CCNA思科网络技术学院教程--以太网基础

第五章以太网根底主要内容

讨论以太网的运行方式，介绍了冲突域和播送域，及用于网络分段的设备。5.1以太网Ethernet介绍1、以太网基于IEEE802.3标准2、表示法 以太网，如10BASE-T 快速以太网，如100BASE-TX G比特以太网，如1000BASE-FX

10G比特以太网，如10GBASE-LR3、基带baseband和宽带broadband5.1以太网Ethernet介绍4、比特率和波特率bps〔比特每秒〕pps〔包每秒〕5、单工、双工、半双工6、MAC寻址硬件地址、NIC地址、第2层地址、以太网地址，48位，标识硬件唯一地址7、自动协商〔autonegotiation〕5.2以太网工作原理以太网使用CSMA/CD访问方法，先侦听后传输。是基于竞争机制的。5.3以太帧DataSourceaddFCSLengthDestaddVariable26640000.0Cxx.xxxxVendorassignedIEEEassignedMACLayer-802.3PreambleEthernetIIuses“Type〞hereanddoesnotuse802.2.MACAddress8#Bytes1、帧格式5.3以太帧2、错误帧 长帧longframe，超过1518字节 短帧shortframe，少于64字节

FCS错误，劣质线缆或接口故障引起 幽灵Gost，可能是噪声引起

3、播送帧和多播帧单播〔unitcast〕，即一对一的发送。播送〔broadcast〕，播送即一对所有。 例：播送帧将其目的地址写为：FF-FF-FF-FF-FF-FF，即所有位都是1。组播〔multicast〕，即一对一组。 例：生成树协议的多播帧目的地址01-80-C2-00-00-005.4冲突域和播送域1、冲突和冲突域共享引起冲突。以太网中竞争同一带宽的节点集合构成冲突域。扩大冲突域设备：集线器〔Hub〕和中继器2、解决冲突的问题交换机可以隔开冲突域，大大提高网络的效率。3、网桥和交换机OSI模型的第二层设备，使用MAC寻址。网桥隔开冲突域。交换机可以看作多个网桥组成。通信使用播送。连接的网络处在同一个播送域里。播送域的尺寸建议小于500个主机4、播送域播送域〔broadcastdomain〕是由第2层设备所连接的一组冲突域。

三层设备基于IP转发数据包，可以分割播送域。如路由器、三层交换机。EachsegmenthasitsowncollisiondomainAllsegmentsareinthesamebroadcastdomainDataLinkSwitchesandBridgesOperateatDataLinkLayerOR1231245.5以太交换技术1、交换机原理 通过端口学习MAC地址 建立MAC地址表 将接收的帧经过过滤处理后转发

交换机如何学习主机位置开始交换机的MAC地址表是空的

MAC地址表E0E1E2E3ABCD交换机如何学习主机位置工作站A向工作站C发送数据帧交换机将E0端口和帧的源地址即工作站A的MAC地址写入表中由于不知道工作站C在何处，所以向其他的端口复制转发〔又称泛射〕MACaddresstableE0E1E2E3DCBA交换机如何学习主机位置StationDsendsaframetostationCSwitchcachesstationDMACaddresstoportE3bylearningthesourceAddressofdataframesTheframefromstationDtostationCisfloodedouttoallportsexceptportE3(unknownunicastsareflooded)MACaddresstableE0E1E2E3DCAB交换机如何过滤数据帧StationAsendsaframetostationCDestinationisknown,frameisnotfloodedE0E1E2E3XXDCABMACaddresstable播送和多播帧StationDsendsabroadcastormulticastframeBroadcastandmulticastframesarefloodedtoallportsotherthantheoriginatingportE0E1E2E3DCABMACaddresstable2、STP生成树协议多个连接，产生环路，易发生播送风暴。2、STP生成树协议播送风暴〔BroadcastStorms〕 以太网帧无休止的循环复制，造成网络拥塞、瘫痪。解决方案：STP生成树协议，防止环路Solution:Spanning-TreeProtocolProvidesaloopfreeredundantnetworktopologyby

placingcertainportsintheblockingstateBlock阻塞x3、深入理解STP生成树协议STP〔SpanningTreeProtocol〕 由标准IEEE802.1D规定，是指通过生成树的算法，暂时切断所有冗余的连接，使网络拓扑生成一个树的结构，消除网络循环，即保证从树的一点到其它任何一点只有一条路径。 STP使用一种称为网桥协议数据单元BPDU〔bridgeprotocoldataunit〕，它携带一些必要的信息在整个网络中进行多目播送，通过BPDUs的信息，完成生成树。BPDU

