802體系構(gòu)架802.1B網(wǎng)際互連802.2邏輯鏈路控制802.3CSMA/CD介質(zhì)訪問802.4TokenBus介質(zhì)訪問802.5TokenRing介質(zhì)訪問802.6MAN介質(zhì)訪問802.3物理802.4物理802.5物理802.6物理802.1A802.1B網(wǎng)際互連LLC邏輯鏈路MAC介質(zhì)訪問物理以太網(wǎng)LLC：提供鏈路的多路訪問功能提供流控功能屏蔽下層物理硬件MAC層LLC層提供服務(wù)訪問點（SAP）物理層數(shù)據(jù)組裝成幀（地址和差錯控制）拆卸幀成數(shù)據(jù)管理鏈路上的通信信號編碼譯碼生成同步比特發(fā)送與接收局域網(wǎng)互連中繼器（重發(fā)器）放大信號集線器中心節(jié)點網(wǎng)橋交換機(jī)多接口的網(wǎng)橋路由器中繼放大器：延長傳輸范圍個數(shù)有限制，有延時要求，CSMA/CD的特征幀長與延時有關(guān)中繼器沖突域=廣播域沖突：一個發(fā)，其它都等著廣播域：廣播的范圍HUB集線器：匯接器，相當(dāng)于物理媒介（總線）的微縮以前的網(wǎng)絡(luò)是共享型，所有連接到“一根總線上”。整個網(wǎng)絡(luò)中只有網(wǎng)卡、集線器（中繼器）、媒介整個系統(tǒng)處于一個“碰撞域”（沖突域、廣播域）所有用戶共享一個帶寬（總線），采用CSMA/CD，一個用戶工作，其它都等著。沖突域=廣播域網(wǎng)橋Bridge網(wǎng)橋（bridge）：網(wǎng)絡(luò)連接器，連接兩個分開的網(wǎng)絡(luò)。早期連接兩個不同媒介的網(wǎng)絡(luò)，如令牌環(huán)、以太網(wǎng)等至少兩個連接不同網(wǎng)絡(luò)的端口后期可連接相同的網(wǎng)絡(luò)。具有智能學(xué)習(xí)和簡單的“路由”（二層交換）功能學(xué)習(xí)記憶MAC地址，根據(jù)幀的終點地址（MAC）處于哪一網(wǎng)段（端口）來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和濾除，工作在第二層從共享型交換型以太網(wǎng)網(wǎng)橋Bridge通過LLC連接兩個網(wǎng)段分離網(wǎng)段，工作在第二層網(wǎng)橋Bridge網(wǎng)橋一般至少有兩個端口，連接兩個分開的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)橋BridgeBridge需要不停的學(xué)習(xí)兩邊網(wǎng)段各自的MAC地址，并在端口上建立MAC地址表，根據(jù)MAC地址表，做簡單的“交換（路由）”功能。如果源地址和目的地在同一端口，不轉(zhuǎn)發(fā)到其它端口反之，則轉(zhuǎn)發(fā)端口1端口2端口3MAC1MAC5MAC9MAC2MAC6MAC10MAC3MAC7MAC11MAC4MAC8MAC12網(wǎng)橋BridgeMAC地址學(xué)習(xí)的方法對照表中找到源站？將源站和端口加入到對照表中，設(shè)置新的計時器更新方向和計時器YN網(wǎng)橋Bridge網(wǎng)橋?qū)碜跃W(wǎng)段1的MAC幀，首先要檢查其終點地址。如果是發(fā)往網(wǎng)段1上某一站，網(wǎng)橋則不將幀轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)段2，而將其濾除；如果是發(fā)往網(wǎng)段2上某一站，網(wǎng)橋則將它轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)段2。這表明，如果LAN1和LAN2上各有一對用戶在本網(wǎng)段上同時進(jìn)行通信，顯然是可以實現(xiàn)的。因為網(wǎng)橋起到了隔離作用。網(wǎng)橋在一定條件下具有增加網(wǎng)絡(luò)帶寬的作用。網(wǎng)段1和2是兩個不同的沖突域。網(wǎng)橋的每一端口為一個沖突域，但整個網(wǎng)橋處于一個廣播域中，仍然轉(zhuǎn)發(fā)廣播包。網(wǎng)橋Bridge三種方式無端口（未知）：廣播有端口本地端口：不處理（濾除）其它端口：轉(zhuǎn)發(fā)端口X收到無差錯幀對照表中找到目的站？外出端口＝X？向外端口轉(zhuǎn)發(fā)幀把幀向X以外所有端口轉(zhuǎn)發(fā)NYYN網(wǎng)橋Bridge沖突域：每個端口，每個端口仍然共享廣播域：所有端口，因為廣播MAC地址未知沖突域！=廣播域交換機(jī)Switch交換機(jī)：是網(wǎng)橋和集線器的聯(lián)合的產(chǎn)物，相當(dāng)于每個端口都是一個微型網(wǎng)橋的集線器。