同軸電纜（10Base5）：工作速率為10Mb/s，最大支持段長(zhǎng)為500m。 n細(xì)同軸（ 10Base2 ）:電纜：很容易彎曲。 價(jià)格低廉，安裝方便，最大支持段長(zhǎng)只有185。n10Base-T：所有站點(diǎn)均通過雙絞線連接到一個(gè)中心集線器上。缺點(diǎn)：電纜最大有效長(zhǎng)度為距集線器100m，大集線器的價(jià)格較高。由于易于維護(hù)，10Base-T還是應(yīng)用很廣泛。 n10Base-F：光

29、纖。連接器費(fèi)用昂貴，有極好的抗干擾性，常用于辦公大樓或相距較遠(yuǎn)的集線器間連接。第 68頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)10BASE-T n采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用UTP連接，采用CSMA/ CD作為介質(zhì)訪問控制方法，傳輸速率達(dá)到10Mbps。n在星形網(wǎng)的中心則增加了一種可靠性非常高的設(shè)備，叫做集線器(hub) 。n集線器在同一時(shí)刻只容許一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸，所有端口形成一個(gè)廣播域。 100 Mbps 以太網(wǎng)n100 Mbps 100 Mbps 以太網(wǎng)也稱為快速以太網(wǎng)以太網(wǎng)也稱為快速以太網(wǎng)，F(xiàn)ast EthernetFast Ethernet的傳輸速率的傳輸速率比普通比普通EthernetEthernet快快1010

30、倍，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到了倍，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到了100Mb/s100Mb/s；n可以使用雙絞線銅纜或光纖介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)?？梢允褂秒p絞線銅纜或光纖介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。 n100Base-T4使用了3類UTP。同時(shí)使用了4對(duì)雙絞線（在10M全雙工以太網(wǎng)模式下，只使用2對(duì)雙絞線）。n100Base-TX使用了2對(duì)5類UTP 或2對(duì)1類STP。 100Base-TX是一個(gè)全雙工系統(tǒng)。n100Base-FX使用了光纖。主要用作高速主干網(wǎng)，是一種全雙工系統(tǒng)。但是這種方案基本沒有成功，它很快的被1000M以太網(wǎng)的光纖方案代替了。第 70頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)1000 Mbps 以太網(wǎng)n千兆位以太網(wǎng)是在100M以太網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)

31、展起來的超高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，仍采用CSMA/CD協(xié)議。nIEEE 802.3z工作組負(fù)責(zé)制定光纖和同軸電纜的全雙工鏈路標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生了IEEE 802.3z標(biāo)準(zhǔn)及其協(xié)議。IEEE802.3ab工作組負(fù)責(zé)制定UTP電纜的半雙工鏈路標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生了IEEE 802.3 ab標(biāo)準(zhǔn)及其協(xié)議。第 71頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)1000 Mbps 以太網(wǎng)（2）n802.3z和802.3ab都能實(shí)現(xiàn)1Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸，不同的是它們定義了不同傳輸媒體的技術(shù)規(guī)范。n802.3z主要定義基于光纜和短距離同軸電纜的1000Base-X,它采用了8B/10B編碼技術(shù)，信道信號(hào)速率達(dá)1.25Gbit/s。n802.3ab定義基于五

32、類非屏蔽雙絞線的1000Base-T規(guī)范，它的最終目的是在五類非屏蔽雙絞線上實(shí)現(xiàn)最長(zhǎng)距離達(dá)100米的1000Mbit/s的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率。 千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)產(chǎn)生了了 UTP 銅纜、單模光纜和銅纜、單模光纜和多模光纜多模光纜的規(guī)格。第 72頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)1000 Mbps 以太網(wǎng)（3）n1Gbps的速度非?？?，當(dāng)1Gbps的主機(jī)給一個(gè)10Mbps的主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)可能會(huì)淹沒對(duì)方，因此需要進(jìn)行流量控制。n所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，網(wǎng)卡都是速率，工作方式自適應(yīng)的。第 73頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)10Gbps以太網(wǎng)n10吉比特以太網(wǎng)由IEEE802.3ae委員會(huì)在2002年6月制定完成。n10吉比特以太

