光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品課程開發(fā)室以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)教材課件

TB000003

以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)

ISSUE1.0光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品課程開發(fā)室TB000003

以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)

ISSUE1.0光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品1引入ET1單板可以使OptiX2500+(Metro3000)產(chǎn)品具有直接接入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的功能，從而將現(xiàn)有的SDH網(wǎng)升級(jí)為可以傳送以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的SDH網(wǎng)絡(luò)。為了使大家能更好地掌握ET1單板以太網(wǎng)業(yè)務(wù)配置的原理，我們先要學(xué)習(xí)一些以太網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念。我們有必要掌握以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)配置引入ET1單板可以使OptiX2500+(Metro3002學(xué)習(xí)目標(biāo)了解以太網(wǎng)發(fā)展的過程掌握以太網(wǎng)發(fā)展的各個(gè)階段的網(wǎng)絡(luò)特性的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：學(xué)習(xí)目標(biāo)了解以太網(wǎng)發(fā)展的過程學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：3參考資料《以太網(wǎng)技術(shù)》《VLAN基礎(chǔ)》《生成樹協(xié)議原理及配置》參考資料《以太網(wǎng)技術(shù)》4以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）GE/10GE出現(xiàn)（未來社會(huì)）以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）5以太網(wǎng)起源以太網(wǎng)通信的原則：

同一時(shí)刻只能有一臺(tái)主機(jī)在發(fā)送，但可以有多臺(tái)主機(jī)同時(shí)接收——廣播；

如果一個(gè)以太網(wǎng)報(bào)文被完全發(fā)送出去，則在鏈路上肯定不會(huì)發(fā)生沖突，即理論上不再需要發(fā)送第二次。以太網(wǎng)起源以太網(wǎng)通信的原則：6以太網(wǎng)起源原始社會(huì)的主要矛盾原始社會(huì)中沒有階級(jí)關(guān)系，所有的主機(jī)都以平等的地位連接到同軸電纜上，但如果以太網(wǎng)中主機(jī)數(shù)目較多，則存在以下嚴(yán)重問題：

介質(zhì)可靠性差沖突嚴(yán)重廣播泛濫無任何安全性其中介質(zhì)可靠性差是原始社會(huì)的主要社會(huì)矛盾，當(dāng)時(shí)的社會(huì)生產(chǎn)力異常低下。以太網(wǎng)起源原始社會(huì)的主要矛盾其中介質(zhì)可靠性差是原始社會(huì)的主要7以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）GE/10GE出現(xiàn)（未來社會(huì)）以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）8HUB出現(xiàn)從同軸電纜到雙絞線：

