运维人员课程体系_数据专业(7).ppt
《运维人员课程体系_数据专业(7).ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《运维人员课程体系_数据专业(7).ppt(58页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第六章以太网技术第六章以太网技术(讲师用(讲师用PPT)中国网通(集团)有限公司2006年11月1日中国网通运维人员岗位培训丛书数据专业内部资料注意保密目标目标掌握以太网的类型及802.3协议原理掌握802.1p协议的工作原理掌握VLAN,PVLAN和QinQ工作原理掌握生成树协议原理熟悉链路层冗余备份6.16.2以太网技术以太网技术 802.3802.3协议原理协议原理 36.3802.1q802.1q原理原理 802.1p802.1p原理原理6.4目录目录 6.56.6生成数原理生成数原理 三层交换原理三层交换原理 36.7链路层冗余备份链路层冗余备份目录目录 6.1.1 以太网综述以太网
2、综述6.1 以太网基本原理以太网基本原理 以太网(Ethernet)是Xerox、Digital Equipment和Intel三家公司开发的局域网组网规范,并于80年代初首次出版,称为DIX1.0。1982年修改后的版本为DIX2.0。这三家公司将此规范提交给IEEE(电子电气工程师协会)802委员会,经过IEEE成员的修改并通过,变成了IEEE的正式标准,并编号为IEEE802.3。Ethernet和IEEE802.3虽然有很多规定不同,但术语Ethernet通常认为与802.3是兼容的。IEEE将802.3标准提交国际标准化组织(ISO)第一联合技术委员会(JTC1),再次经过修订变成了
3、国际标准ISO8802.3。6.1.2 以太网的类型以太网的类型6.1 以太网基本原理以太网基本原理通常我们所说的以太网主要是指以下三种不同的局域网技术:以太网/IEEE 802.3采用同轴电缆或双绞线作为网络媒体,传输速率达到10Mbps;100Mbps以太网又称为快速以太网,采用双绞线作为网络媒体,传输速率达到100Mbps;1000Mbps以太网又称为千兆以太网,采用光缆或双绞线作 为网络媒体,传输速率达到1000Mbps(1Gbps)。6.1.3 IEEE 802 工作组工作组6.1 以太网基本原理以太网基本原理 IEEE 802又称为LMSC(LAN/MAN Standards Co
4、mmittee,局域网/城域网标准委员会),致力于研究局域网和城域网的物理层和MAC层规范,对应OSI参考模型的下两层。6.16.2以太网技术以太网技术 802.3802.3协议原理协议原理 36.3802.1q802.1q原理原理 802.1p802.1p原理原理6.4目录目录 6.56.6生成数原理生成数原理 三层交换原理三层交换原理 36.7链路层冗余备份链路层冗余备份目录目录 6.2.1 802.36.2.1 802.3标准简介标准简介6.2 802.3协议原理协议原理 IEEE802标准已被ANSI采用未美国国家标准,被NIST采用为政府标准,并且被ISO作为国际标准,称之为ISO
5、8802。这些标准在物理层和MAC子层上有所不同,但在数据链路层上是兼容的。6.2.2 6.2.2 载波侦听多路访问协议(载波侦听多路访问协议(CSMA/CDCSMA/CD)6.2 802.3协议原理协议原理 在局域网中,站点可以检测到其他站点在干什么,从而相应地调整自己的动作。网络站点侦听载波是否存在(即有无传输)并相应动作的协议,被称为载波侦听协议(carrier sense protocol)。下面介绍几种带冲突检测的载波侦听多路访问CSMA/CD(carrier sense multiple access with collision detection)协议。CSMA/CD协议是对A
6、LOHA协议(一种基于地面无线广播通信而创建、适用于无协调关系的多用户竞争单信道使用权的系统)的改进,它保证在侦听到信道忙时无新站开始发送;站点检测到冲突就取消传送,以太网就是它的一个版本。6.2.2 6.2.2 载波侦听多路访问协议(载波侦听多路访问协议(CSMA/CDCSMA/CD)6.2 802.3协议原理协议原理 6.2.3 MAC帧帧6.2 802.3协议原理协议原理1.帧的格式 Ethernet上发送的的数据是按一定格式进 行的,并将此数据格式称为帧,如图2所示。帧由8个字段组成,每一字段有一定含义和用途。每个字段长度不等,下面分别加以简述。6.2.3 MAC帧帧6.2 802.3
