《思科以太网》PPT课件
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《WAN技术思科网络》PPT课件
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17
1.3.2 专用链路连接方案
• 专用链接预先建立从客户驻地到远程目的位置的 WAN 通信路径. • 租用线路通常比共享服务的费用要昂贵.
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18
1.3.3 电路交换连接方案
• 调制解调器和模拟拨号电话线路提供低带宽的专用交换连接。 • 调制解调器在源位置将二进制数据调制为模拟信号，在目的位置将模
的链路速度。 • ATM 提供 PVC 和 SVC，而 PVC 在 WAN 中更常用。
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23
1.3.5 Internet 连接方案
• DSL 技术是永久在线的连接技术，它使用现有的双绞电话线传输高带宽的数据并为 用户提供 IP 服务。
• DSL 调制解调器将用户设备发送的以太网信号转为 DSL 信号，然后再传输到中心局 • DSLAM 利用 TDM 技术将多个用户线路聚合到一个介质 (medium) 中，通常是 T3 (DS3)
Quality（质量）需求可能会限制您的选择.
Security（ 安全）需求（数据完整性、机
密性和安全性）将是重要的考虑因素。
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30
1.4 章节实验
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1.4.1 Lab: Challenge Review Lab
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1.5.1 本章总结
• 描述 Cisco 企业体系结构如何通过企业网络提 供集成服务。
拟信号解调为二进制数据。 • PSTN 连接的物理特性将信号的传输速度限制为低于 56 kb/s。 • 调制解调器和模拟线路的优势是简单、可用性高，以及实施成本低。
缺点是数据传输速度慢，需要较长的连接时间。
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19
1.3.3电路交换连接方案
《思科以太网》PPT课件
这种累加的延时将会增大冲突发生的机率，因为侦听节点可能会在集线器或中继器 处理报文时跳变成发送信号。
9.4.3 以太网定时
吞吐量速度为 10 Mbps 及以下的以太网通信是异步通信。这种环境下的异步通信意 味着，每台接收设备将使用 8 个字节的定时信息来使接收电路与传入的数据同步， 然后丢弃这 8 个字节。
冲突检测---当设备处于侦听模式时，可以检测共享介质中发生的冲 突。
堵塞信号和随机回退---发送设备检测到冲突之后，将发出堵塞信号。 这种堵塞信号用于通知其它设备发生了冲突，以便它们调用回退算 法。回退算法将使所有设备在随机时间内停止发送，以让冲突消除。
9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
吞吐量为 100 Mbps 及更高的以太网通信是同步通信。这种环境下的同步通信表示 不需要定时信息。但是，由于兼容性的原因，“前导码”和“帧首定界符 (SFD)”字段仍 然存在。
9.4.3 以太网定时
不管介质速度如何，将比特发送到介质并在介质上侦听到它都需要一定的时间。这 段时间称为比特时间。
1
2
9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
3
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
7
8
9.4.2 CSMA/CD – 过程
在当今的网络中，以太网使用 UTP 铜缆和光缆通过集线器和交 换机等中间设备连接网络设备。
9.2 以太网-通过LAN的通信
9.4.3 以太网定时
吞吐量速度为 10 Mbps 及以下的以太网通信是异步通信。这种环境下的异步通信意 味着，每台接收设备将使用 8 个字节的定时信息来使接收电路与传入的数据同步， 然后丢弃这 8 个字节。
冲突检测---当设备处于侦听模式时，可以检测共享介质中发生的冲 突。
堵塞信号和随机回退---发送设备检测到冲突之后，将发出堵塞信号。 这种堵塞信号用于通知其它设备发生了冲突，以便它们调用回退算 法。回退算法将使所有设备在随机时间内停止发送，以让冲突消除。
9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
吞吐量为 100 Mbps 及更高的以太网通信是同步通信。这种环境下的同步通信表示 不需要定时信息。但是，由于兼容性的原因，“前导码”和“帧首定界符 (SFD)”字段仍 然存在。
9.4.3 以太网定时