33、網(wǎng)與10Mb/s，100Mb/s，1000Mb/s的以太網(wǎng)格式完全相同，而且還保留了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的最小和最大幀長(zhǎng)。n以太網(wǎng)只使用光纖作為傳輸媒體。而且只工作在全雙工模式，不使用CSMA/CD協(xié)議。n10吉比特以太網(wǎng)甚至可以作為廣域網(wǎng)技術(shù)，以取代ATM，SONET。9.6 集線器和交換機(jī)第 75頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)相關(guān)概念n共享式以太網(wǎng)共享式以太網(wǎng)核心：集線器、中繼器所有設(shè)備被通過爭(zhēng)用方式共享網(wǎng)絡(luò)帶寬。n交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)核心：交換機(jī)根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀的MAC地址決定數(shù)據(jù)幀應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給交換機(jī)的哪個(gè)端口。 傳統(tǒng)以太網(wǎng)-使用集線器n傳統(tǒng)以太網(wǎng)使用集線器來連接 LAN 網(wǎng)段中的節(jié)點(diǎn)。集線器不執(zhí)行任何類型的

34、通信過濾，而是將所有比特轉(zhuǎn)發(fā)到其連接的每臺(tái)設(shè)備。第 77頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)傳統(tǒng)以太網(wǎng)-使用集線器n集線器工作在物理層，是一種特殊的中繼器：它是一個(gè)多端口中繼器。n集線器的基本功能是信息分發(fā)，它把一個(gè)端口接收的所有信號(hào)向所有其他端口分發(fā)出去。n使用集線器的以太網(wǎng)在物理上是一個(gè)星型網(wǎng)，邏輯上仍是一個(gè)總線網(wǎng)，MAC層采用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法；并共享邏輯上的總線。第 78頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)傳統(tǒng)以太網(wǎng)-使用集線器第 79頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)n共享帶寬n廣播方式n非雙工方式集線器的缺點(diǎn) 以太網(wǎng) - 使用交換機(jī)n交換機(jī)可以將 LAN 細(xì)分為多個(gè)單獨(dú)的沖突域，其每個(gè)端口都代表一個(gè)單獨(dú)的沖突域，為

35、該端口連接的節(jié)點(diǎn)提供完全的介質(zhì)帶寬。以太網(wǎng) - 使用交換機(jī)n在所有節(jié)點(diǎn)直接連接到交換機(jī)的 LAN 中，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量大幅增加。這種增加主要緣于三個(gè)原因：每個(gè)端口有專用的帶寬每個(gè)端口有專用的帶寬沒有沖突的環(huán)境沒有沖突的環(huán)境全雙工操作全雙工操作 交換機(jī) 選擇性轉(zhuǎn)發(fā)n以太網(wǎng)交換機(jī)選擇性地將個(gè)別幀從接收端口轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點(diǎn)的端口。n交換機(jī)維護(hù)著一個(gè)表，稱為MAC 表。該表將目的 MAC 地址與用于連接節(jié)點(diǎn)的端口進(jìn)行比對(duì)。 交換機(jī) 選擇性轉(zhuǎn)發(fā)n以太網(wǎng) LAN 交換機(jī)采用五種基本操作來實(shí)現(xiàn)其用途：獲取過期泛洪選擇性轉(zhuǎn)發(fā)過濾1 交換機(jī) 選擇性轉(zhuǎn)發(fā)32 交換機(jī) 選擇性轉(zhuǎn)發(fā)54 交換機(jī) 選擇性轉(zhuǎn)發(fā)76以太網(wǎng) 比

