【计算机网络】数据链路层:拓展的以太网
创始人
2024-03-20 04:18:00
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在物理层拓展以太网:

使用光纤拓展:主机使用光纤和一对光纤调制解调器连接到集线器。

使用集线器拓展:使用集线器连成更大的以太网

 集线器优点:

使原来不同碰撞域的计算机能够跨碰撞域通信,扩大了以太网覆盖的地理范围。

集线器缺点:

碰撞域增大,总的吞吐量提高。如果使用不同的以太网技术,就不能使用集线器将它们互连起来。

,如果每一个系的以太网最大吞吐量时10Mbit/S,因此三个系的总的最大吞吐量时30Mbit/s。但是把三个系用集线器连接起来后变成一个碰撞域吞吐量还是10Mbit/s。

碰撞域(冲突域):

指网络中一个站点发出的帧会与其他站点发出的帧产生碰撞或冲突的那部分网络。每一个碰撞域中只有一个站发送数据。

在数据链路层拓展以太网:

早期使用网桥,现在使用以太网交换机。

网桥:工作在数据链路层,根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发,或者转发,或者丢弃。

交换机:工作在数据链路层,是多端口的网桥。可明显地提高以太网的性能。

以太网交换机的特点:

(1)多接口的网桥

通常有十几个或更多的接口

(2)每个接口都直接与一个单台主机或另一个以太网交换机相连,并且一般都工作在全双工方式。

(3)以太网交换机具有并行性

(4)能同时连通多对接口,使多对主机能同时通信。

(5)相互通信的主机都独占传输媒体,无碰撞地传输数据。

(6)每一个端口和连接到端口的主机构成了一个碰撞域。

 (7)接口有存储器,能在输出端口繁忙时把送来的帧进行缓存。

(8)交换机是一种即插即用设备,其内部的帧交换表(地址表)是通过自学习算法自动地逐渐建立起来的。

(9)这种交换表就是一个内容可寻址存储器CAM。

(10)使用专用的交换结构芯片,用硬件转发,其转发速率要比使用软件转发的网桥快很多。

 

以太网交换机的交换方式:

存储转发方式:把整个数据帧先缓存,再进行处理

直通方式:接收数据帧的同时立即按数据帧的目的MAC地址决定该帧的转发接口

缺点:不检查差错就直接把帧转发出去,有可能转发无效帧。

以太网交换机的自学习功能:

开始时交换表是空的。

A先向B发送一帧,该帧从接口1进入到交换机。

交换机收到帧后,先查找交换表。没有查到应从哪个接口转发这个帧给B。

交换机把这个帧的源地址A和接口1写入交换表中。

交换机向除接口1以外的所有接口广播这个帧。

由于CD与帧目的不相符,CD把帧丢弃。

B向A发送一帧。该帧从接口3进入到交换机。交换机收到帧后,先查找交换表。发现交换表中的的MAC地址有A,表明发送给A的帧应该从1转发出去。于是把1转发给A。

交换机把这个帧的源地址B和接口3写入交换表中。

在交换表中每个项目都设有一定的有效时间。过期的项目自动被删除。

这种自学习方法使得以太网交换机能够即插即用,不必人工进行配置。

 理解:自学习方法类似缓存。只把没有的发送端的接口写入交换表。

题:

 

 

自学习方法中的兜圈子现象:

 A广播发送帧到234,然后1广播发送帧到234,2广播发送帧到134,4发送广播帧到312,形成一个环。

消除回路:使用生成树协议(STP)

不改变网络的实际拓扑,但在逻辑上切断某些链路,使得从一台主机到所有其他主机的路径是无环路的树状结构,从而消除了兜圈子的现象。

理解:图的生成树

 

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