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计算机通信 第3章 数据链路层 Ⅲ（以太网的扩展） 3.8 以太网的扩展 扩展的基本概念； 不同层次的扩展； 物理层； 数据链路层； 3.8 以太网的扩展 扩展的原因； 站点数目和覆盖距离； 扩展的手段： 中继器/HUB——在物理层上实现互连； 网桥/交换机——在链路层上实现互连； 路由器——在网络层上实现互连； 扩展时要考虑的因素； 选用不同的设备，决定了扩展后的网络性能； 3.8 以太网的扩展 冲突域的概念； 在网络内部，数据分组产生和发生冲突的这样一个区域称为冲突域； 所有的共享介质环境都是冲突域； 广播域的概念； 由所有能看到同一个广播数据帧的设备组成； 不同层次的互连设备与两者的关系； 扩展前后网络性能的变化； 互连设备与冲突域的概念 3.8 以太网的扩展 转发器的连接：两端口的设备； 转发器工作在物理层，不了解帧格式，也没有物理地址； 转发器工作原理； 转发器检测到一端电缆中有比特流传来时，它便转发一个放大的比特流到另一端电缆 (简单的放大功能） 一个转发器能把一个以太网的有效连接距离扩大一倍； 3.8 以太网的扩展 HUB也可以扩展（级联） 用HUB进行扩展 网桥也是连接两个网段的设备； 网桥工作在数据链路层，它根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发； 具有过滤帧的功能； 当网桥收到一个帧时，并不是向所有的端口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定是否要转发 ； 网桥还具备学习功能； 网桥的内部结构 用网桥连接多个不同的网段 扩大了物理范围； 过滤通信量； 提高了可靠性； 可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网）的局域网； 存储转发增加了时延； 具有不同 MAC 子层的网段桥接在一起时时延更大； 在MAC 子层并没有流量控制功能； 网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞； 所谓的广播风暴； 集线器在转发帧时，不对传输媒体进行检测； 网桥在转发帧之前必须执行 CSMA/CD 算法； 若在发送过程中出现碰撞，就必须停止发送和进行退避； 在这一点上网桥的接口很像一个网卡，但网桥却没有网卡； 由于网桥没有网卡，因此网桥并不改变它转发的帧的源地址； 两种常见的网桥 透明网桥 源站选路网桥 目前使用得最多的网桥是透明网桥(transparent bridge)； “透明”是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，因为网桥对各站来说是看不见的。 透明网桥是一种即插即用设备，其标准是 IEEE 802.1D。 透明网桥的工作特点 透明网桥是由各网桥自己来决定路由选择，而局域网上的各站都不管路由选择； 网桥做出路由决定的根据是网桥中的站表，站表是逐渐建立起来的；（学习功能） 网桥在转发表中登记以下三个信息： 站地址：登记收到的帧的源 MAC 地址； 端口：登记收到的帧进入该网桥的端口号； 时间：登记收到的帧进入该网桥的时间； 转发表中的 MAC 地址是根据源 MAC 地址写入的，但在进行转发时是将此 MAC 地址当作目的地址； 如果网桥现在能够从端口 x 收到从源地址 A 发来的帧，那么以后就可以从端口 x 将帧转发到目的地址 A； 透明网桥使用了支撑树算法为了避免产生转发的帧在网络中不断地兜圈子。  每隔几秒钟每一个网桥要广播其标识号(由生产网桥的厂家设定的一个惟一的序号)和它所知道的其他所有在网上的网桥； 支撑树算法选择一个网桥作为支撑树的根(例如，选择一个最小序号的网桥)，然后以最短路径为依据，找到树上的每一个结点； 当互连局域网的数目非常大时，支撑树的算法很花费时间。这时可将大的互连网划分为多个较小的互连网，然后得出多个支撑树； 源站选路(source route)网桥在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部中； 路由的确定； 源站以广播方式向欲通信的目的站发送一个发现帧，每个发现帧都记录所经过的路由； 发现帧到达目的站时就沿各自的路由返回源站； 源站在得知这些路由后，从所有可能的路由中选择出一个最佳路由； 两种网桥的比较 透明网桥 源站选路网桥 无连接的 面向连接的 透明的 不透明的 不需管理 人工管理 不是最佳路由