36、較集線器和交換機(jī)n請(qǐng)根據(jù)提供的信息回答以下問題第 88頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)交換機(jī)的類型1根據(jù)OSI參考模型的層次分類n第二層交換機(jī)n第三層交換機(jī)n多層交換機(jī) 2根據(jù)交換機(jī)的構(gòu)架分類n單臺(tái)交換機(jī)n堆疊交換機(jī)n模塊化交換機(jī) 3根據(jù)交換機(jī)支持的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)分類nEthernet交換機(jī)nFDDI交換機(jī)nATM交換機(jī)n令牌 環(huán)交換機(jī) 單臺(tái)交換機(jī) 堆疊交換機(jī) 模塊化交換機(jī)第第 2 層層 LAN 交換機(jī)只根據(jù)交換機(jī)只根據(jù) OSI 數(shù)據(jù)鏈路層（第數(shù)據(jù)鏈路層（第 2 層）層）MAC 地址執(zhí)行交換和過濾地址執(zhí)行交換和過濾第第 3 層交換機(jī)的功能類似于第層交換機(jī)的功能類似于第 2 層層交換機(jī)但是第交換機(jī)但是第 3 層

37、交換機(jī)不僅使用層交換機(jī)不僅使用第第 2 層層 MAC 地址信息來作出轉(zhuǎn)發(fā)地址信息來作出轉(zhuǎn)發(fā)決策，而且還可以使用決策，而且還可以使用 IP 地址信地址信息。第息。第 3 層交換機(jī)還能夠執(zhí)行第層交換機(jī)還能夠執(zhí)行第 3 層路由功能，從而省去了層路由功能，從而省去了 LAN 上上對(duì)專用路由器的需要對(duì)專用路由器的需要交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置n配置方式n使用控制(Consle)端口配置n使用telnet命令配置1.使用瀏覽器配置在交換機(jī)剛剛出廠第一次對(duì)它進(jìn)行配置是常用的一種方在交換機(jī)剛剛出廠第一次對(duì)它進(jìn)行配置是常用的一種方式。式。Consle口是一個(gè)用來連接配置終端的異步串行口，口是一個(gè)用來連接配

38、置終端的異步串行口，其接口標(biāo)準(zhǔn)為其接口標(biāo)準(zhǔn)為RJ-45.由于筆記本電腦攜帶方便，所以由于筆記本電腦攜帶方便，所以配置交換機(jī)通常是采用筆記本電腦來進(jìn)行。具體步驟如配置交換機(jī)通常是采用筆記本電腦來進(jìn)行。具體步驟如下：下：第一步：將信號(hào)線的一端接在第一步：將信號(hào)線的一端接在筆記本電腦的異步串行口筆記本電腦的異步串行口（COM1或或COM2）上，另一）上，另一端接入交換機(jī)的端接入交換機(jī)的Console接口，接口，給交換機(jī)接上電源給交換機(jī)接上電源 。交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置第二步：在Windows XP/2000中，【開始】【所有程序】【附件】【通迅】【超級(jí)終端】。 v 配置方式配置方式 使用控

39、制使用控制(Consle)端口配置端口配置第三步：點(diǎn)擊第三步：點(diǎn)擊【超級(jí)終端超級(jí)終端】后彈出后彈出“連接描述連接描述”窗口。在窗口。在“名稱名稱（N）:”欄下的框內(nèi)鍵入新的連接名，例如欄下的框內(nèi)鍵入新的連接名，例如“switch”，點(diǎn)擊，點(diǎn)擊【確確定定】。 第三步：彈出第三步：彈出“連接到連接到”窗口。在窗口。在“連接使用（連接使用（N）:”一欄的下拉框一欄的下拉框中選擇所連接上的端口。即由中選擇所連接上的端口。即由Console線所連接到筆記本電腦的異步線所連接到筆記本電腦的異步傳輸口傳輸口COM1或或COM2，本次連接，本次連接Console連接的是連接的是COM1口，所口，所以選中以選中

40、“COM1”選項(xiàng)，點(diǎn)擊選項(xiàng)，點(diǎn)擊【確定確定】。交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置第五步：彈出第五步：彈出“COM1屬性屬性”窗口，如圖所示。設(shè)置窗口中每一欄的端口參窗口，如圖所示。設(shè)置窗口中每一欄的端口參數(shù)。數(shù)?！懊棵胛粩?shù)（每秒位數(shù)（B）：）：”即傳輸速率設(shè)為即傳輸速率設(shè)為9600；“數(shù)據(jù)位（數(shù)據(jù)位（D）：）：”為為8位；位；“奇偶校驗(yàn)（奇偶校驗(yàn)（P）：）：”選擇選擇“無無”；“停止位（停止位（S）：）：”為為1位；位；“數(shù)據(jù)流控制（數(shù)據(jù)流控制（F）：）：”選擇選擇“硬件硬件”。設(shè)置完成后點(diǎn)擊。設(shè)置完成后點(diǎn)擊【確定確定】。第六步：在配置終端是按第六步：在配置終端是按“回車回車”鍵，配置終端的屏幕

