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1、交换和路由技术,第一章 以太网的发展简史 第二章 以太网基础 第三章 以太网相关基本配置 第四章 二层交换的基本原理 第五章 VLAN(802.1Q) 第六章 三层交换的基本原理,目录,以太网的起源,早期的以太网标准是采用同轴线作为传输介质。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。,共享式以太网,网络中所有主机的收发都依赖于同一套物理介质，即共享介质。 同一时刻只能有一台主机在发送，各主机通过遵循CSMA/CD规则来保证网络的正常通讯。,交换式以太网,扩展了网络带宽。 分割了网络冲突域，使得网络冲突被限制在最小的范围内。 交换机作为更加智能的交换设备，能够
2、提供更多用户所要求的功能：优先级、虚拟网、远程检测,以太网技术的发展,IEEE802.3 以太网标准 IEEE802.3u 100BASE-T快速以太网标准 IEEE802.3z/ab 1000Mb/s千兆以太网标准 IEEE802.3ae 10GE以太网标准,以太网技术的进一步发展,以太网速度的迅速提高 从10Mbps向100Mbps、1000Mbps过渡，并进一步向10000Mbps过渡。 VLAN技术使得以太网的应用日趋灵活。 优先级，组播，三层交换，P-VLAN，S-VLAN. 传输技术的迅猛发展使得以太网技术从局域网走向广域网。 Ethernet Over SDH，QinQ.,第一章
3、 以太网的发展简史 第二章 以太网基础 第三章 以太网相关基本配置 第四章 二层交换的基本原理 第五章 VLAN(802.1Q) 第六章 三层交换的基本原理,目录,第二章 以太网基础,第一节 以太网的帧类型 第二节 以太网工作原理 第三节 以太网端口技术,以太网的地址,Media Access Control，网络设备根据目的MAC来判断是否处理接收到以太网帧 MAC地址是48 bit二进制的地址，前24位为供应商代码，后24为序列号 单播地址：第一字节最低位为0，如00-e0-fc-00-00-06 多播地址：第一字节最低位为1，如 01-e0-fc-00-00-06 广播地址：48位全1
4、ff-ff-ff-ff-ff-ff,第二章 以太网基础,第一节 以太网的帧类型 第二节 以太网工作原理 第三节 以太网端口技术,以太网工作原理-CSMA/CD,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,以太网工作原理-冲突域,物理网段（冲突域）： 连
5、接在同一传输介质上所有工作站/服务器的集合 。位于同一冲突域的工作站/服务器不能同时发送数据。,以太网工作原理-冲突域,集线器(HUB)是工作在物理层的设备，连接到集线器上的所有设备位于同一冲突域，同一时刻只可以有一台设备在发送数据。 全网设备共享带宽。,最大传输距离和最小帧长,最大传输距离：通常由线路质量、信号衰减程度度等因素决定。 最小帧长（64字节）：由最大传输距离和冲突检测机制共同决定。规定最小帧长是为了避免这种情况发生：a站点已经将一个数据包的最后一个bit发送完毕，但这个报文的第一个bit还没有传送到距离很远的b站点。而b站点认为线路空闲而发送数据，导致冲突。更为严重的是a站点无法
6、知道报文发送失败。 如果一个数据帧发送完毕还没有检测到冲突，则认为数据帧被正确发送和接收了。,共享式以太网的弱点,全网带宽共享 用户数上升时全网性能急剧下降,全双工以太网,数据通过两种独立的路径传输和接收。 只存在两个节点，可以在同一时间对信息进行双向传输，而不会发生冲突。,全双工以太网,实现全双工的物质保证： 支持全双工的网卡芯片收发线路完全分离物理介质点到点的连接（hub都是半双工的）。 全双工对以太网技术的影响 最大吞吐量达到双倍速率； 从根本上解决了以太网的冲突问题，以太网从此告别CSMA/CD。 支持全双工的设备： HUB除外的目前几乎所有的支持以太网的设备。,第二章 以太网基础,第
7、一节 以太网的帧类型 第二节 以太网工作原理 第三节 以太网端口技术,标准以太网接口传输距离,技术标准,线缆类型,10Base5,10Base2,AUI(DB15)接口电缆,BNC接口同轴电缆,传输距离,500m,180m,100m,10BaseT,EIA/TIA3、5类（UTP）非屏蔽双绞线2对,标准以太网接口,标准以太网（10Mbit/s）的网络定位,快速以太网接口,快速以太网接口,快速以太网（100Mbit/s）的网络定位,模型分类,网络定位,接入层,汇聚层,为高性能的PC机和工作站提供100Mbit/s的接入,核心层,提供接入层和汇聚层的连接，提供汇聚层到核心层的连接，提供高速服务器的
8、连接,提供交换设备间的连接,千兆以太网接口,技术标准,线缆类型,1000BaseT,1000BaseCX,铜质EIA/TIA5类（UTP）非屏蔽双绞线4对,1000BaseSX,铜质屏蔽双绞线,多模光纤，50/62.5um光纤，使用波长为850nm的激光,传输距离,100m,25m,550m/275m,2km-15km,单模光纤，9um光纤，使用波长为1310nm的激光,1000BaseLX,千兆以太网接口,千兆（1000Mbit/s）以太网网络定位,模型分类,网络定位,接入层,汇聚层,一般不使用,核心层,提供接入层和汇聚层设备间的高速连接,提供汇聚层和高速服务器的高速连接，提供核心设备间的高
