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第四章 局域网

2022-08-20 09:01:11  阅读:152  来源: 互联网

标签:端口 局域网 MAC 网桥 链路 以太网 第四章


一、局域网定义

  • 局域网与城域网(LAN/MAN)

指有限区域内的多台计算机通过传输介质互联,所组成的封闭网络。实现数据通信和资源共享的目的。

(局域网是分组广播式的网络;广域网是分组交换)

  • 常用传输介质

双绞线、同轴电缆、光纤

  • 典型特点

覆盖的地理范围小,具有较高的数据传输速率和较低的时延。

局域网拓扑结构





二、IEEE802标准

电子电气工程师协会(简称:IEEE ,802是其中的一个标准)

OSI参考模型

逻辑链路控制子层

逻辑链路控制LLC:目的是屏蔽不同的介质访问控制方法,向高层提供统一的服务和接口。

三、介质访问控制子层

介质访问控制MAC,其中长度字段表示数据的实际长度,最大1500。1501及以上表示上层协议类型。MAC地址采用16进制表示,共6B(48位),有IEEE和厂家烧制在网卡上

MAC子层各种介质访问控制技术两个因素:

1、“在哪里控制” :集中、分布; 2、“如何控制” :同步控制与异步控制。

四、以太网技术-CSMA/CD协议

载波监听多路访问(简称:CSMA) ,/CD是冲突检测

  • 载波监听过程

  • 冲突检测方法

以太网的端到端往返时延2t成为争用期,或碰撞窗口

最短帧长计算:L=2R d/v(传输时延=帧长L/传输速率R>=2传播时延)

  • 二进制后退指数算法:后退次数与负载大小有关,重发次数16

以太网技术-局域网命名规则

以太网技术-传输介质

以太网技术-快速以太网技术

以太网技术-千兆以太网技术

以太网技术-万兆以太网技术

以太网技术-冲突域和广播域

以太网技术-交换机以太网

以太网技术-以太网帧格式

五、VLAN技术

VALN标准802.1q(dot1q):在原来数据帧中增加了4B的控制信息,其中12位VALN标识符VID.可用4094个VALN。下图是802.1q帧格式:

VLAN的划分

VLAN的配置

六、TRUNK

Trunk封装协议

以太网上实现中继可用两种封装类型

七、VALN中继协议-VTP原理

VTP协议功能

从一个控制点,维护整个VTP域中VALN添加、删除和重命名。通过TRUNK链路广播传送VTP通告。

八、STP生成树

局域网互联设备:2层网桥(生成树、源路由);3层交换机、路由器。

生成树网桥:又叫透明网桥,IEEE802.1d,生成树算法。基本思想是在网桥之间传递BPDU,比较参数,根据STP打开好端口,阻塞差端口,沿着好的端口建立路径。边走边拐弯。用于以太网。

生成树网桥步骤:

  1. 确定根桥
  2. 确定根端口(指定桥上只有1个)
  3. 确定指定端口
  4. 阻塞剩余端口
  5. 形成无环网络

生成树网桥计算数据:

  1. 确定根桥ID(BID):网桥ID(优先级+MAC地址)选最小。优先级0~65535,默认32768(4096的倍数)。

    链路开销:10M: 100 ;100M: 19 ; 1000M: 4 ; 10G: 2

  2. 确定根端口:根路径成本;自身网桥ID最小;端口ID最小(优先级+编号)

  3. 确定指定端口:根桥的端口都是指定端口DP;根路径成本;自身网桥ID最小;端口ID最小(优先级+编号:优先级0~255,默认128。)

生成树端口的四种状态:

  1. Blocking(阻塞):接受BPDU,不学习MAC地址,不转发数据帧。20s
  2. Listening(侦听):接收BPDU,不学习MAC地址,不转发数据帧,但交换机向其他交换机通告该端口,参与选举根端口或指定端口。
  3. Learning(学习):接受BPDU,学习MAC地址,不转发数据帧。
  4. Forwarding(转发):正常转发数据帧。

阻塞 -->20秒-->侦听-->15秒-->学习-->15秒-->转发 链路在没有问题的情况下,至少需要50秒连通 。

九、RSTP-快速生成树

十、以太网通道

以太网通道:

多条物理链路捆绑成一条逻辑链路,实现负载均衡、提高带宽。

容错:当一条链路失效时,其他链路通信。

配置规则:

参与捆绑的端口同属一个valn

如果端口配置是中继模式,另外一段的所有端口都应该配置相同

以太网通道协议:

LACP(IEEE标准)、PAGP(CISCO私有协议)

十一、综合布线系统

十二、无线局域网

无线局域网,两大阵营:IEEE802.11面向数据无连接和欧洲邮电委HIPERLAN面向语音有连接。

无线局域网WLAN两种结构:

  1. 基础设施网络
  2. 特殊网络Ad Hoc

AP分类:

FAT:一般指无线路由器。

FIT:一般指无线网关或网桥,需要AC同一控制。

无线局域网WLAN的三种技术:

  1. 红外线(光波):定向光束红外线,全向光波红外线,漫反射红外线。
  2. 扩展频谱(电波):频率跳动FHSS,直接序列DSSS。
  3. 窄带微波(电波):申请许可证RF,免许可证RF。

CSMA/CA:载波监听多路访问冲突避免,解决隐匿终端的问题。

  1. 传数据先检测,如果探测到网络中没有数据,则等待一个IFS时间,再随机选择一个时间片继续探测,如果无线网络中还没有活动的话,就发送。
  2. 送出数据前,先送一段小小的请求报文给目标端,收到目标端回应后,在传送大量的数据,确保不会碰撞,开销小。

三种帧间隔IFS:

  1. DIFS(分布式协调IFS)最长,优先级最低。
  2. PIFS(点协调IFS)中等长度,优先级居中。
  3. SIFS(短IFS)最短,优先级最高立即响应。

无线加密协议WEP:认证和加密,明文。

无线保护接入WPA/WPA2:802.1X认证、RC4加密和TKIP数据完整性。

Ad Hoc网络:节点之间对等。每个节点即主机,又是路由器,形成自组织网MANET.

无线网络的安全:

  1. 隐藏SSID
  2. MAC地址过滤
  3. WEP/WPA/WPA2
  4. 802.11i

标签:端口,局域网,MAC,网桥,链路,以太网,第四章
来源: https://www.cnblogs.com/xxzxw/p/16607127.html

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