LANs(二)

简介: LANs

从一个端口收,转发到所有其他端口

速率一致

没有帧的缓存

在hub端口上没有CSMA/CD机制:适配器检测冲突

提供网络管理功能

千兆以太网

采用标准的以太帧格式

允许点对点链路和共享广播信道

物理编码:8b10b编码

在共享模式,继续使用CSMA/CD MAC技术 ,节点间需要较短距离以提高利用率

交换模式:全双工千兆可用于点对点链路

站点使用专用信道,基本不会冲突,效率高

除非发往同一个目标站点

10 Gbps now !

802.11 Wireless LAN (WLAN)

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所有的802.11标准都是用CSMA/CA进行多路访问

所有的802.11标准都有基站模式和自组织网络模式

802.11 LAN 体系结构

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无线主机与基站通信


基站base station = 接入 点access point (AP)

基础设施模式下的基本服务 集Basic Service Set (BSS) (aka“cell”) 包括以下 构件:


无线主机

接入点(AP): 基站

自组织模式下:只有无 线主机

802.11: 信道与关联

802.11b: 2.4GHz-2.485GHz 频谱被分为11个相互不 同的但是部分重叠的频段


AP管理员为AP选择一个频率

可能的干扰: 邻居AP可能选择同样一个信道

主机: 必须在通信之前和AP建立associate


扫描所有的信道,侦听包含AP SSID和MAC地址的信标帧

被动扫描

选择希望关联的AP

可能需要执行鉴别(认证)[Chapter 8]

将会执行DHCP获得IP地址和AP所在的子网前缀

帧:地址

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switches

Hub:集线器

网段(LAN segments) :可以允许一个站点发送的网络范围


在一个碰撞域,同时只允许一个站点在发送

如果有2个节点同时发送,则会碰撞

通常拥有相同的前缀,比IP子网更详细的前缀

所有以hub连到一起的站点处在一个网段,处在一个碰撞域


骨干hub将所有网段连到了一起

通过hub可扩展节点之间的最大距离


通过HUB,不能将10BaseT和100BaseT的网络连接到一起


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交换机

链路层设备:扮演主动角色(端口执行以太网协议)


对帧进行存储和转发

对于到来的帧,检查帧头,根据目标MAC地址进行选择性 转发

当帧需要向某个(些)网段进行转发,需要使用 CSMA/CD进行接入控制

通常一个交换机端口一个独立网段

透明:主机对交换机的存在可以不关心


通过交换机相联的各节点好像这些站点是直接相联的一样

有MAC地址;无IP地址

即插即用,自学习:


交换机无需配置

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主机有一个专用和直接到交换 机的连接


交换机缓存到来的帧


对每个帧进入的链路使用以太 网协议,没有碰撞;全双工


每条链路都是一个独立的 碰撞域

MAC协议在其中的作用弱 化了

交换:A-to-A’ 和 B-to-B’ 可 以同时传输,没有碰撞


交换机如何知道通过接口1 到达A,通过接口5到达 B’?


答: 自学习


交换机通过学习得到哪些 主机(mac地址)可以通 过哪些端口到达


当接收到帧,交换机 学习到发送站点所在 的端口(网段)

记录发送方MAC地址/ 进入端口映射关系, 在交换表中

交换机:过滤/转发

记录进入链路,发送主机的MAC地址

使用目标MAC地址对交换表进行索引

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转发的例子

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帧的目标: A’, 不知道 其位置在哪:泛洪


知道目标A对应的链路 : A’ 4 60 选择性发送到那个端 口


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交换机可被级联到一起


交换机 vs. 路由器

都是存储转发设备,但层 次不同

交换机:链路层设备(检查 链路层头部)

路由器:网络层设备(检查 网络层的头部)

都有转发表:

交换机:维护交换表,按照 MAC地址转发

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路由器维护路由表,执行路由算法

VLANS : 动机

BC:


CS用户搬到EE大楼办公室 ,但是希望连接到CS的交 换机?


接到多个交换机上 : 麻烦和浪费:96端口 /10个有用


如果都接到一个交换机上 ,在一个广播域


1、所有的层2广播流量 (ARP, DHCP,不知道 MAC地址对应端口的帧 )都必须穿过整个LAN


2、安全性/私密性的问题


Virtual Local Area Network : 带有VLAN功能的交换 机(们)可以被配置 成:一个物理LAN基础 设施,虚拟成多个 LANs


基于端口的VLAN: 交换机端口成组 ( 通过交换机管理软件),以至于 单个的交换机可以分成若干虚拟 LANs [ 物理上一个交换机 虚拟成多个局域网 ]


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基于端口的VLAN

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流量隔离: 从/到1-8端口 的流量只会涉及到1-8

也可以基于MAC地址进行VLAN定义

动态成员: 成员可以在 VLANs之间动态分配 router


在VLANs间转发:通过路由器进行 转发 (就像他们通过各自的交换 机相联一样)


实际操作中,设备生产商可以提供: 交换机和路由器的单一设备

VLANs 互联多个交换机

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如果有多个交换机,希望它们相连并且共享VLANs信息


方法1:各交换机每个VLAN一个端口和另外交换机相应 VLAN端口相连->扩展性问题


trunk port干线端口: 多个交换机共享定义的VLAN,在它 们之间传输帧


帧在不同交换机上的一个VLAN上转发,不能够再使用vanilla 802.1帧 (必须要携带VLAN ID信息)

802.1q协议增加/移除附加的头部字段,用于在trunk端口上进行 帧的转发

802.1Q VLAN 帧格式

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