41、上將會(huì)顯示交換機(jī)的鍵，配置終端的屏幕上將會(huì)顯示交換機(jī)的初始化信息，交換機(jī)初始化完成以后，將出現(xiàn)普通用戶模式的提示符。初始化信息，交換機(jī)初始化完成以后，將出現(xiàn)普通用戶模式的提示符。交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置n使用telnet命令配置 先做好以下幾點(diǎn)工作： 交換機(jī)與作為模擬終端的計(jì)算機(jī)都與網(wǎng)絡(luò)連接，且能通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。該計(jì)算機(jī)有訪問交換機(jī)的權(quán)限。 交換機(jī)已配置好設(shè)備管理地址（如IP地址、子網(wǎng)掩碼等）和控制遠(yuǎn)程登錄的密碼 。 （1）在）在Windows XP/2000中，中，【開始開始】【運(yùn)行（運(yùn)行（R）.】進(jìn)進(jìn)入入“運(yùn)行運(yùn)行”窗口。窗口。 （2）設(shè)交換機(jī)的）設(shè)交換機(jī)的IP地址為地址為222

42、.159.61.182，“運(yùn)行運(yùn)行”窗口的框中輸入命令窗口的框中輸入命令“telnet 222. 159. 61. 182”。這時(shí)屏。這時(shí)屏幕中將出來交換機(jī)的信息幕中將出來交換機(jī)的信息 。交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置n搭建交換機(jī)配置的模擬環(huán)境n創(chuàng)建設(shè)備和連接筆記本筆記本交換機(jī)交換機(jī)CISCO Catalyst 2950T-24 直連連接直連連接(交換機(jī)：交換機(jī)：Consle口；筆記本：口；筆記本：RS232口口)n配置Consle端口(與實(shí)際操作類似)點(diǎn)擊筆記本圖標(biāo)點(diǎn)擊筆記本圖標(biāo)桌面桌面終端終端交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置n進(jìn)入交換機(jī)配置進(jìn)入交換機(jī)配置 雙擊交換機(jī)圖標(biāo)雙擊交換機(jī)圖標(biāo)命令

43、行命令行回車回車6.1 交換機(jī)及其配置Cisco有兩種交換機(jī)操作系統(tǒng)：有兩種交換機(jī)操作系統(tǒng)：Catalyst OSCisco OS分別掌握兩種操作系統(tǒng)下的配置分別掌握兩種操作系統(tǒng)下的配置方法方法2950使用的是使用的是Cisco OS操作系統(tǒng)，此時(shí)進(jìn)入用戶模式操作系統(tǒng)，此時(shí)進(jìn)入用戶模式交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置n交換機(jī)的基本配置模式交換機(jī)的基本配置模式n用戶模式：用戶模式：不管是不管是Consle配置方法還是配置方法還是telnet方法，在剛方法，在剛進(jìn)入配置界面時(shí)都會(huì)進(jìn)入用戶模式。在用戶模式下，只能進(jìn)進(jìn)入配置界面時(shí)都會(huì)進(jìn)入用戶模式。在用戶模式下，只能進(jìn)行很少的操作，并不能達(dá)到配置的目的

44、。行很少的操作，并不能達(dá)到配置的目的。 特權(quán)模式（超級(jí)用戶模式）：特權(quán)模式（超級(jí)用戶模式）：主要用于查看操作或測(cè)試操主要用于查看操作或測(cè)試操作，在用戶模式下輸入命令作，在用戶模式下輸入命令”enable”進(jìn)入特權(quán)模式進(jìn)入特權(quán)模式。 全局模式：全局模式：核心模式，完成很多系統(tǒng)配置核心模式，完成很多系統(tǒng)配置。在特權(quán)模式下輸入命令在特權(quán)模式下輸入命令“configure terminal ”進(jìn)入全局模式：進(jìn)入全局模式：退出全局模式：退出全局模式：Ctrl+Z交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置n接口模式：在全局模式下進(jìn)入，用于對(duì)單個(gè)接口進(jìn)行設(shè)置。6.1 交換機(jī)及其配置交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置n交

