物理层互联设备

转发方式
• 交换机的三种转发方式
–直通式 –存储转发式 –无碎片直通式（更高级的直通式转发）
直通式
• 直通式（Cut Through）方式处理过程
–在输入端口检测到一个数据包后，只检查其包 头，取出目的地址，通过内部的地址表确定相 应的输出端口，然后把数据包转发到输出端口 ．这样就完成了交换。因为它只检查数据包的 包头（通常只检查14个字节）。
–二层交换机属数据链路层设备，可以识别 数据包中的MAC地址信息，根据MAC地 址进行转发，并将这些MAC地址与对应的 端口记录在自己内部的一个地址表中。
交换机MAC地址表学习（一）
MAC 地址表
A 0260.8c01.1111 F0/1
C
F0/2
0260.8c01.2222
F0/3
B
0260.8c01.3333
Байду номын сангаас
路由器转发数据过程
1、路由器从接口收到数 据包，读取数据包里的 目的IP地址
Cut存储转发式
• 存储转发（Store and Forward）处理过程
–是计算机网络领域使用得最为广泛的技术之一 ，在这种工作方式下．交换机的控制器先缓存 输入到端口的数据包，然后进行CRC校验，滤掉 不正确的帧，确认包正确后，取出目的地址， 通过内部的地址表确定相应的输出端口，然后 把数据包转发到输出端口。
无碎片直通式
• 无碎片直通（Fragment Free Through）过 程
–是介于直通式和存储转发式之间的一种解决方 案，它检查数据包的长度是否够64 Bytes（ 512bit）如果小于64 Bytes，说明该包是碎片 （即在信息发送过程中由于冲突而产生的残缺 不全的帧），则丢弃该包，如果大于64 Bytes ，则发送该包。该方式的数据处理速度比存储 转发方式快，但比直通式慢。
M2031
图1 堆叠模块M2031前面板
交换机性能参数
• 背板带宽
– 24X100MX2＝4.8G
– S2126G 12.8G
• 包转发率
– S2126G 6.6MPPS
• MAC地址表大小
– 8K
• 线速交换
– 1,000Mbps/8bit/(64 + 8 + 12)byte=1,488,095pps
主机之间互相发送数据，交换机会学习数据帧的源MAC地址。
交换机帧转发原理（一）
MAC地址表
F0/1: 0260.8c01.1111
F0/2: 0260.8c01.2222
A
F0/3: 0260.8c01.3333
F0/4: 0260.8c01.4444
0260.8c01.1111 F0/1
C F0/2
F0/3: 0260.8c01.3333 F0/4: 0260.8c01.4444
F0/1
F0/3
B
0260.8c01.3333
C
F0/2
0260.8c01.2222
F0/4
D
0260.8c01.4444
• 未知单播帧，广播帧：
–执行广播操作Flooding(泛洪)
冲突域与广播域
1234 四个冲突域、一个广播域
交换机互连方式
• 级联：
– 交换机之间利用以太网接口连接起来 –扩展网络范围 –单链路带宽瓶颈 –延时大
• 堆叠:
–通过堆叠线缆将交换机的背板连接起来，扩 大级联带宽
–堆叠线缆短（1米） –解决带宽瓶颈（单链路1G或更大）
堆叠－菊花链
链路带宽1G 锐捷交换机支持最多8台交换机堆叠
堆叠-主从式
链路带宽2.66G
• 网络适配器（网卡）
– 网络适配器属于数据链路层设备
• MAC地址
– 每个网卡芯片都会烧录一个全球唯一的MAC地 址
• 网卡速率
– 10、100、1000M自适应
• 双工模式
– 支持全双工、半双式、自适应
数据链路层设备—以太网交换机
• 特点
–以太网交换机是一种具有简化、低价、高 性能和高端口密集特点的网络产品。
F0/4
D
0260.8c01.4444
交换机初始化时MAC地址表是空的。
交换机MAC地址表学习（二）
MAC 地址表
F0/1: 0260.8c01.1111
A
0260.8c01.1111 F0/1
F0/3
C
F0/2
0260.8c01.2222
F0/4
B
0260.8c01.3333
D
0260.8c01.4444
课程议题
物理层互联设备
共享式以太网
PC A
听
数据
PC B 空闲
PC C
PC D
当PCA要发一个数据包给PCD的时候,首先PCA要先听HUB的链路上是否 有数据在跑,如果有那么PCA等待,如果没有那么PCA将数据包发出.这样 的做法是由于HUB上的链路是共享的,所以采用了发数据包之前先进行冲 突检测的方法,那么我们称为CSMA/CD.
0260.8c01.2222
F0/3
X X
F0/4
B
0260.8c01.3333
D
0260.8c01.4444
• 已知单播帧
– 过滤操作Filtering
交换机帧转发原理（二）
A
0260.8c01.1111
MAC 地址表
F0/1: 0260.8c01.1111
F0/2: 0260.8c01.2222
物理层设备-集线器
• 功能
–负责在两个节点的物理层上按比特传递信息， 完成信号的整形、放大和复制功能，以此来延 长网络的长度。
• 特点：
–所有用户共享10M带宽 –任何用户发送数据时，所有用户都可以接收到 –在某一时刻只允许一个用户传输数据
课程议题
数据链路层互联设 备
网络适配器（Adapter）
• 工作机制
– CSMA/CD：载波侦听、多路访问、冲突检测
物理层设备—集线器
PC A
PC B
冲突域
随机秒数
听 数据
PC C 听
数据
冲突 PC D
现在的情况是PCA和PCC都要发数据,但是两人刚才都检测到HUB上是空闲的.那么 两人都发.结果发生了冲突.两人都同时启动BACK OFF动作.随机的生成一个秒数, 再发数据包.如果再与其他PC发送的数据包冲突.那么再次BACK OFF,BACK OFF 一共可进行15次.
课程议题
网络层互联设备
什么是路由
选择一个将数据包发往某个目标网段或主机的路 径就是路由的过程。
10.1.1. 0
172.16.1.0
路由器的功能
• 作用
– 实现不同IP网段主机间的相互访问 – 实现不同通信协议网段主机间的相互访问 – 不转发广播数据包
• 功能
– 基于IP地址的寻径和转发 – 不同通信协议的转换 – 特定IP数据包的分片和重组