#17 以太网的构成

简介:

了解以太网

  建立简单网络


根据网络的地址范围:

  局域网:LAN,local area network

    LAN的组成:

      计算机:PC、服务器

      互联设备:网卡介质

      网络设备:集线器、交换机、路由器

      协议:以太网、IP、ARP、DHCP

    LAN的功能:

      数据和应用程序

      共享资源

      提供到其他网络的通信路径

  城域网:MAN,

  广域网:WAN,


以太网的发展历程

年份      以太网大事件

1970      第一个分组无线网络

1973      Xerox发明以太网

1977      美国专利 No. 4063220 发布

1982      DIX 发布 10 Mb/s 以太网

1992      第一台可堆叠以太网集线器

2002      IEEE 通过了 802.3ae;10 Gb/s


CSMA/CD:带有冲突检测的载波监听多路访问协议


IEEE:互联网电子电气工程师协会

  1980年2月发布的802系列标准;

    802.1

  1983年,IEEE为以太网发布了802.3标准  

  1992-1997,100Mbps,以太网出现并获取巨大成功;

  1998年,通过了1000Mbps以太网的标准


竞争传输机制:

  在有限的网络资源中,谁能率先占用资源,谁就可以使用;


公平传输机制:令牌环,FDDI

  在网络资源的使用过程中,每个设备拥有完全等同的资源使用的机会;


CSMA/CD:带有冲突检测的载波监听多路访问协议

  多路访问:在整个网络的多个站点中同时进行数据的发送;每一个站点发送的数据从其独占的信道发送到总线上;

  冲突:信道由空闲转为繁忙的时候,可能会发生冲突;

  载波监听(侦听):每当网络中的站点企图发送数据之前,都要进行载波监听;如果检测到载波,则延迟一个随机的时长之后,继续监听;

  冲突检测:当有两个或多个站点同时检测信道无载波,并发送数据时,就会产生冲突;一旦产生冲突,所有的站点都回退;各个站点均等待一个随机的时间重新进行载波监听;


CSMA/CA:带有冲突避免的载波监听多路访问协议


总结:

  1.LAN 是位于有限区域内的网络,此网络的计算机和其他组件的距离相对较近。

  2.不管 LAN 的规模如何,它都需要具备几个基本组件才能运行,其中包括计算机、互联设备、网络设备以及协议。

  3.LAN 为其用户提供通信功能和资源共享功能。

  4.LAN 可配置为不同的规模,以便适应从 SOHO 到企业等各种工作环境。


描述通信介质的时候:

  TIA/EIA:电子工业协议会、电器工业协会


  n-信号类型-介质类型:

    n:一个数字,表示该类介质最大带宽;单位一般是Mbps;

    信号类型:

      基带信号:数字信号,写成BASE;

      宽带信号:频道信号,模拟信号,写成BROAD;

    介质类型:

      单段介质的最大传输距离:5——粗同轴电缆,2——细同轴电缆

      直接使用介质的名称:

        T:非屏蔽双绞线

        F:光缆

        C:电缆

        X:表示该介质具有全双工传输特性;


RJ45连接器:

  TIA/EIA规定连接器的引脚的使用规则:

    1:向外传输正信号,TX+

    2:向外传输负信号,TX-

    3:向内接收正信号,RX+

    6:向内接收负信号,RX-

    4、5、7、8:没有数据传输的实际意义,在非屏蔽双绞线中,起到产生逆向的感应电动势,屏蔽外界信号干扰;


    1:向内接收正信号,RX+

    2:向内接收负信号,RX-

    3:向外传输正信号,TX+

    6:向外传输负信号,TX-

    4、5、7、8:没有数据传输的实际意义,在非屏蔽双绞线中,起到产生逆向的感应电动势,屏蔽外界信号干扰;


  设备的接口标识:

    1.接口带有X标识:

      交换机,集线器

      1x,2x,3x,24x,...48x

    2接口不带有X标识:

      计算机,路由器


  TIAA/EIA:两种接线图标准

    通常意义上,一根非屏蔽双绞线中包含四对八根铜制导线;四种颜色,绿,橙,蓝,棕;

    八根铜线的外皮颜色:绿,白绿,蓝,白蓝,橙,白橙,棕,白棕;

    T568A:

      白绿,绿,白橙,蓝,白蓝,橙,白棕,棕

    T568B:

      白橙,橙,白绿,蓝,白蓝,绿,白棕,棕



了解共享LAN:

  以太网LAN:


    集线器实际上就是总线型网络拓扑

    集线器构建的网络的拓扑结构:

      物理星型,逻辑总线型;

    一个冲突域


选择交换机的重要参数:

  背板带宽:接口的数量*每个接口的宽带*2

  PPS(每秒包的数量):package per second

    100Mpbs全双工接口:290万


交换机的构成:

  1.较高的端口密集度

  2.大型帧缓冲区

  3.支持各种端口速度混合

  4.快速内部交换

  5.交换模式:

    直通、储存转发、免分片


交换机的功能:

  学习:

    交换机对于每一个接收到的数据帧,将其中的源MAC地址和接收该数据帧的交换机端口号绑定保存到其内部的MAC地址表中;

      1.如果接收到的数据珍重的源MAC地址表并未出现在MAC地址表中,则直接向MAC地址表中添加对应的条目;

      2.如果接收到的数据帧中的源MAC地址已经出现在MAC地址表中,则更新该条目的时间戳;

      3.动态学习的MAC地址条目会在MAC地址表中缓存300秒;

    注意:

      1.每个端口可以绑定多个MAC地址;

      2.每个MAC地址只能绑定一个端口;  

  转发:

    有目的转发:

      交换机在接收到数据帧之后,读取数据帧中的目的MAC地址,查找自己的MAC地址表,发现该目的地址在MAC地址表中,就将该数据帧经由MAC地址表中对应的端口向外发送;

    无目的转发:

      泛洪:

      交换机在接收到数据帧之后,读取数据帧中的目的MAC地址,如果该目的的MAC地址为组播地址、广播地址或不存在于自己MAC地址表中的MAC地址,则交换机会向除了接收该数据帧之外的其他所有活动状态的端口转发该数据帧;

  过滤:

    如果交换机收到一个数据帧,发现该数据帧的目的MAC地址对应的端口和接收数据的端口是同一个端口,则这样的数据,过滤不接收;


描述数据通信过程——交换以太网

  1.源主机获得目的主机的IP地址;

  2.应用程序决定选择传输层的哪个协议来进一步封装;在此应用程序选择了UDP协议;

  3.UDP协议直接将应用层数据封装,并交给IP协议进行下一步封装;

  4.IP协议根据源IP、目的IP地址完成封装,并试图将数据交给网络访问层;

  5.网络访问层会想ARP协议求助,希望获得目标主机的MACD地址;如果ARP协议存了目标主机的MAC,则直接封装;否则,该UDP数据包必须先暂存于内存中,发起ARP请求;

  6.ARR请求从源主机发出,首先被交换机接收,交换机会读取该数据帧的源MAC地址,判断自己的MAC地址表中是否有对应的MAC地址条目;在学习地址之后,根据目标地址进行泛洪转发或单播转发;

  7.目标主机收到ARP请求数据之后,先缓存源主机的IP地址和MAC地址信息,将自己的IP地址和MAC地址以数据的方式响应给源主机;

  8.交换机会接收到ARP响应数据,同时会学习目标主机的MAC地址到MAC地址表中;根据MAC地址表中的缓存结果,将ARP响应信息单播转发至源主机;

  9.源主机会获得目标主机的MAC地址,并缓存至ARP表中;

  10.按照ARP缓存中的目标MAC地址封装并发送数据;

  11.交换机在接收数据之后,根据MAC地址表中的缓存信息,进行单播转发;


本文转自谁等了谁 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/12486569/1943329

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