背板：指連接各個微型網(wǎng)橋的裝置總線矩陣軟件等交換機(jī)Switch交換機(jī)有三種工作方式：切入方式（cutthrough）：指交換機(jī)收到幀的前14個字節(jié)，根據(jù)MAC地址，就判斷是否轉(zhuǎn)發(fā)，速度快，無效驗功能，管理功能差。存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式（storeandforward）：指先讀整個幀到內(nèi)存中，再判斷如何轉(zhuǎn)發(fā)，便于管理。改進(jìn)型直通（ModifiedCut-Through：兩者的結(jié)合，接收前64個字節(jié)，然后轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)Switch以太網(wǎng)交換器結(jié)構(gòu)（背板）軟件執(zhí)行交換結(jié)構(gòu)：速度慢矩陣交換結(jié)構(gòu)：硬件處理，速度快，難升級總線交換結(jié)構(gòu)：便于升級（堆疊，串聯(lián)）共享存儲器交換結(jié)構(gòu)：需要大量的RAM，方便升級以太網(wǎng)交換器產(chǎn)品的基本架構(gòu)分類為：單臺（不可疊堆）：可疊堆集成：多個（背板）連接在一起箱體模塊式：插板式，總線背板Backhaul背板：連接各個端口的設(shè)備不是單純的集線器，可以使通個端口同時通信背板的交換速度決定了多少個端口能同時通信交換型以太網(wǎng)：不在共享一個帶寬用戶使用速度大幅提高取代了Hub控制邏輯1123452345交換機(jī)Switch交換機(jī)的每個端口是網(wǎng)橋，因此每個端口處于一個獨立的沖突域，容量大，但所有的端口處于一個廣播域中。交換機(jī)對于數(shù)據(jù)包的形式：轉(zhuǎn)發(fā)、過濾、廣播。對于明確知道目的地MAC地址的，在某一特定的端口給予轉(zhuǎn)發(fā)。對于不允許到達(dá)的目的地，給予過濾。對于不知道目的地MAC地址或是組播或是廣播，采取廣播到所有的端口去。交換機(jī)本質(zhì)仍然是網(wǎng)橋。交換機(jī)Switch每個端口是一個沖突域簡單區(qū)別路由器Router分割廣播域總結(jié)設(shè)備OSI層分隔沖突域分隔廣播域備注HUB物理層不不

網(wǎng)橋數(shù)據(jù)鏈路層是不每個端口是單獨的沖突域交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層是不實際上是多端口網(wǎng)橋，每個端口是單獨的沖突域路由器網(wǎng)絡(luò)層是是每個端口是單獨的廣播域生成樹算法（SPT）當(dāng)多個網(wǎng)橋相互成環(huán)時，可能造成數(shù)據(jù)循環(huán)發(fā)送冗余設(shè)計：消除了單點故障誤操作：誤成環(huán)交換機(jī)對不知道地址的幀（包括廣播、組播）進(jìn)行泛洪（flooding）結(jié)果：冗余交換拓?fù)浠蛟S會帶來廣播風(fēng)暴多幀拷貝MAC地址表不穩(wěn)定冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙哂嗤負(fù)湎擞捎趩吸c故障所引致的網(wǎng)絡(luò)不通問題冗余拓?fù)鋮s帶來了廣播風(fēng)暴、重復(fù)幀和MAC地址表不穩(wěn)定的問題網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y廣播交換機(jī)A交換機(jī)B主機(jī)X發(fā)送一廣播信息廣播風(fēng)暴網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y廣播廣播風(fēng)暴交換機(jī)A交換機(jī)B主機(jī)X發(fā)送一廣播信息網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y廣播交換機(jī)不停地發(fā)出廣播信息廣播風(fēng)暴交換機(jī)A交換機(jī)B網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y重復(fù)幀單點幀主機(jī)X發(fā)一單點幀給路由器Y路由器Y的MAC地址還沒有被交換機(jī)A和B學(xué)習(xí)到交換機(jī)A交換機(jī)B網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y