80年代末期，非屏蔽雙絞線（UTP）出現(xiàn)，并迅速得到廣泛的應(yīng)用。UTP的巨大優(yōu)勢在于：價(jià)格低廉，只有同軸電纜的幾分之一；制作簡單，成功率高；收發(fā)使用不同的線纜，為實(shí)現(xiàn)全雙工奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)；邏輯拓?fù)湟琅f是總線的，但物理拓?fù)渥優(yōu)樾切?，使單段線纜的故障不會(huì)影響到這個(gè)網(wǎng)絡(luò)。HUB出現(xiàn)從同軸電纜到雙絞線：9HUB出現(xiàn)傳統(tǒng)以太網(wǎng)連接設(shè)備HUB設(shè)備工作模型：僅僅是物理上的連接設(shè)備HUB出現(xiàn)傳統(tǒng)以太網(wǎng)連接設(shè)備HUB設(shè)備工作模型：僅僅是物理上10HUB出現(xiàn)傳統(tǒng)以太網(wǎng)連接設(shè)備HUB設(shè)備工作原理：所有的HUB都是半雙工的HUB僅僅改變了以太網(wǎng)的物理拓?fù)銱UB出現(xiàn)傳統(tǒng)以太網(wǎng)連接設(shè)備HUB設(shè)備工作原理：所有的HUB11HUB出現(xiàn)HUB的沖突域：HUB對(duì)所連接的LAN只做信號(hào)的中繼，所有的物理設(shè)備構(gòu)成了一個(gè)沖突域。HUB出現(xiàn)HUB的沖突域：HUB對(duì)所連接的LAN只做信號(hào)的中12HUB出現(xiàn)HUB（奴隸社會(huì)）的主要矛盾從奴隸社會(huì)開始，以太網(wǎng)中第一次出現(xiàn)了階級(jí)的概念：統(tǒng)治階級(jí)和被統(tǒng)治階級(jí)。被統(tǒng)治階級(jí)通常是生產(chǎn)者（主機(jī)），網(wǎng)絡(luò)中的流量只要由生產(chǎn)者產(chǎn)生。統(tǒng)治階級(jí)通常指網(wǎng)絡(luò)中的連接和交換設(shè)備（HUB），雖然他們不從事生產(chǎn)勞動(dòng)，但卻對(duì)勞動(dòng)果實(shí)有分配權(quán)。奴隸社會(huì)存在如下社會(huì)矛盾：沖突嚴(yán)重廣播泛濫無任何安全性其中沖突嚴(yán)重是奴隸社會(huì)的主要社會(huì)矛盾，當(dāng)時(shí)的社會(huì)生產(chǎn)力非常低下。HUB出現(xiàn)HUB（奴隸社會(huì)）的主要矛盾其中沖突嚴(yán)重是奴隸社13以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）GE/10GE出現(xiàn)（未來社會(huì)）以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）14L2出現(xiàn)BRIDGE/以太網(wǎng)交換機(jī)/L2設(shè)備工作模型：L2出現(xiàn)BRIDGE/以太網(wǎng)交換機(jī)/L2設(shè)備工作模型：15L2出現(xiàn)二層交換機(jī)原理：接收網(wǎng)段上的所有數(shù)據(jù)幀；利用接收數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址來建立MAC地址表（源地址自學(xué)習(xí)），使用地址老化機(jī)制進(jìn)行地址表維護(hù)；在MAC地址表中查找數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址，如果找到就將該數(shù)據(jù)幀發(fā)送到相應(yīng)的端口（不包括源端口），如果找不到，就向所有的端口（不包括源端口）發(fā)送；向所有端口（不包括源端口）轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀和多播幀。L2出現(xiàn)二層交換機(jī)原理：16問題為什么向所有的端口發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)不包含源端口呢？問題為什么向所有的端口發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)不包含源端口呢？17解答不向源端發(fā)送，是為了防止廣播風(fēng)暴。原因:從這個(gè)端口接收的報(bào)文，肯定被這個(gè)端口所在的網(wǎng)段已知，所以沒有必要從這個(gè)端口再發(fā)送一遍。不僅僅是沒有必要的問題，而是一定不能再發(fā)送，因?yàn)檫@樣一個(gè)報(bào)文會(huì)在網(wǎng)段中出現(xiàn)兩次。造成嚴(yán)重錯(cuò)誤。解答不向源端發(fā)送，是為了防止廣播風(fēng)暴。18L2出現(xiàn)二層交換機(jī)硬件結(jié)構(gòu)：L2的轉(zhuǎn)發(fā)完全由硬件通過ASIC實(shí)現(xiàn)。L2出現(xiàn)二層交換機(jī)硬件結(jié)構(gòu)：L2的轉(zhuǎn)發(fā)完全由硬件通過ASIC19L2出現(xiàn)全雙工就是解放生產(chǎn)力：實(shí)現(xiàn)全雙工的物質(zhì)保證：支持全雙工的網(wǎng)卡芯片＋收發(fā)線路完全分離物理介質(zhì)＋點(diǎn)到點(diǎn)的連接（HUB都是半雙工的）。全雙工對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)的影響：最大吞吐量達(dá)到雙倍速率；從根本上解決了以太網(wǎng)的沖突問題，以太網(wǎng)從此告別CSMA/CD。支持全雙工的設(shè)備：最近10年制造的網(wǎng)卡、L2、路由器，HUB除外。L2出現(xiàn)全雙工就是解放生產(chǎn)力：實(shí)現(xiàn)全雙工的物質(zhì)保證：全雙工20L2出現(xiàn)生成樹協(xié)議(STP)解決環(huán)路問題：通過阻斷冗余鏈路來消除橋接網(wǎng)絡(luò)中可能存在的路徑回環(huán)。當(dāng)前活動(dòng)路徑發(fā)生故障時(shí)激活冗余備份鏈路恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連通性。L2出現(xiàn)生成樹協(xié)議(STP)解決環(huán)路問題：通過阻斷冗余鏈路來21L2出現(xiàn)沖突域：L2對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)幀根據(jù)MAC地址進(jìn)行二層轉(zhuǎn)發(fā)，沖突域被限制到了一個(gè)端口上。但是無法限制廣播域的大小。L2出現(xiàn)沖突域：L2對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)幀根據(jù)MAC地址進(jìn)行二層22L2出現(xiàn)L2（封建社會(huì)）的主要矛盾在封建社會(huì)中，全雙工和L2帶來了以太網(wǎng)社會(huì)生產(chǎn)力的兩次重大飛躍，徹底解決了困擾以太網(wǎng)的沖突問題，極大的促進(jìn)了社會(huì)進(jìn)步。并且以太網(wǎng)的安全性也有所提高。但封建社會(huì)仍舊存在如下社會(huì)矛盾：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)重是封建社會(huì)的主要社會(huì)矛盾。L2出現(xiàn)L2（封建社會(huì)）的主要矛盾其中廣播泛濫嚴(yán)重是封建社會(huì)23以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）GE/10GE出現(xiàn)（未來社會(huì)）以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）24VLAN出現(xiàn)VLAN的起源——基于端口分組：解決廣播泛濫問題的主導(dǎo)思想：將沒有互訪需求的主機(jī)隔離開。特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡單，但只能適用于一臺(tái)交換機(jī)。VLAN出現(xiàn)VLAN的起源——基于端口分組：解決廣播泛濫問題25VLAN出現(xiàn)多個(gè)交換機(jī)——?jiǎng)澐諺LAN：特點(diǎn)：必須有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)——VLAN。VLAN出現(xiàn)多個(gè)交換機(jī)——?jiǎng)澐諺LAN：26VLAN出現(xiàn)VLAN的標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.1Q：VLANID12bits范圍：（0~4095）正是這12bits徹底改變了傳統(tǒng)的以太網(wǎng)。VLAN出現(xiàn)VLAN的標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.1Q：27VLAN出現(xiàn)VLAN的劃分：根據(jù)使用策略不同，VLAN可以分為：基于端口劃分的VLAN基于MAC地址劃分的VLAN基于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議劃分的VLAN