不管介质速度如何，将比特发送到介质并在介质上侦听到它都需要一定的时间。这 段时间称为比特时间。
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
在当今的网络中，以太网使用 UTP 铜缆和光缆通过集线器和交 换机等中间设备连接网络设备。
9.2 以太网-通过LAN的通信
以太网 ppt课件
t=
B B 检测到发生碰撞
IP 数据报 46 ~ 1500
数据
IP 层
4 FCS MAC 层
MAC 帧
物理层
以太网 V2 的 MAC 帧格式
当传输媒体的误码率为 1108 时， MAC 子层可使未检测到的差错小于 11014。
FCS 字段 4 字节
字节 6
6
目的地址 源地址
2 类型
IP 数据报 46 ~ 1500
数据
IP 层
A 不接受
只有 D 接受 B 发送的数据
B
B向 D 发送数据
C 不接受
D 接受
E 不接受
以太网的广播方式发送
总线上的每一个工作的计算机都能检测到 B 发 送的数据信号。
由于只有计算机 D 的地址与数据帧首部写入的 地址一致，因此只有 D 才接收这个数据帧。
其他所有的计算机（A, C 和 E）都检测到不是 发送给它们的数据帧，因此就丢弃这个数据帧 而不能够收下来。
具有广播特性的总线上实现了一对一的通信。
为了通信的简便 以太网采取了两种重要的措施
采用较为灵活的无连接的工作方式，即 不必先建立连接就可以直接发送数据。
以太网对发送的数据帧不进行编号，也 不要求对方发回确认。
这样做的理由是局域网信道的质量很好，因 信道质量产生差错的概率是很小的。
以太网提供的服务
无连接: 在发送和接收适配器之间没有握手 不可靠: 接收适配器不向发送适配器发送应答
或否定应答
传送给网络层的数据报流可能有丢包 如果应用程序使用TCP，将能弥补丢包 否则，应用程序将发现丢包
以太网的MAC协议：CSMA/CD
从总线拓扑到星型拓扑
直到20世纪90年代，总线拓扑流行 后来，星型的集线器 目前星型的交换机
思科网络技术学院课件9汇总
9.1 以太网概述
9.2 以太网-通过LAN的通信
9.3 以太网帧
9.4 以太网介质访问控制
9.5 以太网物理层 9.6 集线器和交换机 9.7 地址解析协议 (ARP) 9.8 章节实验 9.9 章节总结
3
9.1
以太网概述
4
9.1.1 以太网-标准和实施
1980 年，Digital Equipment Corporation、Intel 和 Xerox (DIX) 协 会发布了第一个以太网标准。 1985 年，本地和城域网的电气电子工程师 协会 (IEEE) 标准委员会发布了 LAN 标准。
以太网
Network Fundamentals – Chapter 9
1
学习目标
描述以太网的演变过程 说明以太网帧的各个字段
描述以太网协议所用介质访问控制方法的功 能和特性
描述以太网的物理层和数据链路层功能 比较以太网集线器和交换机 解释地址解析协议 (ARP)
2
目录索引
OSI 数据链路层（第 2 层）物理编址，是作为 以太网 MAC 地址实现的，用于通过本地介质传 输帧。 IPv4 地址等网络层（第 3 层）地址普遍存在的 源和目的端都理解的逻辑编址。.
传统的以太网---半双工 基于共享的介质，每次只有一个站点能够成 功发送。 随着更多的设备加入以太网，帧的冲突量大 幅增加。 当前的以太网---全双工
交换机可以隔离每个端口，只将帧发送到 正确的目的地（如果目的地已知），而不是发 送每个帧到每台设备，数据的流动因而得到了 有效的控制。
在当今的网络中，以 太网使用 UTP 铜缆 和光缆通过集线器和 交换机等中间设备连 接网络设备。
9.1.5 以太网的物理实现
9.2 以太网-通过LAN的通信
9.3 以太网帧
9.4 以太网介质访问控制
9.5 以太网物理层 9.6 集线器和交换机 9.7 地址解析协议 (ARP) 9.8 章节实验 9.9 章节总结
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9.1
以太网概述
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9.1.1 以太网-标准和实施
1980 年，Digital Equipment Corporation、Intel 和 Xerox (DIX) 协 会发布了第一个以太网标准。 1985 年，本地和城域网的电气电子工程师 协会 (IEEE) 标准委员会发布了 LAN 标准。
以太网
Network Fundamentals – Chapter 9
1
学习目标
描述以太网的演变过程 说明以太网帧的各个字段
描述以太网协议所用介质访问控制方法的功 能和特性
描述以太网的物理层和数据链路层功能 比较以太网集线器和交换机 解释地址解析协议 (ARP)
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目录索引
OSI 数据链路层（第 2 层）物理编址，是作为 以太网 MAC 地址实现的，用于通过本地介质传 输帧。 IPv4 地址等网络层（第 3 层）地址普遍存在的 源和目的端都理解的逻辑编址。.
