网络层 局域网的扩展

Posted 2021-06-11 Xiaohanahahah

局域网扩展 转发器 集线器 网桥 交换机

局域网的扩展

转发器——物理层的扩展

集线器——物理层的扩展

• 优点

• 扩大了局域网覆盖的地理范围；
• 方便、灵活、造价低廉；

• 缺点

• 组成了更大的碰撞域，总的吞吐量并未提高；
• 如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们互连起来。 

网桥——数据链路层的扩展

根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发。 当网桥收到一个帧时，并不是向所有的端口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个端口

 

特点

• 扩大物理范围；
• 隔离冲突域；
• 互连不同类型的网络；
• 增加了延时：具有不同 MAC 子层的网段桥接在一起时时延更大 

与集线器相比

网桥在转发帧之前必须执行 CSMA/CD 算法 在这一点上网桥的接口很像一个网卡,但网桥却没有网卡   

由于网桥没有网卡，因此网桥并不改变它转发的帧的源地址 

 

透明网桥

局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，因为网桥对各站来说是看不见的

透明网桥是一种即插即用设备，其标准是 IEEE 802.1D

为了避免产生转发的帧在网络中不断地兜圈子，透明网桥使用了支撑树算法：找出原来的网络拓扑结构的一个子集。 在这个子集里整个连通的网络中不存在回路 支撑树一旦确定，网桥就会将某些接口断开，以确保从原来的拓扑得出一个支撑树。

 

找出原来的网络拓扑结构的一个子集。 在这个子集里整个连通的网络中不存在回路 支撑树一旦确定，网桥就会将某些接口断开，以确保从原来的拓扑得出一个支撑树。 

 

网桥的转发表

• 初始：表为空。
• 表项获得:反向学习，通过查看到来帧的源地址，即可知从哪个端口可访问哪台机器。从来帧的源地址学习，如果网桥现在能够从端口 x 收到从源地址 A 发来的帧，那么以后就可以从端口 x 将帧转发到目的地址 A。
• 路由策略：扩散 把每一个到来的目的地不明确的帧输出到此网桥的每一个端口。
• 定期更新：网桥中有一进程定期扫描散列表，清除若干分钟前的表项。 重新学习 
• 转发表内登记的信息

• 站地址：收到帧的源地址
• 端口：收到帧进入的端口号
• 时间：收到帧进入的时间

• 转发原则

• 来源端口和目的地址对应的端口相同：丢弃  
• 来源端口和目的地址对应的端口不同：转发  
• 表中无此目标项：扩散

交换机——多端口的网桥

特点

以太网交换机的每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。 交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰撞地传输数据。

对于普通 10 Mb/s 的共享式以太网，若共有 N 个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(10 Mb/s)的 N 分之一。 使用以太网交换机时，在每个端口到主机的带宽还是 10 Mb/s，但用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享，对于拥有 N 对端口的交换机的总容量为 N*10 Mb/s。 

冲突域与广播域

广播域就是说如果站点发出一个广播信号后能接收到这个信号的范围。通常来说一个局域网就是一个广播域。冲突域指一个站点向另一个站点发出信号。除目的站点外，有多少站点能收到这个信号。这些站点就构成一个冲突域。冲突域通过集线器连接，广播域则通过交换机。