基于IP組播的VLAN基于組合策略的VLANVLAN出現(xiàn)VLAN的劃分：28VLAN出現(xiàn)以太網(wǎng)設(shè)備與802.1Q幀：以太網(wǎng)中的哪些設(shè)備識(shí)別802.1Q幀格式？網(wǎng)絡(luò)終端用戶設(shè)備

（如安裝了以太網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)）網(wǎng)絡(luò)交換互連設(shè)備（如以太網(wǎng)交換機(jī)）VLAN出現(xiàn)以太網(wǎng)設(shè)備與802.1Q幀：網(wǎng)絡(luò)終端用戶設(shè)備網(wǎng)絡(luò)29VLAN出現(xiàn)以太網(wǎng)交換機(jī)的端口分類：Access/Untagged/端口：如果以太網(wǎng)交換機(jī)的某個(gè)端口所連的設(shè)備（通常連接的是主機(jī)）都不識(shí)別802.1Q幀，那么該端口就是Access端口。Trunk/TagAware/Tagged/端口：如果以太網(wǎng)交換機(jī)的某個(gè)端口所連的設(shè)備（通常連接L2）可以識(shí)別802.1Q幀，那么該端口就是Trunk端口。VLAN出現(xiàn)以太網(wǎng)交換機(jī)的端口分類：Access/Untag30VLAN出現(xiàn)三個(gè)ID：VID：以太網(wǎng)幀中所攜帶的表示該幀所屬的VLAN的ID，（就是改變以太網(wǎng)世界的那12個(gè)bit）。PVID：L2上的所有端口（包括Acess和Trunk），必須指明屬于哪個(gè)VLAN。TrunkallowVlanID：在Trunk端口上，必須標(biāo)識(shí)出允許那些vlan通過。。VLAN出現(xiàn)三個(gè)ID：VID：PVID：Trunkall31VLAN出現(xiàn)三大紀(jì)律：UNTAGGED端口不能接TAGGED端口。兩個(gè)相連的TAGGED端口的PVID值要求一致。

