以太網(wǎng)概述及以太網(wǎng)幀

以太網(wǎng)概述及以太網(wǎng)幀第一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-2-回顧物理介質(zhì)的類型銅介質(zhì)非屏蔽雙絞線（類型、線序）及其他類型銅介質(zhì)光纖（單模、多模）無線常用通信標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.11、IEEE802.15、IEEE802.16、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)第二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-3-教學(xué)內(nèi)容以太網(wǎng)概述以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、第1、2層以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)發(fā)展傳統(tǒng)以太網(wǎng)、當(dāng)前以太網(wǎng)、吉比特以太網(wǎng)以太網(wǎng)幀MAC地址結(jié)構(gòu)、表示方法單播、廣播、組播MAC地址第三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-4-9.3以太網(wǎng)概述Internet工程任務(wù)組（IEFT）維護(hù)上層軟件服務(wù)。電氣電子工程師協(xié)會（IEEE）等定義維護(hù)第一層和第二層標(biāo)準(zhǔn)（以太網(wǎng)）。第四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-5-9.3.1以太網(wǎng)：標(biāo)準(zhǔn)和實施1980年：第一個以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。1985年：IEEE發(fā)布以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3，并與ISO標(biāo)準(zhǔn)兼容。第五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-6-9.3.2第1層和第2層的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)鏈路層的下半層（MAC子層）和物理層以太網(wǎng)第一層標(biāo)準(zhǔn)信號介質(zhì)上傳輸?shù)谋忍亓鲗⑿盘柗诺浇橘|(zhì)上的物理原件不同的拓?fù)湟蕴W(wǎng)MAC子層標(biāo)準(zhǔn)提供與上層協(xié)議聯(lián)系的接口提供標(biāo)識設(shè)備的接口利用封裝成幀將比特流組織為有意義的分組控制源數(shù)據(jù)的傳輸以太網(wǎng)如何與上層如何相互通信呢？第六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-7-9.3.3邏輯鏈路控制（LLC）：連接上層LLC處理上層的網(wǎng)絡(luò)軟件與下層硬件之間的通信IEEE802.2標(biāo)準(zhǔn)定義了LLC子層功能LLC可以視為網(wǎng)卡（NIC）的驅(qū)動程序軟件LLC功能：建立與上層的連接將網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包封裝成幀標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議保持物理設(shè)備的相對獨(dú)立性第七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-8-9.3.4MAC子層：獲取介質(zhì)上的數(shù)據(jù)和從介質(zhì)上接收數(shù)據(jù)MAC子層功能由硬件（網(wǎng)卡）實現(xiàn)。MAC子層功能：數(shù)據(jù)封裝介質(zhì)訪問控制MAC第八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-9-9.3.4MAC子層：獲取介質(zhì)上的數(shù)據(jù)和從介質(zhì)上接收數(shù)據(jù)1.數(shù)據(jù)封裝數(shù)據(jù)封裝包括發(fā)送前幀組裝和收到幀時的幀解析三個主要功能：幀定界編址錯誤檢測第九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-10-9.3.4MAC子層：獲取介質(zhì)上的數(shù)據(jù)和從介質(zhì)上接收數(shù)據(jù)2.介質(zhì)訪問控制（MAC）MAC包括數(shù)據(jù)放置到介質(zhì)和從介質(zhì)中刪除幀。MAC方法取決于網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)回顧：MAC方法第十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-11-9.3.5以太網(wǎng)的物理層實現(xiàn)第十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-12-9.3.5以太網(wǎng)的物理層實現(xiàn)以太網(wǎng)的變化：初期：數(shù)據(jù)傳輸速度3Mbit/s的以太網(wǎng)今天：數(shù)據(jù)傳輸速度高達(dá)10Gbit/s的以太網(wǎng)（吉比特以太網(wǎng)）以太網(wǎng)成功因素支持廣泛的電纜和連接器規(guī)格定義了不同介質(zhì)的編碼和編碼方案在所有物理實現(xiàn)中保持一致的結(jié)構(gòu)第十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-13-9.4LAN技術(shù)：以太網(wǎng)以太網(wǎng)的出現(xiàn)（P198）傳統(tǒng)以太網(wǎng)發(fā)展：第一版以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)當(dāng)前以太網(wǎng)1Gbit/s以上以太網(wǎng)第十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-14-9.4.1LAN技術(shù)：以太網(wǎng)以太網(wǎng)歷史（第一版本以太網(wǎng)）介質(zhì)：同軸電纜（粗纜10BASE5、細(xì)纜10BASE2）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型部署：低帶寬LAN環(huán)境中介質(zhì)訪問方法：CSMA第十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-15-9.4.2LAN技術(shù)：以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)介質(zhì)：UTP（10BASE-T）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：物理拓?fù)洌盒切停贿壿嬐負(fù)洌嚎偩€物理拓?fù)涫褂玫脑O(shè)備：集線器介質(zhì)訪問方法：CSMA/CD通信類型：半雙工第十