交换机的基本原理和相关技术汇.ppt

* 首页 * 以太网是美国施乐（Xerox）公司的Palo Alto研究中心（简称为PARC）于1975年研制成功的，以曾经在历史上表示传播电磁波的以太（Ether）命名。当时的以太网是一种基带总线局域网，最早的速率是2.94Mb/s。 IEEE802委员会的802工作组于1983年制定了第一个IEEE的以太网标准，编号为802.3，但是目前随着市场竞争的明朗化，以太网的标准主要是经常采用的DIX Ethernet V2（DIX为DEC、Intel、Xerox联合制定），但一般情况下也称为IEEE 802.3。 在共享式以太网之时，使用一种称为抽头的设备建立与同轴电缆的连接。须用特殊的工具在同轴电缆里挖一个小洞，然后将抽头接入。此项工作存在一定的风险：因为任何疏忽，都有可能使电缆的中心导体与屏蔽层短接，导致这个网络段的崩溃。同轴电缆的致命缺陷是：电缆上的设备是串连的，单点的故障可以导致这个网络的崩溃。 10Base5：粗同轴电缆（5代表电缆的字段长度是500米） 10Base2：细同轴电缆（2代表电缆的字段长度是200米） * MAC地址：介质访问控制地址；48位的全球地址，固化在网卡ROM中；前三个字节定义机构编号：机构唯一标识苻OUI，由IEEE的注册管理委员会RAC负责MAC地址的发放工作；1250美元可以买一个地址段； 写法：AC-DE-48-00-00-80 IEEE规定地址字段的第一字节的最低位为I/G比特（Individual/Group），用来区分单播和组播。 * 以太网DIX Ethernet V2标准是目前最常用的MAC帧格式。 DA ：目的MAC地址 SA ：源MAC地址 Type ：帧类型（ARP，IP，RARP） Frame Load：有效载荷 FCS ：帧检测序列 以太网帧的最小长度为64字节（其中IP报文最小长度为46字节），由CSMA/CD协议决定的； 但是为了保证传输，还需要在帧前面加上8字节前同步码、帧前导码和96比特的帧间隙。因此一个以太网帧在网络中实际占用的带宽为64＋20字节； * 单播（Unicast）：一对一，收到的帧的MAC地址与本站的硬件地址相同。（在早期总线型以太网中，所有站点都可以收到MAC帧，但只有符合的目的站点会接收－－一个极大的漏洞） 广播（Broadcast）：一对全体，发送给所有站点接收的帧；（一般是用于ARP） 组播（Multicast）：一对多，发送给一部分的站点，需要网卡对组播进行识别； IANA 将MAC 地址范围01:00:5E:00:00:00 ~ 01:00:5E:7F:FF:FF分配给组播使用 * 以太网的传输采用CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲实检测）协议来解决在多个网络工作站对传输媒介的竞争使用。 CSMA/CD：载波侦听与冲突检测-Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection CS: 载波侦听 发送之前的侦听，确保线路空闲，减少冲突机会 MA: 多址访问 每个站点发送的数据，可以被多个站点接收 CD: 冲突检测： 边发送边检测，发现冲突后进行回退 回退： 检测到冲突后的处理：发现冲突就停止发送，然后延迟一个随机时间之后继续发送 * 经过了漫长的初期发展，到70年代未期，以太网已经成为了局域网的产业标准。以太网的传输采用CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲实检测）协议（以广播的方式工作，冲突域不能太大）来解决在多个网络工作站对传输媒介的竞争使用。 在以太网的发展初期，出现了两个以太网标准，10BASE5和10BASE2。 10BASE5和10BASE2，物理连接上采用总线型的连接，当某一台计算机出现故障时，会导致整个网络故障。为了克服这个问题，同时由于很多大楼已经布好了多余电话线，为了利用这些电话线，人们开发了10BASE-T。 10BASE-T在物理连接上为星型连接。利用双绞线作为传输介质，采用HUB作为中央集线设备。由HUB组成的以太网在逻辑上仍然为一个总线型的连接。因为任一工作站发出的以太网帧仍然会被以太网上的所有其它工作站收到。由于CSMA/CD本身协议的限制，（冲突域太大）对每个网络中能最多拥有的HUB数量有所限制。这样同时也限制了网络的规模。 为了克服这种限制，人们将网络分为几个不同的段，每一个网络段内部执行CSMA/CD协议。不同的网络之间采用网桥连接。 网桥将整个网络分隔为几个段，以太网帧的广播只发生在一个网络段内部，一个网段内部的工作站之间通信的以太网帧只在本网段内部广播，只有不同网段之间的工作站通信才需要通过网桥。 随着技术的不断发展，一种新型的网桥—以太网交换机出现了。以太网交换机就其本质来说是一种多端口网桥。 传统的