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在数据链路层扩展局域网是使用,局域网工作在数据链路层

时间:2023-05-04 02:40:09 阅读:174242 作者:4954

以太网逻辑上是总线结构

因此,冲突在物理层不可避免,无法解决

本节载有在数据链路层如何解决源于物理层的冲突问题

扩展以太网通常在数据链路层进行

网桥

在数据链路层工作的是数据链路层设备、双层设备(现在已经废除) )。

所接收的帧基于mac帧内的目的地地址进行错误检测和转发滤波

检错:接收到的mac帧发生错误,有错误时直接丢弃

转发过滤:网桥收到帧时,会根据该帧的目标mac地址,在网桥中检索地址表,决定发送到哪个接口,或者将其丢弃

交换式集线器

以太网交换机,也称为交换机

在数据链路层、双层设备上工作

代替桥牌

交换机在第2层扩展以太网

集线器只能在一个级别扩展以太网

另一方面,以太网交换机的特征1、以太网交换机基本上是多接口的桥,在二层工作(和在一层工作的集线器不同) )。

每台以太网交换机的接口直接连接到一台主机或另一台以太网交换机,并在全双工模式下工作

以太网交换机还具有并行性。 可以同时连接多对接口,多对主机可以同时进行通信。 (网桥一次只能分析和传输一个帧。 )而且,这些主机都是专有传输介质,在无冲突的情况下传输数据) 2、3这两点解决了物理层冲突问题)。

2、以太网交换机接口中还有存储器,可以缓存输出端口忙时来的帧,稍后发送

3 .以太网交换机是即插即用设备,内部地址表(帧交换表)通过自适应学习算法自动逐步建立

4、以太网交换机使用专用交换芯片,使用硬件传输,速度远远快于软件传输的桥接

此外,以太网交换机并不昂贵,位于一楼的集线器已逐渐淘汰

5、对于10mbps的共享式以太网,如果10个用户共享,则一个用户占用的平均带宽小于或等于1mbps

当使用以太网交换机连接这些主机时,每个接口到主机的带宽还是10mbps,每个用户在通信时独占传输介质的带宽,10个交换机接口的总容量是100mbps 这是开关的最大优点

6、可移植性和兼容性

共享以太网的接入设备的硬件、软件、适配器等可以直接访问交换式以太网

交换以太网通常具有多种速度的接口,可供不同速度的用户使用

7 .工作方法

a、存储传输:(常用)收到帧后进行检查,然后进行存储传输(保存到缓存中,然后发布) )。

B、直通:在接收到一个帧后,不检查错误,而是立即用帧的目的地mac地址来确定该帧的转发接口,但可以向另一个站转发一些错误帧

二.以太网交换机的自适应学习功能

描述

如上图所示,以太网交换机有四个接口,每个接口连接一台计算机。 mac分别是a、b、c和d

最初,以太网交换机内部的交换表为空

如果A先向B发送帧,则交换机在收到帧后,首先查找交换表以查找与目标地址对应的接口。 (无记录)。 然后,交换机将此帧中的源地址和端口1写入交换表,并将此帧广播给接口1以外的所有借口。 C和d放弃这个帧,只有b接收这个帧) )这是过滤)。

接下来b向a发送帧。 查找表中有a的mac和接口。 此时不广播而直接发送到端口3,在交换表中添加记录(b,3 )。

同样,只要c和d通过交换向其他主机发送帧,那些接口对应记录也会更新到交换表中

交换机自学习和帧传输过程归纳

1、交换机收到1帧后,首先进行自学习。 检查交换表中是否有与接收帧的源地址匹配的记录

如果没有,请将记录(源地址、输入的接口和有效时间)添加到交换表中

如果有,则更新现有项目(访问的接口、有效时间) )。

2、传输帧。 确定交换表中是否存在与接收到的帧的目标地址匹配的记录

如果没有,则转发到所有其他接口

如果是,则通过交换表所示的接口转发

如果交换表中列出的接口是该帧进入交换机的接口,则将其直接丢弃。 在这种情况下,不需要转发交换机。

有效时间

因为主机可能通过交换机接口更换主机,或者主机可能更换网络适配器。

在这种情况下,还需要更改更换表中的项目

因此,交换表中的每个记录都有一个有效时间,过期的记录将自动删除

以太网自学习方式使以太网交换机可以即插即用,而无需手动配置

冗余链路

为了提高网络的可靠性

但是,自我学习的过程可能会导致以太网帧不受限制地绕过网络所在的环路,从而导致广播风暴。 网络资源被浪费。

如下图所示

a首先将帧发送到交换机#1,交换机#1接收到该帧,然后将其广播发送到其他接口

(1,1 ) )、1 )、2、2/3/4 )、1,4 )、1、1/2/3 )(1,3 ) …

生成树协

议 (STP)
不断检测 广播包 占 当前通信总量 的比例,超过某个边界值即认定为产生广播风暴
找到 根源端口 ,从逻辑上切断相关链路,不改变网络的实际拓补,使得从一台主机到其它主机的路径都是无环路的树状结构

三、总线以太网到星形以太网

采用以太网交换机的星形结构以太网 是以太网的主流(逻辑结构仍然是总线结构)
淘汰了传统的 总线以太网

总线以太网 使用 CSMA / CD 协议,半双工
星形以太网 不使用共享总线,无碰撞问题,不使用 CSMA / CD 协议,全双工
(却仍然叫它以太网的原因是它的帧结构未改变,仍采用的是以太网的帧结构)

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