與不支持802.1Q的設(shè)備相連的端口不能是TAGGED端口。VLAN出現(xiàn)三大紀(jì)律：UNTAGGED端口不能接TAGGED32VLAN出現(xiàn)VLAN（資本主義社會(huì)）的主要矛盾在資本主義社會(huì)中，VLAN技術(shù)成功地解決了廣播問題，并且使以太網(wǎng)的安全性有了進(jìn)一步的提高，此時(shí)的以太網(wǎng)技術(shù)趨于完美，社會(huì)生產(chǎn)力極大提高，社會(huì)物質(zhì)生產(chǎn)空前繁榮。但資本主義社會(huì)仍舊存在如下社會(huì)矛盾：人民群眾日益增長的過量物質(zhì)文化需求與落后的社會(huì)生產(chǎn)力之間的矛盾例如：使用VLAN來劃分網(wǎng)絡(luò)后，網(wǎng)絡(luò)的效率提高不少，可是本來不需要相互訪問的兩個(gè)部門，現(xiàn)在又要少量的訪問需求，該怎么辦到呢？VLAN出現(xiàn)VLAN（資本主義社會(huì)）的主要矛盾例如：使用V33VLAN出現(xiàn)解決辦法——使用路由器連接不同的VLAN前提：VLAN和IP子網(wǎng)間是一對(duì)一的關(guān)系。VLAN出現(xiàn)解決辦法——使用路由器連接不同的VLAN前提：V34以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）GE/10GE出現(xiàn)（未來社會(huì)）以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）35L3出現(xiàn)三層交換機(jī)功能模型：三層交換機(jī)功能上相當(dāng)于右圖中大方框中的部分三層交換機(jī)把支持VLAN的二層交換機(jī)和路由器的功能集成在一起了，因此常常稱之為二三層交換機(jī)二層交換機(jī)的功能和路由器的功能，在三層交換機(jī)中分別體現(xiàn)為二層VLAN轉(zhuǎn)發(fā)引擎和三層轉(zhuǎn)發(fā)引擎兩個(gè)部分二層VLAN引擎與支持VLAN的二層交換機(jī)的二層轉(zhuǎn)發(fā)引擎是相同的，是用硬件支持多個(gè)VLAN的二層轉(zhuǎn)發(fā)三層轉(zhuǎn)發(fā)引擎使用硬件ASIC技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速的IP轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)應(yīng)到IP網(wǎng)絡(luò)模型中，每個(gè)VLAN對(duì)應(yīng)一個(gè)IP網(wǎng)段，三層交換機(jī)中的三層轉(zhuǎn)發(fā)引擎在各個(gè)網(wǎng)段（VLAN）間轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文，實(shí)現(xiàn)VLAN之間的互通，因此三層交換機(jī)的路由功能通常叫做VLAN間路由（Inter-VLANRouting）L3出現(xiàn)三層交換機(jī)功能模型：三層交換機(jī)功能上相當(dāng)于右圖中大方36L3出現(xiàn)L3（社會(huì)主義社會(huì)）的主要矛盾L3在這場斗爭中，失去只是局域網(wǎng)的枷鎖，得到的卻是整個(gè)internetL3雖然幾乎具備了路由器的所有功能，但在走向廣域網(wǎng)的過程中卻遇到了廣域網(wǎng)接口帶寬不足，路由性能低下的尷尬。L3出現(xiàn)L3（社會(huì)主義社會(huì)）的主要矛盾L3雖然幾乎具備了路37以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）GE/10GE出現(xiàn)（未來社會(huì)）以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）38GE/10GE出現(xiàn)千兆以太網(wǎng)：千兆以太網(wǎng)物理層——有序集Start_Of_Packet：在傳輸具體數(shù)據(jù)的開始，發(fā)送該有序集。IDLE需要注意的，在沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候物理鏈路也不空閑，而是傳輸該有序集來保持激活狀態(tài)。End_Of_Packet具體數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束的時(shí)候發(fā)送該有序集，指示數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。Configuration封裝自動(dòng)協(xié)商數(shù)據(jù)GE/10GE出現(xiàn)千兆以太網(wǎng)：千兆以太網(wǎng)物理層——有序集39GE/10GE出現(xiàn)GE對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)的影響：GE就是解放生產(chǎn)力！以低廉的價(jià)格提供巨大的帶寬對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)提供平滑的升級(jí)和良好的兼容GE的出現(xiàn)使以太網(wǎng)技術(shù)從企業(yè)網(wǎng)走向城域網(wǎng)10GE就是解放生產(chǎn)力！10G是目前路由器技術(shù)中所能達(dá)到的最高單端口帶寬，而10GE由于具有以太網(wǎng)技術(shù)的許多天然優(yōu)勢，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在10GPOS之前，并很可能取而代之。10GE的出現(xiàn)將使以太網(wǎng)技術(shù)最終沖出城域網(wǎng)，走向骨干網(wǎng)。GE/10GE出現(xiàn)GE對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)的影響：GE就是解放生產(chǎn)力40Internet小結(jié)以太網(wǎng)的世界從數(shù)據(jù)報(bào)文在擁擠的同軸電纜上毫無保證地低速裸奔，到全雙工的雙絞線，到在10GE光纖中無阻塞交換......以太網(wǎng)的社會(huì)發(fā)展簡史就是一部生產(chǎn)力發(fā)展的歷史！從主機(jī)到HUB到L2到L3......以太網(wǎng)的社會(huì)發(fā)展簡史就是一部階級(jí)斗爭的歷史！從毫無安全性可言的廣播共享，到初具安全功能的VLAN，到路不拾遺、夜不閉戶的802.1x......以太網(wǎng)的社會(huì)發(fā)展簡史就是一部道德水準(zhǔn)不斷提高，精神文明不斷進(jìn)步的歷史！從企業(yè)網(wǎng)到城域網(wǎng)到骨干網(wǎng)......以太網(wǎng)的社會(huì)發(fā)展簡史就是一部擴(kuò)張版圖、探索未知世界的歷史！Internet小結(jié)以太網(wǎng)的世界從數(shù)據(jù)報(bào)文在擁擠的同軸電纜上41小結(jié)重點(diǎn)掌握為什么會(huì)有以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的各個(gè)階段？重點(diǎn)理解以太網(wǎng)各個(gè)發(fā)展階段的優(yōu)、缺點(diǎn)小結(jié)重點(diǎn)掌握為什么會(huì)有以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的各個(gè)階段？重點(diǎn)理解以太42光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品課程開發(fā)室以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)教材課件43演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！44TB000003