單點幀主機(jī)X發(fā)送一單點幀給路由器Y路由器Y的MAC地址還沒有被交換機(jī)A和B學(xué)習(xí)到路由器Y會收到同一幀的兩個拷貝單點幀單點幀重復(fù)幀交換機(jī)A交換機(jī)B網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y單點幀單點幀主機(jī)X發(fā)送一單點幀給路由器Y路由器Y的MAC地址還沒有被交換機(jī)A和B學(xué)習(xí)到交換機(jī)A和B都學(xué)習(xí)到主機(jī)X的MAC地址對應(yīng)端口0端口0端口1端口0端口1MAC地址表不穩(wěn)定交換機(jī)A交換機(jī)B網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y

Unicast主機(jī)X發(fā)送一單點幀給路由器Y路由器Y的MAC地址還沒有被交換機(jī)A和B學(xué)習(xí)到交換機(jī)A和B都學(xué)習(xí)到主機(jī)X的MAC地址對應(yīng)端口0到路由器Y的數(shù)據(jù)幀在交換機(jī)A和B上會泛洪處理交換機(jī)A和B都錯誤學(xué)習(xí)到主機(jī)X的MAC地址對應(yīng)端口1MAC地址表不穩(wěn)定單點幀端口0端口1端口0端口1交換機(jī)A交換機(jī)B網(wǎng)段1網(wǎng)段2服務(wù)器/主機(jī)X路由器Y更復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致多重回路在第2層沒有能夠防止這種回路的機(jī)制服務(wù)器/主機(jī)工作站回路回路回路多重回路問題

廣播回路的解決辦法:生成樹協(xié)議

Spanning-TreeProtocol將某些端口置于阻塞狀態(tài)就能防止冗余結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲挟a(chǎn)生回路

無環(huán)路的樹阻塞x創(chuàng)建邏輯無環(huán)路拓?fù)淙哂嘣黾恿丝煽啃?，但也將物理環(huán)路帶進(jìn)網(wǎng)絡(luò)。解決辦法就是創(chuàng)建邏輯無環(huán)路拓?fù)洌瑫r保留物理環(huán)存在無環(huán)路拓?fù)浞Q為樹，并且是可擴(kuò)展的樹。樹只有根結(jié)點，樹葉連接到枝干上，無環(huán)路每個網(wǎng)絡(luò)只有一個根結(jié)點創(chuàng)建無環(huán)路拓?fù)涞乃惴ǚQ為生成樹算法。SpanningTreeProtocol自動形成邏輯上的樹結(jié)構(gòu)STP術(shù)語橋ID(BridgeID)開銷（Cost）橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（BPDU）橋ID(BridgeID)BID用來識別每一個交換機(jī)/網(wǎng)橋。BID用來確定網(wǎng)絡(luò)的中心，在STP中稱為根橋。優(yōu)先級默認(rèn)為32768開銷（Cost）優(yōu)先級的確定最短路徑是cost累加，而cost是基于鏈路的速率的。橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（BPDU）交換機(jī)發(fā)送的創(chuàng)建邏輯無環(huán)路的數(shù)據(jù)包稱為BPDUBPDU在阻塞的接口上也可以接收，這確保如果鏈路或設(shè)備出現(xiàn)問題，新的生成樹會被計算默認(rèn)，BPDU2秒發(fā)送一次生成樹操作1.選舉根橋，BID最小即是2.計算自己到根橋距離3.選擇根端口，距離根橋最近的接口4.選指定端口和非指定端口，非指定端口被阻塞。操作原則每個網(wǎng)絡(luò)只有一個根橋每個非根橋只有一個根端口每個段只有一個指定端口非指定端口不被使用STP實例VLAN為了更好的管理交換機(jī)，減少廣播風(fēng)暴發(fā)生的可能，擴(kuò)大交換容量，引入了VLAN（virtuallocalareanetwork）技術(shù)。VLAN可以在交換機(jī)中開辟一個獨立的廣播域，減少廣播包，增大交換容量，同時也可以提高安全性。VLAN中的計算機(jī)只能和本VLAN中的計算機(jī)通信，與外界邏輯分離。VLAN簡單的分割廣播域VLAN工作網(wǎng)段的隔絕第三層第二層第一層銷售部人力資源部工程部一個VLAN=一個廣播域=邏輯網(wǎng)段(子網(wǎng))VLANVLAN的劃分分為三種：各有各的優(yōu)勢和使用范圍根據(jù)端口劃分VLAN：最為常用也最簡單，但受端口限制，不能漫游（離開本端口）根據(jù)MAC地址劃分VLAN：根據(jù)每個主機(jī)的MAC地址來劃分，即對每個MAC地址的主機(jī)都配置它屬于哪個組。