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以太网交换机常用技术和协议
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2017/7/31
以太网介绍
CSMA/CD原理
交换机转发原理
VLAN原理
QinQ原理
生成树原理
RRPP协议
PBB
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2017/7/31
以太网介绍
以太网起源于Aloha无线电系统,Digital、Intel和Xerox最初于1979年推出以太网技术规范,一般称为DIX V2标准。
1985年,对DIX V2标准进行了标准化,。
(带冲突检测的载波侦听多路访问)技术而构建10Mbps,100Mbps,1Gbps,甚至10Gbps的局域网协议集,同时还选取了所采用的传输介质,当前主要是非屏蔽双绞线和光纤。
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以太网介绍
以太网交换机是一种数据链路层设备,通过设备的MAC地址进行数据帧的转发。目前情况下,以太局域网一般采用星型拓扑,中心点为集线器或交换机。
MAC(Media Access Control,介质访问控制)地址:48位,一般用12位16进制采用点分隔的方式表示,比如:,MAC地址由硬件制造商预烧到以太网适配器中,所以也叫硬件地址。
以太网环境中,广播是特殊格式的数据帧,它的发送目标是以太网网络中的所有设备,广播的MAC地址为:。组播是特殊的广播,组播中,只将流量发送到某些特定设备上,组播MAC地址的前缀是:01-00-5E。
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以太网介绍
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前同步码:,它的作用就是提醒接收系统有帧到来,以及使到来的帧与输入定时进行同步。前同步码实际上是在物理层添加上去的,它并不是(正式的)帧的一部分。
帧首定界符(SFD):(10101011)作为帧开始的信号。SFD给接收信号的站最后一次机会进行同步。
目的地址(DA),源地址(SA):6字节,表示目的MAC地址,源MAC地址。
长度:表示接下来数据和填充字段的长度。
前同步码
SFD
目的地址
源地址
长度
数据和填充
CRC
7字节
1字节
6字节
6字节
2字节
4字节
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CSMA/CD原理
交换机转发原理
VLAN原理
QinQ原理
生成树原理
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CSMA/CD原理
(CSMA/CD)。同一以太网上的各站通过物理总线拓扑或星型拓扑连接在一起,但是其逻辑拓扑一定是一条总线,信道为各站所共享,同一时刻只能有一个站使用这个信道。一个站发送的帧将被所有的站接收,只有真正的目的地才收下这个帧,而其他的站都丢弃这个帧。连接到相同以太网网络中的设备,同一时刻只能有一台设备发送信息,这个设备具有相同的“碰撞域”。如果同一时刻,多个设备发送帧,则会发生“碰撞”,CSMA/CD就是被用来解决这个问题的。
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CSMA/CD原理
上图4台PC通过物理层设备集线器相连组成以太网,为一个冲突域,采用CSMA/CD解决冲突碰撞问题。
CSMA/CD过程
为了侦听网络上的载波信号,局域网设备需要倾听以太网网络;
如果局域网设备没有在网络中检测到载波信号,那么它将开始发送信号。局域网设备将倾听网络上的载波信号,并且将其与输出进行匹配。
如果输入和输出之间存在差异,那么就表示其他局域网设备已经发送信号,这就是发生碰撞的情况;
为了警告导致碰撞的其他局域网设备,这台局域网设备将发出拥塞信号;
为了能够再次开始发送信号的过程,局域网设备将随机等待一段时间,这被称为退避算法。如果接下来的尝试又发生多次碰撞的情况,那么退避算法将延长等待时间。
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CSMA/CD原理
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交换机转发原理
交换机转发是根据数据帧的目的MAC地址,查MAC表(桥接表),得到出端口号,进而将该数据帧从指定端口转发出去。在高端交换机上,一该表一般保存在CAM(Content Addressable Memory)内存中,CAM内存与一般内存不同,它是直接以内容为索引进行查找,而且查找一次CAM的时间是固定的,这样防止软件算法查找时间不固定导致的各类问题。
交换机的转发有四个流程:未知MAC扩散,源MAC学习,已知MAC转发,M