数据网基础维护培训-交换机原理

1/65数据网维护基础培训交换机原理交换机原理泉州移动分公司金鹏培训对象：负责数据网维护人员初级培训2/65数据网维护基础培训交换机原理目录以太网技术冲突域和广播域以太网分段交换方式VLAN二层、三层交换机工作原理交换机重要技术参数3/65数据网维护基础培训交换机原理目录以太网技术冲突域和广播域以太网分段交换方式VLAN二层、三层交换机工作原理交换机重要技术参数4/65数据网维护基础培训交换机原理以太网设计目标–简单–有效地使用共享资源–容易配置和维护–兼容性强–低成本19721996Gigabitstandard(802.3z)VLANs(802.1Q)1000BaseT(802.3ab)1980EthernetV1DIX-V2in821983199010Base-T(802.3i)10BaseF(Fiber)1993802.3z研究小组使千兆以太网标准化19981985IBMshipsfirstTokenRingLANIEEE802.3Standard81-83FastEthernet(802.3u)19951997FullDuplex(802.3x)1973公认发明者：RobertMetcalfe-并在1977取得专利以太网演变5/65数据网维护基础培训交换机原理IEEE802协议族体系IEEE802.3IEEE802.4IEEE802.5IEEE802.6PhysicalIEEE802.2InternetTransportUpperIEEE802.xLink802.1Internetworking802.2LogicalLinkControl(LLC)802.3CSMA\CD802.4TokenBus802.5TokenRing802.6MetropolitanAreaNetworks802.7BroadbandTechAdvisoryGroup802.8FiberOpticTechAdvisoryGroup802.9IntegratedVoice&DataNetworks802.10NetworkSecurity802.11WirelessNetworks802.12DemandPriorityAccessLAN's6/65数据网维护基础培训交换机原理以太网v2帧结构7/65数据网维护基础培训交换机原理以太网类型E-TypeValueNetWare8137XNS0600,0807IP0800IP(VINES)0BAD,80C4ARP0806RARP8035DRP6003LAT6004LAVC6007ARP(ATalk)80F38/65数据网维护基础培训交换机原理IEEE802.3帧-Novell以太网9/65数据网维护基础培训交换机原理带有802.2逻辑链路控制（LLC）的IEEE802.3帧10/65数据网维护基础培训交换机原理IEEE802.3子网访问协议（以太网SNAP）11/65数据网维护基础培训交换机原理w12/65数据网维护基础培训交换机原理如何判断以太网帧类型13/65数据网维护基础培训交换机原理以太网命名规范14/65数据网维护基础培训交换机原理以太网标准StandardMaximumCableLengthTypeofCableMACSublayerSpecificationDeviceconnectstoaHuborDirectlytoaBus10B5500m50Ohmthickcoaxialcable802.3Bus10B2185m50Ohmthincoaxialcable802.3Bus10BT100mUTP802.3Hub10BTL2000mFiber802.3Hub100BTx100mUTP/STP802.3Hub100BT4100mUTP,4pair802.3Hub100BFx400mFiber802.3Hub15/65数据网维护基础培训交换机原理半双工和全双工以太网操作HubNICNICNICNIC2-PairCableReceivePairTransmitPairTransmitReceiveCollision?Loopback12234455510BTHalf-DuplexOperation1.网卡发送一个帧。2.网卡将帧回送到自己的接收对。3.Hub接收到帧。4.Hub在内部总线上传递帧。5.Hub将信号从每个设备的接收对送出。16/65数据网维护基础培训交换机原理半双工和全双工以太网操作Full-DuplexNICFull-DuplexNICReceiveTransmitReceiveTransmit10BTFull-DuplexOperation不会发生碰撞；所以，时间不会浪费在重传帧上不必等其他机器发送。每个方向都有10M带宽，增加了可用的带宽。17/65数据网维护基础培训交换机原理快速以太网StandardWhatItDefinesTypeofCableMaximumLengthtoHubMaximumDistancebetweenDevices802.3MACframingandCSMA/CDrulesN/AN/AN/A802.310BT10B210B5Cat3,4,5UDP(2pair)50Ohmthincoaxialcable50Ohmthickcoaxialcable100mN/AN/A500m500m185m802.3u100BTX100BFX100BT4autonegotiationCAT5UDP(2pair)MMFiber(2strands)CAT3,4,5UDP(4pair)100m100m100m412m412,2kmw/FDX412m802.3xFull-duplexoperationN/AN/AN/A18/65数据网维护基础培训交换机原理目录以太网技术冲突域和广播域以太网分段交换方式VLAN二层、三层交换机工作原理交换机重要技术参数19/65数据网维护基础培训交换机原理CSMA/CDCS=CarrierSense载波侦听–没有载波被侦听到，延迟一段时间后发送数据。