9、速互联,万兆以太网传输距离,技术标准,线缆类型,10GBaseCX4,10GBase-S,4对铜轴电缆,10GBase-L,单模光纤，50/62.5um光纤，使用波长为1310nm的激光,传输距离,15m,300m,10km,40km,单模光纤，9um光纤，使用波长为1550nm的激光,10GBase-E,多模光纤，50/62.5um光纤，使用波长为850nm的激光,万兆以太网接口,万兆（10000Mbit/s）以太网网络定位,模型分类,网络定位,接入层,汇聚层,不使用,核心层,提供核心层和汇聚层设备间的高速连接,提供核心设备间的高速互联,以太网接口自协商,自协商基本页信息,自协商信号,整个报
10、文按16ms间隔重复，直到自协商完成。,与没有自协商机制的设备连接,不使用自协商机制会出现以下情况： 无法实现端口的10/100M速率自适应 无法确定双工工作模式 无法确定是否需要流量控制功能 如果协商不成功，协议规定端口将为10M半双工。,自协商优先级,优先级顺序,工作方式,A,B,C,D,E,100BASE-TX,100BASE-TX全双工,100BASE-T4,10BASE-T全双工,10BASE-T,光纤上的自协商,对光纤以太网而言，得出的结论是： 缺省情况下，百兆、千兆和万兆以太网光端口均工作在全双工模式下，不需用户对其进行配置。 百兆、千兆和万兆以太网光端口的速率不需用户进行设置。
11、,智能MDI/MDIX,不需要知道电缆另一端为MDI还是MDIX设备 两种电缆（普通、交叉）都可连接交换机、集线器或NIC设备 消除由于电缆配错引起的连接错误 简化10/100M网络安装维护，降低开销,流量控制,当通过交换机一个端口的流量过大，超过了它的处理能力时，就会发生端口阻塞。流量控制的作用是防止在出现阻塞的情况下丢帧。 在半双工方式下，流量控制是通过背压式流控（backpressure）技术实现的，模拟产生碰撞，使得信息源降低发送速度。 在全双工方式下流量控制一般遵循IEEE 802.3x标准。,半双工流量控制,全双工流量控制,IEEE802.3x标准定义了一种新方法，在全双工环境中去
12、实现流量控制。交换机产生一个PAUSE帧，PAUSE帧使用一个保留的组播地址：01-80-C2-00-00-01，将它发送给正在发送的站，发送站接收到该帧后，就会暂停或停止发送。 PAUSE帧利用了一个保留的组播地址，它不会被网桥和交换机所转发，这样，PAUSE帧不会产生附加信息量。,端口汇聚定义,端口汇聚 （Link Aggregation），也称为端口捆绑、端口聚集或链路聚集。 为交换机提供了端口捆绑的技术，允许两个交换机之间通过两个或多个端口并行连接同时传输数据以提供更高的带宽。 端口汇聚是目前许多交换机支持的一个基本特性。,端口汇聚模型,端口汇聚应用,小结,本章介绍了以太网的工作原理及
13、各种相关技术。 学习完本章，要求掌握： 以太网的工作原理。 以太网的各种帧格式。 各种以太网接口标准。 速率自协商，全/半双工，MDI/MDIX，流控，端口聚合。,第一章 以太网的发展简史 第二章 以太网基础 第三章 以太网相关基本配置 第四章 二层交换的基本原理 第五章 VLAN(802.1Q) 第六章 三层交换的基本原理,目录,配置端口工作速率,以华为某交换机为例，以太网交换机具有24个10/100Base-T端口，端口的默认工作速率为10/100M自协商。 端口速率的配置（端口视图下） speed 10 | 100 | auto 恢复端口速率缺省值（端口视图下） undo speed,配
14、置端口双工工作状态,duplex half | full |Auto （半双工/全双工/速率自动协商） undo duplex 缺省值：Auto,配置端口流控及MDI/MDIX,配置端口流控： flow-control 开启端口流控 undo flow-control 关闭端口流控 系统缺省值为Disable 配置端口MDI/MDIX状态 mdi across | auto | normal （交叉/自动识别/普通） 缺省值：Auto,配置端口汇聚,端口汇聚配置（系统视图下） link-aggregation interface_name1 to interface_name2 both |
15、ingress 清除端口汇聚（系统视图下） Undo link-aggregation master_interface_name | all 需要注意的是：物理连接上的两端设备均要设置,查看当前端口汇聚配置,显示所有汇聚接口的信息 display link-aggregation master_interface_name 如果不指定master interface，显示所有的汇聚端口,显示端口配置信息,display interface interface_type | interface_type interface_num | interface_name interface_name
16、：端口名，表示方法为interface_name=interface_type interface_num,验证连通性,当我们正确连接和配置了一个端口后，如何验证网络的连通性呢？我们可以使用PING命令来检验： ping -a ip-address -c count -d -h ttl -i interface-type interface-num | interface-name ip -n - p pattern -q -r -s packetsize -t timeout -tos tos -v host,第一章 以太网的发展简史 第二章 以太网基础 第三章 以太网相关基本配置 第四章 二层交换的基本原理 第五章 VLAN(802.1Q) 第六章 三层交换的基本原理,目录,二层交换设备,ASIC-Application Specific Integra
