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局域网及其组网(2)(本站原创)

本主题由 joby12593 于 2008-11-21 21:33 移动

局域网及其组网(2)(本站原创)

3)由上可见一个冲突域的以太网的跨据受CSMA/CD协议的限制,而不受介质本身最大传输距离的限制,由此组建的局域网存在多处问题,如其带宽为系统带宽的N分之一。安全性差,覆盖范围有限,网桥的引入便是为了解决上述冲突域问题。
注:连接在同一导线上的所有工作站的集合,或者说是同一物理网段上所有节点的集合或以太网上竞争同一带宽的节点集合。这个域代表了冲突在其中发生并传播的区域,这个区域可以被认为是共享段。在OSI模型中,冲突域被看作是第一层的概念,连接同一冲突域的设备有HubReperter(中继器)或者其他进行简单复制信号的设备。也就是说,用Hub或者Repeater连接的所有节点可以被认为是在同一个冲突域内,它不会划分冲突域
网桥通常利用软件进行交换,交换机(多口的网桥)利用硬件进行交换,他们属于OSI模型第二层设备,均可划分冲突域(每个冲突域各自受CSMA/CD约束),可不受CSMA/CD约束,每个端口独占带宽,理论上距离无限。交换机所处称为广博域
注:如果一个数据报文的目标地址是这个网段的广播地址或者目标计算机的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF,那么这个数据报文就会被这个网段的所有计算机接收并响应,这就叫做广播。通常广播用来进行ARP寻址等用途,但是广播域无法控制也会对网络健康带来严重影响,主要是带宽和网络延迟。这种广播所能覆盖的范围就叫做广播域
4)交换机是怎么获取地址的
刚买的交换机其地址表为空,新地址存储于CAM缓存内,可对过期地址进行消除
二层交换机维护一张mac地址和交换机端口的对应表,按照表格进行转发,表格中没有的帧就转发给所有的端口。
三层交换机维护一张ip地址和交换机端口的对应表,按照表格进行转发,表格中没有的帧就交给路由模块。
(1)
交换机种类
二层交换机:工作在数据链路层,按MAC地址转发数据包,实质上是一个多端口网桥,可分离处多个冲突域,但是无法克服广播风暴,所有端口都在同一广播域种
三层交换机:工作在网络层,按逻辑地址(如IP/IPX)转发报文,一般用专门硬件(ASIC)实现,带有路由功能,可分理处多个广播域(每个端口是个广播域),提供网络性能及安全性。
四层交换机:工作在传输层,它通过TCP/UDP的端口号指向网络应用加以控制(如FTP,TELNET等不同端口号)
上层交换机拥有下层交换机功能
(2)
全双工以太网
基于switch技术
Switchhub组网跨据,传输距离只受限于传输介质的最大传输距离限制,如下图所示:


采用这种组网方式,网络中的广播风暴对其有较大伤害呢,那么怎么解决网络风暴引发的问题呢?VLan技术呼之而出。VLan将用户分为若干虚拟工作组,而不是虚拟的地理分布,如同一大楼中的不同楼层也可构成一个广播域这样如果发生广播风暴则可以避免影响到整栋大楼。VLAN之间必须通过路由访问,所以路由设置访问控制表,被允许的则放进网络,否则则阻止进入。
(1)
局域网于VLAN的区别
1..LANVLAN的区别
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VLAN工作在ISO的第2
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不同VLAN之间的连接靠第3层交换(如switch3router
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VLAN提供控制网络广播的方法,不同VALN是不同的广播域
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网络管理员可以把用户划入不同的VLAN
2.通过VLAN技术可以按交换机的端口以及所连接的用户进行逻辑分组
3.可以ba一个交换机或多个交换机的端口和用户划分为不同的组,通过这种方式VLAN可以跨据一栋建筑,多个互连的建筑,甚至城域网。
8VLAN的划分方法
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按交换机端口
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MAC地址(比如0800IP),8137IPX)(按帧格式的类型字段判断)
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按数据类型划分
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按组播地址
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以上几种方式的组合
9VLAN的划分依据
80/20 20%流量是本地的,80%流量是远程的(要求核心交换机高性能)
10)帧中的VLAN标记(在以太网帧中加入4个字节的帧结构)
跨交换机之间的通讯需要引入标记TAG,如Cisco公司中继的ISL标记,它只限于Cisco公司的交换机
。而IEEE8021q适用于各种不同交换机的协议(802.1p用来区分不同以太网的优先级)
11)局域网划分的VLAN最大可达4096
12)以太网的自动协商过程
交换机的自适应过程,即可以自动匹配目前网络的传输速度(如10M100M)而不需要人工调节(不支持非以太网),10/100M自适应网卡
13)链路聚合
链路聚合(Trunk)是一种封装技术,它是一条点到点的链路,链路的两端可以都是交换机,也可以是交换机和路由器,还可以是主机和交换机或路由器。Trunk的主要功能就是仅通过一条链路就可以连接多个VLAN
链路聚合功能是将交换机的多个低带宽交换端口捆绑成一条高带宽链路,通过几个端口进行链路负载平衡,避免链路出现拥塞现象,打比喻来说,链路聚合就如同超市设置多个收银台以防止收银台过少而出现消费者排队等候过长的现象。
通过配置,可通过2个、3个或4个端口进行捆绑,分别负责特定端口的数据转发,防止单条链路转发速率过低而出现丢包的现象。ZONET公司的ZFS3024系列交换机如ZFS3024SZFS3024GZFS3024M等均提供一条乃至多条链路聚合功能,提供的2口、3口、4TRUNK连接在全双工模式下可提高带宽为400Mbps600Mbps800Mbps,为当今高带宽的需求提供了完美的解决方案。
在局域网应用中,由于数据通信量的快速增长,千兆位带宽对于交换机之间或交换机到高需求服务之间往往不够用,于是出现了将多条物理链路当作一条逻辑链路使用的链路聚合技术,这时网络通信由聚合到逻辑链路中的所有物理链路共同承担。
IEEE 802.3ad标准定义了如何将两个以上的千兆位以太网连接组合起来,为高带宽网络连接实现负载共享、负载平衡,以及提供更好的可伸缩性服务。由于在链路聚合技术的支持下,网络传输的数据流被动态地分布到加入链路的各个端口,因此在聚合链路中自动地完成了对实际流经某个端口的数据管理。
链路聚合的另一个主要优点是可靠性。链路聚合技术在点到点链路上提供了固有的、自动的冗余性。如果链路使用的多个端口中的一个出现故障,网络传输的数据流可以动态地快速转向链路中其他工作正常的端口进行传输。
    下图为交换机链路聚合的简单示意,2层交换机分别有2条链路接入核心交换机,核心交换机通过聚合成4条链路。