7、协议原理协议原理2.地址字段 地址字段包括两部分,处于前面的地址字段为终点地址,处于后面的为源点地址。顺便在此指出,帧长除有最小要求外,最长也有限制,这是由于发送站和接收站的缓冲器容量总有一限度,同时如果一个工作站发送的帧太长,将妨碍其它站对媒体的使用。6.2.4 Ethernet网卡的结构及传输原理网卡的结构及传输原理6.2 802.3协议原理协议原理 根据对CSMA/CD访问方法的描述,节点网板要执行多种任务,因此,每个网板要有自己的控制器,用以确定何时发送,何时从网络上接受数据,并负责执行802.3所规定的规程,如构成帧,计算帧检验序列、执行编码译码转换等。LAN管理部分和微处理器网络电
8、路板(也称网板,网卡或网络适配器)由几部分组成,如图4所示。6.2.4 Ethernet网卡的结构及传输原理网卡的结构及传输原理6.2 802.3协议原理协议原理 6.2.4 Ethernet网卡的结构及传输原理网卡的结构及传输原理6.2 802.3协议原理协议原理 曼彻斯特编译码器 LAN的质量高低就取决于时钟恢复的精确度。6.2.4 Ethernet网卡的结构及传输原理网卡的结构及传输原理6.2 802.3协议原理协议原理 发送和发送控制部分 发送和接收控制部分负责帧的发送。接收和接收控制部分 接收和接收控制部分负责帧的接收。6.2.5 802.3的电缆的电缆6.2 802.3协议原理协议
9、原理 1四种电缆 第一种是10Base5电缆,它通常被称为“粗以太网(thick ethernet)”电缆,802.3标准建议为黄色,每隔2.5m一个标志,标明分接头插入处,连接处通常采用插入式分接头(vampire tap),将其触针小心地插入到同轴电缆的内芯。名称10Base5表示的意思是:工作速率为10Mb/s,采用基带信号,最大支持段长为500m。第二种电缆是10Base2,或称为“细以太网(thin ethernet)”电缆,与“粗以太网”相对,并且很容易弯曲。其接头处采用工业标准的BNC连接器组成T型插座,它使用灵活,可靠性高。“细以太网”电缆价格低廉,安装方便,但是使用范围只有2
10、00m,并且每个电缆段内只能使用30台机器。6.2.5 802.3的电缆的电缆6.2 802.3协议原理协议原理 由于寻找电缆故障的麻烦,导致一种新的接线方式的产生,即所有站点均连接到一个中心集线器(hub)上。通常,这些连线是电话公司的双绞线。这种方式被称为10Base-T。这种结构使增添或移去站点变得十分简单,并且很容易检测到电缆故障。10Base-T的缺点是,其电缆的最大有效长度为距集线器100m,即使是高质量的双绞线(5类线),最大长度可能也只有150m。另外,大集线器的价格也较高。尽管如此,由于其易于维护,10Base-T还是应用得越来越广泛。802.3中可用的第四种电缆连接方式是1
11、0Base-F,它采用了光纤。这种方式由于其连接器和终止器的费用而十分昂贵,但是它却有极好的抗干扰性,常用于办公大楼或相距较远的集线器间的连接。6.2.5 802.3的电缆的电缆6.2 802.3协议原理协议原理名称 电缆 最大区间长度节点数/段 优点-10Base5 粗同轴电缆500m 100 用于主干很好10Base2 细同轴电缆200m 30 最便宜的系统 10Base-T 双绞线100m 1024 易于维护 10Base-F 光纤2000m 1024 最适于在楼间使用6.2.5 802.3的电缆的电缆6.2 802.3协议原理协议原理 2中继器 802.3的每种版本都有一个区间最大电缆
12、长度。为了使网络范围更大,可以用中继器(repeater)连接多根电缆,如上图(d)所示。中继器是一个物理层设备,它双向接收、放大并重发信号。对软件而言,由中继器连接起来的一系列电缆段同单根电缆并无区别(除了中继器产生的一些延迟以外)。一个系统中可拥有多个电缆段和多个中继器,但两个收发器间不得超过2.5km,任意两个收发器间的路径上不得有4个以上的中继器。6.2.6 网卡与传输媒体的连接网卡与传输媒体的连接6.2 802.3协议原理协议原理 网卡与媒体的连接取决于所用的媒体。在媒体为粗缆情况下,通常使用收发器,在标准中称为MAU,如图2所示。在细缆情况下,使用BNC连接器,没有外加的MAU,图
