第2课-以太网工作原理与以太网端口技术课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,中国通信建设第一局网络培训中心,中国通信建设第一局网络培训中心,谢谢,中国通信建设第一局网络培训中心,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,中国通信建设第一局网络培训中心,Page,*,中国通信建设第一局网络培训中心,Page,*,中国通信建设第一局网络培训中心,Page,*,中国通信建设第一局网络培训中心,Page,*,第一课：,以太网工作原理与,以太网端口技术,*,早在,1973,年,Robert Metcalfe,博士研制出以太网的实验室原型系统，运行速度是,2.94,兆比特每秒,(3Mbps),，经过三十多年的发展，以太网已经成为局域网的标准，速度更到达惊人的,10000Mbps,。,引入,*,1.以太网的标准,2.以太网工作原理,3.共享式以太网的缺点？,4.,L2,交换机的工作原理？,5.,L3,交换机和路由器有什么区别？,6.什么是自协商技术？,7.半双工流量控制和全双工流量控,制有什么区别？,8.端口汇聚和端口镜像有什么作用？,课程目标,学习完本课程，您应该能够：,*,3,TCP/IP,协议族的层次结构,*,数据链路层,数据链路层的功能：,编帧和识别帧,数据链路的建立、维持和释放,传输资源控制,流量控制,差错验证,寻址,标识上层数据,局域网数据链路层分为,LLC,子层和,MAC,子层,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,*,典型数据链路层协议,局域网数据链路层标准,IEEE802.1,基本局域网问题,IEEE802.2,定义,LLC,子层,IEEE802.3,以太网标准,IEEE802.4,令牌总线网,IEEE802.5,令牌环网,广域网数据链路层标准,以太网,/FDDI/,令牌环,HDLC/PPP,X.25/,帧中继,/ATM,*,Page,6,共享式以太网传输介质,10Base5,：粗同轴电缆（,5,代表电缆的最大传输距离是,500,米）,10Base2：细同轴电缆（2代表电缆的,最大传输距离是,200米）,*,Page,7,共享式以太网传输介质,10Base-T,：双绞线,双绞线,RJ45,STP,双绞线,UTP,双绞线,*,Page,8,5,类双绞线的线序,直连网线,交叉网线,Side 1,Side 1,12345678,12345678,1=,白,/,橙,2=,橙,3=,白,/,绿,4=,蓝,5=,白,/,蓝,6=,绿,7=,白,/,棕,8=,棕,Side 2,Side 1,Side 2,Side 2,12345678,12345678,1=,白,/,橙,2=,橙,3=,白,/,绿,4=,蓝,5=,白,/,蓝,6=,绿,7=,白,/,棕,8=,棕,1=,白,/,橙,2=,橙,3=,白,/,绿,4=,蓝,5=,白,/,蓝,6=,绿,7=,白,/,棕,8=,棕,1=,白,/,绿,2=,绿,3=,白,/,橙,4=,蓝,5=,白,/,蓝,6=,橙,7=,白,/,棕,8=,棕,Side 1,Side 2,*,Page,9,设备连接方式,*,Page,10,标准以太网,标准以太网（,10Mbit/s,）由,IEEE 802.3,定义,标准以太网（,10Mbit/s,）通常只定位在网络的接入层,*,Page,11,802.3,线缆一览,*,Page,12,快速以太网,数据传输速率为,100Mbps,的快速以太网是一种高速局域网技术，能够为桌面用户以及服务器或者服务器集群等提供更高的网络带宽。,IEEE,为快速以太网制订的标准为,IEEE802.3u,双绞线,光纤,*,Page,13,快速以太网线缆一览,*,Page,14,千兆以太网,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,。,两个标准：,IEEE802.3z,（光纤与铜缆）,IEEE802.3ab,（双绞线）,*,Page,15,千兆以太网线缆一览,*,Page,16,万兆以太网,标准为,IEEE 802.3ae,（光纤）、,IEEE 802.3ak,（铜缆）和,IEEE 802.3an,（双绞线）,主要应用在骨干网的核心节点之间的连接,*,Page,17,万兆以太网线缆一览,*,数据链路层,*,数据链路层功能,*,以太网,*,以太网,*,以太网,*,以太网,*,以太网,*,以太网采用,CSMA/CD,*,以太网,MAC,地址,*,以太网的帧的格式,*,以太网的标准,*,MAC,子层,*,LLC,子层,*,以太网标准,*,以太网标准,*,Page,33,Hub,的工作模式,注意：,HUB,仅仅是工作在物理层的设备,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,链路层,物理层,物理层,物理层,HUB,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,链路层,物理层,*,Page,34,Hub,的工作原理,1,2,3,4,5,IN,OUT,OUT,OUT,OUT,注意：,HUB,是个半双工设备，所有的,HUB,都是半双工的,*,Page,35,HUB,组建以太网的缺点,实际上网络中由,HUB,组建以太网实质是一种共享式以太网，存在共享式以太网的所有缺陷：,冲突严重；,广播泛滥；,安全性差。