传统的以太网---半双工 基于共享的介质，每次只有一个站点能够成 功发送。 随着更多的设备加入以太网，帧的冲突量大 幅增加。 当前的以太网---全双工
交换机可以隔离每个端口，只将帧发送到 正确的目的地（如果目的地已知），而不是发 送每个帧到每台设备，数据的流动因而得到了 有效的控制。
在当今的网络中，以 太网使用 UTP 铜缆 和光缆通过集线器和 交换机等中间设备连 接网络设备。
9.1.5 以太网的物理实现
以太网基础知识ppt课件
CD：冲突检测。 边发送边检测，发现冲突就停止发送，然后延迟一个随机时间之后继续 发送。
冲突的检测： 由于两个站点同时发送信号，经过叠加后，会使线路上电压的摆动值
超过正常值一倍。据此可判断冲突的产生。
文档密级：内部公开
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7
以太网基本技术－CSMA/CD
共享介质的灵魂－CSMA/CD（带碰撞检测的载波监听多路访问）原理：
一次最重要的革命。 提高灵活性和降低了成本，而且引入全双工模式。 全双工的出现，加大了带宽利用率，使走出了CSMA/CD的模式。
文档密级：内部公开
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14
HUB工作模型
HUB设备工作模型：
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层
HUB
物理层
物理层Biblioteka 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层
仅仅是物理上的连接设备
文档密级：内部公开
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15
HUB工作原理
HUB设备工作原理：
1
IN
2
OUT
3
OUT
4
OUT
5
OUT
所有的HUB都是半双工的 HUB仅仅改变了以太网的物理拓扑
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10
原始社会的主要矛盾
原始社会中没有阶级关系，所有的主机都以平等的地位连接到 同轴电缆上，但如果以太网中主机数目较多，则存在以下严重 问题：
♀ 介质可靠性差 ♀ 冲突严重 ♀ 广播泛滥 ♀ 无任何安全性
文档密级：内部公开
其中介质可靠性差是原始社会的主要社会矛盾。
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11
★ 奴隶社会
文档密级：内部公开
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冲突的检测： 由于两个站点同时发送信号，经过叠加后，会使线路上电压的摆动值
超过正常值一倍。据此可判断冲突的产生。
文档密级：内部公开
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7
以太网基本技术－CSMA/CD
共享介质的灵魂－CSMA/CD（带碰撞检测的载波监听多路访问）原理：
一次最重要的革命。 提高灵活性和降低了成本，而且引入全双工模式。 全双工的出现，加大了带宽利用率，使走出了CSMA/CD的模式。
文档密级：内部公开
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HUB工作模型
HUB设备工作模型：
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层
HUB
物理层
物理层Biblioteka 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层
仅仅是物理上的连接设备
文档密级：内部公开
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HUB工作原理
HUB设备工作原理：
1
IN
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OUT
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OUT
4
OUT
5
OUT
所有的HUB都是半双工的 HUB仅仅改变了以太网的物理拓扑
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10
原始社会的主要矛盾
原始社会中没有阶级关系，所有的主机都以平等的地位连接到 同轴电缆上，但如果以太网中主机数目较多，则存在以下严重 问题：
♀ 介质可靠性差 ♀ 冲突严重 ♀ 广播泛滥 ♀ 无任何安全性
文档密级：内部公开
其中介质可靠性差是原始社会的主要社会矛盾。
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11
★ 奴隶社会
文档密级：内部公开
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《路由与交换技术》课件——第一章：OSI模型和以太网
7
1.2 OSI参考模型
OSI参考模型有7层： 应用层（第7层，Application layer） 表示层（第6层，Presentation layer） 会话层（第5层，Session layer） 传输层（第4层，Transport layer） 网络层（第3层，Network layer） 数据链路层（第2层Data link layer） 物理层（第1层，Physical layer)
1.3以太网组网
• 以太网采用竞争型的介质访问方法，允许网络上的所有主机共享同一条链路的带 宽。
• 以太网采用带冲突检测的载波侦听多路访问(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect，CSMA/CD)技术，这是一种介质访问控制方法，用来帮助网络上的 设备均匀地分享带宽，而不会使两台设备同时在网络介质上传送数据。
15
Ethernet帧
源地址(source Address，SA)： SA是48位的MAC地址，用来识别发送没备，它首先使用 LSB。在SA字段中，广播和组播地址格式是非法的。 长度(Length)或类型(Type)： 802.3使用长度字段，但Ethernet帧使用类型字段来识别网 络层的协议。802.3不能识别上层协议，且必须与专用的LAN(比如IPX)一起使用。 数据(Data) ：这是从网络层传送到数据链路层的数据包。它的大小可以在 46-1500字 节之间变化。 帧校验序列(Frame Check Sequence，FCS) ：FCS是位于帧末尾的字段，它用来存放循 环冗余校验(CRC)。