45、換機(jī)的基本配置配置交換機(jī)的系統(tǒng)信息n配置交換機(jī)的主機(jī)名配置交換機(jī)的主機(jī)名n配置超級(jí)用戶口令配置超級(jí)用戶口令n配置設(shè)備管理配置設(shè)備管理 n遠(yuǎn)程登錄系統(tǒng)遠(yuǎn)程登錄系統(tǒng)1.系統(tǒng)時(shí)間的改變系統(tǒng)時(shí)間的改變6.1 交換機(jī)及其配置交換機(jī)端口配置端口描述信息端口描述信息端口的開啟與關(guān)閉端口的開啟與關(guān)閉端口通信方式端口通信方式端口的傳輸速率端口的傳輸速率交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置n配置交換機(jī)的系統(tǒng)信息n配置交換機(jī)的主機(jī)名nCisco IOS(如Catalyst 3548)進(jìn)入全局模式1.Hostname 交換機(jī)名6.1 交換機(jī)及其配置交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置n配置超級(jí)用戶口令nCisco IOS系統(tǒng)

46、 :n加密口令：enable secret * n明碼口令：enable password *交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置n遠(yuǎn)程登錄系統(tǒng)nCisco IOS系統(tǒng) : Line vty 0 4VTY:遠(yuǎn)程用戶登錄線路配置設(shè)備管理配置設(shè)備管理 v Cisco IOS系統(tǒng)系統(tǒng) : interface VLAN1 #ip address IP地址 子網(wǎng)掩碼 #ip default-gateway 網(wǎng)管地址交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置系統(tǒng)時(shí)間的改變系統(tǒng)時(shí)間的改變v Cisco IOS系統(tǒng)系統(tǒng) : clock set hh:mm:ss day month year交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置n

47、交換機(jī)端口配置1、配置交換機(jī)的端口描述信息Catalyst 3500 Cisco IOS系統(tǒng):步驟一 進(jìn)入端口配置模式 interface f0/24步驟二 配置端口描述信息 description To-lib交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置2、配置交換機(jī)端口的關(guān)閉與開啟Catalyst 3500 Cisco IOS系統(tǒng):步驟一 進(jìn)入端口配置模式 interface f0/24步驟二 關(guān)閉或開啟端口n shutdown 關(guān)閉 nno shutdown 開啟交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置3、配置交換機(jī)端口的通信方式Catalyst 3500 Cisco IOS系統(tǒng)步驟一 進(jìn)入端口配置模式 i

48、nterface 步驟二 配置端口通信方式 nduplex auto 缺省n duplex full 全雙工 nduplex half 半雙工交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置4、配置交換機(jī)端口的傳輸速率Catalyst 3500 Cisco IOS系統(tǒng)步驟一 進(jìn)入端口配置模式 interface f0/24步驟二 配置端口通信方式 nspeed 10 設(shè)置為10Mnspeed 100設(shè)置為10Mnauto 設(shè)置為自動(dòng)速率配置 交換機(jī)的基本配置交換機(jī)的基本配置本例中，S1 和 S2 交換機(jī)有著相同的雙工設(shè)置和速度。圖中描述了配置 S1 交換機(jī)的 F0/1 端口的步驟。端口配置練習(xí)交換機(jī)的基本配置

49、交換機(jī)的基本配置9.7 地址解析協(xié)議(ARP)ARP過程 將IP映射到MAC地址nARP 協(xié)議具有兩項(xiàng)基本功能：將 IPv4 地址解析為 MAC 地址維護(hù)映射的緩存12ARP過程 將IP映射到MAC地址 ARP過程 將IP映射到MAC地址3 ARP過程 將IP映射到MAC地址4 ARP過程 將IP映射到MAC地址5 ARP過程 將IP映射到MAC地址6 ARP過程 目的主機(jī)在本地網(wǎng)絡(luò)外n如果目的 IPv4 主機(jī)不在本地網(wǎng)絡(luò)上，則源節(jié)點(diǎn)需要將幀傳送到作為網(wǎng)關(guān)的路由器接口，或用于到達(dá)該目的地的下一跳。n源節(jié)點(diǎn)將使用網(wǎng)關(guān)的 MAC 地址作為幀（其中含有發(fā)往其它網(wǎng)絡(luò)上主機(jī)的 IPv4 數(shù)據(jù)包）的目的地