最大優(yōu)點就是當(dāng)用戶物理位置移動時，即從一個交換機(jī)換到其他的交換機(jī)時，VLAN不用重新配置初級配置比較麻煩。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層（IP）劃分VLAN：根據(jù)IP地址來區(qū)別不同的VLAN，移動靈活，配置稍微簡單，但這種方法的缺點是效率，因為檢查每一個數(shù)據(jù)包的IP地址是很費時的。VLANVLAN干道（trunk）：VLAN跨交換機(jī)兩種VLAN中繼協(xié)議可以選擇：ISL和IEEE802.1Q。ISL主干道交換機(jī)間鏈路（Inter-SwitchLink，ISL）Cisco專有協(xié)議ISL幀格式ISL頭26bytes以太幀數(shù)據(jù)CRC4bytes用ISL頭與CRC進(jìn)行幀封裝可以支持多個VLAN(1024)VLAN號BPDU控制位DATypeUserSALENVLANAAAA03BPDUHSAVLANBPDUBPDUINDEXRES802.1Q主干道IEEE802.1QVLAN中繼協(xié)議在trunk上添加一些控制選項，增加了一個4字節(jié)的802.1Q楨頭，也叫標(biāo)簽tagging普通終端無法識別，也不需要識別交換機(jī)端口就分為兩種：access和trunk。access口只屬于一個VLAN，且僅向該VLAN轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。Trunk口可以通過多個VLAN數(shù)據(jù)包，一般用于和其他交換機(jī)互連。VTPVTP（VLANTrunkingProtocol）：是VLAN中繼協(xié)議，也被稱為虛擬局域網(wǎng)干道協(xié)議。避免在多個交換機(jī)上配置多個VLAN第二層的通信協(xié)議，主要用于管理在同一個域的網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)VLANs的建立、刪除和重命名。在一臺VTPServer上配置一個新的VLAN時，該VLAN的配置信息將自動傳播到本域內(nèi)的其他所有交換機(jī)。交換機(jī)會自動地接收這些配置信息，使其VLAN的配置與VTPServer保持一致，從而減少配置VLAN的工作量，而且保持了VLAN配置的統(tǒng)一性。VTP工作模式服務(wù)器（SERVER）模式可以創(chuàng)建、刪除VLAN、修改VLAN參數(shù)。同時，還有責(zé)任發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)VLAN更新消息。配置的VLAN信息會被存儲在非易失性RAM—NVRAM中?？蛻魴C(jī)（CLIENT）模式只能接收傳來的VLAN配置信息。同時，也有責(zé)任轉(zhuǎn)發(fā)VLAN更新消息。收到的VLAN配置信息并不被永久保存。透明（TRANSPARENT）模式可以創(chuàng)建、刪除VLAN、修改VLAN參數(shù)。VLAN配置的信息并不向外發(fā)送。有責(zé)任轉(zhuǎn)發(fā)收到的VLAN更新消息。配置的VLAN信息會被存儲在非易失性RAM—NVRAM中。VTP工作模式交換機(jī)的性能產(chǎn)商、產(chǎn)品、型號的交換器各不相同，有基本特性衡量端口-地址表大小體系結(jié)構(gòu)自適應(yīng)端口母板傳輸速率；帶寬幀碎片預(yù)防“胖通道”過濾率和轉(zhuǎn)發(fā)率流量控制全雙工端口Jabber控制延時管理模塊插入方式端口緩沖區(qū)大小端口模塊支持生成樹算法交換器類型交換方式虛擬局域網(wǎng)支持EPONEPON（EthernetPassiveOpticalNetwor）：以太無源光網(wǎng)絡(luò)，是一個點到多點的光接入網(wǎng)，突破最后一公里的瓶頸達(dá)到Gbit/s的速率OLT：中心局光線路終端設(shè)備ONU：終端用戶光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）綜合了以太網(wǎng)成本低、兼容性好以及PON技術(shù)介質(zhì)共享的優(yōu)點，以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有接入技術(shù)的帶寬EPON的帶寬可達(dá)10Gbit/s,EPONEPONEPON利用以太網(wǎng)作為其第二層的成幀協(xié)議。EPON對上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)傳輸采用不同的方法。下行數(shù)據(jù)流：中心局OLT發(fā)出數(shù)據(jù)包，每