网络高级技术-RCNA-02-交换技术-v1[1].0.ppt

第2章 交换技术 学习目标 通过本章的学习，希望您能够： 理解数据链路层的MAC子层和LLC子层 理解以太网的工作原理和发展 掌握以太网的帧格式 掌握交换机的工作原理 了解交换机的结构 掌握初始配置交换机的方法 本章内容 数据链路层的MAC子层和LLC子层 以太网 交换基础 启动交换机 课程议题 数据链路层的MAC子层和LLC子层 媒体访问控制子层 制定如何使用传输媒体的通信协议 ，主要功能有： 数据帧的封装和解封装，包括寻址和错误检测 介质的管理，包含介质分配（避免碰撞）和竞争裁决（碰撞处理） 设置网络设备的硬件地址，用以识别物理设备 IEEE 802标准中为MAC地址 MAC地址的结构 由48位二进制数组成，通常表示为12个16进制数 前24位是厂商识别码，后24位是节点标识符 分为三类： 单播：第1个字节的最低位为0，可作为目的地址和源地址 组播：第1个字节的最低位为1，仅能作为目的地址 广播：48位全部为1 逻辑链路控制子层 控制信号交换和数据流量，解释上层通信协议传来的命令并且产生响应 克服数据在传送的过程中可能发生的种种问题 对上层可以提供面向连接或者无连接的服务 IEEE 802系列标准中只制定了一种LLC子层标准，屏蔽不同MAC子层之间的差异 课程议题 以太网概述 20世纪70年代产生于施乐公司 最初的以太网使用粗同轴电缆为传输介质，为共享式以太网，会产生冲突 利用CSMA/CD算法解决共享信道内的信道争用问题 1978年，DEC公司、Intel公司和Xerox拟定了一个针对10Mbps以太网的标准，成为DIX标准 1983年，DIX标准演变成IEEE 802.3标准 随着以太网技术的发展，百兆、千兆、万兆的标准相继出台 共享信道内的冲突问题 任意时刻信道只能传输一路数据 每台主机发出的数据可以被其他所有主机所接收 如果有两台主机同时发送数据，则产生冲突 CSMA/CD CSMA/CD：带有冲突检测的载波侦听多路访问（Carrier Sense Multiple Access/Collision Derect） 载波侦听：发送结点在发送数据之前，必须侦听传输介质（信道）是否处于空闲状态。 多路访问：具有两种含义，既表示多个结点可以同时访问信道，也表示一个结点发送的数据可以被多个结点所接收。 冲突检测：发送结点在发出数据的同时，还必须监听信道，判断是否发生冲突 先听后发，边听边发，冲突停止，随机再发 CSMA/CD CSMA算法 非坚持算法 如果传输信道是空闲的，则可以立即发送 如果信道是忙的，则等待一个由概率分布决定的随机重发延迟后，再重复前一步骤 1-坚持算法 如果传输信道空闲的，则可以立即发送 如果信道是忙的，则继续监听，直至检测到信道空闲，然后立即发送 如果有冲突（在一段时间内未收到肯定的回复），则等待一个随机时间，重复步骤前面2步 CSMA算法 P-坚持算法 首先监听总线，如果传输信道是空闲的，则以概率P进行发送，而以（1-P）的概率延迟一个时间单位。一个时间单位通常等于最大传输时延的2倍。 延迟一个时间单位后，再重复第一步。 如果传输信道是忙的，则继续监听直至信道空闲并重复第一步。 带冲突检测的CSMA 发送站点传输过程中仍继续监听信道，以检测是否发生冲突 如果发生冲突，就立即停止发送，并向总线上发一串阻塞信号以通知其他节点 需要最小帧长度的限制，以便冲突能够被检测到（64B) 优点： 原理简单，技术上容易实现，不需集中控制，不提供优先级控制 缺点： 在网络负载增大时，发送时间增长，发送效率急剧下降 以太网帧格式 历史上出现过多种以太网帧格式 1980年，DEC、Intel、Xerox制订了DIX Ethernet I的标准 1982年，DEC、Intel、Xerox又制订了DIX Ethernet II的标准 1982年，IEEE开始研究Ethernet的国际标准802.3，定义了802.3 SAP帧格式 1983年，Novell基于IEEE的802.3的原始版开发了专用的Ethernet帧格式 1985年，IEEE推出IEEE 802.3规范，后来为解决Ethernet II与802.3帧格式的兼容问题，推出折衷的802.3 SNAP格式 现在最常见的是：Ethernet II、802.3 SAP和SNAP Ethernet II标准的帧格式 类型/长度字段的值大于或等于0x0600时，表示上层数据使用的协议类型，例如0x0806表示ARP请求或应答，0x0800表示IP协议； 802.3 SAP和SNAP标准的帧结构 类型/长度字段的值小于0x0600时，表示以太网用户数据的长度 需要LLC子层的封装以指明上层协议类型 以太网技术的发展 共享式以太网 10BASE5 采用粗同