局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

802體系構(gòu)架802.1B網(wǎng)際互連802.2邏輯鏈路控制802.3CSMA/CD介質(zhì)訪問802.4TokenBus介質(zhì)訪問802.5TokenRing介質(zhì)訪問802.6MAN介質(zhì)訪問802.3物理802.4物理802.5物理802.6物理802.1A802.1B網(wǎng)際互連LLC邏輯鏈路MAC介質(zhì)訪問物理以太網(wǎng)LLC：提供鏈路的多路訪問功能提供流控功能屏蔽下層物理硬件MAC層LLC層提供服務(wù)訪問點(diǎn)（SAP）物理層數(shù)據(jù)組裝成幀（地址和差錯(cuò)控制）拆卸幀成數(shù)據(jù)管理鏈路上的通信信號(hào)編碼譯碼生成同步比特發(fā)送與接收局域網(wǎng)互連中繼器（重發(fā)器）放大信號(hào)集線器中心節(jié)點(diǎn)網(wǎng)橋交換機(jī)多接口的網(wǎng)橋路由器中繼放大器：延長(zhǎng)傳輸范圍個(gè)數(shù)有限制，有延時(shí)要求，CSMA/CD的特征幀長(zhǎng)與延時(shí)有關(guān)中繼器沖突域=廣播域沖突：一個(gè)發(fā)，其它都等著廣播域：廣播的范圍HUB集線器：匯接器，相當(dāng)于物理媒介（總線）的微縮以前的網(wǎng)絡(luò)是共享型，所有連接到“一根總線上”。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只有網(wǎng)卡、集線器（中繼器）、媒介整個(gè)系統(tǒng)處于一個(gè)“碰撞域”（沖突域、廣播域）所有用戶共享一個(gè)帶寬（總線），采用CSMA/CD，一個(gè)用戶工作，其它都等著。沖突域=廣播域網(wǎng)橋Bridge網(wǎng)橋（bridge）：網(wǎng)絡(luò)連接器，連接兩個(gè)分開的網(wǎng)絡(luò)。早期連接兩個(gè)不同媒介的網(wǎng)絡(luò)，如令牌環(huán)、以太網(wǎng)等至少兩個(gè)連接不同網(wǎng)絡(luò)的端口后期可連接相同的網(wǎng)絡(luò)。具有智能學(xué)習(xí)和簡(jiǎn)單的“路由”（二層交換）功能學(xué)習(xí)記憶MAC地址，根據(jù)幀的終點(diǎn)地址（MAC）處于哪一網(wǎng)段（端口）來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和濾除，工作在第二層從共享型交換型以太網(wǎng)網(wǎng)橋Bridge通過LLC連接兩個(gè)網(wǎng)段分離網(wǎng)段，工作在第二層網(wǎng)橋Bridge網(wǎng)橋一般至少有兩個(gè)端口，連接兩個(gè)分開的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)橋BridgeBridge需要不停的學(xué)習(xí)兩邊網(wǎng)段各自的MAC地址，并在端口上建立MAC地址表，根據(jù)MAC地址表，做簡(jiǎn)單的“交換（路由）”功能。如果源地址和目的地在同一端口，不轉(zhuǎn)發(fā)到其它端口反之，則轉(zhuǎn)發(fā)端口1端口2端口3MAC1MAC5MAC9MAC2MAC6MAC10MAC3MAC7MAC11MAC4MAC8MAC12網(wǎng)橋BridgeMAC地址學(xué)習(xí)的方法對(duì)照表中找到源站？將源站和端口加入到對(duì)照表中，設(shè)置新的計(jì)時(shí)器更新方向和計(jì)時(shí)器YN網(wǎng)橋Bridge網(wǎng)橋?qū)碜跃W(wǎng)段1的MAC幀，首先要檢查其終點(diǎn)地址。如果是發(fā)往網(wǎng)段1上某一站，網(wǎng)橋則不將幀轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)段2，而將其濾除；如果是發(fā)往網(wǎng)段2上某一站，網(wǎng)橋則將它轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)段2。