光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品課程開發(fā)室以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)教材
Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,TB000003以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ),ISSUE1.0,光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品課程開發(fā)室,引入,ET1單板可以使OptiX 2500+,(Metro3000),產(chǎn)品具有直接,接入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的功能,，從而將現(xiàn)有的 SDH 網(wǎng)升級(jí)為可以傳送以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的SDH網(wǎng)絡(luò)為了使大家能更好地掌握ET1單板以太網(wǎng)業(yè)務(wù)配置的原理，我們先要學(xué)習(xí)一些以太網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念我們有必要掌握以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)配置,學(xué)習(xí)目標(biāo),了解以太網(wǎng)發(fā)展的過(guò)程,掌握以太網(wǎng)發(fā)展的各個(gè)階段的網(wǎng)絡(luò)特性的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn),學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：,參考資料,以太網(wǎng)技術(shù),VLAN基礎(chǔ),生成樹協(xié)議原理及配置,以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí),以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）,HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）,L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）,VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）,L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）,GE/10GE 出現(xiàn)（未來(lái)社會(huì)）,以太網(wǎng)起源,以太網(wǎng)通信的原則：,同一時(shí)刻只能有一臺(tái)主機(jī)在發(fā)送，但可以有多臺(tái)主機(jī),同時(shí)接收廣播；,如果一個(gè)以太網(wǎng)報(bào)文被完全發(fā)送出去，則在鏈路上肯,定不會(huì)發(fā)生沖突，即理論上不再需要發(fā)送第二次。
以太網(wǎng)起源,原始社會(huì)的主要矛盾,原始社會(huì)中沒(méi)有階級(jí)關(guān)系，所有的主機(jī)都以平等的地位連接到同,軸電纜上，但如果以太網(wǎng)中主機(jī)數(shù)目較多，則存在以下嚴(yán)重問(wèn)題：,介質(zhì)可靠性差,沖突嚴(yán)重,廣播泛濫,無(wú)任何安全性,其中,介質(zhì)可靠性差,是原始社會(huì)的主要社會(huì)矛盾，當(dāng)時(shí)的社會(huì)生產(chǎn)力異常低下以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí),以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）,HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）,L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）,VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）,L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）,GE/10GE 出現(xiàn)（未來(lái)社會(huì)）,HUB出現(xiàn),從同軸電纜到雙絞線：,80年代末期，非屏蔽雙絞線（UTP）出現(xiàn)，并迅速得到廣泛的應(yīng)用UTP的巨大優(yōu)勢(shì)在于：,價(jià)格低廉，只有同軸電纜的幾分之一；,制作簡(jiǎn)單，成功率高；,收發(fā)使用不同的線纜，為實(shí)現(xiàn)全雙工奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)；,邏輯拓?fù)湟琅f是總線的，但物理拓?fù)渥優(yōu)樾切危箚味尉€纜的故障不會(huì)影響到這個(gè)網(wǎng)絡(luò)HUB出現(xiàn),傳統(tǒng)以太網(wǎng)連接設(shè)備,HUB,設(shè)備工作模型,：,僅僅是物理上的連接設(shè)備,HUB出現(xiàn),傳統(tǒng)以太網(wǎng)連接設(shè)備,HUB,設(shè)備工作原理,：,所有的HUB都是半雙工的,HUB僅僅改變了以太網(wǎng)的物理拓?fù)?HUB出現(xiàn),HUB的沖突域：,HUB對(duì)所連接的LAN只做信號(hào)的中繼，,所有的物理設(shè)備構(gòu)成了一個(gè)沖突域。
