3DA031002 以太网设备工作原理 ISSUE

1、Page0,修订记录,本页不打印,以太网设备工作原理,Page2,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。,Page3,培训目标,学完本课程后，您应该能： 理解HUB、L2交换机和L3交换机的工作原理,Page4,目 录,共享式以太网 二层交换机的工作原理 三层交换机的工作原理,Page5,目 录,共享式以太网 二层交换机的工作原理 三层交换机的工作原理,Page6,共享式以太网原理：CSMA/CD,CS（ Carrier Sense ）：载波侦听 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

2、每个站点发送的数据，可以同时被多个站点接收。 CD（ Collision Detection ）：冲突检测 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。,Page7,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。,Page8,Hub的工作模式,注意：HUB仅仅是物理上的连接设备,物理层,物理层,HUB,Page9,Hub的工作原理,1,2,3,4,5,IN,OUT,OUT,OUT,OUT,所有的HUB都是半双工的,Page10,Hub组建以太网的缺点,实际上网络中由HUB组建以

3、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： 冲突严重； 广播泛滥； 无任何安全性。,Page11,目 录,共享式以太网 二层交换机的工作原理 三层交换机的工作原理,Page12,网桥/二层以太网交换机的工作模式,物理层,物理层,二层交换机,链路层,链路层,Page13,以太网帧结构,Ethernet_II,DMAC,SMAC,Length/T,DATA/PAD,FCS,Length/Type值,含义,Length/T 1500 Length/T = 1500,代表了该帧的类型 代表了该帧的长度,802.3,6,6,2,4,461500,Page14,Ethernet_ 帧结构,0

4、800,IP数据报,0806,ARP请求/应答,8035,RARP请求/应答,DMAC,SMAC,Length/T,DATA/PAD,FCS,Page15,802.3 帧结构,TYPE,DATA,DSAP,SSAP,CTRL,ORG CODE,0806,ARP请求/应答,8035,RARP请求/应答,0800,IP数据报,1,1,1,3,2,381492,DMAC,SMAC,Length/T,DATA/PAD,FCS,Page16,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 bits,24 bits

5、,48 bits,供应商代码,由供应商分配,Page17,基于源地址学习,分段1,分段2,A,B,C,PORT1,PORT2,D,交换机典型应用,交换机,Page18,基于目的地址转发,MACD,MACA,.,端口1,MACD,MACA,.,端口2,MAC地址,所在端口,MACA,1,MACB,1,MACC,2,MACD,2,Page19,二层交换机原理,帧输入,泛洪该帧（源端口除外）,转发该帧（源端口除外）,目的MAC地址,地址表查找,单播,广播,查找成功,没有找到匹配条目,Page20,三种交换模式,Cut-Through 交换机接收到前目的地址即开始转发过程 延迟小 交换机不检测错误 S

6、tore-and-Forward 交换机接收完整的数据帧后开始转发过程 延迟取决于数据帧长度 交换机检测错误，错误的包将被丢弃 Fragment-free 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 交换机检查前64字节的错误，一旦发现错误将丢弃。,Page21,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： 广播泛滥 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,Page22,目 录,共享式以太网 二层交换机的工作原理 三层交换机的工作原理,Page23,三层交换机的特点,在逻辑上，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 在具有二层功能的同时提供三层功能 许多三层交换机用三层精确查找实现三层转发 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,Page24,选择二层交换或三层