路由与交换技术—网络互连技术应用
目录
OSI模型与以太网
思科路由器操作与配置
OSPF协议 访问控制列表
1.2 OSI参考模型
OSI参考模型有7层： 应用层（第7层，Application layer） 表示层（第6层，Presentation layer） 会话层（第5层，Session layer） 传输层（第4层，Transport layer） 网络层（第3层，Network layer） 数据链路层（第2层Data link layer） 物理层（第1层，Physical layer)
1.3以太网组网
• 以太网采用竞争型的介质访问方法，允许网络上的所有主机共享同一条链路的带 宽。
• 以太网采用带冲突检测的载波侦听多路访问(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect，CSMA/CD)技术，这是一种介质访问控制方法，用来帮助网络上的 设备均匀地分享带宽，而不会使两台设备同时在网络介质上传送数据。
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Ethernet帧
源地址(source Address，SA)： SA是48位的MAC地址，用来识别发送没备，它首先使用 LSB。在SA字段中，广播和组播地址格式是非法的。 长度(Length)或类型(Type)： 802.3使用长度字段，但Ethernet帧使用类型字段来识别网 络层的协议。802.3不能识别上层协议，且必须与专用的LAN(比如IPX)一起使用。 数据(Data) ：这是从网络层传送到数据链路层的数据包。它的大小可以在 46-1500字 节之间变化。 帧校验序列(Frame Check Sequence，FCS) ：FCS是位于帧末尾的字段，它用来存放循 环冗余校验(CRC)。
路由与交换技术—网络互连技术应用
目录
OSI模型与以太网
思科路由器操作与配置
OSPF协议 访问控制列表
以太网基本知识PPT课件
Auto MDI/MDIX--网线的 交叉线和直连线自动转换，一般用途都不用 管这个的;没有这个功能的时候，在使用的时候，就需要注意你所用的网 线是交叉线，还是直线。
8
2021
光纤的结构示意图
9
2021
光纤的结构
纤芯位于光纤中心，直径2a为5～75μm, 作用是传输光波。 包层位于纤芯外层，直径2b为100～150μm,作用是将光波限制在纤芯中
10
2021
ITU-T建议的光纤分类
G.651光纤:渐变多模光纤，工作波长为1.31μm和1.55μm，在1.31μm 处光纤有最小色散，而在1.55μm处光纤有最小损耗，主要用于计算机 局域网或接入网。
G.652光纤：常规单模光纤，也称为非色散位移光纤，其零色散波长为 1.31μm，在1.55μm处有最小损耗，是目前应用最广的光纤。
以太网基本知识
1
2021
以太网分类
按传输介质分
2
2021
双绞线
双绞线 双绞线由两根绝缘铜导线相互缠绕而成。两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的 程度，每一根导线在传输中辐射的电波也会被另一根线上发出的电波抵消。把一对或多对双绞线放在一个绝缘套
管中便成了双绞线双电绞缆，线在由局域两网根中常绝用缘双绞铜线导4对线双相绞线互组缠成的绕。而由两成根绝。缘铜两导线根相绝互缠缘绕而的成。铜两根导绝线缘的按铜导一线 定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输 按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波也会被另一根线上发出的电波抵消。把一对或多对
双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆，在局域网中常用双绞线4对双绞线组成的。由两双绞线由两根绝缘铜导线相互缠绕而成
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2021
光纤的结构示意图
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2021
光纤的结构
纤芯位于光纤中心，直径2a为5～75μm, 作用是传输光波。 包层位于纤芯外层，直径2b为100～150μm,作用是将光波限制在纤芯中
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2021
ITU-T建议的光纤分类
G.651光纤:渐变多模光纤，工作波长为1.31μm和1.55μm，在1.31μm 处光纤有最小色散，而在1.55μm处光纤有最小损耗，主要用于计算机 局域网或接入网。
G.652光纤：常规单模光纤，也称为非色散位移光纤，其零色散波长为 1.31μm，在1.55μm处有最小损耗，是目前应用最广的光纤。
以太网基本知识
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2021
以太网分类
按传输介质分
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双绞线
双绞线 双绞线由两根绝缘铜导线相互缠绕而成。两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的 程度，每一根导线在传输中辐射的电波也会被另一根线上发出的电波抵消。把一对或多对双绞线放在一个绝缘套
管中便成了双绞线双电绞缆，线在由局域两网根中常绝用缘双绞铜线导4对线双相绞线互组缠成的绕。而由两成根绝。缘铜两导线根相绝互缠缘绕而的成。铜两根导绝线缘的按铜导一线 定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输 按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波也会被另一根线上发出的电波抵消。把一对或多对
双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆，在局域网中常用双绞线4对双绞线组成的。由两双绞线由两根绝缘铜导线相互缠绕而成