這表明，如果LAN1和LAN2上各有一對(duì)用戶在本網(wǎng)段上同時(shí)進(jìn)行通信，顯然是可以實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)榫W(wǎng)橋起到了隔離作用。網(wǎng)橋在一定條件下具有增加網(wǎng)絡(luò)帶寬的作用。網(wǎng)段1和2是兩個(gè)不同的沖突域。網(wǎng)橋的每一端口為一個(gè)沖突域，但整個(gè)網(wǎng)橋處于一個(gè)廣播域中，仍然轉(zhuǎn)發(fā)廣播包。網(wǎng)橋Bridge三種方式無端口（未知）：廣播有端口本地端口：不處理（濾除）其它端口：轉(zhuǎn)發(fā)端口X收到無差錯(cuò)幀對(duì)照表中找到目的站？外出端口＝X？向外端口轉(zhuǎn)發(fā)幀把幀向X以外所有端口轉(zhuǎn)發(fā)NYYN網(wǎng)橋Bridge沖突域：每個(gè)端口，每個(gè)端口仍然共享廣播域：所有端口，因?yàn)閺V播MAC地址未知沖突域！=廣播域交換機(jī)Switch交換機(jī)：是網(wǎng)橋和集線器的聯(lián)合的產(chǎn)物，相當(dāng)于每個(gè)端口都是一個(gè)微型網(wǎng)橋的集線器。背板：指連接各個(gè)微型網(wǎng)橋的裝置總線矩陣軟件等交換機(jī)Switch交換機(jī)有三種工作方式：切入方式（cutthrough）：指交換機(jī)收到幀的前14個(gè)字節(jié)，根據(jù)MAC地址，就判斷是否轉(zhuǎn)發(fā)，速度快，無效驗(yàn)功能，管理功能差。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式（storeandforward）：指先讀整個(gè)幀到內(nèi)存中，再判斷如何轉(zhuǎn)發(fā)，便于管理。改進(jìn)型直通（ModifiedCut-Through：兩者的結(jié)合，接收前64個(gè)字節(jié)，然后轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)Switch以太網(wǎng)交換器結(jié)構(gòu)（背板）軟件執(zhí)行交換結(jié)構(gòu)：速度慢矩陣交換結(jié)構(gòu)：硬件處理，速度快，難升級(jí)總線交換結(jié)構(gòu)：便于升級(jí)（堆疊，串聯(lián)）共享存儲(chǔ)器交換結(jié)構(gòu)：需要大量的RAM，方便升級(jí)以太網(wǎng)交換器產(chǎn)品的基本架構(gòu)分類為：?jiǎn)闻_(tái)（不可疊堆）：可疊堆集成：多個(gè)（背板）連接在一起箱體模塊式：插板式，總線背板Backhaul背板：連接各個(gè)端口的設(shè)備不是單純的集線器，可以使通個(gè)端口同時(shí)通信背板的交換速度決定了多少個(gè)端口能同時(shí)通信交換型以太網(wǎng)：不在共享一個(gè)帶寬用戶使用速度大幅提高取代了Hub控制邏輯1123452345交換機(jī)Switch交換機(jī)的每個(gè)端口是網(wǎng)橋，因此每個(gè)端口處于一個(gè)獨(dú)立的沖突域，容量大，但所有的端口處于一個(gè)廣播域中。交換機(jī)對(duì)于數(shù)據(jù)包的形式：轉(zhuǎn)發(fā)、過濾、廣播。對(duì)于明確知道目的地MAC地址的，在某一特定的端口給予轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)于不允許到達(dá)的目的地，給予過濾。對(duì)于不知道目的地MAC地址或是組播或是廣播，采取廣播到所有的端口去。交換機(jī)本質(zhì)仍然是網(wǎng)橋。交換機(jī)Switch每個(gè)端口是一個(gè)沖突域簡(jiǎn)單區(qū)別路由器Router分割廣播域總結(jié)設(shè)備OSI層分隔沖突域分隔廣播域備注HUB物理層不不