50、址。1 ARP過程 目的主機(jī)在本地網(wǎng)絡(luò)外2 ARP過程 目的主機(jī)在本地網(wǎng)絡(luò)外3 ARP過程 目的主機(jī)在本地網(wǎng)絡(luò)外4 ARP過程 目的主機(jī)在本地網(wǎng)絡(luò)外5 ARP過程 目的主機(jī)在本地網(wǎng)絡(luò)外69.8 網(wǎng)絡(luò)配置第 123頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)任務(wù)一：HUB組網(wǎng) 第 124頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)HUB組網(wǎng) n共享式局域網(wǎng) 第 125頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)HUB組網(wǎng)n第一步：網(wǎng)絡(luò)連接 制作網(wǎng)線，安裝網(wǎng)卡，連接組建網(wǎng)絡(luò)。 檢查網(wǎng)卡與集線器的指示燈的連接狀態(tài)，判斷網(wǎng)絡(luò)是否連通。第 126頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)HUB組網(wǎng)n第二步：TCP/IP配置配置網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的IP地址，IP地址如圖所示，Alice的IP地址192.16

51、8.10.10/24，Bob的IP地址192.168.10.20/24，Chris的IP地址192.168.10.30/24。 Alice、Bob、Chris之間互相Ping，檢查網(wǎng)絡(luò)的連通性。 第 127頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)HUB組網(wǎng)n第三步：工作模式 工作組模式與域模式 n工作組模式以工作組為基本管理單位，網(wǎng)絡(luò)中每臺(tái)主機(jī)自主加入工作組，成為工作組的成員，工作組成員地位平等，自主管理。 n域模式引入AD（Active Directory），建立域控制器，域是AD的基本管理單位，只有加入申請(qǐng)經(jīng)AD批準(zhǔn)，主機(jī)才能成為域成員，域成員受AD通過組策略進(jìn)行集中管理。 n右擊“我的電腦”圖標(biāo)選擇屬性選擇

52、計(jì)算機(jī)名選項(xiàng)卡單擊更改按鈕，即可指定工作名（工作組模式）/域名（域模式）。Windows默認(rèn)工作模式為工作組模式，工作組為WORKGROUP。第 128頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)任務(wù)二：文件和打印機(jī)共享 第 129頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)文件和打印機(jī)共享 n在對(duì)等網(wǎng)中，每臺(tái)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)即作為服務(wù)器向其它主機(jī)提供共享服務(wù)，又作為客戶端從其它主機(jī)獲取共享資源。 第 130頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)文件和打印機(jī)共享 n第一步：安裝共享服務(wù)與客戶端(一) 安裝“Microsoft 網(wǎng)絡(luò)的文件和打印機(jī)共享”服務(wù) “本地連接”屬性安裝在“網(wǎng)絡(luò)組件類型”多選框中選擇“服務(wù)”項(xiàng)添加在“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”多選框中選擇“Microsoft

53、網(wǎng)絡(luò)的文件和打印機(jī)共享”服務(wù)。第 131頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)文件和打印機(jī)共享 n第一步：安裝共享服務(wù)與客戶端(二) 安裝“Microsoft 網(wǎng)絡(luò)客戶端”“本地連接”屬性安裝在“網(wǎng)絡(luò)組件類型”多選框中選擇“客戶端”項(xiàng)添加在“網(wǎng)絡(luò)客戶端”多選框中選擇“Microsoft 網(wǎng)絡(luò)客戶端”。 第 132頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)文件和打印機(jī)共享 n第二步：打印機(jī)共享（一） Alice安裝本地打印機(jī) 開始打印機(jī)和傳真添加打印機(jī)選擇“連接到此計(jì)算機(jī)的本地打印機(jī)”單選項(xiàng)選擇打印機(jī)型號(hào)（在系統(tǒng)列表中）或指定打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序（不在系統(tǒng)列表中）。第 133頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)文件和打印機(jī)共享 n第二步：打印機(jī)共享（二）

