光網(wǎng)絡產(chǎn)品課程開發(fā)室以太網(wǎng)技術基礎教材

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,TB000003以太網(wǎng)技術基礎,ISSUE1.0,光網(wǎng)絡產(chǎn)品課程開發(fā)室,引入,ET1單板可以,使,使OptiX2500+,(Metro3000),產(chǎn)品具有直接接入數(shù)據(jù)業(yè)務的,功,功能，從而將現(xiàn)有的SDH 網(wǎng)升,級,級為可以傳送以,太,太網(wǎng)業(yè)務的SDH網(wǎng)絡。,為了使大家能更,好,好地掌握ET1,單,單板以太網(wǎng)業(yè)務,配,配置的原理，我,們,們先要學習一些,以,以太網(wǎng)的基礎知,識,識和基本概念。,我們有必要掌握,以,以太網(wǎng)的業(yè)務配,置,置,學習目標,了解以太網(wǎng)發(fā)展,的,的過程,掌握以太網(wǎng)發(fā)展,的,的各個階段的網(wǎng),

2、絡,絡特性的優(yōu)點、,缺,缺點,學習完本課程，,您,您應該能夠：,參考資料,以太網(wǎng)技術,VLAN基礎,生成樹協(xié)議原,理,理及配置,以太網(wǎng)基礎知識,以太網(wǎng)起源（原,始,始社會）,HUB出現(xiàn)（奴,隸,隸社會）,L2出現(xiàn)（封建,社,社會）,VLAN出現(xiàn)（,資,資本主義社會）,L3出現(xiàn)（社會,主,主義社會）,GE/10GE,出,出現(xiàn)（未來社,會,會）,以太網(wǎng)起源,以太網(wǎng)通信的原,則,則：,同一時刻只能有,一,一臺主機在發(fā)送,，,，但可以有多臺,主,主機,同時接收廣,播,播；,如果一個以太網(wǎng),報,報文被完全發(fā)送,出,出去，則在鏈路,上,上肯,定不會發(fā)生沖突,，,，即理論上不再,需,需要發(fā)送第二次,。,。,

3、以太網(wǎng)起源,原始社會的主要,矛,矛盾,原始社會中沒有,階,階級關系，所有,的,的主機都以平等,的,的地位連接到同,軸電纜上，但如,果,果以太網(wǎng)中主機,數(shù),數(shù)目較多，則存,在,在以下嚴重問題,：,：,介質(zhì)可靠性差,沖突嚴重,廣播泛濫,無任何安全性,其中介質(zhì)可靠性差是原始社會的主,要,要社會矛盾，當,時,時的社會生產(chǎn)力,異,異常低下。,以太網(wǎng)基礎知識,以太網(wǎng)起源（原,始,始社會）,HUB出現(xiàn)（奴,隸,隸社會）,L2出現(xiàn)（封建,社,社會）,VLAN出現(xiàn)（,資,資本主義社會）,L3出現(xiàn)（社會,主,主義社會）,GE/10GE,出,出現(xiàn)（未來社,會,會）,HUB出現(xiàn),從同軸電纜到雙,絞,絞線：,80年代末

4、期，,非,非屏蔽雙絞線（UTP）出現(xiàn)，,并,并迅速得到廣泛,的,的應用。UTP,的,的巨大優(yōu)勢在于,：,：,價格低廉，只有,同,同軸電纜的幾分,之,之一；,制作簡單，成功,率,率高；,收發(fā)使用不同的,線,線纜，為實現(xiàn)全,雙,雙工奠定了物質(zhì),基,基礎；,邏輯拓撲依舊是,總,總線的，但物理,拓,拓撲變?yōu)樾切危?使,使單段線纜的故,障,障不會影響到這,個,個網(wǎng)絡。,HUB出現(xiàn),傳統(tǒng)以太網(wǎng)連接,設,設備,HUB,設備工作模型,：,僅僅是物理上的,連,連接設備,HUB出現(xiàn),傳統(tǒng)以太網(wǎng)連接,設,設備,HUB,設備工作原理,：,所有的HUB都,是,是半雙工的,HUB僅僅改變,了,了以太網(wǎng)的物理,拓,拓撲,H