網(wǎng)橋數(shù)據(jù)鏈路層是不每個(gè)端口是單獨(dú)的沖突域交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層是不實(shí)際上是多端口網(wǎng)橋，每個(gè)端口是單獨(dú)的沖突域路由器網(wǎng)絡(luò)層是是每個(gè)端口是單獨(dú)的廣播域生成樹算法（SPT）當(dāng)多個(gè)網(wǎng)橋相互成環(huán)時(shí)，可能造成數(shù)據(jù)循環(huán)發(fā)送冗余設(shè)計(jì)：消除了單點(diǎn)故障誤操作：誤成環(huán)交換機(jī)對(duì)不知道地址的幀（包括廣播、組播）進(jìn)行泛洪（flooding）結(jié)果：冗余交換拓?fù)浠蛟S會(huì)帶來廣播風(fēng)暴多幀拷貝MAC地址表不穩(wěn)定冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙哂嗤負(fù)湎擞捎趩吸c(diǎn)故障所引致的網(wǎng)絡(luò)不通問題冗余拓?fù)鋮s帶來了廣播風(fēng)暴、重復(fù)幀和MAC地址表不穩(wěn)定的問題網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y廣播交換機(jī)A交換機(jī)B主機(jī)X發(fā)送一廣播信息廣播風(fēng)暴網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y廣播廣播風(fēng)暴交換機(jī)A交換機(jī)B主機(jī)X發(fā)送一廣播信息網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y廣播交換機(jī)不停地發(fā)出廣播信息廣播風(fēng)暴交換機(jī)A交換機(jī)B網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y重復(fù)幀單點(diǎn)幀主機(jī)X發(fā)一單點(diǎn)幀給路由器Y路由器Y的MAC地址還沒有被交換機(jī)A和B學(xué)習(xí)到交換機(jī)A交換機(jī)B網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y

單點(diǎn)幀主機(jī)X發(fā)送一單點(diǎn)幀給路由器Y路由器Y的MAC地址還沒有被交換機(jī)A和B學(xué)習(xí)到路由器Y會(huì)收到同一幀的兩個(gè)拷貝單點(diǎn)幀單點(diǎn)幀重復(fù)幀交換機(jī)A交換機(jī)B網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y單點(diǎn)幀單點(diǎn)幀主機(jī)X發(fā)送一單點(diǎn)幀給路由器Y路由器Y的MAC地址還沒有被交換機(jī)A和B學(xué)習(xí)到交換機(jī)A和B都學(xué)習(xí)到主機(jī)X的MAC地址對(duì)應(yīng)端口0端口0端口1端口0端口1MAC地址表不穩(wěn)定交換機(jī)A交換機(jī)B網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y

Unicast主機(jī)X發(fā)送一單點(diǎn)幀給路由器Y路由器Y的MAC地址還沒有被交換機(jī)A和B學(xué)習(xí)到交換機(jī)A和B都學(xué)習(xí)到主機(jī)X的MAC地址對(duì)應(yīng)端口0到路由器Y的數(shù)據(jù)幀在交換機(jī)A和B上會(huì)泛洪處理交換機(jī)A和B都錯(cuò)誤學(xué)習(xí)到主機(jī)X的MAC地址對(duì)應(yīng)端口1MAC地址表不穩(wěn)定單點(diǎn)幀端口0端口1端口0端口1交換機(jī)A交換機(jī)B網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y更復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致多重回路在第2層沒有能夠防止這種回路的機(jī)制服務(wù)器/主機(jī)工作站回路回路回路多重回路問題

廣播回路的解決辦法:生成樹協(xié)議

Spanning-TreeProtocol將某些端口置于阻塞狀態(tài)就能防止冗余結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲挟a(chǎn)生回路