以太网技术原理ppt课件
25m 550m/275m 2km-15km
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烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
IEEE802.3z的线缆标准
1000BaseLX是一种使用长波激光作信号源的网络介质技术，在 收发器上配置波长为1270-1355nm（一般为1300nm）的激光， 既可以驱动多模光纤，也可以驱动单模光纤。
万兆以太网出现 千兆以太网迅速发展
100M快速以太网
共享式转向LAN交换机 10M以太网发展成熟 以太网产生
70年代 80年代
90年代
92年 96年
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2002年
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
10Base5：粗同轴电缆（5代表电缆的字段长度是500米） 10Base2：细同轴电缆（2代表电缆的字段长度是200米）
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烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
共享式以太网的缺点
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
千兆以太网
千兆以太网是对IEEE802.3以太网标准的扩展，在基于以太网协议的基础之 上，将快速以太网的传输速率100Mbps提高了10倍，达到了1 Gbps。
快速以太网
思科交换机路由器产品培训文档课件PPT
故障排除流程
识别问题
确定问题的性质和范围，收集相 关信息。
收集信息
1
查看日志文件、设备状态和网络连通性等。
分析问题
2
根据收集的信息，分析可能的原因和解决方案。
实施解决方案
3
根据分析结果，采取相应的措Fra bibliotek解决问题。验证解决方案
4
确认问题是否得到解决，并记录结果。
Part
06
案例分析与实践操作
案例一：企业网部署案例
深入解释安全设备的工作原理，包括防火 墙的包过滤和代理技术、入侵检测系统的 原理等。
安全设备安全特性
安全设备管理和维护
介绍安全设备的安全特性，如访问控制列表 （ACL）、内容过滤等，以及如何配置和管 理这些特性。
提供安全设备管理和维护的实用指南，包括 命令行接口（CLI）的使用、系统监控和维护 等。
这些产品广泛应用于企业园区网、数据中心、广域网等领域，支持各种网络应用和 服务。
思科交换机路由器产品线包括交换机、路由器、安全设备和无线设备等多个类别， 可满足不同规模和需求的网络建设。
产品特点与优势
高效性能
思科交换机路由器采用先进的硬 件和软件技术，提供高速的数据 传输和处理能力，确保网络的高 效运行。
Part
02
思科交换机路由器产品系列
交换机系列
交换机系列概述
介绍思科交换机系列的产品线， 包括固定配置交换机和模块化交 换机，以及它们的应用场景和特 点。
交换机管理和维护
提供交换机管理和维护的实用指 南，包括命令行接口（CLI）的使 用、系统监控和维护等。
交换机工作原理
深入解释交换机的技术原理，包 括数据链路层和网络层的交换技 术，以及交换机的性能指标和参 数。
相关主题
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以太网最初局限于单一建筑物中的 LAN 电缆系统，后来扩展到建筑物之间，而现在 可以覆盖一个城市，称之为城域网 (MAN)。
9.3 以太网帧
9.3.1 帧-封装数据包
以太网帧结构向第 3 层 PDU 添加头和帧尾来封装所发送的报文。
以太网帧有两种样式：IEEE 802.3（原始）和修订后的 IEEE 802.3 (Ethernet)。
9.5.2 10 和 100 Mbps 以太网
主要的 10 Mbps 以太网包括： ➢ 使用同轴粗缆的 10BASE5 ➢ 使用同轴细缆的 10BASE2 ➢ 使用 3 类/5 类非屏蔽双绞线电缆的 10BASE-T
9.5.2 10 和 100 Mbps 以太网
100 Mbps 以太网也称为快速以太网，可以使用双绞线铜缆或光纤介质来 实现。最常见的 100 Mbps 以太网有： ➢ 使用 5 类或更高规格 UTP 电缆的 100BASE-TX ➢ 使用光缆的 100BASE-FX
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
9
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
如图所示，集线器互连成一个称为“扩展星型”的物理拓扑。扩展星型可以极大地扩 展冲突域。
通过一台集线器或一系列直接相连的集线器访问公共介质的相连设备称为冲突域。 冲突域也称为网段。
集线器和中继器因此会影响冲突域大小的增长。
9.3.5 以太网单播、组播和广播
发送广播时，数据包以主机部分全部为一 (1) 的地址作为目的 IP 地址。这种地址计 数法表示本地网络（广播域）中的所有主机都将接收和处理该数据包。
许多网络协议，如动态主机配置协议 (DHCP) 和地址解析协议 (ARP) 等，都使用广 播。
9.3.5 以太网单播、组播和广播
这种累加的延时将会增大冲突发生的机率，因为侦听节点可能会在集线器或中继器 处理报文时跳变成发送信号。
9.4.3 以太网定时
吞吐量速度为 10 Mbps 及以下的以太网通信是异步通信。这种环境下的异步通信意 味着，每台接收设备将使用 8 个字节的定时信息来使接收电路与传入的数据同步， 然后丢弃这 8 个字节。
冲突检测---当设备处于侦听模式时，可以检测共享介质中发生的冲 突。
堵塞信号和随机回退---发送设备检测到冲突之后，将发出堵塞信号。 这种堵塞信号用于通知其它设备发生了冲突，以便它们调用回退算 法。回退算法将使所有设备在随机时间内停止发送，以让冲突消除。
9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
六进制用于表示帧和数据包中的二进制值。
9.3.4 另一个编址层
OSI 数据链路层（第 2 层）物理编址，是作为以太网 MAC 地址实现的，用于通过本 地介质传输帧。
IPv4 地址等网络层（第 3 层）地址普遍存在的源和目的端都理解的逻辑编址。.