5、UB出現(xiàn),HUB的沖突域,：,：,HUB對所連接,的,的LAN只做信,號,號的中繼，,所有的物理設備,構(gòu),構(gòu)成了一個沖突,域,域。,HUB出現(xiàn),HUB（奴隸,社,社會）的主要矛,盾,盾,從奴隸社會開始,，,，以太網(wǎng)中第一,次,次出現(xiàn)了階級的,概,概念：統(tǒng)治階級,和,和被統(tǒng)治階級。,被,被統(tǒng)治階級通常,是,是生產(chǎn)者（主機,）,），網(wǎng)絡中的流,量,量只要由生產(chǎn)者,產(chǎn),產(chǎn)生。統(tǒng)治階級,通,通常指網(wǎng)絡中的,連,連接和交換設備,（,（HUB），雖,然,然他們不從事生,產(chǎn),產(chǎn)勞動，但卻對,勞,勞動果實有分配,權,權。奴隸社會存,在,在如下社會矛盾,：,：,沖突嚴重,廣播泛濫,無任何安全性,其中沖突嚴重是奴

6、隸社會的主,要,要社會矛盾，當,時,時的社會生產(chǎn)力,非,非常低下。,以太網(wǎng)基礎知識,以太網(wǎng)起源（原,始,始社會）,HUB出現(xiàn)（奴,隸,隸社會）,L2出現(xiàn)（封建,社,社會）,VLAN出現(xiàn)（,資,資本主義社會）,L3出現(xiàn)（社會,主,主義社會）,GE/10GE,出,出現(xiàn)（未來社,會,會）,L2出現(xiàn),BRIDGE/,以,以太網(wǎng)交換機/L2設備工作模,型,型,：,L2出現(xiàn),二層交換機原理,：,：,接收網(wǎng)段上的所,有,有數(shù)據(jù)幀；,利用接收數(shù)據(jù)幀,中,中的源MAC地,址,址來建立MAC,地,地址表（源地址,自,自學習），使用,地,地址老化機制進,行,行地址表維護；,在MAC地址表,中,中查找數(shù)據(jù)幀中,的,的

7、目的MAC地,址,址，如果找到就,將,將該數(shù)據(jù)幀發(fā)送,到,到相應的端口（,不,不包括源端口）,，,，如果找不到，,就,就向所有的端口,（,（不包括源端口,）,）發(fā)送；,向所有端口（不,包,包括源端口）轉(zhuǎn),發(fā),發(fā)廣播幀和多播,幀,幀。,問題,為什么向所有的,端,端口發(fā)送數(shù)據(jù)幀,時,時不包含源端口,呢,呢？,解答,不向源端發(fā)送，,是,是為了防止廣播,風,風暴。,原因:,從這個端口接收,的,的報文，肯定被,這,這個端口所在的,網(wǎng),網(wǎng)段已知，所以,沒,沒有必要從這個,端,端口再發(fā)送一遍,。,。,不僅僅是沒有必,要,要的問題，而是,一,一定不能再發(fā)送,，,，因為這樣一個,報,報文會在網(wǎng)段中,出,出現(xiàn)兩次

8、。造成,嚴,嚴重錯誤。,L2出現(xiàn),二層交換機硬件,結(jié),結(jié)構(gòu)：,L2的轉(zhuǎn)發(fā)完全,由,由硬件通過ASIC實現(xiàn)。,L2出現(xiàn),全雙工就是解放,生,生產(chǎn)力：,實現(xiàn)全雙工的物,質(zhì),質(zhì)保證：,支持全雙工的網(wǎng),卡,卡芯片收發(fā)線,路,路完全分離,物理介質(zhì)點到,點,點的連接（HUB都是半雙工的,）,）。,全雙工對以太網(wǎng),技,技術的影響：,最大吞吐量達到,雙,雙倍速率；從根,本,本上解決了以太,網(wǎng),網(wǎng)的沖突問題，,以,以太網(wǎng)從此告別CSMA/CD,。,。,支持全雙工的設,備,備：,最近10年制造,的,的網(wǎng)卡、L2、,路,路由器，HUB,除,除外。,L2出現(xiàn),生成樹協(xié)議(STP)解決環(huán)路,問,問題：,通過阻斷冗余鏈,

