局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

1、局域網(wǎng)局域網(wǎng)(LAN)組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)Local-Area Networks 工作在一個相對有限的地理范圍內(nèi) 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)具有高帶寬的傳輸媒質(zhì)并支持多點(diǎn)訪問 網(wǎng)絡(luò)一般處于私用的管理之下 對本地業(yè)務(wù)提供full-time 的支持 根據(jù)定義，LAN 互聯(lián)一些地理上鄰接的設(shè)備IEEE 802 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)Data Link(frames)Physical(bits,signals,clocking)Ethernet802.2 LLC802.3CSMA/CDMACPhysical802.4令牌總線令牌總線MACPhysical802.5令牌環(huán)令牌環(huán)MACPhysicalLAN 數(shù)據(jù)鏈路層的子層數(shù)據(jù)鏈路層的子層N

2、etworkData LinkPhysicalLLCMACLogical Link ControlMedia Access ControlPacket802.2 LLCMAC Frame與具體媒質(zhì)有關(guān)的功能都集中在與具體媒質(zhì)有關(guān)的功能都集中在MAC 子層子層LLC 子層的主要功能子層的主要功能建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯連接提供與高層的接口(Service Access Point)差錯控制給幀加上序號局域網(wǎng)對局域網(wǎng)對LLC 子層是透明的，只有下到子層是透明的，只有下到MAC 子子層才能看見所連接的是什么標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)層才能看見所連接的是什么標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)(總線網(wǎng)、總線網(wǎng)、或令牌環(huán)網(wǎng)或令牌環(huán)網(wǎng)MAC

3、 子層的功能子層的功能 對高層數(shù)據(jù)進(jìn)行封幀、解幀 比特差錯控制 實(shí)現(xiàn)和維護(hù)MAC 協(xié)議 尋址Vendor CodeSerial Number24 bits24 bits在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出廠時在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出廠時MAC 地址被燒在地址被燒在ROM 里面里面地址解析協(xié)議地址解析協(xié)議(Address Resolution Protocol)本地網(wǎng)中地址解析協(xié)議本地網(wǎng)中地址解析協(xié)議 (ARP) (ARP) 的運(yùn)作過程的運(yùn)作過程主機(jī)主機(jī) A主機(jī)主機(jī) B主機(jī)主機(jī) ZARP 廣播請求廣播請求(主機(jī)主機(jī)Z 的的MAC 地址？地址？)ARP 應(yīng)答應(yīng)答(至主機(jī)至主機(jī)A)(這是主機(jī)這是主機(jī)Z 的的 MAC 地址地址)非本地網(wǎng)

4、中地址解析協(xié)議非本地網(wǎng)中地址解析協(xié)議 (ARP) (ARP) 的運(yùn)作過程的運(yùn)作過程主機(jī)主機(jī) A主機(jī)主機(jī) BARP 廣播請求廣播請求(缺省網(wǎng)關(guān)缺省網(wǎng)關(guān) 的的MAC 地址？地址？)ARP 應(yīng)答應(yīng)答(至主機(jī)至主機(jī)A)(這是缺省網(wǎng)關(guān)這是缺省網(wǎng)關(guān) 的的 MAC 地址地址)路由器路由器 X(缺省網(wǎng)關(guān)設(shè)為路由器的端口缺省網(wǎng)關(guān)設(shè)為路由器的端口)非本地網(wǎng)中地址解析協(xié)議非本地網(wǎng)中地址解析協(xié)議 (ARP) (ARP) 的運(yùn)作過程的運(yùn)作過程主機(jī)主機(jī) A主機(jī)主機(jī) BARP 廣播請求廣播請求(主機(jī)主機(jī)Z 的的MAC 地址？地址？)ARP 應(yīng)答應(yīng)答(至主機(jī)至主機(jī)A)(這是路由器這是路由器X 的的 MAC 地址地址)路由器路

5、由器 X(檢查自己的路由檢查自己的路由表中有無表中有無 到達(dá)到達(dá)Z的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò))(proxy arp server)(缺省網(wǎng)關(guān)設(shè)為本機(jī)缺省網(wǎng)關(guān)設(shè)為本機(jī))組建組建LAN 常用的組網(wǎng)技術(shù)常用的組網(wǎng)技術(shù) FDDI ATM Ethernet/Fast Ethernet/Gigabit EthernetFDDI 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成DACDACDASDual-HomedSASDAS:Dual Attachment StationsSAS:Single-Attachment StationsDAC:Dual Attachment ConcentratorEthernet/Fast Ethernet/G

6、iga Ethernet10 BaseT10 BaseF10 Base210 Base5100 BaseT100 BaseF1000 BaseSx1000 BaseLxABCD廣播型多點(diǎn)訪問網(wǎng)絡(luò)廣播型多點(diǎn)訪問網(wǎng)絡(luò)對于A 點(diǎn)發(fā)出的廣播數(shù)據(jù)包，B、C、D等各點(diǎn)都會接收并進(jìn)行處理；對于A 向D 發(fā)送的點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，B和C 點(diǎn)接收到之后將在數(shù)據(jù)鏈路層以下把其丟棄，只有D 會對數(shù)據(jù)包進(jìn)行接收和處理。多點(diǎn)訪問技術(shù)多點(diǎn)訪問技術(shù) 隨機(jī)接入：隨機(jī)接入：ALOHA 受控接入受控接入集中式控制方式：輪詢分散式控制方式：令牌隨機(jī)接入技術(shù)：隨機(jī)接入技術(shù)：ALOHA1234隨機(jī)接入技術(shù)：隨機(jī)接入技術(shù)：ALOHA吞吐量吞