9.3.5 以太网单播、组播和广播
在以太网中，第 2 层单播、组播和广播通信会使用不同的 MAC 地址。 单播 MAC 地址是帧从一台发送设备发送到一台目的设备时使用的唯一地址。
9.5 以太网物理层
9.5.1 以太网物理层概述
以太网遵守 IEEE 802.3 标准。目前为通过光缆和双绞线电缆的运行定义了 四种数据速率： ➢ 10 Mbps - 10Base-T 以太网 ➢ 100 Mbps - 快速以太网 ➢ 1000 Mbps - 千兆以太网 ➢ 10 Gbps - 万兆以太网
9.4.4 帧间隙和回退
只要一检测到冲突，发送设备就会发送一个 32 位“堵塞”信号以强调该冲突。这可确 保 LAN 中的所有设备都能检测到冲突。
9.4.4 帧间隙和回退
回退定时---冲突发生后，所有设备都让电缆变成空闲（各自等待一个完整的帧 间隙），发送有冲突的设备必须再等待一段时间，然后才可以重新 发送冲突的帧，这段等待时间会逐渐增长。
般是第 3 层 PDU 或更常见的 IPv4 数据包）。 “帧校验序列 (FCS)”字段（4 个字节）用于检测帧中的错误。它使用循环冗余校验
(CRC)。发送设备在帧的 FCS 字段中包含 CRC 的结果。
9.3.2 以太网MAC地址
为协助确定以太网中的源地址和目的地址，创建了称为介质访问控制 (MAC) 地址的 唯一标识符。
在当今的网络中，以太网使用 UTP 铜缆和光缆通过集线器和交 换机等中间设备连接网络设备。
9.2 以太网-通过LAN的通信
9.2.1 以太网历史回顾
以太网技术基础最早起步于 1970 年，是在一个叫做 Alohanet 的计划中提出来的。 以太网第一个版本融入了一种称为载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD) 的介质
访问方法。 CSMA/CD 负责管理多台设备通过一个共享物理介质通信时产生的问题。
9.2.1 以太网历史回顾
以太网的早期版本使用同轴电缆 在总线拓扑中连接计算机。 ➢ 粗缆 (10BASE5) ➢ 细缆 (10BASE2)
最初的同轴粗缆和同轴细缆等物 理介质被早期的 UTP 类电缆所 取代。 物理拓扑也改为使用集 线器的星型拓扑。
9.2.2 以太网冲突管理
传统的以太网---半双工 基于共享的介质，每次只有一个站点
能够成功发送。
随着更多的设备加入以太网，帧的冲 突量大幅增加。
▪ 当前的以太网---全双工
交换机可以隔离每个端口，只将帧发送 到正确的目的地（如果目的地已知）， 而不是发送每个帧到每台设备，数据的 流动因而得到了有效的控制。
9.2.3 发展到 1Gbps 及以上速度
一些设计和安装都很优秀的现代网络，其设备和电缆可能只需要略加升级， 便能以更高的速度运行。这种功能具有降低网络总拥有成本的优点。
9.2.3 发展到 1Gbps 及以上速度
在以太网中使用光缆后，电缆连接距离大幅延长，使 LAN 与 WAN 之间的差异没那 么明显了。
MAC 编址作为第 2 层 PDU 的一部分添加上去。 以太网 MAC 地址是一种表示为 12 个十六进制数字的 48 位二进制值。
9.3.2 以太网MAC地址
IEEE 要求厂商遵守两条简单的规定： 分配给网卡或其它以太网设备的所有 MAC 地址都必须使用厂商分配的 OUI 作为前 3
个字节。 OUI 相同的所有 MAC 地址的最后 3 个字节必须是唯一的值（厂商代码或序列号）。 MAC 地址通常称为烧录地址 (BIA)，因为它被烧录到网卡的 ROM（只读存储器）中。
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
设备可以确定能够发送的时间。当设备检测到没有其它计算机在传送帧或载波信号时， 就会发送其要发送的内容。
9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听---在 CSMA/CD 访问方法中，要发送报文的所有网络设备 在发送之前必须侦听。
多路访问---如果设备之间的距离导致一台设备的信号延时，则另一 台设备可能没有检测到信号，从而也开始发送。
9.1.2 以太网-第1层和第2层
以太网在第 1 层上涉及信号、在介 质中传输的比特流、将信号放到介 质上的物理组件以及各种拓扑，它 在设备之间的通信中扮演主要角色。
数据链路子层极大地促进了技术兼 容性和计算机通信。
➢ MAC 子层负责将要用于传送信息的 物理组件，并且准备通过介质传输 的数据。
9.4.2 CSMA/CD – 过程
在本 Packet Tracer 练习中，你将创建一个大型的冲突域，查看冲突对数据发送和网 络运行的影响。
9.4.3 以太网定时
发送的电信号需要一定的时间（延时）传播（传送）到电缆。信号路径中的每台集 线器或中继器在将比特从一个端口转发到下一个端口时，都会增加延时时间。
▪ 第 2 层通过 LLC 与上 层通信。
9.1.4 MAC – 获取到介质的数据
介质访问控制 (MAC) 是数据链路层以太网子层的下半层，由硬件 （NIC）实现
以太网 MAC 子层主要有两项职责
➢ 数据封装 ➢ 介质访问控制
9.1.5 以太网的物理实现
以太网的成功离不开以下因素： ➢ 维护的简便性 ➢ 整合新技术的功能 ➢ 可靠性 ➢ 安装和升级成本
以太网
Network Fundamentals – Chapter 9
