单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,TB000003,以太网技术基础,ISSUE1.0,光网络产品课程开发室,引入,ET1,单板可以使,OptiX,2500+,(Metro3000),产品具有直接,接入数据业务的功能,，从而将现有的,SDH,网升级为可以传送以太网业务的,SDH,网络为了使大家能更好地掌握,ET1,单板以太网业务配置的原理，我们先要学习一些以太网的基础知识和基本概念我们有必要掌握以太网的业务配置,学习目标,了解以太网发展的过程,掌握以太网发展的各个阶段的网络特性的优点、缺点,学习完本课程，您应该能够：,参考资料,以太网技术,VLAN,基础,生成树协议原理及配置,以太网基础知识,以太网起源（原始社会）,HUB,出现（奴隶社会）,L2,出现（封建社会）,VLAN,出现（资本主义社会）,L3,出现（社会主义社会）,GE/10GE,出现（未来社会）,以太网起源,以太网通信的原则：,同一时刻只能有一台主机在发送，但可以有多台主机,同时接收,广播；,如果一个以太网报文被完全发送出去，则在链路上肯,定不会发生冲突，即理论上不再需要发送第二次。
以太网起源,原始社会的主要矛盾,原始社会中没有阶级关系，所有的主机都以平等的地位连接到同,轴电缆上，但如果以太网中主机数目较多，则存在以下严重问题：,介质可靠性差,冲突严重,广播泛滥,无任何安全性,其中,介质可靠性差,是原始社会的主要社会矛盾，当时的社会生产力异常低下以太网基础知识,以太网起源（原始社会）,HUB,出现（奴隶社会）,L2,出现（封建社会）,VLAN,出现（资本主义社会）,L3,出现（社会主义社会）,GE/10GE,出现（未来社会）,HUB,出现,从同轴电缆到双绞线：,80,年代末期，非屏蔽双绞线（,UTP,）出现，并迅速得到广泛的应用UTP,的巨大优势在于：,价格低廉，只有同轴电缆的几分之一；,制作简单，成功率高；,收发使用不同的线缆，为实现全双工奠定了物质基础；,逻辑拓扑依旧是总线的，但物理拓扑变为星形，使单段线缆的故障不会影响到这个网络HUB,出现,传统以太网连接设备,HUB,设备工作模型,：,仅仅是物理上的连接设备,HUB,出现,传统以太网连接设备,HUB,设备工作原理,：,所有的,HUB,都是半双工的,HUB,仅仅改变了以太网的物理拓扑,HUB,出现,HUB,的冲突域：,HUB,对所连接的,LAN,只做信号的中继，,所有的物理设备构成了一个冲突域。
HUB,出现,HUB,（奴隶社会）的主要矛盾,从奴隶社会开始，以太网中第一次出现了阶级的概念：统治阶级和被统治阶级被统治阶级通常是生产者（主机），网络中的流量只要由生产者产生统治阶级通常指网络中的连接和交换设备（,HUB,），虽然他们不从事生产劳动，但却对劳动果实有分配权奴隶社会存在如下社会矛盾：,冲突严重,广播泛滥,无任何安全性,其中,冲突严重,是奴隶社会的主要社会矛盾，当时的社会生产力非常低下以太网基础知识,以太网起源（原始社会）,HUB,出现（奴隶社会）,L2,出现（封建社会）,VLAN,出现（资本主义社会）,L3,出现（社会主义社会）,GE/10GE,出现（未来社会）,L2,出现,BRIDGE/,以太网交换机,/L2,设备工作模型,：,L2,出现,二层交换机原理：,接收网段上的所有数据帧；,利用接收数据帧中的源,MAC,地址来建立,MAC,地址表（源地址自学习），使用地址老化机制进行地址表维护；,在,MAC,地址表中查找数据帧中的目的,MAC,地址，如果找到就将该数据帧发送到相应的端口（不包括源端口），如果找不到，就向所有的端口（不包括源端口）发送；,向所有端口（不包括源端口）转发广播帧和多播帧。