HUB出現(xiàn),HUB（奴隸社會(huì)）的主要矛盾,從奴隸社會(huì)開始，以太網(wǎng)中第一次出現(xiàn)了階級(jí)的概念：統(tǒng)治階級(jí)和被統(tǒng)治階級(jí)被統(tǒng)治階級(jí)通常是生產(chǎn)者（主機(jī)），網(wǎng)絡(luò)中的流量只要由生產(chǎn)者產(chǎn)生統(tǒng)治階級(jí)通常指網(wǎng)絡(luò)中的連接和交換設(shè)備（HUB），雖然他們不從事生產(chǎn)勞動(dòng)，但卻對(duì)勞動(dòng)果實(shí)有分配權(quán)奴隸社會(huì)存在如下社會(huì)矛盾：,沖突嚴(yán)重,廣播泛濫,無(wú)任何安全性,其中,沖突嚴(yán)重,是奴隸社會(huì)的主要社會(huì)矛盾，當(dāng)時(shí)的社會(huì)生產(chǎn)力非常低下以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí),以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）,HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）,L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）,VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）,L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）,GE/10GE 出現(xiàn)（未來(lái)社會(huì)）,L2出現(xiàn),BRIDGE/以太網(wǎng)交換機(jī)/L2設(shè)備工作模型,：,L2出現(xiàn),二層交換機(jī)原理：,接收網(wǎng)段上的所有數(shù)據(jù)幀；,利用接收數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址來(lái)建立MAC地址表（源地址自學(xué)習(xí)），使用地址老化機(jī)制進(jìn)行地址表維護(hù)；,在MAC地址表中查找數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址，如果找到就將該數(shù)據(jù)幀發(fā)送到相應(yīng)的端口（不包括源端口），如果找不到，就向所有的端口（不包括源端口）發(fā)送；,向所有端口（不包括源端口）轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀和多播幀問(wèn)題,為什么向所有的端口發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)不包含源端口呢？,解答,不向源端發(fā)送，是為了防止廣播風(fēng)暴。
原因:,從這個(gè)端口接收的報(bào)文，肯定被這個(gè)端口所在的網(wǎng)段已知，所以沒(méi)有必要從這個(gè)端口再發(fā)送一遍不僅僅是沒(méi)有必要的問(wèn)題，而是一定不能再發(fā)送，因?yàn)檫@樣一個(gè)報(bào)文會(huì)在網(wǎng)段中出現(xiàn)兩次造成嚴(yán)重錯(cuò)誤L2出現(xiàn),二層交換機(jī)硬件結(jié)構(gòu)：,L2的轉(zhuǎn)發(fā)完全由硬件通過(guò)ASIC實(shí)現(xiàn)L2出現(xiàn),全雙工就是解放生產(chǎn)力：,實(shí)現(xiàn)全雙工的物質(zhì)保證：,支持全雙工的網(wǎng)卡芯片收發(fā)線路完全分離,物理介質(zhì)點(diǎn)到點(diǎn)的連接（HUB都是半雙工的）全雙工對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)的影響：,最大吞吐量達(dá)到雙倍速率；從根本上解決了以太網(wǎng)的沖突問(wèn)題，以太網(wǎng)從此告別CSMA/CD支持全雙工的設(shè)備：,最近10年制造的網(wǎng)卡、L2、路由器，HUB除外L2出現(xiàn),生成樹協(xié)議(STP)解決環(huán)路問(wèn)題：,通過(guò)阻斷冗余鏈路來(lái)消除橋接網(wǎng)絡(luò)中可能存在的路徑回環(huán)當(dāng)前活動(dòng)路徑發(fā)生故障時(shí)激活冗余備份鏈路恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連通性L2出現(xiàn),沖突域：,L2對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)幀根據(jù)MAC地址進(jìn)行二層轉(zhuǎn)發(fā)，沖突域被限制到了一個(gè)端口上但是無(wú)法限制廣播域的大小L2出現(xiàn),L2（封建社會(huì)）的主要矛盾,在封建社會(huì)中，全雙工和L2帶來(lái)了以太網(wǎng)社會(huì)生產(chǎn)力的兩次重大飛躍，徹底解決了困擾以太網(wǎng)的沖突問(wèn)題，極大的促進(jìn)了社會(huì)進(jìn)步并且以太網(wǎng)的安全性也有所提高。