MA=MultipleAccess多路访问–广播环境–每个工作站可以听到每个数据帧CD=CollisionDetection冲突检测–传输数据时，检测冲突20/65数据网维护基础培训交换机原理CSMA21/65数据网维护基础培训交换机原理CD22/65数据网维护基础培训交换机原理广播以太网天性就是广播网络广播机制被频繁使用如ARP协议–AddressResolutionProtocol一个广播域就是所有设备都会看到一个广播帧23/65数据网维护基础培训交换机原理冲突域和广播域24/65数据网维护基础培训交换机原理目录以太网技术冲突域和广播域以太网分段交换方式VLAN二层、三层交换机工作原理交换机重要技术参数25/65数据网维护基础培训交换机原理以太网分段局域网分段的益处透明桥使用路由器分段使用交换机分段26/65数据网维护基础培训交换机原理局域网分段的益处超越距离限制通过减少或消除碰撞加快反应速度和增加吞吐量通过降低广播风暴和组播的影响加快反应速度和增加吞吐量增加每个用户的可用带宽限制到不同局域网段的流量27/65数据网维护基础培训交换机原理透明桥透明桥的三个关键功能–通过检查接收到的帧的源MAC地址学习MAC地址。–根据MAC地址决定何时转发一个帧，何时过滤掉一个帧。–和其他桥一起通过生成树协议创建一个没有环路的环境。28/65数据网维护基础培训交换机原理透明桥——单个以太网段0200.3333.3333WebServerNameServer0200.2222.22220200.1111.11111DMAC=FFFF.FFFF.FFFFSMAC=0200.1111.1111ARP(DNS)2DMAC=0200.1111.1111SMAC=0200.2222.2222ARP3DMAC=0200.2222.2222SMAC=0200.1111.1111DNSRequest4DMAC=0200.1111.1111SMAC=0200.2222.2222DNSReply5DMAC=FFFF.FFFF.FFFFSMAC=0200.1111.1111ARP(Web)6DMAC=0200.1111.1111SMAC=0200.3333.3333ARP7DMAC=0200.3333.3333SMAC=0200.1111.1111ConnecttoWeb29/65数据网维护基础培训交换机原理透明桥0200.3333.3333WebServerNameServer0200.2222.22220200.1111.11111DMAC=FFFF.FFFF.FFFFSMAC=0200.1111.1111ARP(DNS)0200.1111.1111E0E0E1AddressTableAfterStep12DMAC=0200.1111.1111SMAC=0200.2222.2222ARP0200.1111.1111E00200.2222.2222E1AddressTableAfterStep23DMAC=0200.2222.2222SMAC=0200.1111.1111DNSRequest0200.1111.1111E00200.2222.2222E1AddressTableAfterStep34DMAC=0200.1111.1111SMAC=0200.2222.2222DNSReply5DMAC=FFFF.FFFF.FFFFSMAC=0200.1111.1111ARP(Web)6DMAC=0200.1111.1111SMAC=0200.3333.3333ARP0200.1111.1111E00200.2222.2222E10200.3333.3333E1AddressTableAfterStep27DMAC=0200.3333.3333SMAC=0200.1111.1111ConnecttoWeb30/65数据网维护基础培训交换机原理透明桥透明桥的一些功能–广播和组播能够被桥转发–透明桥根据第二层的头和逻辑地址转发和第三层无关–存储-转发（Store-and-Forward）是透明桥的典型操作–透明桥必须对帧进行处理，所以也增加了时延31/65数据网维护基础培训交换机原理透明桥透明桥能够提供的好处–因为每段都能达到以太网的最大长度，所以超越以太网的距离限制–通过桥对帧的过滤减少了碰撞–桥不能降低广播/组播的影响–每一段分别运行在10或100Mbps代替了整个段运行在10或100Mbps，增加了可用带宽–可以在桥上对帧进行限制和过滤32/65数据网维护基础培训交换机原理使用路由器分段0200.3333.3333WebServerNameServer0200.2222.22220200.1111.11111DMAC=FFFF.FFFF.FFFFSMAC=0200.1111.1111ARP(Router-E0)E0E1Notes:Addressesofframeonleft-sideEthernet2DMAC=0200.1111.1111SMAC=0200.4444.4444ARP3DMAC=0200.4444.4444SMAC=0200.1111.1111DNSRequest4DNSReply5DMAC=FFFF.FFFF.FFFFSMAC=0200.1111.1111ARP(Web)6DMAC=0200.1111.1111SMAC=0200.3333.3333ARP7DMAC=0200.3333.3333SMAC=0200.1111.1111ConnecttoWeb0200.4444.44440200.5555.5555DMAC=0200.1111.1111SMAC=0200.4444.444433/65数据网维护基础培训交换机原理使用路由器分段使用路由器分段的功能–广播和组播帧不被路由器转发（默认）–路