以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)

ISSUE1.0光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品課程開發(fā)室TB000003

以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)

ISSUE1.0光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品45引入ET1單板可以使OptiX2500+(Metro3000)產(chǎn)品具有直接接入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的功能，從而將現(xiàn)有的SDH網(wǎng)升級(jí)為可以傳送以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的SDH網(wǎng)絡(luò)。為了使大家能更好地掌握ET1單板以太網(wǎng)業(yè)務(wù)配置的原理，我們先要學(xué)習(xí)一些以太網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念。我們有必要掌握以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)配置引入ET1單板可以使OptiX2500+(Metro30046學(xué)習(xí)目標(biāo)了解以太網(wǎng)發(fā)展的過程掌握以太網(wǎng)發(fā)展的各個(gè)階段的網(wǎng)絡(luò)特性的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：學(xué)習(xí)目標(biāo)了解以太網(wǎng)發(fā)展的過程學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：47參考資料《以太網(wǎng)技術(shù)》《VLAN基礎(chǔ)》《生成樹協(xié)議原理及配置》參考資料《以太網(wǎng)技術(shù)》48以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）GE/10GE出現(xiàn)（未來社會(huì)）以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）49以太網(wǎng)起源以太網(wǎng)通信的原則：

同一時(shí)刻只能有一臺(tái)主機(jī)在發(fā)送，但可以有多臺(tái)主機(jī)同時(shí)接收——廣播；

如果一個(gè)以太網(wǎng)報(bào)文被完全發(fā)送出去，則在鏈路上肯定不會(huì)發(fā)生沖突，即理論上不再需要發(fā)送第二次。以太網(wǎng)起源以太網(wǎng)通信的原則：50以太網(wǎng)起源原始社會(huì)的主要矛盾原始社會(huì)中沒有階級(jí)關(guān)系，所有的主機(jī)都以平等的地位連接到同軸電纜上，但如果以太網(wǎng)中主機(jī)數(shù)目較多，則存在以下嚴(yán)重問題：

介質(zhì)可靠性差沖突嚴(yán)重廣播泛濫無任何安全性其中介質(zhì)可靠性差是原始社會(huì)的主要社會(huì)矛盾，當(dāng)時(shí)的社會(huì)生產(chǎn)力異常低下。以太網(wǎng)起源原始社會(huì)的主要矛盾其中介質(zhì)可靠性差是原始社會(huì)的主要51以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）GE/10GE出現(xiàn)（未來社會(huì)）以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）52HUB出現(xiàn)從同軸電纜到雙絞線：