学习目标
描述以太网的演变过程 说明以太网帧的各个字段 描述以太网协议所用介质访问控制方法的功能和特性 描述以太网的物理层和数据链路层功能 比较以太网集线器和交换机 解释地址解析协议 (ARP)
目录索引
9.1 以太网概述 9.2 以太网-通过LAN的通信 9.3 以太网帧 9.4 以太网介质访问控制 9.5 以太网物理层 9.6 集线器和交换机 9.7 地址解析协议 (ARP) 9.8 章节实验 9.9 章节总结
9.1 以太网概述
9.1.1 以太网-标准和实施
1980 年，Digital Equipment Corporation、Intel 和 Xerox (DIX) 协会发布了第一个以 太网标准。
1985 年，本地和城域网的电气电子工程师协会 (IEEE) 标准委员会发布了 LAN 标准。 以太网在 OSI 模型的下两层，也就是数据链路层和物理层上运行。
实际计算的碰撞槽时间刚好比在冲突域的最远两点之间发送所需的理论时间长，与 另一个时间最近的发送发生冲突，然后让冲突碎片返回发送站点而被检测到。
9.4.4 帧间隙和回退
以太网标准要求两个非冲突帧之间有最小的间隙。这样，介质在发送上一个帧后将 获得稳定的时间，设备也获得了处理帧的时间。
9.3 以太网帧
9.3.1 帧-封装数据包
以太网帧结构向第 3 层 PDU 添加头和帧尾来封装所发送的报文。
以太网帧有两种样式：IEEE 802.3（原始）和修订后的 IEEE 802.3 (Ethernet)。
9.5.2 10 和 100 Mbps 以太网
主要的 10 Mbps 以太网包括： ➢ 使用同轴粗缆的 10BASE5 ➢ 使用同轴细缆的 10BASE2 ➢ 使用 3 类/5 类非屏蔽双绞线电缆的 10BASE-T
9.5.2 10 和 100 Mbps 以太网
100 Mbps 以太网也称为快速以太网，可以使用双绞线铜缆或光纤介质来 实现。最常见的 100 Mbps 以太网有： ➢ 使用 5 类或更高规格 UTP 电缆的 100BASE-TX ➢ 使用光缆的 100BASE-FX
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
如图所示，集线器互连成一个称为“扩展星型”的物理拓扑。扩展星型可以极大地扩 展冲突域。
通过一台集线器或一系列直接相连的集线器访问公共介质的相连设备称为冲突域。 冲突域也称为网段。
集线器和中继器因此会影响冲突域大小的增长。
9.3.5 以太网单播、组播和广播
发送广播时，数据包以主机部分全部为一 (1) 的地址作为目的 IP 地址。这种地址计 数法表示本地网络（广播域）中的所有主机都将接收和处理该数据包。
许多网络协议，如动态主机配置协议 (DHCP) 和地址解析协议 (ARP) 等，都使用广 播。
9.3.5 以太网单播、组播和广播
这种累加的延时将会增大冲突发生的机率，因为侦听节点可能会在集线器或中继器 处理报文时跳变成发送信号。
9.4.3 以太网定时
吞吐量速度为 10 Mbps 及以下的以太网通信是异步通信。这种环境下的异步通信意 味着，每台接收设备将使用 8 个字节的定时信息来使接收电路与传入的数据同步， 然后丢弃这 8 个字节。
冲突检测---当设备处于侦听模式时，可以检测共享介质中发生的冲 突。
堵塞信号和随机回退---发送设备检测到冲突之后，将发出堵塞信号。 这种堵塞信号用于通知其它设备发生了冲突，以便它们调用回退算 法。回退算法将使所有设备在随机时间内停止发送，以让冲突消除。
9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
六进制用于表示帧和数据包中的二进制值。
9.3.4 另一个编址层
OSI 数据链路层（第 2 层）物理编址，是作为以太网 MAC 地址实现的，用于通过本 地介质传输帧。
IPv4 地址等网络层（第 3 层）地址普遍存在的源和目的端都理解的逻辑编址。.
9.3.5 以太网单播、组播和广播
在以太网中，第 2 层单播、组播和广播通信会使用不同的 MAC 地址。 单播 MAC 地址是帧从一台发送设备发送到一台目的设备时使用的唯一地址。
9.5 以太网物理层
9.5.1 以太网物理层概述
以太网遵守 IEEE 802.3 标准。目前为通过光缆和双绞线电缆的运行定义了 四种数据速率： ➢ 10 Mbps - 10Base-T 以太网 ➢ 100 Mbps - 快速以太网 ➢ 1000 Mbps - 千兆以太网 ➢ 10 Gbps - 万兆以太网
9.4.4 帧间隙和回退
只要一检测到冲突，发送设备就会发送一个 32 位“堵塞”信号以强调该冲突。这可确 保 LAN 中的所有设备都能检测到冲突。
9.4.4 帧间隙和回退
回退定时---冲突发生后，所有设备都让电缆变成空闲（各自等待一个完整的帧 间隙），发送有冲突的设备必须再等待一段时间，然后才可以重新 发送冲突的帧，这段等待时间会逐渐增长。
般是第 3 层 PDU 或更常见的 IPv4 数据包）。 “帧校验序列 (FCS)”字段（4 个字节）用于检测帧中的错误。它使用循环冗余校验
(CRC)。发送设备在帧的 FCS 字段中包含 CRC 的结果。
9.3.2 以太网MAC地址
为协助确定以太网中的源地址和目的地址，创建了称为介质访问控制 (MAC) 地址的 唯一标识符。
