以太网交换技术(教案第2章).ppt

* 第二章：以太网交换技术 2.1 以太网技术发展概述 2.2 以太网交换工作原理 2.3 以太网交换的方式和实现结构 2.4 以太网交换器的组网应用 2.5 以太网发展其它技术 第2章：重点与难点 1、透明网桥、以太网交换原理和生成树算法 2、以太网全双工端口、聚合、10G以太网技术特点 3、**以太网交换特性、以太网交换机组网应用 重点理解： 主要了解： 1、以太网交换方式的实现结构， 2、链路聚合协议LCAP的基本思想 3、10G以太网的PHY类型和表达 4、共享以太网向交换以太网发展过程 2.1 以太网技术发展概述 1975年Xerox PARC（施乐Palo Alto Research Center）推出第1个2.94Mb/s的基带总线局域网，以Ethernet命名； 范冰冰: 由于90年代后期，实际只存在Ethernet市场，即令牌环退出，所以LLC在网卡接口中基本被省略，只剩MAC层。 1980年DEC、Intel和Xerox提出了10Mb/s Ethernet厂家规范DIX V1，1982年修改为DIX V2； 1983年IEEE 802工作组；制定了第1个 Ethernet工业标准 IEEE 802.3，它和DIX V2只在帧结构上有微小差别（在传统头部后插入8字节IEEE LLC/SNAP附加头部，总长度不变），虽然2者兼容，但实际上使用最初格式。 2.1.1 以太网技术发展 施乐帕洛阿尔托研究中心是许多现代计算机技术的诞生地，他们的创造性的研发成果包括：个人电脑、激光打印机、鼠标、以太网；图形用户界面、Smalltalk、页面描述语言Interpress（PostScript的先驱）、图标和下拉菜单、所见即所得文本编辑器、语音压缩技术等。 在 802.3Ethernet标准下，从10base/T （早期10base/ 2、5） ，到90年代中开始， 出现了 100base/TX 、 100base/FX 、 1000base/SX 、1000base/LX；以太网实现技术向高速和长距离发展； 目前还出现了1000base/T，万兆（10G）的以太网，不久将出现40G以太网 ； 802.11无线Ethernet可能有更广阔的发展前景 。 受限于厂家的商业竞争中，IEEE 802工作组没有能制订最佳LAN标准，而分别制定了Ethernet 802.4 与802.5（令牌环网）标准；同时制定802.2定义了在透明标准的LLC；实现不同LAN、FDDI的互连。 1、基于CSMA/CD的实现技术，核心是媒介共享、插孔广播发送和碰撞检测处理，特点：简单、成本低和易推广； 2.1.3 以太网特点和发展： 2、网络速度始终高于同时代的其它技术和实际应用需求； 5、从企业级应用向运营商服务网络。 3、以太网技术和传统电信网技术不断产生深刻的融合； 4、从开始的局域网向城域网和广域网发展； 范冰冰: Ethernet在企业网中采用了较高的带宽富裕，简化（或称解决）用户碰撞和协调管理，如修大路，无规则。但这样的技术基础，在公众网大用户的应用中（服务质量、可管理性、计费等）面临许多新问题。 怎样理解早期以太网交换机制和一般网络不同？ 怎样理解以太网碰撞和后果？ CSMA/CD：carrier sense multiple access/collision detect 无中心控制（交换）设备，而在共享介质上，由各通信计算机共同参与的分布式通信协调方案。发送前进行载波侦听，确定能否发送；发送后检测信号有否产生碰撞，如有停止，再随机延时发送。 这样可避免一般交换机中的帧排队、地址识别和分时转发的复杂性，以及延时问题。 2.1.3 传统以太网技术的缺陷 1、有效带宽窄。共享域带宽W，受到共享（冲突碰撞）域的限制，实际的带宽取决于系统环境的工作站点数N，每站平均带宽为W /N；大流量的应用和实时音像服务受限。 2、覆盖范围。传统CSMA/CD机制使覆盖范围受限。 3、安全机制。共享域以太网帧的广播机制，给数据侦听截取提供便利，存在较大安全性问题。 4、可管理性。缺乏可运营性（认证、服务质量QoS等）和可管理性（计费、带宽控制支持）等。 CSMA/CD机制中并没有可管理性，如COS、流量控制、接入认证等;因为早期以太帧结构未定义相关的内容，网卡上也未有处理，一切是简单、低成本。 桥可起到网段微化、减小碰撞域从而优化局域网性能的目的。它是一种第二层设备，可识别MAC地址，可以作到局域网间信息的智能转发。但它是对高层(第三层以上)协议透明的设备，不能有效的阻止广播风暴。路由器在子网间互联、安全控制、广播风暴限制等方面起了关键的作用，但其复杂的算法、较低的数据吞吐量使其成为网络的瓶颈。 基本思路：交换器/机的端口之间通常是隔离的，但许