9、路,路來消除橋接網(wǎng),絡,絡中可能存在的,路,路徑回環(huán)。,當前活動路徑發(fā),生,生故障時激活冗,余,余備份鏈路恢復,網(wǎng),網(wǎng)絡連通性。,L2出現(xiàn),沖突域：,L2對所接收到,的,的數(shù)據(jù)幀根據(jù)MAC地址進行二,層,層轉(zhuǎn)發(fā)，沖突域,被,被限制到了一個,端,端口上。但是無,法,法限制廣播域的,大,大小。,L2出現(xiàn),L2（封建社會,）,）的主要矛盾,在封建社會中，,全,全雙工和L2帶,來,來了以太網(wǎng)社會,生,生產(chǎn)力的兩次重,大,大飛躍，徹底解,決,決了困擾以太網(wǎng),的,的沖突問題，極,大,大的促進了社會,進,進步。并且以太,網(wǎng),網(wǎng)的安全性也有,所,所提高。但封建,社,社會仍舊存在如,下,下社會矛盾：,廣,播,播

10、,泛,泛,濫,濫,安,全,全,性,性,仍,仍,舊,舊,無,無,法,法,得,得,到,到,有,有,效,效,的,的,保,保,證,證,其,中,中廣,播,播,泛,泛,濫,濫,嚴,嚴,重,重是,封,封,建,建,社,社,會,會,的,的,主,主,要,要,社,社,會,會,矛,矛,盾,盾,。,。,以,太,太,網(wǎng),網(wǎng),基,基,礎,礎,知,知,識,識,以,太,太,網(wǎng),網(wǎng),起,起,源,源,（,（,原,原,始,始,社,社,會,會,）,）,HUB,出,出,現(xiàn),現(xiàn),（,（,奴,奴,隸,隸,社,社,會,會,）,）,L2,出,出,現(xiàn),現(xiàn),（,（,封,封,建,建,社,社,會,會,）,）,VLAN,出,出,現(xiàn),現(xiàn),（,（,資,資,本

11、,本,主,主,義,義,社,社,會,會,）,）,L3,出,出,現(xiàn),現(xiàn),（,（,社,社,會,會,主,主,義,義,社,社,會,會,）,）,GE/10GE,出,出,現(xiàn),現(xiàn),（,（,未,未,來,來,社,社,會,會,）,）,VLAN,出,出,現(xiàn),現(xiàn),VLAN,的,的,起,起,源,源,基,基,于,于,端,端,口,口,分,分,組,組,：,：,解,決,決,廣,廣,播,播,泛,泛,濫,濫,問,問,題,題,的,的,主,主,導,導,思,思,想,想,：,：,將,將,沒,沒,有,有,互,互,訪,訪,需,需,求,求,的,的,主,主,機,機,隔,隔,離,離,開,開,。,。,特,點,點,：,：實,現(xiàn),現(xiàn),簡,簡,單,單,，,，

12、,但,但,只,只,能,能,適,適,用,用,于,于,一,一,臺,臺,交,交,換,換,機,機,。,。,VLAN,出,出,現(xiàn),現(xiàn),多,個,個,交,交,換,換,機,機,劃,劃,分,分VLAN,：,：,特,點,點,：,：必,須,須,有,有,統(tǒng),統(tǒng),一,一,的,的,標,標,準,準,VLAN,。,。,VLAN,出,出,現(xiàn),現(xiàn),VLAN,的,的,標,標,準,準,：,：IEEE802.1Q,：,：,VLANID12bits,范,范,圍,圍,：,：,（,（04095,）,）,正,是,是,這,這12bits,徹,徹,底,底,改,改,變,變,了,了,傳,傳,統(tǒng),統(tǒng),的,的,以,以,太,太,網(wǎng),網(wǎng),。,。,VLAN,出

