局域网组网技术

1、局域网局域网(LAN)组网技术组网技术Local-Area Networks 工作在一个相对有限的地理范围内 网络内具有高带宽的传输媒质并支持多点访问 网络一般处于私用的管理之下 对本地业务提供full-time 的支持 根据定义，LAN 互联一些地理上邻接的设备IEEE 802 标准标准Data Link(frames)Physical(bits,signals,clocking)Ethernet802.2 LLC802.3CSMA/CDMACPhysical802.4令牌总线令牌总线MACPhysical802.5令牌环令牌环MACPhysicalLAN 数据链路层的子层数据链路层的子层N

2、etworkData LinkPhysicalLLCMACLogical Link ControlMedia Access ControlPacket802.2 LLCMAC Frame与具体媒质有关的功能都集中在与具体媒质有关的功能都集中在MAC 子层子层LLC 子层的主要功能子层的主要功能建立和释放数据链路层的逻辑连接提供与高层的接口(Service Access Point)差错控制给帧加上序号局域网对局域网对LLC 子层是透明的，只有下到子层是透明的，只有下到MAC 子子层才能看见所连接的是什么标准的局域网层才能看见所连接的是什么标准的局域网(总线网、总线网、或令牌环网或令牌环网MAC

3、 子层的功能子层的功能 对高层数据进行封帧、解帧 比特差错控制 实现和维护MAC 协议 寻址Vendor CodeSerial Number24 bits24 bits在网络设备出厂时在网络设备出厂时MAC 地址被烧在地址被烧在ROM 里面里面地址解析协议地址解析协议(Address Resolution Protocol)本地网中地址解析协议本地网中地址解析协议 (ARP) (ARP) 的运作过程的运作过程主机主机 A主机主机 B主机主机 ZARP 广播请求广播请求(主机主机Z 的的MAC 地址？地址？)ARP 应答应答(至主机至主机A)(这是主机这是主机Z 的的 MAC 地址地址)非本地网

4、中地址解析协议非本地网中地址解析协议 (ARP) (ARP) 的运作过程的运作过程主机主机 A主机主机 BARP 广播请求广播请求(缺省网关缺省网关 的的MAC 地址？地址？)ARP 应答应答(至主机至主机A)(这是缺省网关这是缺省网关 的的 MAC 地址地址)路由器路由器 X(缺省网关设为路由器的端口缺省网关设为路由器的端口)非本地网中地址解析协议非本地网中地址解析协议 (ARP) (ARP) 的运作过程的运作过程主机主机 A主机主机 BARP 广播请求广播请求(主机主机Z 的的MAC 地址？地址？)ARP 应答应答(至主机至主机A)(这是路由器这是路由器X 的的 MAC 地址地址)路由器路

5、由器 X(检查自己的路由检查自己的路由表中有无表中有无 到达到达Z的网络的网络)(proxy arp server)(缺省网关设为本机缺省网关设为本机)组建组建LAN 常用的组网技术常用的组网技术 FDDI ATM Ethernet/Fast Ethernet/Gigabit EthernetFDDI 网络结构组成网络结构组成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广播型多点访问网络广播型多点访问网络对于A 点发出的广播数据包，B、C、D等各点都会接收并进行处理；对于A 向D 发送的点到点的数据包，B和C 点接收到之后将在数据链路层以下把其丢弃，只有D 会对数据包进行接收和处理。多点访问技术多点访问技术 随机接入：随机接入：ALOHA 受控接入受控接入集中式控制方式：轮询分散式控制方式：令牌随机接入技术：随机接入技术：ALOHA1234随机接入技术：随机接入技术：ALOHA吞吐量吞