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-16-9.4.2LAN技術(shù)：以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)基于集線器的以太網(wǎng)第十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-17-9.4.3LAN技術(shù)：以太網(wǎng)當(dāng)前以太網(wǎng)兩次發(fā)展：速度由10Mbit/s到100Mbit/s（快速以太網(wǎng)）；LAN交換機(jī)的出現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：物理拓?fù)洌盒切停贿壿嬐負(fù)洌狐c(diǎn)對點(diǎn)物理拓?fù)涫褂玫脑O(shè)備：交換機(jī)介質(zhì)訪問方法：CSMA/CD，沒有介質(zhì)爭用通信類型：半雙工第十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-18-9.4.3LAN技術(shù)：以太網(wǎng)當(dāng)前以太網(wǎng)基于交換機(jī)的以太網(wǎng)第十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-19-9.4.4LAN技術(shù)：以太網(wǎng)吉比特以太網(wǎng)速度：1000Mbit/s或更高帶寬介質(zhì)：光纖通信類型：全雙工范圍：由LAN擴(kuò)展到WAN介質(zhì)訪問方法：CSMA/CD第十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-20-9.5.1以太網(wǎng)幀以太網(wǎng)幀有兩種樣式：IEEE802.3（原始）和修訂后的IEEE802.3(Ethernet)第二十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-21-9.5.1以太網(wǎng)幀原始以太網(wǎng)最小幀為64個字節(jié)，最大1518個字節(jié)如果接收的幀小于最小值或者大于最大值，則認(rèn)為幀被損壞并丟棄。第二十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-22-9.5.2以太網(wǎng)MAC地址表示方法：12個十六進(jìn)制數(shù)字，共48位。如果接收的幀小于最小值或者大于最大值，則認(rèn)為幀被損壞并丟棄。第二十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-23-9.5.2以太網(wǎng)MAC地址1.MAC地址結(jié)構(gòu)IEEE為廠商分配了一個3字節(jié)的代碼，稱為組織唯一標(biāo)識符(OUI)。EEE要求廠商遵守兩條簡單的規(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作為前3個字節(jié)。OUI相同的所有MAC地址的最后3個字節(jié)必須是唯一的值（廠商代碼或序列號）。第二十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-24-9.5.2以太網(wǎng)MAC地址1.MAC地址結(jié)構(gòu)第二十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-25-9.5.2以太網(wǎng)MAC地址2.MAC地址的使用源設(shè)備發(fā)送報文時包含目的MAC地址網(wǎng)段上其他NIC檢查該幀頭MAC地址，確認(rèn)是否與其MAC地址匹配如果匹配，該NIC將該幀送到上層如果不匹配，將該幀丟棄。第二十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-26-9.5.2以太網(wǎng)MAC地址2.MAC地址的使用MAC地址的表示方法：00-05-9A-3C-78-0000:05:9A:3C:78:00

0005.9A3C.7800被分配到工作站、服務(wù)器、打印機(jī)、交換機(jī)和路由器等發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的任何設(shè)備第二十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-27-9.5.3十六進(jìn)制計數(shù)和編址第二十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-28-9.5.3十六進(jìn)制計數(shù)和編址第二十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-29-9.5.3十六進(jìn)制計數(shù)和編址字節(jié)1個字節(jié)=8位（可以表示00~FF的十六進(jìn)制數(shù)）十六進(jìn)制的表示以0X為前導(dǎo)表示，例：0x0A。十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換將4位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為1個十六進(jìn)制數(shù)查看MAC地址：ipconfig/all第二十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-30-9.5.4MAC地址和IP地址數(shù)據(jù)鏈路層MAC地址使數(shù)據(jù)包通過各網(wǎng)段上的本地介質(zhì)運(yùn)載。IP地址網(wǎng)絡(luò)層地址IP讓設(shè)備將數(shù)據(jù)包發(fā)往目的設(shè)備第三十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-31-9.5.4MAC地址和IP地址第三十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-32-9.5.5以太網(wǎng)單播幀、多播幀和廣播幀單播MAC地址單播MAC地址是幀從一臺發(fā)送設(shè)備發(fā)送到一臺目的設(shè)備時使用的唯一地址。第三十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-33-9.5.5以太網(wǎng)單播幀、多播幀和廣播幀單播MAC地址第三十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-34-9.5.5以太網(wǎng)單播幀、多播幀和廣播幀廣播MAC地址目的IP地址使用廣播地址MAC地址使用FF-FF-FF-FF-FF-FF第三十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-35-9.5.5以太網(wǎng)單播幀、多播幀和廣播幀廣播MAC地址第三十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五-36-9.5.5以太網(wǎng)單播、多播和廣播MAC地址組播MAC地址使用組播地址（224.0.0.0~239.255.255.255）作為目的IP地址組播MAC地址以01-00-5E開頭，將IP組播組地址的低23位換算成以太網(wǎng)地址中剩余的6個十六進(jìn)制字符，作為組播MAC地址的結(jié)尾。MAC地址剩余的位始終為"0“例：組播地址為224.148.64.46的組播MAC地址為