20年计算机网络考研辅导讲座（5数据链路层--下）.pptVIP

远程网桥※ 用户层 IP MAC 站 1 用户层 IP MAC 站 2 物理层 网桥B1 网桥B2 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 用户数据 IP-H MAC-H MAC-T DL-H DL-T ① ⑨ ② ⑧ ③ ④ ⑥ ⑦ ⑤ 物理层 DL R MAC 物理层 物理层 DL R MAC 物理层 物理层 LAN1 LAN2 两个网桥之间还可使用一段点到点链路 IP信包 以太帧 PPP帧 同一个冲突域中各站点共享10Mbps带宽 站点越多，每个站点得到的平均带宽越小。 多端口网桥——以太网交换机 问题： 站点数的增加导致 LAN 性能降低，每个站点带宽低 解决方法： 交换式 LAN， 中心设备为一个以太交换机， 内有高速交换背板。交换机通常都有十几个以上的端口，可以同时在各端口间高速交换，并可支持多种速率。 工作原理：当各主机需要通信时，交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，无碰撞地传输数据。以太网交换机和透明网桥一样，也是一种即插即用设备，其内部的帧转发表也是通过自学习算法自动地逐渐建立起来的。 由于端口发送、接收线分开，交换机的端口RAM中可以缓存输入的帧， 所有端口都可以同时收、发，全双工传输，以独享方式操作。此时无冲突，不需采用CSMA/CD协议。 交换机是一种快速的多端口网桥 以太交换机使用了专用的交换结构芯片，实质上是一个硬件实现的多端口(8--24口) 高速网桥，交换速率很高。 而网桥一般用软件实现，速度较慢；且只有2—4个端口，每个端口往往连接到以太网的一个网段。 以太交换机的每个端口都直接与单个主机或另一个交换机或集线器(HUB)相连，端口和单个主机或交换机相连时一般都工作在全双工方式，端口和集线器(HUB)相连时则该端口工作在半双工方式(CSMA/CD)。 交换机能同时连通多对端口上主机，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰撞地传输数据。 以太交换机有两种工作方式：（1）存储转发方式(Store and Foward)；（2）直通交换方式(Cut-through) 以太网交换机的特点 对于普通 10 Mb/s 的共享式以太网，若共有 N 个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(10 Mb/s)的 N 分之一。 使用以太网交换机时，虽然在每个端口到主机的带宽还是 10 Mb/s，但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，因此对于拥有 N 对端口的交换机的总容量为 N?10 Mb/s。这正是交换机的最大优点。 交换机端口独占传输媒体的带宽 连接独享端口以太交换机后的冲突域变化 全双工交换以太网（不再使用CSMA/CD）  局域网扩展例 冲突域与广播域 HUB HUB MAC广播域 独立的冲突域 独立的冲突域 网桥或网络交换机 HUB 为共享端口(各端口无缓存，信号仅在各端口间接力整形放大)，因此 HUB 连接的各结点处于同一个网段，位于同一个冲突域中；而网桥或交换机为独享端口(有缓存)，网桥或交换机每个端口所连网段各构成一个冲突域。 HUB 和交换机都会在端口间转发 MAC 广播帧，因此 HUB、普通交换机连接的所有结点都处在同一个广播域中。 虚拟局域网 VLAN 局域网（LAN）通常被定义为一个单独的广播域，主要使用 HUB、网桥、或交换机等网络设备连接同一网段内的所有节点。 处于同一个局域网(广播域)之内的网络节点之间通信不通过网络路由器，它们直接进行通信； 处于不同的局域网(广播域)内的设备之间的通信则必须经过网络路由器。 传统上，由路由器分隔广播域 传统的 LAN 通常是基于用户的物理位置划分子网，不同的子网连接在路由器的不同端口上。一个子网内的各机器处于同一个广播域中，而路由器阻止广播向其它子网继续传播。 router 广播域 广播域 广播域 虚拟局域网 VLAN 若以太交换机使用VLAN技术，可建立多个广播域 广播存在于所有的网络上，如果不对它们进行适当的维护和控制，它们便会充斥于整个网络，产生大量的网络通信(“广播风暴”)。在共享传输媒体的局域网中，网络总带宽的绝大部分都是由广播幀消耗的。交换机的每个端口是一个物理网段。在网络中，广播信息可以传送到由交换机连接的每个物理网段，这将降低网络的实际通信量。 使用软件对交换机端口配置成VLAN后，可以形成逻辑网段。所有能够相互接收到广播帧的节点划分在同一个广播域或逻辑网段，在虚拟局域网VLAN中的每一个站都可以听到同一个虚拟局域网上的其它成员所发出的广播，而不会收到虚拟局域网以外的工作站发出的广播信息。 虚拟局域网 VL