字节数目字段2协议标识1版本1消息类型1保留8根ID4到根的开销8网桥ID2端口ID2消息年龄2最大年龄2呼叫时间2转发延迟生成树的过程1、所有连接的网桥通过多播发送BPDUs，通告自己的网桥ID，找到具有最低网桥ID网桥，并选举这个网桥为根网桥〔rootbridge〕，即“树干〞2、计算非根网桥到根网桥的路径开销〔cost〕，选择与根网桥连接的具有最低开销的端口为根端口〔rootport〕3、选择其他网桥到根网桥具有最低路径开销的端口为指定端口〔designatedport〕，该网桥为指定网桥〔designatedbridge〕，其他与根网桥相连的端口为非指定端口〔Nondesignatedport〕4、设置根端口、指定端口转发数据〔forwarding)，非指定端口阻塞(blocking)。生成树的过程网桥ID由8各字节组成，前2个为网桥的优先级，后六个为该网桥的MAC地址。网桥的优先级可以修改，通常通过这种方法改变网桥ID的值，可以人为控制根网桥的选举，以到达网络优化的目的。开销是标识网络路径优劣常用的一种算法，比方100M的开销为19，10M的开销为100，显然连接速率快的开销低。在选择根端口或指定端口时，如果开销相同，那么选择具有最小端口ID的端口。端口ID由2个字节组成，为1个字节的优先级和1个字节的端口号。在选择根端口或指定端口时，如果开销相同，那么选择具有最小端口ID的端口。阻塞和转发阻塞〔blocking〕的端口并没有被禁止〔deny〕，只是不转发数据，但能接收STP呼入的帧，一旦网络拓扑发生变化，比方转发数据的端口或线路失效，阻塞的端口很快转换为转发〔forwarding〕状态，使网络连通，继续转发数据，这也是冗余备份〔redundancy〕的根本原理，我们也称热备份。阻塞的端口经过侦听、学习两个状态后，变为转发状态，网络从断开到重新连通，这段时间称为网络的收敛〔convergence〕，显然这个收敛时间越小越好。SwitchYDefaultpriority32768MAC0c0022222222SwitchXDefaultpriority32768MAC0c0011111111生成树协议端口状态RootbridgexPort0Port1Port0Port1100baseT10baseT

Designatedport(F)Rootport(F)Nondesignatedport(B)Designatedport(F)SwitchYMAC0c0022222222Defaultpriority32768SwitchXMAC0c0011111111Defaultpriority32768Port0Port1Port0Port1SwitchZMac0c0011110000Defaultpriority32768Port0Canyoufigureout

:Whatistherootbridge?Whatarethedesignated,nondesignated,androotports?Whicharetheforwardingandblockingports?

100baseT100baseTSpanning-Tree:SwitchYMAC0c0022222222Defaultpriority32768SwitchXMAC0c0011111111Defaultpriority32768Port0Port1Port0Port1SwitchZMac0c0011110000Defaultpriority32768Port0Canyoufigureout:Whatistherootbridge?Whatarethedesignated,nondesignated,androotparts?Whicharetheforwardingandblockingports?

100baseT100baseTSpanning-Tree:Designatedport(F)Rootport(F)Nondesignatedport(BLK)Designatedport(F)Rootport(F)5.6局域网的扩展技术LAN的节点数目过多会引发网络拥塞。例如：塞车1、VLAN技术Segmentation 网段划分Flexibility

扩展性Security 平安性3rdfloor2ndfloor1stfloorSALESHRENGAVLAN=Abroadcastdomain=Logicalnetwork(subnet)VLAN虚拟局域网技术SwitchAGreenVLANBlackVLANRedVLANSwitchBGreenVLANBlackVLANRedVLAN

Trunk每个逻辑VLAN像一个独立的物理桥各VLAN可以横跨多个交换机Trunks管道为多个VLAN运载交通信息

FastEthernet2、Trunk管道协议使用协议：IEEE802.1QISL(Cisco专用〕配置：干线连接的两端。VLANTagstrippedbyforwardingportVLANTagaddedbyincomingportTrunk3、VLAN间通信使用三层设备。如，多层交换机、路由器。5.7用PowerPoint绘制网络拓扑图介绍校园网

C3550-12G中心管理机房(图书馆)CERNETInternet市内校总部图示说明1000M100M拨号访问综合楼1综合教学大楼2学生宿舍个楼〔1-7宿舍〕大连理工大学城市学院校园网网