無環(huán)路的樹阻塞x創(chuàng)建邏輯無環(huán)路拓?fù)淙哂嘣黾恿丝煽啃?，但也將物理環(huán)路帶進(jìn)網(wǎng)絡(luò)。解決辦法就是創(chuàng)建邏輯無環(huán)路拓?fù)洌瑫r(shí)保留物理環(huán)存在無環(huán)路拓?fù)浞Q為樹，并且是可擴(kuò)展的樹。樹只有根結(jié)點(diǎn)，樹葉連接到枝干上，無環(huán)路每個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)創(chuàng)建無環(huán)路拓?fù)涞乃惴ǚQ為生成樹算法。SpanningTreeProtocol自動(dòng)形成邏輯上的樹結(jié)構(gòu)STP術(shù)語(yǔ)橋ID(BridgeID)開銷（Cost）橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（BPDU）橋ID(BridgeID)BID用來識(shí)別每一個(gè)交換機(jī)/網(wǎng)橋。BID用來確定網(wǎng)絡(luò)的中心，在STP中稱為根橋。優(yōu)先級(jí)默認(rèn)為32768開銷（Cost）優(yōu)先級(jí)的確定最短路徑是cost累加，而cost是基于鏈路的速率的。橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（BPDU）交換機(jī)發(fā)送的創(chuàng)建邏輯無環(huán)路的數(shù)據(jù)包稱為BPDUBPDU在阻塞的接口上也可以接收，這確保如果鏈路或設(shè)備出現(xiàn)問題，新的生成樹會(huì)被計(jì)算默認(rèn)，BPDU2秒發(fā)送一次生成樹操作1.選舉根橋，BID最小即是2.計(jì)算自己到根橋距離3.選擇根端口，距離根橋最近的接口4.選指定端口和非指定端口，非指定端口被阻塞。操作原則每個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)根橋每個(gè)非根橋只有一個(gè)根端口每個(gè)段只有一個(gè)指定端口非指定端口不被使用STP實(shí)例VLAN為了更好的管理交換機(jī)，減少?gòu)V播風(fēng)暴發(fā)生的可能，擴(kuò)大交換容量，引入了VLAN（virtuallocalareanetwork）技術(shù)。VLAN可以在交換機(jī)中開辟一個(gè)獨(dú)立的廣播域，減少?gòu)V播包，增大交換容量，同時(shí)也可以提高安全性。VLAN中的計(jì)算機(jī)只能和本VLAN中的計(jì)算機(jī)通信，與外界邏輯分離。VLAN簡(jiǎn)單的分割廣播域VLAN工作網(wǎng)段的隔絕第三層第二層第一層銷售部人力資源部工程部一個(gè)VLAN=一個(gè)廣播域=邏輯網(wǎng)段(子網(wǎng))VLANVLAN的劃分分為三種：各有各的優(yōu)勢(shì)和使用范圍根據(jù)端口劃分VLAN：最為常用也最簡(jiǎn)單，但受端口限制，不能漫游（離開本端口）根據(jù)MAC地址劃分VLAN：根據(jù)每個(gè)主機(jī)的MAC地址來劃分，即對(duì)每個(gè)MAC地址的主機(jī)都配置它屬于哪個(gè)組。最大優(yōu)點(diǎn)就是當(dāng)用戶物理位置移動(dòng)時(shí)，即從一個(gè)交換機(jī)換到其他的交換機(jī)時(shí)，VLAN不用重新配置初級(jí)配置比較麻煩。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層（IP）劃分VLAN：根據(jù)IP地址來區(qū)別不同的VLAN，移動(dòng)靈活，配置稍微簡(jiǎn)單，但這種方法的缺點(diǎn)是效率，因?yàn)闄z查每一個(gè)數(shù)據(jù)包的IP地址是很費(fèi)時(shí)的。VLANVLAN干道（trunk）：VLAN跨交換機(jī)兩種VLAN中繼協(xié)議可以選擇：ISL和IEEE802.1Q。