,*,Page,36,网桥,/,二层以太网交换机的工作模式,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,链路层,物理层,物理层,物理层,二层交换机,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,链路层,物理层,链路层,链路层,*,以太网交换机,*,以太网交换机,*,冲突与冲突域,*,分割冲突域,*,交换机背板交换矩阵结构,*,冲突域与广播域,*,Page,43,基于源地址学习,分段,1,分段,2,A,B,C,PORT1,PORT2,D,交换机典型应用,交换机,MAC,地址,所在端口,MAC A,1,MAC B,1,MAC C,2,MAC D,2,*,Page,44,基于目的地址转发,MACD,MACA,.,端口,1,MACD,MACA,.,端口,2,MAC,地址,所在端口,MACA,1,MACB,1,MACC,2,MACD,2,*,Page,45,二层交换机原理,帧输入,泛洪该帧（源端口除外）,转发该帧（源端口除外）,目的,MAC,地址,地址表查找,单播,广播,查找成功,没有找到匹配条目,*,Page,46,三种交换模式,直通转发（,Cut-Through,）,交换机接收到目的地址即开始转发,延迟小,交换机不检测错误,存储转发（,Store-and-Forward,）,交换机接收完整的数据帧并校验正确后才开始转发,延迟取决于数据帧长度,交换机检测错误，错误的包将被丢弃,片段转发（,Fragment-free,）,交换机接收完数据包的前,64,字节（一个最短帧长度），然后根据头信息查表转发,交换机检查前,64,字节的错误，一旦发现错误将丢弃。,*,Page,47,L2,交换机的缺点,L2,带来了以太网技术的重大飞跃，彻底解决了困扰以太网的冲突问题，极大的改进了以太网的性能。并且以太网的安全性也有所提高。但以太网存在如下缺点：,广播泛滥,安全性仍旧无法得到有效的保证,其中广播泛滥严重是,L2,以太网的主要缺点,*,Page,48,三层交换机的特点,在逻辑上，三层交换和路由是等同的，三层交换的过程就是,IP,报文选路的过程,三层交换机的主要特点,在具有二层功能的同时提供三层功能,许多三层交换机用三层精确查找实现三层转发,针对局域网，对以太网进行了优化，大部分三层交换机只提供以太网接口和,ATM,局域网仿真接口,*,Page,49,选择二层交换或三层交换,帧输入,是否是路由,接口的,MAC,地址,VLAN,属性,进行三层转发,VLAN,间转发,进行二层转发,VLAN,内转发,*,Page,50,总 结,设备在共享式以太网中是如何通信的？,L2,交换机的工作原理？,L3,交换机和路由器有什么区别？,*,Page,51,数据链路层,-,以太网地址,MAC,地址有,48,位，华为产品前,3,个字节是,0x00E0FC,。,00e0.fc01.2345,24 bits,24 bits,00e0.fc01.2345,Rom,厂商编号,序列号,*,Page,52,端口技术,自协商技术,流量控制,端口聚合,端口镜像,*,Page,53,自协商,10Mb/s,半双工,10Mb/s,全双工,10Mb/s,自协商,100Mb/s,自协商,100Mb/s,全双工,接口,1,自动协商,接口,2,自动协商,接口,3,自动协商,接口,4,自动协商,接口,5,自动协商,*,Page,54,自协商优先级,*,Page,55,以太网电接口有下面三种双工模式,全双工：端口同时发送和接收数据包,半双工：端口同一时刻只能发送数据包或接收数据包,自协商：端口双工状态由本端口和对端端口自动协商而定,以太网光接口只能工作在全双工模式下,配置命令,duplex full | half ,设置双工模式,undo,duplex,恢复双工模式为缺省值,negotiation auto,开启接口自动协商功能（默认开启）,以太网接口的双工模式,*,Page,56,当设置接口速率为自协商状态时，接口的速率由本端口和对端接口双方自动协商而定。