7、吐量S网络负载网络负载G0.1840.5纯纯ALOHA 吞吐量的技术曲线吞吐量的技术曲线SGe-2G802.3 规定的无效帧规定的无效帧 帧长与数据长度字段不一致 帧长不是整数个字节 用收到的帧校验序列FCS 检测到帧有差错 帧长小于规定的最小值(64 or 512 bytes)前同步码前同步码802.3 MAC 帧帧目的地址目的地址源地址源地址数据长度数据长度 LLC 帧帧(数据数据)FCS使用网桥来隔离冲突域使用网桥来隔离冲突域TokenRing使用网桥使用网桥(交换机交换机)的好处的好处 隔离冲突域、改善性能 扩大了物理范围 增加了工作站的最大数目 可互联不同类型的局域网透明网桥的工作原

8、理透明网桥的工作原理在端口x上收到无差错的帧在站表中找到目的站？否是方向为端口x？是否丢弃此帧向正确的方向转发此帧向除x 之外的所有端口转发此帧源站在站表中？将源站加入站表中，置定时器更新方向和定时器是否兜圈子问题的解决：兜圈子问题的解决：Spanning Tree Protocol广播风暴问题的解决：隔离广播域广播风暴问题的解决：隔离广播域普通广播消息普通广播消息未知目标地址的消息未知目标地址的消息普通广播消息普通广播消息未知目标地址的消息未知目标地址的消息虚拟网虚拟网 1虚拟网虚拟网 2划分虚拟网(VLAN)802.1Q标记方案标记方案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划分跨越主干的虚拟网划分跨越主干的虚拟网在快速以太网上通过在快速以太网上通过ISL/VLT/802.1Q 实现实现在在FDDI 上通过上通过802.10 实现实现在在ATM 上通过上通过LANE 实现实现VLAN1VLAN2巧妙使用多个生成树提高效率巧妙使用多个生成

10、树提高效率以太局域网中的其他技术以太局域网中的其他技术 全双工(Full_duplex)以太网 Fast Ethernet Channel(CISCO) Gigabit Channel(LUCENT)局域网仿真局域网仿真 (LANE)对高层隐藏了ATM让 ATM 看起来象以太网/令牌环网NIC, 局域网交换机和ATM路由器都 支持LANEEmulated LAN (ELAN) SegmentATM NetworkLANE 服务基本原理服务基本原理LAN Emulation ServicesLANE Config Server (LECS)InitializationLANE Server (L

11、ES)Address ResolutionBroadcast and Unknown Server (BUS)Data FloodingLAN Emulation ClientsLANE 1.0 回顾回顾 (LEC VCCs)EthernetData Direct VCCMulticast Send VCCControl Direct VCCControl Distribute PMP VCCConfiguration Direct VCCLECLECLECSLESBUSLANE 1.0 的局限性的局限性无LANE服务冗余每个ELAN只有一个LECS、LES和BUS有限的伸缩性能:无 QoS(

12、只有UBR)无 ABR 支持在一个单一VC上无法多路复用多个数据流无特定的多点广播功能 (组)扩展局域网仿真网络扩展局域网仿真网络LANE 设计事宜广播域大小LANE BUS 性能LANE VC 消耗ATM 交换机要求Connection set-up performance (calls per second)Private Network-to-Node Interface (PNNI)Additional congestion control mechanismLANE 2.0 增加了LE 服务冗余性能，从而增强了LANE环境的健壮性能LANE 2.0 增加了支持 ABR, QoS 级和

13、信息流多路复用的性能LANE 2.0 提供了特别多点广播服务，从而具有更好的多点广播管理功能和可伸缩性能在已经取得成功和比较成熟的 LANE 1.0 标准基础之上，开发出了LANE2.0LANE 2.0MPOA 的目的的目的让 L3 协议利用 ATM 设备间的直接VC，而不必总是通过路由器传输VLAN间和子网的通信访问ATM QoS；L3至ATM QoS的集成其它的MPOA 目的将转发功能与路由计算功能分开好处：低成本的L2/L3转发器与局域网交换机中完整的路由器要求附接遗留设备的主机不发生变化利用/融合其它工作组（如 LANE, IETF, IEEE)的工作支持支持VLAN 间直通式通信的间直通式通信的MPOA473. Inter-VLAN Traffic via Resultant Direct cut-through Connection1. Initially Packets Routed