在当今的网络中，以太网使用 UTP 铜缆和光缆通过集线器和交 换机等中间设备连接网络设备。
9.2 以太网-通过LAN的通信
9.2.1 以太网历史回顾
以太网技术基础最早起步于 1970 年，是在一个叫做 Alohanet 的计划中提出来的。 以太网第一个版本融入了一种称为载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD) 的介质
访问方法。 CSMA/CD 负责管理多台设备通过一个共享物理介质通信时产生的问题。
9.2.1 以太网历史回顾
以太网的早期版本使用同轴电缆 在总线拓扑中连接计算机。 ➢ 粗缆 (10BASE5) ➢ 细缆 (10BASE2)
最初的同轴粗缆和同轴细缆等物 理介质被早期的 UTP 类电缆所 取代。 物理拓扑也改为使用集 线器的星型拓扑。
9.2.2 以太网冲突管理
传统的以太网---半双工 基于共享的介质，每次只有一个站点
能够成功发送。
随着更多的设备加入以太网，帧的冲 突量大幅增加。
▪ 当前的以太网---全双工
交换机可以隔离每个端口，只将帧发送 到正确的目的地（如果目的地已知）， 而不是发送每个帧到每台设备，数据的 流动因而得到了有效的控制。
9.2.3 发展到 1Gbps 及以上速度
一些设计和安装都很优秀的现代网络，其设备和电缆可能只需要略加升级， 便能以更高的速度运行。这种功能具有降低网络总拥有成本的优点。
9.2.3 发展到 1Gbps 及以上速度
在以太网中使用光缆后，电缆连接距离大幅延长，使 LAN 与 WAN 之间的差异没那 么明显了。
MAC 编址作为第 2 层 PDU 的一部分添加上去。 以太网 MAC 地址是一种表示为 12 个十六进制数字的 48 位二进制值。
9.3.2 以太网MAC地址
IEEE 要求厂商遵守两条简单的规定： 分配给网卡或其它以太网设备的所有 MAC 地址都必须使用厂商分配的 OUI 作为前 3
个字节。 OUI 相同的所有 MAC 地址的最后 3 个字节必须是唯一的值（厂商代码或序列号）。 MAC 地址通常称为烧录地址 (BIA)，因为它被烧录到网卡的 ROM（只读存储器）中。
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)
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9.4.2 CSMA/CD – 过程
设备可以确定能够发送的时间。当设备检测到没有其它计算机在传送帧或载波信号时， 就会发送其要发送的内容。
9.4.2 CSMA/CD – 过程
载波侦听---在 CSMA/CD 访问方法中，要发送报文的所有网络设备 在发送之前必须侦听。
多路访问---如果设备之间的距离导致一台设备的信号延时，则另一 台设备可能没有检测到信号，从而也开始发送。
9.1.2 以太网-第1层和第2层
以太网在第 1 层上涉及信号、在介 质中传输的比特流、将信号放到介 质上的物理组件以及各种拓扑，它 在设备之间的通信中扮演主要角色。
数据链路子层极大地促进了技术兼 容性和计算机通信。
➢ MAC 子层负责将要用于传送信息的 物理组件，并且准备通过介质传输 的数据。
9.4.2 CSMA/CD – 过程
在本 Packet Tracer 练习中，你将创建一个大型的冲突域，查看冲突对数据发送和网 络运行的影响。
9.4.3 以太网定时
发送的电信号需要一定的时间（延时）传播（传送）到电缆。信号路径中的每台集 线器或中继器在将比特从一个端口转发到下一个端口时，都会增加延时时间。
▪ 第 2 层通过 LLC 与上 层通信。
9.1.4 MAC – 获取到介质的数据
介质访问控制 (MAC) 是数据链路层以太网子层的下半层，由硬件 （NIC）实现
以太网 MAC 子层主要有两项职责
➢ 数据封装 ➢ 介质访问控制
9.1.5 以太网的物理实现
以太网的成功离不开以下因素： ➢ 维护的简便性 ➢ 整合新技术的功能 ➢ 可靠性 ➢ 安装和升级成本
以太网
Network Fundamentals – Chapter 9
学习目标
描述以太网的演变过程 说明以太网帧的各个字段 描述以太网协议所用介质访问控制方法的功能和特性 描述以太网的物理层和数据链路层功能 比较以太网集线器和交换机 解释地址解析协议 (ARP)
目录索引
9.1 以太网概述 9.2 以太网-通过LAN的通信 9.3 以太网帧 9.4 以太网介质访问控制 9.5 以太网物理层 9.6 集线器和交换机 9.7 地址解析协议 (ARP) 9.8 章节实验 9.9 章节总结
9.1 以太网概述
9.1.1 以太网-标准和实施
1980 年，Digital Equipment Corporation、Intel 和 Xerox (DIX) 协会发布了第一个以 太网标准。
1985 年，本地和城域网的电气电子工程师协会 (IEEE) 标准委员会发布了 LAN 标准。 以太网在 OSI 模型的下两层，也就是数据链路层和物理层上运行。
实际计算的碰撞槽时间刚好比在冲突域的最远两点之间发送所需的理论时间长，与 另一个时间最近的发送发生冲突，然后让冲突碎片返回发送站点而被检测到。
9.4.4 帧间隙和回退
以太网标准要求两个非冲突帧之间有最小的间隙。这样，介质在发送上一个帧后将 获得稳定的时间，设备也获得了处理帧的时间。