但封建社會(huì)仍舊存在如下社會(huì)矛盾：,廣播泛濫,安全性仍舊無(wú)法得到有效的保證,其中,廣播泛濫嚴(yán)重,是封建社會(huì)的主要社會(huì)矛盾以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí),以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）,HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）,L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）,VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）,L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）,GE/10GE 出現(xiàn)（未來(lái)社會(huì)）,VLAN出現(xiàn),VLAN的起源基于端口分組：,解決廣播泛濫問(wèn)題的主導(dǎo)思想：將沒(méi)有互訪需求的主機(jī)隔離開特點(diǎn)：,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但只能適用于一臺(tái)交換機(jī)VLAN出現(xiàn),多個(gè)交換機(jī)劃分VLAN：,特點(diǎn)：,必須有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)VLANVLAN出現(xiàn),VLAN的標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.1Q：,VLAN ID 12bits 范圍：（04095）,正是這12bits徹底改變了傳統(tǒng)的以太網(wǎng)VLAN出現(xiàn),VLAN的劃分：,根據(jù)使用策略不同，VLAN可以分為：,基于端口劃分的VLAN,基于MAC地址劃分的VLAN,基于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議劃分的VLAN,基于IP組播的VLAN,基于組合策略的VLAN,VLAN出現(xiàn),以太網(wǎng)設(shè)備與802.1Q幀：,以太網(wǎng)中的哪些設(shè)備識(shí)別802.1Q幀格式？,網(wǎng)絡(luò)終端用戶設(shè)備,（如安裝了以太網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)）,網(wǎng)絡(luò)交換互連設(shè)備,（如以太網(wǎng)交換機(jī)）,VLAN出現(xiàn),以太網(wǎng)交換機(jī)的端口分類：,Access/Untagged/端口：,如果以太網(wǎng)交換機(jī)的某個(gè)端口所連的設(shè)備（通常,連接的是主機(jī)）都不識(shí)別802.1Q幀，那么該端口,就是Access端口。
Trunk/Tag Aware/Tagged/端口：,如果以太網(wǎng)交換機(jī)的某個(gè)端口所連的設(shè)備（通常,連接L2）可以識(shí)別802.1Q幀，那么該端口就是,Trunk端口VLAN出現(xiàn),三個(gè)ID：,VID：,以太網(wǎng)幀中所攜帶的表示該幀所屬的VLAN的ID，,（就是改變以太網(wǎng)世界的那12個(gè)bit）PVID：,L2上的所有端口（包括Acess和Trunk），必須指明屬于哪個(gè)VLANTrunk allow Vlan ID：,在Trunk端口上，必須標(biāo)識(shí)出允許那些vlan通過(guò)VLAN出現(xiàn),三大紀(jì)律：,UNTAGGED端口不能接TAGGED端口兩個(gè)相連的TAGGED端口的PVID值要求一致與不支持802.1Q的設(shè)備相連的端口不能是TAGGED端口VLAN出現(xiàn),VLAN（資本主義社會(huì)）的主要矛盾,在資本主義社會(huì)中，VLAN技術(shù)成功地解決了廣播問(wèn)題，并且使以太網(wǎng)的安全性有了進(jìn)一步的提高，此時(shí)的以太網(wǎng)技術(shù)趨于完美，社會(huì)生產(chǎn)力極大提高，社會(huì)物質(zhì)生產(chǎn)空前繁榮但資本主義社會(huì)仍舊存在如下社會(huì)矛盾：,人民群眾日益增長(zhǎng)的過(guò)量物質(zhì)文化需求與落后的社會(huì)生產(chǎn)力之間的矛盾,例如：使用VLAN來(lái)劃分網(wǎng)絡(luò)后，網(wǎng)絡(luò)的效率提高不少，可是本來(lái)不需要相互訪問(wèn)的兩個(gè)部門，現(xiàn)在又要少量的訪問(wèn)需求，該怎么辦到呢？,VLAN出現(xiàn),解決辦法使用路由器連接不同的VLAN,前提：,VLAN和IP子網(wǎng)間是一對(duì)一的關(guān)系。
以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí),以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）,HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）,L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）,VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）,L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）,GE/10GE 出現(xiàn)（未來(lái)社會(huì)）,L3出現(xiàn),三層交換機(jī)功能模型：,三層交換機(jī)功能上相當(dāng)于右圖中大方框中的部分,三層交換機(jī)把支持VLAN的二層交換機(jī)和路由器的功能集成在一起了，因此常常稱之為二三層交換機(jī),二層交換機(jī)的功能和路由器的功能，在三層交換機(jī)中分別體現(xiàn)為二層VLAN轉(zhuǎn)發(fā)引擎和三層轉(zhuǎn)發(fā)引擎兩個(gè)部分,二層VLAN引擎與支持VLAN的二層交換機(jī)的二層轉(zhuǎn)發(fā)引擎是相同的，是用硬件支持多個(gè)VLAN的二層轉(zhuǎn)發(fā),三層轉(zhuǎn)發(fā)引擎使用硬件ASIC技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速的IP轉(zhuǎn)發(fā),對(duì)應(yīng)到IP網(wǎng)絡(luò)模型中，每個(gè)VLAN對(duì)應(yīng)一個(gè)IP網(wǎng)段，三層交換機(jī)中的三層轉(zhuǎn)發(fā)引擎在各個(gè)網(wǎng)段（VLAN）間轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文，實(shí)現(xiàn)VLAN之間的互通，因此三層交換機(jī)的路由功能通常叫做VLAN間路由（Inter-VLAN