以太网设备工作原理.ppt

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1、以太网设备工作原理第一页，共24页。前 言 常见的以太网设备包括Hub、交换机等，他们的工作原理也是不一样的。2第二页，共24页。培训目标 学完本课程后，您应该能：l理解HUB、L2交换机和L3交换机的工作原理3第三页，共24页。目 录l共享式以太网共享式以太网l二层交换机的工作原理l三层交换机的工作原理4第四页，共24页。共享式以太网原理：CSMA/CD相比传统总线优势 CS（ Carrier Sense ）：载波侦听p在发送数据之前进行监听，以确保线路空闲，减少冲突的机会。 MA（ Multiple Access ）：多址访问p每个站点发送的数据，可以同时被多个站点接收。 CD（ Coll

2、ision Detection ）：冲突检测l边发送边检测，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。5第五页，共24页。最小帧长与最大传输距离 最大传输距离：通常由线路质量、信号衰减程度等因素决定。 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。6第六页，共24页。Hub的工作模式注意：注意：HUBHUB仅仅是物理上的连接设备仅仅是物理上的连接设备应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层链路层链路层物理层物理层物理层物理层物理层物理层HUB应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层链路层链路层物理层物理层7第七页，共24页。Hu

3、b的工作原理1 12 23 34 45 5INOUTOUTOUTOUT所有的所有的HUB都是半双工的都是半双工的8第八页，共24页。HUB组建以太网的缺点 实际上网络中由HUB组建以太网实质是一种共享式以太网，存在共享式以太网的所有缺陷：l 冲突严重；l 广播泛滥；l 无任何安全性。9第九页，共24页。目 录l共享式以太网l二层交换机的工作原理二层交换机的工作原理l三层交换机的工作原理10第十页，共24页。网桥/二层以太网交换机的工作模式应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层链路层链路层物理层物理层物理层物理层物理层物理层二层交换机应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输

4、层传输层网络层网络层链路层链路层物理层物理层链路层链路层链路层链路层11第十一页，共24页。以太网帧结构Ethernet_IIDMACDMACSMACSMACLength/TLength/TDATA/PADDATA/PADFCSFCSLength/Type值含义Length/T 1500Length/T = 1500代表了该帧的类型代表了该帧的长度802.3662446150012第十二页，共24页。802.3 帧结构TYPETYPEDATADATADSAPDSAPSSAPSSAPCTRLCTRLORG ORG CODECODE08060806ARPARP请求请求/ /应答应答80358035

5、R RARPARP请求请求/ /应答应答08000800IPIP数据报数据报11132381492DMACDMACSMACSMACLength/TLength/TDATA/PADDATA/PADFCSFCS13第十三页，共24页。以太网的MAC地址例：00e0.fc39.8034 00e0.fcIEEE为厂商分配的供应商代码 39.8034由供应商按顺序分配24 bits24 bits48 bits供应商代码由供应商分配14第十四页，共24页。基于源地址学习分段1分段2ABCPORT1PORT2D 交换机典型应用交换机MAC地址地址所在端口所在端口MAC A1MAC B1MAC C2MAC D

6、215第十五页，共24页。基于目的地址转发MACDMACA.端口1MACDMACA.端口2MAC地址地址所在端口所在端口MACA1MACB1MACC2MACD216第十六页，共24页。二层交换机原理帧输入帧输入泛洪该帧（源端口除外）泛洪该帧（源端口除外）转发该帧（源端口除外）转发该帧（源端口除外）目的目的MAC地址地址地址表查找地址表查找单播广播查找成功没有找到匹配条目17第十七页，共24页。三种交换模式 Cut-Throughp交换机接收到前目的地址即开始转发过程p延迟小p交换机不检测错误 Store-and-Forwardp交换机接收完整的数据帧后开始转发过程p延迟取决于数据帧长度p交换机

7、检测错误，错误的包将被丢弃 Fragment-freel交换机接收完数据包的前64字节（一个最短帧长度），然后根据头信息查表转发l交换机检查前64字节的错误，一旦发现错误将丢弃。18第十八页，共24页。L2交换机的缺点 L2带来了以太网技术的重大飞跃，彻底解决了困扰以太网的冲突问题，极大的改进了以太网的性能。并且以太网的安全性也有所提高。但以太网存在如下缺点：p广播泛滥p安全性仍旧无法得到有效的保证 其中广播泛滥严重是L2以太网的主要缺点19第十九页，共24页。目 录l共享式以太网l二层交换机的工作原理l三层交换机的工作原理三层交换机的工作原理20第二十页，共24页。三层交换机的特点 在逻辑上

8、，三层交换和路由是等同的，三层交换的过程就是IP报文选路的过程 三层交换机的主要特点l在具有二层功能的同时提供三层功能l许多三层交换机用三层精确查找实现三层转发l针对局域网，对以太网进行了优化，大部分三层交换机只提供以太网接口和ATM局域网仿真接口21第二十一页，共24页。选择二层交换或三层交换帧输入帧输入是否是路由是否是路由接口的接口的MAC地址地址VLAN属性属性进行三层转发进行三层转发VLAN间转发间转发进行二层转发进行二层转发VLAN内转发内转发22第二十二页，共24页。总 结 在共享式以太网中是如何进行数据通信的？ L2交换机的工作原理？ L3交换机和路由器有什么区别？23第二十三页，共24页。谢 谢！第二十四页，共24页。