7、吐量S網(wǎng)絡(luò)負(fù)載網(wǎng)絡(luò)負(fù)載G0.1840.5純純ALOHA 吞吐量的技術(shù)曲線吞吐量的技術(shù)曲線SGe-2G802.3 規(guī)定的無效幀規(guī)定的無效幀 幀長與數(shù)據(jù)長度字段不一致 幀長不是整數(shù)個字節(jié) 用收到的幀校驗(yàn)序列FCS 檢測到幀有差錯 幀長小于規(guī)定的最小值(64 or 512 bytes)前同步碼前同步碼802.3 MAC 幀幀目的地址目的地址源地址源地址數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)長度 LLC 幀幀(數(shù)據(jù)數(shù)據(jù))FCS使用網(wǎng)橋來隔離沖突域使用網(wǎng)橋來隔離沖突域TokenRing使用網(wǎng)橋使用網(wǎng)橋(交換機(jī)交換機(jī))的好處的好處 隔離沖突域、改善性能 擴(kuò)大了物理范圍 增加了工作站的最大數(shù)目 可互聯(lián)不同類型的局域網(wǎng)透明網(wǎng)橋的工作原

8、理透明網(wǎng)橋的工作原理在端口x上收到無差錯的幀在站表中找到目的站？否是方向?yàn)槎丝趚？是否丟棄此幀向正確的方向轉(zhuǎn)發(fā)此幀向除x 之外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)此幀源站在站表中？將源站加入站表中，置定時器更新方向和定時器是否兜圈子問題的解決：兜圈子問題的解決：Spanning Tree Protocol廣播風(fēng)暴問題的解決：隔離廣播域廣播風(fēng)暴問題的解決：隔離廣播域普通廣播消息普通廣播消息未知目標(biāo)地址的消息未知目標(biāo)地址的消息普通廣播消息普通廣播消息未知目標(biāo)地址的消息未知目標(biāo)地址的消息虛擬網(wǎng)虛擬網(wǎng) 1虛擬網(wǎng)虛擬網(wǎng) 2劃分虛擬網(wǎng)(VLAN)802.1Q標(biāo)記方案標(biāo)記方案Destination AddressSource A

9、ddressEtherType = TPIDMAC Length/TypeMAC DATAPADFCS662242-15004Tag Control Information2用于用于: IEEE 802.3ac IEEE 802.1Q IEEE 802.1pUserPriorityCFIVID (VLAN ID) ?2 bits31劃分跨越主干的虛擬網(wǎng)劃分跨越主干的虛擬網(wǎng)在快速以太網(wǎng)上通過在快速以太網(wǎng)上通過ISL/VLT/802.1Q 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)在在FDDI 上通過上通過802.10 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)在在ATM 上通過上通過LANE 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)VLAN1VLAN2巧妙使用多個生成樹提高效率巧妙使用多個生成

10、樹提高效率以太局域網(wǎng)中的其他技術(shù)以太局域網(wǎng)中的其他技術(shù) 全雙工(Full_duplex)以太網(wǎng) Fast Ethernet Channel(CISCO) Gigabit Channel(LUCENT)局域網(wǎng)仿真局域網(wǎng)仿真 (LANE)對高層隱藏了ATM讓 ATM 看起來象以太網(wǎng)/令牌環(huán)網(wǎng)NIC, 局域網(wǎng)交換機(jī)和ATM路由器都 支持LANEEmulated LAN (ELAN) SegmentATM NetworkLANE 服務(wù)基本原理服務(wù)基本原理LAN Emulation ServicesLANE Config Server (LECS)InitializationLANE Server (L

11、ES)Address ResolutionBroadcast and Unknown Server (BUS)Data FloodingLAN Emulation ClientsLANE 1.0 回顧回顧 (LEC VCCs)EthernetData Direct VCCMulticast Send VCCControl Direct VCCControl Distribute PMP VCCConfiguration Direct VCCLECLECLECSLESBUSLANE 1.0 的局限性的局限性無LANE服務(wù)冗余每個ELAN只有一個LECS、LES和BUS有限的伸縮性能:無 QoS(

12、只有UBR)無 ABR 支持在一個單一VC上無法多路復(fù)用多個數(shù)據(jù)流無特定的多點(diǎn)廣播功能 (組)擴(kuò)展局域網(wǎng)仿真網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展局域網(wǎng)仿真網(wǎng)絡(luò)LANE 設(shè)計(jì)事宜廣播域大小LANE BUS 性能LANE VC 消耗ATM 交換機(jī)要求Connection set-up performance (calls per second)Private Network-to-Node Interface (PNNI)Additional congestion control mechanismLANE 2.0 增加了LE 服務(wù)冗余性能，從而增強(qiáng)了LANE環(huán)境的健壯性能LANE 2.0 增加了支持 ABR, QoS 級和

13、信息流多路復(fù)用的性能LANE 2.0 提供了特別多點(diǎn)廣播服務(wù)，從而具有更好的多點(diǎn)廣播管理功能和可伸縮性能在已經(jīng)取得成功和比較成熟的 LANE 1.0 標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上，開發(fā)出了LANE2.0LANE 2.0MPOA 的目的的目的讓 L3 協(xié)議利用 ATM 設(shè)備間的直接VC，而不必總是通過路由器傳輸VLAN間和子網(wǎng)的通信訪問ATM QoS；L3至ATM QoS的集成其它的MPOA 目的將轉(zhuǎn)發(fā)功能與路由計(jì)算功能分開好處：低成本的L2/L3轉(zhuǎn)發(fā)器與局域網(wǎng)交換機(jī)中完整的路由器要求附接遺留設(shè)備的主機(jī)不發(fā)生變化利用/融合其它工作組（如 LANE, IETF, IEEE)的工作支持支持VLAN 間直通式通信的間直通式通信的MPOA473. Inter-VLAN Traffic via Resultant Direct cut-through Connection1. Initially Packets Routed