13、,出,現(xiàn),現(xiàn),VLAN,的,的,劃,劃,分,分,：,：,根,據(jù),據(jù),使,使,用,用,策,策,略,略,不,不,同,同,，,，VLAN,可,可,以,以,分,分,為,為,：,：,基,于,于,端,端,口,口,劃,劃,分,分,的,的VLAN,基,于,于MAC,地,地,址,址,劃,劃,分,分,的,的VLAN,基,于,于,網(wǎng),網(wǎng),絡,絡,層,層,協(xié),協(xié),議,議,劃,劃,分,分,的,的VLAN,基,于,于IP,組,組,播,播,的,的VLAN,基,于,于,組,組,合,合,策,策,略,略,的,的VLAN,VLAN,出,出,現(xiàn),現(xiàn),以,太,太,網(wǎng),網(wǎng),設,設,備,備,與,與802.1Q,幀,幀,：,：,以,太,太,

14、網(wǎng),網(wǎng),中,中,的,的,哪,哪,些,些,設,設,備,備,識,識,別,別802.1Q,幀,幀,格,格,式,式,？,？,網(wǎng),絡,絡,終,終,端,端,用,用,戶,戶,設,設,備,備,（,如,如,安,安,裝,裝,了,了,以,以,太,太,網(wǎng),網(wǎng),卡,卡,的,的,計,計,算,算,機,機,）,）,網(wǎng),絡,絡,交,交,換,換,互,互,連,連,設,設,備,備,（,如,如,以,以,太,太,網(wǎng),網(wǎng),交,交,換,換,機,機,）,）,VLAN,出,出,現(xiàn),現(xiàn),以,太,太,網(wǎng),網(wǎng),交,交,換,換,機,機,的,的,端,端,口,口,分,分,類,類,：,：,Access/Untagged/,端,端,口,口,：,：,如,果,果,

15、以,以,太,太,網(wǎng),網(wǎng),交,交,換,換,機,機,的,的,某,某,個,個,端,端,口,口,所,所,連,連,的,的,設,設,備,備,（,（,通,通,常,常,連,接,接,的,的,是,是,主,主,機,機,）,）,都,都,不,不,識,識,別,別802.1Q,幀,幀,，,，,那,那,么,么,該,該,端,端,口,口,就,是,是Access,端,端,口,口,。,。,Trunk/TagAware/Tagged/,端,端,口,口,：,：,如,果,果,以,以,太,太,網(wǎng),網(wǎng),交,交,換,換,機,機,的,的,某,某,個,個,端,端,口,口,所,所,連,連,的,的,設,設,備,備,（,（,通,通,常,常,連,接,接L2

16、,）,）,可,可,以,以,識,識,別,別802.1Q,幀,幀,，,，,那,那,么,么,該,該,端,端,口,口,就,就,是,是,Trunk端口。,VLAN,出,出現(xiàn),三個ID,：,：,VID：,以太網(wǎng)幀,中,中所攜帶,的,的表示該,幀,幀所屬的VLAN,的,的ID，,（就是改變以,太,太網(wǎng)世界的那12個bit,）,）。,PVID：,L2上的所有,端,端口（包括Acess和Trunk），,必,必須指明屬于,哪,哪個VLAN,。,。,TrunkallowVlan ID：,在Trunk,端,端口上，必須,標,標識出允許那,些,些vlan通,過,過。,。,VLAN出現(xiàn),三大紀律：,UNTAGGED端口不能,接,接TAGGED端口。,兩個相連的TAGGED端,口,口的PVID,值,值要求一致。,與不支持802.1Q的設,備,備相連的端口,不,不能是TAGGED端口。,VLAN出現(xiàn),VLAN（,資,資本主義社會,）,）的主要矛盾,在資本主義社,會,會中，VLAN技術成功地,解,解決了廣播問,題,題，并且使以,太,太網(wǎng)的安全性,有,有了進一步的,提,提高，此時的,以,以太網(wǎng)技術趨,于,于完美，社會,生