2..1000BaseT
  19963月成立的IEEE 802.3z工作组,专门负责千兆位以太网的研究,98年制定了相应标准。
  千兆以太网的物理层协议包括1000Base-SX1000Base-LX1000Base-CX1000Base-T等标准。
  ●1000Base-SX:使用芯径为50μm62.5μm,工作波长为850nm1300nm的多模光纤,采用8B/10B编码方式,传输距离分别为275m550m的多模光纤(MMF),适用于同一建筑物中同一层的短距离主干网。
  ●1000Base-LX:使用芯径为9μmSMF)、50μm62.5μm(MMF) ,工作波长为1300nm的多模、单模光纤,采用8B/10B编码方式,传输距离分别为550m3km10km,主要用于校园主干网。
  ●1000Base-CX:使用150欧姆平衡屏蔽双绞线(STP),采用8B/10B编码方式,传输速率为1.25Gbps,传输距离为25m,主要用于集群设备的连接,如一个交换机房内的设备互连。
  ●1000Base-T:使用45类非平衡屏蔽双绞线(UTP),传输距离为100m,主要用于结构化布线中同一层建筑中的设备通信,从而可以利用以太网或快速以太网已铺设的 UTP电缆。
  3 万兆以太网
  20003月,IEEE专门成立了IEEE 802.3ae特别工作组,负责制定10G以太网,即万兆以太网标准。
  20027月,万兆以太网标准最终发布。万兆标准内容包括10GBase-X10GBase-R10GBase-W三种类型。万兆以太网标准不仅将以太网的带宽提高到10Gbps(在使用万兆以太网信道的情况下可以达到40Gbps甚至更高的速率),同时也将通信距离提高到数十公里甚至上百公里。
一.
ATM
在局域网中不常用,主要应用在主干网中,这里只简单的介绍一下
ATM(Asychronous Transfer Mode,异步转移模式)是一种能高速传递综合业务信息、效率高、控制灵活、新颖的信息传递模式,已被 ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)确定为传送和交换语音。图像、数据及多媒体信息的工具,受到人们的广泛重视,是今天信息交换的热门话题之一。
ATM技术诞生有其必然性,随着信息化社会的到来,人们对通信的需求已远远超出传统电话及电报业务,数据通信、宽带通信需求日益增大,由于它们的带宽及业务量要求不同,传统通信手段已很难实现。例如,现有的网络都是为某种特定业务设计的,往往不适用其它业务:有线电视网不能传送电话业务,而电信网也不能传送电视信号。很显然这些网络技术对新业务的支持能力不够。人们希望将来最好只有一个网络存在,它不依赖于业务,可灵活、安全、经济、有效地利用所有资源,ATM技术就被视为实现的关键技术。
ATM系统是使用异步时分复用技术的快速分组交换方式,它将信息流分割成固定长度的ATM信元,能比较容易地实现各种信息流混合在一起的多媒体通信,能根据业务类型、传输速率等要求动态分配有效容量,对高速信息元传输频次高,对低速信息元传输频次低。因此ATM能采用单一的交换方式,支持从窄带话音、数据传输到HDTV等范围极广的各种业务。ATM信元由53B长度构成,其中 SB是信头,48B是信息域,所以在线路上传输的信息都是ATM信元。为了完成传送ATM信元的工作,一个典型的ATM交换机应有人线和出线处理、ATM交换单元和ATM控制三个基本部分,其中ATM交换单元是关键,它按照要求将人线上的ATM信元转送到需要的出线上去,从而完成交换动作。控制单元对交换单元的动作进行控制;人线处理对输入的ATM信元进行处理,使之适合ATM交换单元的要求;出线处理对交换单元送出的信元进行处理,使之适合线路传输的要求。
五.FDDI
由于FDDI造价比较高也基本不应用于局域网中,这里也简单的介绍下
光纤分布数据接口(FDDI)是目前成熟的LAN技术中传输速率最高的一种。这种传输速率高达100Mb/s的网络技术所依据的标准是ANSIX3T9.5。该网络具有定时令牌协议的特性,支持多种拓扑结构,传输媒体为光纤。使用光纤作为传输媒体具有多种优点:
1
、较长的传输距离,相邻站间的最大长度可达2KM,最大站间距离为200KM
2
、具有较大的带宽,FDDI的设计带宽为100Mb/s
3
、具有对电磁和射频干扰抑制能力,在传输过程中不受电磁和射频噪声的影响,也不影响其设备。
4
、光纤可防止传输过程中被分接偷听,也杜绝了辐射波的窃听,因而是最安全的传输媒体。
由光纤构成的FDDI,其基本结构为逆向双环。一个环为主环,另一个环为备用环。一个顺时针传送信息,另一个逆时针。当主环上的设备失效或光缆发生故障时,通过从主环向备用环的切换可继续维持FDDI的正常工作。这种故障容错能力是其它网络所没有的。
FDDI
使用了比令牌环更复杂的方法访问网络。和令牌环一样,也需在环内传递一个令牌,而且允许令牌的持有者发送FDDI帧。和令牌环不同,FDDI网络可在环内传送几个帧。这可能是由于令牌持有者同时发出了多个帧,而非在等到第一个帧完成环内的一圈循环后再发出第二个帧。
令牌接受了传送数据帧的任务以后,FDDI令牌持有者可以立即释放令牌,把它传给环内的下一个站点,无需等待数据帧完成在环内的全部循环。这意味着,第一个站点发出的数据帧仍在环内循环的时候,下一个站点可以立即开始发送自己的数据。
FDDI
用得最多的是用作校园环境的主干网。这种环境的特点是站点分布在多个建筑物中。FDDI也常常被划分在城域网MAN的范围。

六.
采用以太网技术的局域网组成示意
下图为基于光纤的双星型组网图

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