以太网技术培训胶片

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1、1网络技术培训之网络技术培训之网络技术培训之网络技术培训之以太网技术讲解以太网技术讲解以太网技术讲解以太网技术讲解主讲人：辛庆祥主讲人：辛庆祥主讲人：辛庆祥主讲人：辛庆祥宽带产品技术支持部宽带产品技术支持部宽带产品技术支持部宽带产品技术支持部2002/32主讲人：辛庆祥主讲人：辛庆祥主讲人：辛庆祥主讲人：辛庆祥 工号：工号：工号：工号：285503主要内容主要内容主要内容主要内容以太网物理层 以太网数据链路层 以太网交换机 VLAN 生成树协议 二层组播 千兆以太网 其他各种高级技术本课程主要内容4以太网起源以太网起源以太网起源以太网起源起源起源与Xerox公司的一个实验网，该网络的经验是Xe

2、rox,DEC,Intel1980年提出的以太网建议的基础。 目标简明和成本低寻址灵活公平高速稳定和低延迟起源和目标5物理层（一）物理层（一）物理层（一）物理层（一）10BASE2 10BASE5 10BASE-T 100BASE-TX 100BASE-FX 100BASE-T4 100BASE-T2物理层标准6物理层（二）物理层（二）物理层（二）物理层（二）一.任一时刻只能接收或发送二.采用CSMA/CD访问机制三.物理上有距离限制半双工物理层7物理层（三）物理层（三）物理层（三）物理层（三）一.同一时刻可以发送和接收二.最大吞吐量达到双倍速率三.从根本上消除了半双工的物理距离限制全双工物理

3、层8物理层（四）物理层（四）物理层（四）物理层（四）集线器I类1.可以连接不同的物理介质 2.相当于一条高速总线，使用CSMA/CD方式工作。9物理层（五）物理层（五）物理层（五）物理层（五）集线器II类与I类不同的是，它只能连接一种 类型的物理线路，并针对该线路 进行了优化，效率较高。10自动协商（一）自动协商（一）自动协商（一）自动协商（一）目前存在的以太网运行情况 有多种组合，如果按照实际 情况配置，非常不方便，通 过自动协商，可以让局域网 设备自动配置运行方式，避 免复杂的手工配置。双工方式运行速率全双工半双工10M100M1000M10G11自动协商（二）自动协商（二）自动协商（二）

4、自动协商（二）双绞线物理链路在空闲的时候 以周期16ms发送脉冲，如果在 这16ms中间插入周期更小1.6ms 的脉冲，两端设备也能够辨认。于是，我们可以使用1.6ms的脉 冲来携带自动协商信息。自动协商实现基础16ms每个大脉冲插入16小脉冲12自动协商（三）自动协商（三）自动协商（三）自动协商（三）系统加电的时候，检测自动协商 标志，如果允许，则从配置寄存 器读出支持模式标志，编码后通 过空闲脉冲发送出去。发送出去 的编码格式称为基页。如果接收到对方的基页，则跟自 己发送的基页比较，找出支持能 力的交集，选取最优组合运行。编码支持能力双工模式运行速率流量控制.101001010111000

5、101001101010101.13自动协商（四）自动协商（四）自动协商（四）自动协商（四）根据通常情况下运 行效率最好的原则 选择最优组合。在本例中，交换机 和PC将以100M全 双工模式运行。协商原则运行速率双工模式100M10M全双工半双工运行速率双工模式100M10M全双工半双工14自动协商（五）自动协商（五）自动协商（五）自动协商（五）图中各PC机安 装了10/100M自适 应网卡，交换机和 HUB都支持自动协 商，请问：1.PCA和交换机之间工作在什么方式？ 2.PCB和HUB之间工作在什么方式？ 3.HUB和交换机之间工作在什么方式？总结与思考15数据链路层（一）数据链路层（一）

