6_局域网交换技术李娜1.pptVIP

第6章 局域网交换技术 6.1.1 局域网的体系结构 6.1.1 局域网的体系结构 物理层的主要功能是： 信号的编/解码。 前缀的生成与删除(用于同步)。 比特的传输和接收。 传输介质的规格说明等。 MAC子层主要功能是： 数据封装成帧。 差错检测。 LAN传输介质访问控制。 LLC子层主要功能是： 数据链路层逻辑连接的建立和释放。 提供与高层的接口。 差错控制、流量控制等。 6.1.1 局域网的体系结构 IEEE 802 标准系列 6.1.2 Ethernet标准 IEEE 802.3 定义了一种基带总线局域网标准，其速率为共享总线10M/s. 该标准包含MAC子层和物理层的内容。 人们习惯上将采用 IEEE 802.3 标准的局域网称为Ethernet。 6.1.2 Ethernet标准 (1) 物理层介质 IEEE 802.3制定了一个简明的表示法： 以Mb/s为单位的传输速率 信号调制方式以百米为单位的网段的最大长度 6.1.2 Ethernet标准 (2) MAC层协议——CSMA/CD协议 CSMA/CD（带冲突检测的载波监听多路访问技术）是一种典型的随机访问和竞争技术。 CSMA/CD：先听后发，边发边听，冲突回避，随机延迟后重发。 6.1.2 Ethernet标准 6.1.3 共享介质局域网的缺陷 三个术语： 冲突域：指在共享介质型局域网中，会发生冲突碰撞的区域。在一个冲突域中，同时只能有一个站点发送数据。 广播域：当局域网上任意一个站点发送广播帧时，凡能收到广播帧的区域称为广播域，这一区域中的所有站点称为处在同一个广播域。 网段：指由连接在同一共享介质上、相互能听到对方发出的广播帧且处在同一冲突碰撞区域的站点组成的网络区域。 6.1.3 共享介质局域网的缺陷 Ethernet是一种共享介质技术，在MAC层中采用了CSMA/CD技术，其特点是：任何时候，网络只允许一个终端发送数据，其它终端则处于接收状态；整个网络的带宽为大家共享；适用于终端数目不多的低速数据业务环境。其它局域网技术如令牌环、令牌总线、FDDI也具有相同的特点。 共享介质局域网最大的缺点是：所有端口连接的网络属于同一个冲突域和广播域，当网络规模增大，用户数目增多时，数据传输时延会急剧上升。 6.1.3 共享介质局域网的缺陷 6.1.4 交换型局域网 1. 背景 90年代后，100 M/1000 M以太网逐渐占据市场的主流，共享介质型局域网有限的带宽和过于简单的网络结构很难支撑大型、高性能的现代局域网。促使局域网由共享介质型向交换型转变。 局域网技术从共享式到交换式，从第二层/第三层交换到多层交换的发展变迁，有效地解决了共享介质式局域网带宽不足的问题，满足了人们对更高网络带宽和性能的需求，也促进了广域网与局域网的相互融合，它是计算机与通信技术发展的必然结果。我们可以看到，虽然多层交换技术最初是为LAN设计的，但随着1G/10G比特以太网标准和技术的成熟，目前它们已经被广泛用于广域网中。 6.1.4 交换型局域网 2. 多层交换 多层交换的概念起源于局域网交换技术。在任何网络中，交换机的基本功能就是执行路由选择，转发业务流。 交换机为执行路由选择，需要读取输入端口中分组的目的地址，然后根据路由表进行分组的过滤和转发。以局域网为例，这一操作可以根据MAC地址(第二层)进行，也可以根据IP地址(第三层)进行，还可以根据特定应用的端口地址进行(第四层)。 在局域网中，最常见的是第二层交换机，它对分组的转发是以目的MAC地址为基础进行的，而MAC层处于OSI参考模型的第二层，因而称为第二层交换。第二层交换设备也叫做交换型集线器。 按照这个观点来划分，帧中继交换机、ATM交换机、FDDI交换机等都是采用第二层交换技术的设备。而传统的电话交换机可以认为是基于第一层的交换设备，因为它在执行交换时，交换机已预先建立了内部连接，无需再读取每个分组中的地址信息来指导交换，所以该交换是基于物理层在输入/输出端口间同步进行的。 6.1.4 交换型局域网 3. 局域网交换机的分类 局域网交换机除了可按工作的层次来区分外，还可按所支持的网络协议分为以下4种：① 以太网交换机；② 令牌环交换机；③ FDDI交换机；④ ATM LAN交换机等。 按应用领域定位的不同，局域网交换机可分为：① 工作组级交换机；② 部门级交换机；③ 企业级交换机；④ 骨干(电信级)交换机。 它们之间在接口的类型和数目、端口的类型和数目、内部缓冲区的大小及交换矩阵的复杂度上都有不同，因而体现在成本、性能上就有很大差异。 6.2.1 基本概念 网桥与交换机的比较 相同之处：都是基于第二层MAC地址转发分组。 不同之处： (1) 最简单的网桥是双端口