80年代末期，非屏蔽雙絞線（UTP）出現(xiàn)，并迅速得到廣泛的應(yīng)用。UTP的巨大優(yōu)勢在于：價(jià)格低廉，只有同軸電纜的幾分之一；制作簡單，成功率高；收發(fā)使用不同的線纜，為實(shí)現(xiàn)全雙工奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)；邏輯拓?fù)湟琅f是總線的，但物理拓?fù)渥優(yōu)樾切危箚味尉€纜的故障不會(huì)影響到這個(gè)網(wǎng)絡(luò)。HUB出現(xiàn)從同軸電纜到雙絞線：53HUB出現(xiàn)傳統(tǒng)以太網(wǎng)連接設(shè)備HUB設(shè)備工作模型：僅僅是物理上的連接設(shè)備HUB出現(xiàn)傳統(tǒng)以太網(wǎng)連接設(shè)備HUB設(shè)備工作模型：僅僅是物理上54HUB出現(xiàn)傳統(tǒng)以太網(wǎng)連接設(shè)備HUB設(shè)備工作原理：所有的HUB都是半雙工的HUB僅僅改變了以太網(wǎng)的物理拓?fù)銱UB出現(xiàn)傳統(tǒng)以太網(wǎng)連接設(shè)備HUB設(shè)備工作原理：所有的HUB55HUB出現(xiàn)HUB的沖突域：HUB對(duì)所連接的LAN只做信號(hào)的中繼，所有的物理設(shè)備構(gòu)成了一個(gè)沖突域。HUB出現(xiàn)HUB的沖突域：HUB對(duì)所連接的LAN只做信號(hào)的中56HUB出現(xiàn)HUB（奴隸社會(huì)）的主要矛盾從奴隸社會(huì)開始，以太網(wǎng)中第一次出現(xiàn)了階級(jí)的概念：統(tǒng)治階級(jí)和被統(tǒng)治階級(jí)。被統(tǒng)治階級(jí)通常是生產(chǎn)者（主機(jī)），網(wǎng)絡(luò)中的流量只要由生產(chǎn)者產(chǎn)生。統(tǒng)治階級(jí)通常指網(wǎng)絡(luò)中的連接和交換設(shè)備（HUB），雖然他們不從事生產(chǎn)勞動(dòng)，但卻對(duì)勞動(dòng)果實(shí)有分配權(quán)。奴隸社會(huì)存在如下社會(huì)矛盾：沖突嚴(yán)重廣播泛濫無任何安全性其中沖突嚴(yán)重是奴隸社會(huì)的主要社會(huì)矛盾，當(dāng)時(shí)的社會(huì)生產(chǎn)力非常低下。HUB出現(xiàn)HUB（奴隸社會(huì)）的主要矛盾其中沖突嚴(yán)重是奴隸社57以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）GE/10GE出現(xiàn)（未來社會(huì)）以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）58L2出現(xiàn)BRIDGE/以太網(wǎng)交換機(jī)/L2設(shè)備工作模型：L2出現(xiàn)BRIDGE/以太網(wǎng)交換機(jī)/L2設(shè)備工作模型：59L2出現(xiàn)二層交換機(jī)原理：接收網(wǎng)段上的所有數(shù)據(jù)幀；利用接收數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址來建立MAC地址表（源地址自學(xué)習(xí)），使用地址老化機(jī)制進(jìn)行地址表維護(hù)；在MAC地址表中查找數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址，如果找到就將該數(shù)據(jù)幀發(fā)送到相應(yīng)的端口（不包括源端口），如果找不到，就向所有的端口（不包括源端口）發(fā)送；向所有端口（不包括源端口）轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀和多播幀。L2出現(xiàn)二層交換機(jī)原理：60問題為什么向所有的端口發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)不包含源端口呢？問題為什么向所有的端口發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)不包含源端口呢？61解答不向源端發(fā)送，是為了防止廣播風(fēng)暴。原因:從這個(gè)端口接收的報(bào)文，肯定被這個(gè)端口所在的網(wǎng)段已知，所以沒有必要從這個(gè)端口再發(fā)送一遍。不僅僅是沒有必要的問題，而是一定不能再發(fā)送，因?yàn)檫@樣一個(gè)報(bào)文會(huì)在網(wǎng)段中出現(xiàn)兩次。造成嚴(yán)重錯(cuò)誤。