54、Alice共享本地打印機(jī) 開始打印機(jī)和傳真右擊打印機(jī)圖標(biāo)選擇屬性選擇共享選項(xiàng)卡選擇“共享這臺(tái)打印機(jī)”單選項(xiàng)。第 134頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)文件和打印機(jī)共享 n第二步：打印機(jī)共享（三）Bob與Chris安裝網(wǎng)絡(luò)打印機(jī) 開始打印機(jī)和傳真添加打印機(jī)選擇“網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)或連接到其他計(jì)算機(jī)的打印機(jī)”單選項(xiàng)指定網(wǎng)絡(luò)共享打印機(jī)。 第 135頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)文件和打印機(jī)共享 n第三步：文件共享（一） 服務(wù)端：共享文件夾 右擊文件夾圖標(biāo)選擇屬性選擇共享選項(xiàng)卡選擇“共享此文件夾”單選項(xiàng)。第 136頁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)文件和打印機(jī)共享 n第三步：文件共享（二） 客戶端：網(wǎng)絡(luò)訪問 開始搜索選擇“計(jì)算機(jī)或人”選項(xiàng)選擇“

55、網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)計(jì)算機(jī)”選項(xiàng)輸入服務(wù)端主機(jī)IP地址或計(jì)算機(jī)名搜索從服務(wù)端主機(jī)獲取共享文件。9.9 虛擬局域網(wǎng)VLAN補(bǔ)充知識(shí)假設(shè)所有的學(xué)生宿舍和教師辦公室都位于同一幢建筑內(nèi)，如右圖所示。學(xué)生計(jì)算機(jī)位于一個(gè) LAN 中，教師計(jì)算機(jī)位于另一個(gè) LAN 中。這樣的拓?fù)溥\(yùn)行狀況良好。每個(gè)部門都位于同一個(gè)物理位置，所以為各個(gè)部門提供其所需的網(wǎng)絡(luò)資源也比較容易現(xiàn)在希望所有的學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用相同的安全設(shè)置以及現(xiàn)在希望所有的學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用相同的安全設(shè)置以及帶寬控制。怎樣才能讓網(wǎng)絡(luò)滿足這些物理位置不同的帶寬控制。怎樣才能讓網(wǎng)絡(luò)滿足這些物理位置不同的部門的共同需求？建立更大的部門的共同需求？建立更大的 LAN 然后將每

56、個(gè)部門然后將每個(gè)部門連接到一起？對(duì)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造的難度如何？連接到一起？對(duì)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造的難度如何？較好的做法是，根據(jù)這些人使用的資源將他們分組，較好的做法是，根據(jù)這些人使用的資源將他們分組，而不考慮他們的地理位置，這樣就能較為容易地管而不考慮他們的地理位置，這樣就能較為容易地管理特定群體的安全需要和帶寬需求。理特定群體的安全需要和帶寬需求。解決方案是使用一種稱為虛擬局域網(wǎng)解決方案是使用一種稱為虛擬局域網(wǎng) (VLAN) 的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。VLAN 可讓網(wǎng)絡(luò)可讓網(wǎng)絡(luò)管理員建立管理員建立多組邏輯上聯(lián)網(wǎng)多組邏輯上聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備，即使的設(shè)備，即使這些設(shè)備與其它這些設(shè)備與其它 VLAN 共享相同的