,以太网接口视图下设置,设置以太网接口的速率,speed 10 | 100 | 1000 ,恢复以太网接口的速率为缺省值,undo speed,设置以太网接口速率,*,Page,57,自协商技术,流量控制,端口聚合,端口镜像,*,Page,58,流量控制,标准以太网,快速以太网,千兆以太网,拥塞,*,Page,59,半双工流量控制,backpressure,发送模拟冲突信号，使,计算机暂停发送数据,*,Page,60,全双工流量控制,IEEE802.3x,标准定义了一种新方法，在全双工环境中去实现流量控制。交换机产生一个组播地址为,01-80-C2-00-00-01,的,PAUSE,帧，并将它发送给发送端，发送端接收到该帧后，就会暂停或停止发送。,PAUSE,帧利用了一个保留的组播地址，它不会被网桥和交换机所转发，这样，,PAUSE,帧不会产生附加信息量。,*,Page,61,全双工流量控制,PAUSE功能的应用场合,：,一对终端 （简单的两点网络）,一个交换机和一个终端,交换机和交换机之间的链路,PAUSE,功能实现的是一种非常简单的流量控制,*,Page,62,设置以太网端口流量控制,为尽力避免报文丢失现象的发生，需要在本端和对端交换机都开启流量控制功能,请在以太网端口视图下进行下列配置,开启以太网端口的流量控制,flow-control,关闭以太网端口的流量控制 （默认关闭）,undo flow-control,*,Page,63,自协商技术,流量控制,端口聚合,端口镜像,*,Page,64,端口聚合,端口聚合，也称为端口捆绑、端口聚集或链路聚合。,端口聚合将多个接口聚合在一起形成,1,个汇聚组，以实现负载分担。从外面看起来，,1,个汇聚组好象就是,1,个接口。,端口聚合在数据链路层实现。,*,Page,65,端口聚合的优点,提高链路带宽,流量负载分担,提高可靠性：同组成员彼此动态备份,数据流量,*,Page,66,端口聚合的限制条件,端口聚合两端的物理参数必须保持一致,进行聚合的链路的数目,进行聚合的链路的速率,进行聚合的链路的双工方式,端口聚合两端的逻辑参数必须保持一致,同一个汇聚组中端口的基本配置必须保持一致，基本配置主要包括,STP,、,QoS,、,VLAN,、端口等相关配置,*,Page,67,端口聚合举例,SW1,SW2,E0/1,E0/1,E0/2,E0/2,SW1,的配置：,1.,新建聚合组,interface eth-trunk 10,2.,端口放入聚合组,interface ethernet0/0/1,eth-trunk 10,interface ethernet0/0/2,eth-trunk 10,SW2,的配置：,1.,新建聚合组,interface eth-trunk 10,2.,端口放入聚合组,interface ethernet0/0/1,eth-trunk 10,interface ethernet0/0/2,eth-trunk 10,*,Page,68,自协商技术,流量控制,端口聚合,端口镜像,*,Page,69,端口镜像,监控设备,Internet,SWA,SWC,SWB,PC1,PC2,E0/3,E0/2,E0/1,业务数据,镜像数据,*,Page,70,基于端口的镜像,基于端口的,镜像是把被镜像端口的进出数据报文完全拷贝一份到镜像端口,，进行流量观测或者故障定位,以太网交换机支持多对一的镜像，即将多个端口的报文复制到一个监控端口上,E0/1,E0/2,镜像数据,业务数据,*,Page,71,基于流的镜像,基于流的镜像指的是按照一定的数据流分类规则对数据进行分流，然后将属于指定流的所有数据映射到监控端口，用于报文的分析和监视。,一台交换机只支持配置一个监控端口,E0/1,E0/2,数据流,1,的镜像数据,数据流,1,的业务数据,数据流,2,的业务数据,*,Page,72,端口镜像的配置,交换机,Sw1,的配置：,Sw1interface Vlan-interface 1,Sw1-Vlan-interface1ip add 10.1.1.1 255.255.255.252,交换机,Sw2,的配置：,Sw2interface Vlan-interface 1,Sw2-Vlan-interface1ip add 10.1.1.2 255.255.255.252,SW2acl number 2000,SW2-acl-link-2000rule permit egress interface e0/1,SW2mirrored-to link-group 2000 interface Ethernet 0/24,*,以太网的标准,以太网工作原理,理解,HUB,、,L2,交换机和,L3,交换机的工作原理,设备在共享式以太网中是如何通信的？,L2,交换机的工作原理？,L3,交换机和路由器有什么区别？,什么是自协商技术？,半双工流量控制和全双工流量控制有什么区别？,端口汇聚和端口镜像有什么作用？,本章总结,*,*,