Routing）,L3出現(xiàn),L3（,社會(huì)主義社會(huì)）的主要矛盾,L3在這場(chǎng)斗爭(zhēng)中，失去只是局域網(wǎng)的枷鎖，得到的卻是整個(gè)internet,L3雖然幾乎具備了路由器的所有功能，但在走向廣域網(wǎng)的過(guò)程中卻遇到了廣域網(wǎng)接口帶寬不足，路由性能低下的尷尬。
以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí),以太網(wǎng)起源（原始社會(huì)）,HUB出現(xiàn)（奴隸社會(huì)）,L2出現(xiàn)（封建社會(huì)）,VLAN出現(xiàn)（資本主義社會(huì)）,L3出現(xiàn)（社會(huì)主義社會(huì)）,GE/10GE 出現(xiàn)（未來(lái)社會(huì)）,GE/10GE出現(xiàn),千兆以太網(wǎng)：,千兆以太網(wǎng)物理層有序集,Start_Of_Packet：,在傳輸具體數(shù)據(jù)的開始，發(fā)送該有序集IDLE,需要注意的，在沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候物理鏈路也不空閑，,而是傳輸該有序集來(lái)保持激活狀態(tài)End_Of_Packet,具體數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束的時(shí)候發(fā)送該有序集，指示數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束Configuration,封裝自動(dòng)協(xié)商數(shù)據(jù),GE/10GE出現(xiàn),GE對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)的影響：,GE就是解放生產(chǎn)力！,以低廉的價(jià)格提供巨大的帶寬,對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)提供平滑的升級(jí)和良好的兼容,GE的出現(xiàn)使以太網(wǎng)技術(shù)從企業(yè)網(wǎng)走向城域網(wǎng),10GE就是解放生產(chǎn)力！,10G是目前路由器技術(shù)中所能達(dá)到的最高單端口帶寬，而10GE由于具有以太網(wǎng)技術(shù)的許多天然優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在10G POS之前，并很可能取而代之10GE的出現(xiàn)將使以太網(wǎng)技術(shù)最終沖出城域網(wǎng)，走向骨干網(wǎng)Internet,小結(jié),以太網(wǎng)的世界,從數(shù)據(jù)報(bào)文在擁擠的同軸電纜上毫無(wú)保證地低速裸奔，到全雙工的雙絞線，到在10GE光纖中無(wú)阻塞交換.,以太網(wǎng)的社會(huì)發(fā)展簡(jiǎn)史就是一部生產(chǎn)力發(fā)展的歷史！,從主機(jī)到HUB到L2到L3.,以太網(wǎng)的社會(huì)發(fā)展簡(jiǎn)史就是一部階級(jí)斗爭(zhēng)的歷史！,從毫無(wú)安全性可言的廣播共享，到初具安全功能的VLAN，到路不拾遺、夜不閉戶的802.1x.,以太網(wǎng)的社會(huì)發(fā)展簡(jiǎn)史就是一部道德水準(zhǔn)不斷提高，精神文明不斷進(jìn)步的歷史！,從企業(yè)網(wǎng)到城域網(wǎng)到骨干網(wǎng).,以太網(wǎng)的社會(huì)發(fā)展簡(jiǎn)史就是一部擴(kuò)張版圖、探索未知世界的歷史！,小結(jié),重點(diǎn)掌握為什么會(huì)有以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的各個(gè)階段？,重點(diǎn)理解以太網(wǎng)各個(gè)發(fā)展階段的優(yōu)、缺點(diǎn),演講完畢，謝謝觀看！,內(nèi)容總結(jié),TB000003以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)ISSUE1.0。
同一時(shí)刻只能有一臺(tái)主機(jī)在發(fā)送，但可以有多臺(tái)主機(jī)同時(shí)接收廣播從奴隸社會(huì)開始，以太網(wǎng)中第一次出現(xiàn)了階級(jí)的概念：統(tǒng)治階級(jí)和被統(tǒng)治階級(jí)BRIDGE/以太網(wǎng)交換機(jī)/L2設(shè)備工作模型：利用接收數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址來(lái)建立MAC地址表（源地址自學(xué)習(xí)），使用地址老化機(jī)制進(jìn)行地址表維護(hù)最近10年制造的網(wǎng)卡、L2、路由器，HUB除外L2對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)幀根據(jù)MAC地址進(jìn)行二層轉(zhuǎn)發(fā)，沖突域被限制到了一個(gè)端口上VLAN的起源基于端口分組：多個(gè)交換機(jī)。