6、数据链路层（一）数据链路层（一）数据链路层内部分为LLC 和MAC子层： LLC 给网络层提供一个统一逻辑视图。 MAC 针对不同的物理层提供不同的访问方式，但提供给LLC子层一个统一的接口。网络层数据链路层物理层LLC子层MAC子层数据链路层位置和结构16数据链路层（二）数据链路层（二）数据链路层（二）数据链路层（二）LLC层提供三种服务：1.面向连接的可靠数据传输； 2.无连接的不可靠数据传输； 3.带确认的可靠数据报传输。根据SAP来决定上层的进程。LLC子层MAC子层LLC子层帧结构和服务DSAPSSAPControl8bit8bit8/16bitDMACSMACLengthLLCDA

7、TA/FCSIEEE802.3帧结构17数据链路层（三）数据链路层（三）数据链路层（三）数据链路层（三）LLC层维护一张以DSAP为索引的函数 列表，每接收到一个数据包，以DSAP 为索引调用相应的函数，该函数把数 据包挂到相应接收队列。LLC子层数据的上层分发.函数列表OnReceivedData_IP(Length,PDU) OnReceivedData_IPX(Length,PDU) OnReceivedData_NetBEUI(Length,PDU) OnReceivedData_05(Length,PDU) OnReceivedData_06(Length,PDU).126SSAPC

8、ontrol18数据链路层（四）数据链路层（四）数据链路层（四）数据链路层（四）针对不同的物理介质提供 不同的MAC层面来访问。针对不同的双工模式，Ethernet 划分为半双工MAC和全双工 MAC。MAC子层位置LLC子层TokenRingMACEthernetMACFDDIMACHalfDuplexMACFullDuplexMAC19数据链路层（五）数据链路层（五）数据链路层（五）数据链路层（五）半双工MAC跟物理层之间至 少有六种信号：接收数据线 发送数据线 接收数据指示 发送数据指示 载波侦听 冲突发生MAC子层半双工MAC（CSMA/CD）HalfDuplexMACPhysical

9、_Layer数据线指示信号冲突和检测信号20数据链路层（六）数据链路层（六）数据链路层（六）数据链路层（六）全双工MAC跟物理层之间至 少有四种信号：接收数据线 发送数据线 接收数据指示 发送数据指示MAC子层全双工MACHalfDuplexMACPhysical_Layer数据线指示信号21数据链路层（七）数据链路层（七）数据链路层（七）数据链路层（七）Ethernet_IIDMACSMAC Length/T DATA/PADFCSLength/Type值含义Length/T 1500Length/T = 端口速率*端口数交换机背板总线结构. . . . .Banyan25以太网交换机（三）

10、以太网交换机（三）以太网交换机（三）以太网交换机（三）交换机维持一个CAM（Context Address Memory）数据结构，这 个数据结构来决定交换机的转发 过程。在学习过程中，每接收到一个 MAC帧，则剥取源MAC建立 CAM项，然后向所有端口转发 该帧。交换机工作过程学习MAC出口集合1234.ABCD.0001 1234.ABCD.0002 1234.ADCB.0005.1 2 3.26以太网交换机（四）以太网交换机（四）以太网交换机（四）以太网交换机（四）交换机接收到数据帧后，根据目的 地址查询CAM，找到出口后，把 数据包从该出口集合发送出去。在单播的情况下，出口列表集合只

11、有一个元素，但在多播情况下，出 口列表集合就可能不只一个元素。CAUTION： 多播情况下，CAM表项的建立不是 通过学习得到的，而是通过IGMP 窥探，CGMP等协议获得的。交换机工作过程转发1234.ABCD.00011234.ADCB.0005MAC出口集合1234.ABCD.0001 1234.ABCD.0002 1234.ADCB.0005.1 2 3.27以太网交换机（五）以太网交换机（五）以太网交换机（五）以太网交换机（五）交换机把接收到的整个数据 包缓存，检查数据包长度， 进行CRC校验，然后查询CAM 表进行转发。提高了可靠性，可以让错误 数据包提前过滤掉，但速度 上有折扣。