13、2最右端标有“DTE(所有都不外露)”表示这种情况。在媒体为双绞线的情况下,RJ45使用连接器通过双绞线与Hub相连。与细缆情况相同,MAU的功能已集成到网板上。6.2.6 网卡与传输媒体的连接网卡与传输媒体的连接6.2 802.3协议原理协议原理 1粗缆和细缆下的收发器收发器或MAU的结构如图6所示。来自粗缆的信号馈送给逻辑电路,逻辑电路对此信号进行分析,并根据分析结果确定开关处于上部还是下部。如果逻辑电路确定网络媒体来的信号是有效的曼彻斯特编码,它便将开关置于上部位置,使外来信号到达网板。网卡检查外来的帧,抽取出终点地址。如果与网卡的地址相符,便接受帧的其余部分。在接收有效信号期间,不允许
14、网卡将数据发往收发器。如果有数据要发送,只能推迟一段时间。6.2.6 网卡与传输媒体的连接网卡与传输媒体的连接6.2 802.3协议原理协议原理 6.2.6 网卡与传输媒体的连接网卡与传输媒体的连接6.2 802.3协议原理协议原理 2网卡与双绞线的连接在双绞线网络(10Base-T)环境中,网卡结构除发送器和接收器与粗缆下的网板发送器和接收器不同外,其余部分完全相同,如图6所示。在10Base-T情况下,发送器驱动的是双绞线,而且收发器已集成到网板中,收发器与双绞线的连接是通过RJ45实现的。RJ45的结构以及RJ45与网卡MAU部分的连接如图7所示。6.2.6 网卡与传输媒体的连接网卡与传
15、输媒体的连接6.2 802.3协议原理协议原理 (a)RJ45连接器的触点分配连接器的触点分配(b)网卡与网卡与RJ45的连接的连接 6.2.7 交换式交换式802.3局域网局域网6.2 802.3协议原理协议原理 交换式局域网的心脏是一个交换机,在其高速背板上插有432个插板,每个板上有18个连接器。大多数情况下,交换机都是通过一根10Base-T双绞线与一台计算机相连。当一个站点想发送一802.3帧时,它就向交换机输出一标准帧。插板检查该帧的目的地是否为连接在同一块插板上的另一站点。如果是,就复制该帧。如果不是,该帧就通过高速背板被送向连有目的站点点插板。通常,背板通过采用适当的协议,速率
16、高达1Gb/s。6.2.7 交换式交换式802.3局域网局域网6.2 802.3协议原理协议原理 如果一块插板上连接的两个站点同时发送一帧,会如何解决?这取决于插板的构造方式。一种方式都是插板上的所有端口连在一起形成一个插板上局域网。插板上局域网的冲突检测与处理方式与CSMA/CD网络完全一样,并采用二进制后退算法进行重发。采用这种插板,任一时刻每块板上只可能有一个帧发送,但所有插板的发送可以并行进行。通过使用这种方案,每个插板与其他插板独立,属于自己的冲突域(collision domain)。6.2.7 交换式交换式802.3局域网局域网6.2 802.3协议原理协议原理 另一种插板采用了
17、缓冲方式,因此,当有帧到达时,它们首先被缓冲在插板上的RAM中。这种方案允许所有端口并行地接受和发送帧。一旦一帧被完全接受,插板就检查接收帧的目的地是同一插板上的另一端口,还是其他插板上的端口。在前一种情况下,帧会被直接发送到目的端口,在后一种情况下,帧必须通过背板发送到正确的插板上。采用这种方案,每一个端口是一个独立的冲突域,因此冲突不会发生。该系统的总吞吐量是10Base-5的倍数。因为交换机只要求每个输入端口接收的是标准802.3帧,所以可将它的端口用作集线器,如果所有端口连接的都是集线器,而不是单个站点,交换机就变成了802.3到802.3的网桥。6.3.1 802.1q的基本概念的基
18、本概念6.3 802.1q原理原理802.1q协议,即Virtual Bridged Local Area Networks协议,主要规定了VLAN的实现。Virtual LANs目前发展很快,世界上主要的大网络厂商在他们的交换机设备中都实现了VLAN协议,顾名思义,VLAN就是虚拟局域网,比如对于交换机来说,可以将它的多个以太网口划分为几个组,这样,组内的各个用户就象在同一个局域网内一样,同时,不是本组的用户也无法访问本组的成员。6.3.1 802.1q的基本概念的基本概念6.3 802.1q原理原理实际上,VLAN成员的定义可以分为4种:1根据端口划分VLAN这种划分VLAN的方法是根据以
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 人员 课程体系 数据 专业
限制150内