ISL主干道交換機(jī)間鏈路（Inter-SwitchLink，ISL）Cisco專有協(xié)議ISL幀格式ISL頭26bytes以太幀數(shù)據(jù)CRC4bytes用ISL頭與CRC進(jìn)行幀封裝可以支持多個(gè)VLAN(1024)VLAN號(hào)BPDU控制位DATypeUserSALENVLANAAAA03BPDUHSAVLANBPDUBPDUINDEXRES802.1Q主干道IEEE802.1QVLAN中繼協(xié)議在trunk上添加一些控制選項(xiàng)，增加了一個(gè)4字節(jié)的802.1Q楨頭，也叫標(biāo)簽tagging普通終端無法識(shí)別，也不需要識(shí)別交換機(jī)端口就分為兩種：access和trunk。access口只屬于一個(gè)VLAN，且僅向該VLAN轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。Trunk口可以通過多個(gè)VLAN數(shù)據(jù)包，一般用于和其他交換機(jī)互連。VTPVTP（VLANTrunkingProtocol）：是VLAN中繼協(xié)議，也被稱為虛擬局域網(wǎng)干道協(xié)議。避免在多個(gè)交換機(jī)上配置多個(gè)VLAN第二層的通信協(xié)議，主要用于管理在同一個(gè)域的網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)VLANs的建立、刪除和重命名。在一臺(tái)VTPServer上配置一個(gè)新的VLAN時(shí)，該VLAN的配置信息將自動(dòng)傳播到本域內(nèi)的其他所有交換機(jī)。交換機(jī)會(huì)自動(dòng)地接收這些配置信息，使其VLAN的配置與VTPServer保持一致，從而減少配置VLAN的工作量，而且保持了VLAN配置的統(tǒng)一性。VTP工作模式服務(wù)器（SERVER）模式可以創(chuàng)建、刪除VLAN、修改VLAN參數(shù)。同時(shí)，還有責(zé)任發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)VLAN更新消息。配置的VLAN信息會(huì)被存儲(chǔ)在非易失性RAM—NVRAM中?？蛻魴C(jī)（CLIENT）模式只能接收傳來的VLAN配置信息。同時(shí)，也有責(zé)任轉(zhuǎn)發(fā)VLAN更新消息。收到的VLAN配置信息并不被永久保存。透明（TRANSPARENT）模式可以創(chuàng)建、刪除VLAN、修改VLAN參數(shù)。VLAN配置的信息并不向外發(fā)送。有責(zé)任轉(zhuǎn)發(fā)收到的VLAN更新消息。配置的VLAN信息會(huì)被存儲(chǔ)在非易失性RAM—NVRAM中。VTP工作模式交換機(jī)的性能產(chǎn)商、產(chǎn)品、型號(hào)的交換器各不相同，有基本特性衡量端口-地址表大小體系結(jié)構(gòu)自適應(yīng)端口母板傳輸速率；帶寬幀碎片預(yù)防“胖通道”過濾率和轉(zhuǎn)發(fā)率流量控制全雙工端口Jabber控制延時(shí)管理模塊插入方式端口緩沖區(qū)大小端口模塊支持生成樹算法交換器類型交換方式虛擬局域網(wǎng)支持EPONEPON（EthernetPassiveOpticalNetwor）：以太無源光網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)的光接入網(wǎng)，突破最后一公里的瓶頸達(dá)到Gbit/s的速率OLT：中心局光線路終端設(shè)備ONU：終端用戶光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）綜合了以太網(wǎng)成本低、兼容性好以及PON技術(shù)介質(zhì)共享的優(yōu)點(diǎn)，以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有接入技術(shù)的帶寬EPON的帶寬可達(dá)10Gbit/s,EPONEPONEPON利用以太網(wǎng)作為其第二層的成幀協(xié)議。EPON對(duì)上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)傳輸采用不同的方法。下行數(shù)據(jù)流：中心局OLT發(fā)出數(shù)據(jù)包，每