以太網(wǎng)設備工作原理

HA130002

以太網(wǎng)設備工作原理ISSUE1.0常見的以太網(wǎng)設備包括Hub、交換機等，他們的工作原理也是不一樣的。Page

2學習完此課程，您將會：理解HUB、L2交換機和L3交換機的工作原理Page

3第1章共享式以太網(wǎng)第2章二層交換機的工作原理第3章三層交換機的工作原理Page

4共享式以太網(wǎng)原理：CSMA/CDPage

5CS（

Carrier

Sense

）：載波偵聽在發(fā)送數(shù)據(jù)之前進行監(jiān)聽，以確保線路空閑，減少沖突的機會。MA（

Multiple

Access

）：多址訪問每個站點發(fā)送的數(shù)據(jù)，可以同時被多個站點接收。CD（

Collision

Detection

）：沖突檢測邊發(fā)送邊檢測，發(fā)現(xiàn)沖突就停止發(fā)送，然后延遲一個隨機時間之后繼續(xù)發(fā)送。最小幀長與最大傳輸距離Page

6最大傳輸距離：通常由線路質(zhì)量、信號衰減程度等因素決定。最小幀長（64字節(jié)）：由最大傳輸距離和沖突檢測機制共同決定。Hub的工作模式注意：HUB僅僅是物理上的連接設備應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層鏈路層物理層物理層物理層HUB應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層鏈路層物理層Page

7Hub的工作原理12345INOUTOUTOUTOUT所有的HUB都是半雙工的Page

8HUB組建以太網(wǎng)的缺點Page

9實際上網(wǎng)絡中由HUB組建以太網(wǎng)實質(zhì)是一種共享式以太網(wǎng)，存在共享式以太網(wǎng)的所有缺陷：沖突嚴重；廣播泛濫；無任何安全性。第1章共享式以太網(wǎng)第2章二層交換機的工作原理第3章三層交換機的工作原理Page

10網(wǎng)橋/二層以太網(wǎng)交換機的工作模式應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層鏈路層物理層物理層物理層二層交換機應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層鏈路層物理層鏈路層鏈路層Page

11以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)Ethernet_IIDMACSMACLength/TDATA/PADFCSLength/Type值含義Length/T

>

1500Length/T

<=

1500代表了該幀的類型代表了該幀的長度802.36Page

1262446～1500Ethernet_Ⅱ幀結(jié)構(gòu)0800IP數(shù)據(jù)報0806ARP請求/應答8035RARP請求/應答DMACSMACLength/TDATA/PADFCSPage

13802.3

幀結(jié)構(gòu)DSAPSSAPCTRLORGCODETYPEDATA1113238～14920800IP數(shù)據(jù)報0806ARP請求/應答8035RARP請求/應答DMACSMACLength/TDATA/PADFCSPage

14以太網(wǎng)的MAC地址24

bits24

bits48

bits供應商代碼由供應商分配例：00e0.fc39.803400e0.fc——IEEE為廠商分配的供應商代碼39.8034——由供應商按順序分配Page

15基于源地址學習分段1分段2ABCPORT1PORT2D交換機典型應用交換機MAC地址所在端口MAC

A1MAC

B1MAC

C2MAC

D2Page

16基于目的地址轉(zhuǎn)發(fā)MACDMACA端口1MACDMACA端口2MAC地址所在端口MACA1MACB1MACC2MACD2Page

17二層交換機原理幀輸入泛洪該幀（源端口除外）轉(zhuǎn)發(fā)該幀（源端口除外）目的MAC地址地址表查找單播廣播沒有找到匹配條目查找成功Page

18三種交換模式Page

19Cut-Through交換機接收到前目的地址即開始轉(zhuǎn)發(fā)過程延遲小交換機不檢測錯誤Store-and-Forward交換機接收完整的數(shù)據(jù)幀后開始轉(zhuǎn)發(fā)過程延遲取決于數(shù)據(jù)幀長度交換機檢測錯誤，錯誤的包將被丟棄Fragment-free交換機接收完數(shù)據(jù)包的前64字節(jié)（一個最短幀長度），然后根據(jù)頭信息查表轉(zhuǎn)發(fā)交換機檢查前64字節(jié)的錯誤，一旦發(fā)現(xiàn)錯誤將丟棄。L2交換機的缺點Page

20L2帶來了以太網(wǎng)技術(shù)的重大飛躍，徹底解決了困擾以太網(wǎng)的沖突問題，極大的改進了以太網(wǎng)的性能。并且以太網(wǎng)的安全性也有所提高。但以太網(wǎng)存在如下缺點：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重是L2以太網(wǎng)的主要缺點第1章共享式以太網(wǎng)第2章二層交換機的工作原理第3章三層交換機的工作原理Page

21三層交換機的特點Page

22在邏輯上，三層交換和路由是等同的，三層交換的過程就是IP報文選路的過程三層交換機的主要特點在具有二層功能的同時提供三層功能許多三層交換機用三層精確查找實現(xiàn)三層轉(zhuǎn)發(fā)針對局域網(wǎng)，對以太網(wǎng)進行了優(yōu)化，大部分三層交換機只提供以太網(wǎng)接口和ATM局域網(wǎng)仿真接口選擇二層交換或三層交換幀輸入是否是路由接口的