57、基礎(chǔ)架共享相同的基礎(chǔ)架構(gòu)，它們也能像在獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)中一樣運(yùn)作。構(gòu)，它們也能像在獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)中一樣運(yùn)作。VLAN的基礎(chǔ)知識(shí)及配置網(wǎng)絡(luò)上的用戶終端被劃分為多個(gè)邏輯工作組，每一個(gè)邏輯工作組即為一個(gè)VLAN。VLAN最大的特點(diǎn)是在組成邏輯網(wǎng)時(shí)無須考慮用戶或設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的物理位置。uVLAN的技術(shù)特點(diǎn)(1)VLAN工作在OSI參考模型的第2層數(shù)據(jù)鏈路層。每一個(gè)VLAN都是一個(gè)獨(dú)立的邏輯網(wǎng)段和廣播域，其廣播的信息只發(fā)送給該VLAN中的結(jié)點(diǎn)。(3)每一個(gè)VLAN都是一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，各自有惟一不同的子網(wǎng)號(hào)，VLAN只能通過第3層路由才能進(jìn)行通信而不能直接完成通信。nVLAN 的優(yōu)點(diǎn) 以常規(guī)方式運(yùn)作時(shí)，如果交換機(jī)在

58、某個(gè)端口上收到廣播幀，它會(huì)將該幀從交換機(jī)的所有端口上轉(zhuǎn)發(fā)出去。如圖所示，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)配置在相同的子網(wǎng) 172.17.40.0/24 中。結(jié)果，當(dāng)教師計(jì)算機(jī) PC1 發(fā)出廣播幀時(shí)，交換機(jī) S2 將該廣播幀從所有端口上發(fā)送出去。最終整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都會(huì)收到該幀，因此整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)廣播域。如圖所示，網(wǎng)絡(luò)已劃分為兩個(gè)如圖所示，網(wǎng)絡(luò)已劃分為兩個(gè) VLAN：Faculty VLAN 10 和和 Student VLAN 20。當(dāng)廣播幀從教師計(jì)算機(jī)。當(dāng)廣播幀從教師計(jì)算機(jī) PC1 發(fā)送到交換機(jī)發(fā)送到交換機(jī) S2 時(shí)，時(shí)，S2 只會(huì)將此廣播幀轉(zhuǎn)發(fā)到那些配置為支持只會(huì)將此廣播幀轉(zhuǎn)發(fā)到那些配置為支持 VLAN 10 的交的交換

59、機(jī)端口。換機(jī)端口。為交換機(jī)配置為交換機(jī)配置 VLAN 后，特定后，特定 VLAN 中的主機(jī)所發(fā)出的單播流量、中的主機(jī)所發(fā)出的單播流量、組播流量和廣播流量，其傳輸均僅限于該組播流量和廣播流量，其傳輸均僅限于該 VLAN 中的設(shè)備。中的設(shè)備。交換機(jī)交換機(jī) S2 和和 S1 相連的端口（端口相連的端口（端口 F0/1）以及）以及 S1 和和 S3 相連的端口（端口相連的端口（端口 F0/3）都已配置為支持網(wǎng)絡(luò)中的）都已配置為支持網(wǎng)絡(luò)中的所有所有 VLAN。這種連接稱為中繼。這種連接稱為中繼。VLAN的基礎(chǔ)知識(shí)及配置1按端口劃分這是一種從OSI/RM物理層角度進(jìn)行種的VLAN劃分方式。它按照交換機(jī)端口

60、定義為VLAN，每個(gè)交換機(jī)端口屬于一個(gè)VLAN。它由管理員根據(jù)交換機(jī)端口制定VLAN到交換機(jī)端口，這些鏈接端口會(huì)維護(hù)制定的VLAN配置。這種劃分方式又叫靜態(tài)VLAN.6.2 VLAN的基礎(chǔ)知識(shí)及配置 靜態(tài)VLAN結(jié)構(gòu)VLAN的基礎(chǔ)知識(shí)及配置6.2 VLAN的基礎(chǔ)知識(shí)及配置2按MAC地址劃分 這是從OSI/RM數(shù)據(jù)鏈路層角度進(jìn)行的VLAN劃分了。每塊網(wǎng)卡都有一個(gè)唯一的硬件物理地址，那就是MAC地址。 MAC地址屬于數(shù)據(jù)鏈路層，以此作為劃分VLAN的依據(jù)，能很好地獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)層上的各種應(yīng)用。因?yàn)镸AC地址是捆綁在網(wǎng)卡上的，所以這種形式的VLAN允許網(wǎng)絡(luò)用戶從一個(gè)物理位置移動(dòng)到另一個(gè)物理位置，并且自動(dòng)