问题,为什么向所有的端口发送数据帧时不包含源端口呢？,解答,不向源端发送，是为了防止广播风暴原因,:,从这个端口接收的报文，肯定被这个端口所在的网段已知，所以没有必要从这个端口再发送一遍不仅仅是没有必要的问题，而是一定不能再发送，因为这样一个报文会在网段中出现两次造成严重错误L2,出现,二层交换机硬件结构：,L2,的转发完全由硬件通过,ASIC,实现L2,出现,全双工就是解放生产力：,实现全双工的物质保证：,支持全双工的网卡芯片收发线路完全分离,物理介质点到点的连接（,HUB,都是半双工的）全双工对以太网技术的影响：,最大吞吐量达到双倍速率；从根本上解决了以太网的冲突问题，以太网从此告别,CSMA/CD,支持全双工的设备：,最近,10,年制造的网卡、,L2,、路由器，,HUB,除外L2,出现,生成树协议,(STP),解决环路问题：,通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径回环当前活动路径发生故障时激活冗余备份链路恢复网络连通性L2,出现,冲突域：,L2,对所接收到的数据帧根据,MAC,地址进行二层转发，冲突域被限制到了一个端口上但是无法限制广播域的大小L2,出现,L2,（封建社会）的主要矛盾,在封建社会中，全双工和,L2,带来了以太网社会生产力的两次重大飞跃，彻底解决了困扰以太网的冲突问题，极大的促进了社会进步。
并且以太网的安全性也有所提高但封建社会仍旧存在如下社会矛盾：,广播泛滥,安全性仍旧无法得到有效的保证,其中,广播泛滥严重,是封建社会的主要社会矛盾以太网基础知识,以太网起源（原始社会）,HUB,出现（奴隶社会）,L2,出现（封建社会）,VLAN,出现（资本主义社会）,L3,出现（社会主义社会）,GE/10GE,出现（未来社会）,VLAN,出现,VLAN,的起源,基于端口分组：,解决广播泛滥问题的主导思想：将没有互访需求的主机隔离开特点：,实现简单，但只能适用于一台交换机VLAN,出现,多个交换机,划分,VLAN,：,特点：,必须有统一的标准,VLAN,VLAN,出现,VLAN,的标准：,IEEE 802.1Q,：,VLAN ID 12bits 范围：（04095）,正是这12bits彻底改变了传统的以太网,VLAN,出现,VLAN,的划分：,根据使用策略不同，,VLAN,可以分为：,基于端口划分的,VLAN,基于,MAC,地址划分的,VLAN,基于网络层协议划分的,VLAN,基于,IP,组播的,VLAN,基于组合策略的,VLAN,VLAN,出现,以太网设备与,802.1Q,帧：,以太网中的哪些设备识别,802.1Q,帧格式？,网络终端用户设备,（如安装了以太网卡的计算机）,网络交换互连设备,（如以太网交换机）,VLAN,出现,以太网交换机的端口分类：,Access/Untagged/,端口：,如果以太网交换机的某个端口所连的设备（通常,连接的是主机）都不识别,802.1Q,帧，那么该端口,就是,Access,端口。
Trunk/Tag Aware/Tagged/,端口,：,如果以太网交换机的某个端口所连的设备（通常,连接L2）可以识别802.1Q帧，那么该端口就是,Trunk端口,VLAN,出现,三个,ID,：,VID,：,以太网帧中所携带的表示该帧所属的,VLAN,的,ID,，,（就是改变以太网世界的那,12,个,bit,）PVID,：,L2,上的所有端口（包括,Acess,和,Trunk,），必须指明属于哪个,VLAN,Trunk