解答不向源端發(fā)送，是為了防止廣播風(fēng)暴。62L2出現(xiàn)二層交換機(jī)硬件結(jié)構(gòu)：L2的轉(zhuǎn)發(fā)完全由硬件通過ASIC實(shí)現(xiàn)。L2出現(xiàn)二層交換機(jī)硬件結(jié)構(gòu)：L2的轉(zhuǎn)發(fā)完全由硬件通過ASIC63L2出現(xiàn)全雙工就是解放生產(chǎn)力：實(shí)現(xiàn)全雙工的物質(zhì)保證：支持全雙工的網(wǎng)卡芯片＋收發(fā)線路完全分離物理介質(zhì)＋點(diǎn)到點(diǎn)的連接（HUB都是半雙工的）。全雙工對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)的影響：最大吞吐量達(dá)到雙倍速率；從根本上解決了以太網(wǎng)的沖突問題，以太網(wǎng)從此告別CSMA/CD。支持全雙工的設(shè)備：最近10年制造的網(wǎng)卡、L2、路由器，HUB除外。L2出現(xiàn)全雙工就是解放生產(chǎn)力：實(shí)現(xiàn)全雙工的物質(zhì)保證：全雙工64L2出現(xiàn)生成樹協(xié)議(STP)解決環(huán)路問題：通過阻斷冗余鏈路來消除橋接網(wǎng)絡(luò)中可能存在的路徑回環(huán)。當(dāng)前活動(dòng)路徑發(fā)生故障時(shí)激活冗余備份鏈路恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連通性。L2出現(xiàn)生成樹協(xié)議(STP)解決環(huán)路問題：通過阻斷冗余鏈路來65L2出現(xiàn)沖突域：L2對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)幀根據(jù)MAC地址進(jìn)行二層轉(zhuǎn)發(fā)，沖突域被限制到了一個(gè)端口上。但是無法限制廣播域的大小。L2出現(xiàn)沖突域：L2對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)幀根據(jù)MAC地址進(jìn)行二層66L2出現(xiàn)L2（封建社會(huì)）的主要矛盾在封建社會(huì)中，全雙工和L2帶來了以太網(wǎng)社會(huì)生產(chǎn)力的兩次重大飛躍，徹底解決了困擾以太網(wǎng)的沖突問題，極大的促進(jìn)了社會(huì)進(jìn)步。并且以太網(wǎng)的安全性也有所提高。但封建社會(huì)仍舊存在如下社會(huì)矛盾：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)重是封建社會(huì)的主要社會(huì)矛盾。L2出現(xiàn)L2（封建社會(huì)）的主要矛盾其中廣播泛濫嚴(yán)重是封建社會(huì)67以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）GE/10GE出現(xiàn)（未來社會(huì)）以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）68VLAN出現(xiàn)VLAN的起源——基于端口分組：解決廣播泛濫問題的主導(dǎo)思想：將沒有互訪需求的主機(jī)隔離開。特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡單，但只能適用于一臺(tái)交換機(jī)。VLAN出現(xiàn)VLAN的起源——基于端口分組：解決廣播泛濫問題69VLAN出現(xiàn)多個(gè)交換機(jī)——?jiǎng)澐諺LAN：特點(diǎn)：必須有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)——VLAN。VLAN出現(xiàn)多個(gè)交換機(jī)——?jiǎng)澐諺LAN：70VLAN出現(xiàn)VLAN的標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.1Q：VLANID12bits范圍：（0~4095）正是這12bits徹底改變了傳統(tǒng)的以太網(wǎng)。VLAN出現(xiàn)VLAN的標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.1Q：71VLAN出現(xiàn)VLAN的劃分：根據(jù)使用策略不同，VLAN可以分為：基于端口劃分的VLAN基于MAC地址劃分的VLAN基于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議劃分的VLAN