12、交换方式存储转发28以太网交换机（六）以太网交换机（六）以太网交换机（六）以太网交换机（六）交换机接收数据包的时候， 只要接收完头部信息，马上 查询CAM表，根据结果立即 进行转发。大大提高了转发速率，但有 可能转发一些错误数据包。交换方式直通方式（CutThrough）. . .29以太网交换机（七）以太网交换机（七）以太网交换机（七）以太网交换机（七）交换机接收完数据包的前64 字节（一个最端帧长度）， 然后根据头信息查表转发。结合了直通方式和存储转发 方式的优点。交换方式碎片隔离(Frag-Free). . .6430以太网交换机（八）以太网交换机（八）以太网交换机（八）以太网交换机（八

13、）有些情况下需要比交换机 支持的最大端口速率还大 的高速链路，这个时候就 可以把多条相同性质的链 路逻辑聚合成一条高速链 路。聚合条件： 1.各分离的链路速率相同； 2.各分离的链路必须是全双工链路； 3.各分离的链路两端参数一致，比如流量控制； 4.各分离的链路速率不能小于100M。主干链路解决方案链路聚合31以太网交换机（九）以太网交换机（九）以太网交换机（九）以太网交换机（九）图中三个低端交换机连接 了上百终端，这些终端来 访问跟核心交换机A连接 的服务器，而核心交换机 A和B仅仅提供100M口。 请问： 1.该如何解决两个核心交换机之间的瓶颈？ 2.如果客户跟服务器之间的数据传输需要保

14、持顺序，您的解决方案能满足要求吗？总结与思考.32VLAN（一）一）一）一）VLAN基本概念划分VLAN的目的： 1.抑制广播 2.安全性考虑 3.管理方便VLAN划分方式： 1.基于端口 2.基于MAC地址 3.基于第三层协议 4.基于组播组 5.基于IP地址影射 6.基于策略33VLAN（二）二）二）二）划分方式基于端口可以通过配置的形式明确指定 端口所属的VLAN。特点： 1.配置简单 2.含义明确 3.与实际联系紧密 4.应用广泛34VLAN（三）三）三）三）划分方式基于MAC地址通过MAC地址指定端口的VLAN， 需要TFTP服务器和TFTP客户端的 支持。特点： 1.安全性高 2.

15、配置比较烦琐1234.ABCD.0001 100 1234.ABCD.0002 200 1234.ABCD.0003 100 1234.ABCD.0004 200.TFTP1234.ABCD.00011234.ABCD.000335VLAN（四）四）四）四）跨越交换机的VLAN实际应用中，VLAN往往跨越多个 交换机。这时候，需要交换机的某 些端口有特殊的能力。请思考：跨越交换机的VLAN如何 正确的通信？1234.ABCD.00011234.ABCD.000336VLAN（五）五）五）五）交换机间链路TAG链路两个交换机间用来传递VLAN通信的 链路称为TRUNK。在TAG链路上传输的帧携带

16、VLAN ID， 用来正确的区分帧所属的VLAN。1234.ABCD.00011234.ABCD.0003TAG链路37VLAN（六）六）六）六）802.1q帧格式在TAG链路上传输这种类型的帧， 对端交换机根据802.1q中的VLAN ID来区分正确的VLAN,然后向该 VLAN包含的端口转发.D_AddrS_Addr802.1qL/TDATATYPEPRI/CFI/VIDNAMEVLUETYPE PRI CFI VID8100 优先级 用于环形结构网络 VLAN ID38VLAN（七）七）七）七）交换机端口类型和交换机间链路类型端口类型类型含义TAGED非TAGED能接收包含VLAN ID帧的端口,常用作 交换机间连接不能识别VLAN ID 帧,用来连接终端链路类型类型含义TAGEDACCESS混合交换机间链路,传输 的帧携带VLAN信息 ,如果在该链路上接收 到不包含VLAN信息 的