基于IP組播的VLAN基于組合策略的VLANVLAN出現(xiàn)VLAN的劃分：72VLAN出現(xiàn)以太網(wǎng)設(shè)備與802.1Q幀：以太網(wǎng)中的哪些設(shè)備識(shí)別802.1Q幀格式？網(wǎng)絡(luò)終端用戶設(shè)備

（如安裝了以太網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)）網(wǎng)絡(luò)交換互連設(shè)備（如以太網(wǎng)交換機(jī)）VLAN出現(xiàn)以太網(wǎng)設(shè)備與802.1Q幀：網(wǎng)絡(luò)終端用戶設(shè)備網(wǎng)絡(luò)73VLAN出現(xiàn)以太網(wǎng)交換機(jī)的端口分類：Access/Untagged/端口：如果以太網(wǎng)交換機(jī)的某個(gè)端口所連的設(shè)備（通常連接的是主機(jī)）都不識(shí)別802.1Q幀，那么該端口就是Access端口。Trunk/TagAware/Tagged/端口：如果以太網(wǎng)交換機(jī)的某個(gè)端口所連的設(shè)備（通常連接L2）可以識(shí)別802.1Q幀，那么該端口就是Trunk端口。VLAN出現(xiàn)以太網(wǎng)交換機(jī)的端口分類：Access/Untag74VLAN出現(xiàn)三個(gè)ID：VID：以太網(wǎng)幀中所攜帶的表示該幀所屬的VLAN的ID，（就是改變以太網(wǎng)世界的那12個(gè)bit）。PVID：L2上的所有端口（包括Acess和Trunk），必須指明屬于哪個(gè)VLAN。TrunkallowVlanID：在Trunk端口上，必須標(biāo)識(shí)出允許那些vlan通過。。VLAN出現(xiàn)三個(gè)ID：VID：PVID：Trunkall75VLAN出現(xiàn)三大紀(jì)律：UNTAGGED端口不能接TAGGED端口。兩個(gè)相連的TAGGED端口的PVID值要求一致。

與不支持802.1Q的設(shè)備相連的端口不能是TAGGED端口。VLAN出現(xiàn)三大紀(jì)律：UNTAGGED端口不能接TAGGED76VLAN出現(xiàn)VLAN（資本主義社會(huì)）的主要矛盾在資本主義社會(huì)中，VLAN技術(shù)成功地解決了廣播問題，并且使以太網(wǎng)的安全性有了進(jìn)一步的提高，此時(shí)的以太網(wǎng)技術(shù)趨于完美，社會(huì)生產(chǎn)力極大提高，社會(huì)物質(zhì)生產(chǎn)空前繁榮。但資本主義社會(huì)仍舊存在如下社會(huì)矛盾：人民群眾日益增長的過量物質(zhì)文化需求與落后的社會(huì)生產(chǎn)力之間的矛盾例如：使用VLAN來劃分網(wǎng)絡(luò)后，網(wǎng)絡(luò)的效率提高不少，可是本來不需要相互訪問的兩個(gè)部門，現(xiàn)在又要少量的訪問需求，該怎么辦到呢？VLAN出現(xiàn)VLAN（資本主義社會(huì)）的主要矛盾例如：使用V77VLAN出現(xiàn)解決辦法——使用路由器連接不同的VLAN前提：VLAN和IP子網(wǎng)間是一對(duì)一的關(guān)系。VLAN出現(xiàn)解決辦法——使用路由器連接不同的VLAN前提：V78以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）GE/10GE出現(xiàn)（未來社會(huì)）以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）79L3出現(xiàn)三層交換機(jī)功能模型：三層交換機(jī)功能上相當(dāng)于右圖中大方框中的部分三層交換機(jī)把支持VLAN的二層交換機(jī)和路由器的功能集成在一起了，因此常常稱之為二三層交換機(jī)二層交換機(jī)的功能和路由器的功能，在三層交換機(jī)中分別體現(xiàn)為二層VLAN轉(zhuǎn)發(fā)引擎和三層轉(zhuǎn)發(fā)引擎兩個(gè)部分二層VLAN引擎與支持VLAN的二層交換機(jī)的二層轉(zhuǎn)發(fā)引擎是相同的，是用硬件支持多個(gè)VLAN的二層轉(zhuǎn)發(fā)三層轉(zhuǎn)發(fā)引擎使用硬件ASIC技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速的IP轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)應(yīng)到IP網(wǎng)絡(luò)模型中，每個(gè)VLAN對(duì)應(yīng)一個(gè)IP網(wǎng)段，三層交換機(jī)中的三層轉(zhuǎn)發(fā)引擎在各個(gè)網(wǎng)段（VLAN）間轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文，實(shí)現(xiàn)VLAN之間的互通，因此三層交換機(jī)的路由功能通常叫做VLAN間路由（Inter-V