allow,Vlan,ID,：,在,Trunk,端口上，必须标识出允许那些,vlan,通过VLAN,出现,三大纪律：,UNTAGGED,端口不能接,TAGGED,端口两个相连的,TAGGED,端口的,PVID,值要求一致与不支持,802.1Q,的设备相连的端口不能是,TAGGED,端口VLAN,出现,VLAN,（资本主义社会）的主要矛盾,在资本主义社会中，,VLAN,技术成功地解决了广播问题，并且使以太网的安全性有了进一步的提高，此时的以太网技术趋于完美，社会生产力极大提高，社会物质生产空前繁荣但资本主义社会仍旧存在如下社会矛盾：,人民群众日益增长的过量物质文化需求与落后的社会生产力之间的矛盾,例如：使用,VLAN,来划分网络后，网络的效率提高不少，可是本来不需要相互访问的两个部门，现在又要少量的访问需求，该怎么办到呢？,VLAN,出现,解决办法,使用路由器连接不同的,VLAN,前提：,VLAN,和,IP,子网间是一对一的关系。
以太网基础知识,以太网起源（原始社会）,HUB,出现（奴隶社会）,L2,出现（封建社会）,VLAN,出现（资本主义社会）,L3,出现（社会主义社会）,GE/10GE,出现（未来社会）,L3,出现,三层交换机功能模型,：,三层交换机功能上相当于右图中大方框中的部分,三层交换机把支持,VLAN,的二层交换机和路由器的功能集成在一起了，因此常常称之为二三层交换机,二层交换机的功能和路由器的功能，在三层交换机中分别体现为二层,VLAN,转发引擎和三层转发引擎两个部分,二层,VLAN,引擎与支持,VLAN,的二层交换机的二层转发引擎是相同的，是用硬件支持多个,VLAN,的二层转发,三层转发引擎使用硬件,ASIC,技术实现高速的,IP,转发,对应到,IP,网络模型中，每个,VLAN,对应一个,IP,网段，三层交换机中的三层转发引擎在各个网段（,VLAN,）间转发报文，实现,VLAN,之间的互通，因此三层交换机的路由功能通常叫做,VLAN,间路由（,Inter-VLAN Routing,）,L3,出现,L3,（,社会主义,社会）的主要矛盾,L3,在这场斗争中，失去只是局域网的枷锁，得到的却是整个,internet,L3,虽然几乎具备了路由器的所有功能，但在走向广域网的过程中却遇到了广域网接口带宽不足，路由性能低下的尴尬。
以太网基础知识,以太网起源（原始社会）,HUB,出现（奴隶社会）,L2,出现（封建社会）,VLAN,出现（资本主义社会）,L3,出现（社会主义社会）,GE/10GE,出现（未来社会）,GE/10GE,出现,千兆以太网,：,千兆以太网物理层,有序集,Start_Of_Packet,：,在传输具体数据的开始，发送该有序集IDLE,需要注意的，在没有数据传输的时候物理链路也不空闲，,而是传输该有序集来保持激活状态End_Of_Packet,具体数据传输结束的时候发送该有序集，指示数据传输结束Configuration,封装自动协商数据,GE/10GE,出现,GE对以太网技术的影响,：,GE,就是解放生产力！,以低廉的价格提供巨大的带宽,对以太网技术提供平滑的升级和良好的兼容,GE,的出现使以太网技术从企业网走向城域网,10GE,就是解放生产力！,10G,是目前路由器技术中所能达到的最高单端口带宽，而,10GE,由于具有以太网技术的许多天然优势，已经远远走在,10G POS,之前，并很可能取而代之10GE,的出现将使以太网技术最终冲出城域网，走向骨干网Internet,小结,以太网,的,世界,从数据报文在拥挤的同轴电缆上毫无,保证地低速,裸奔，到全双工的双绞线，到在,10GE,光纤中无阻塞交换,.,以太网,的社会发展简史就是一部生产力发展的历史,！,从主机到,HUB,到,L2,到,L3.,以太网,的社会发展简史就是一部阶级斗争的历史,！,从毫无安全性可言的广播共享，到初具安全功能的,VLAN,，到路不拾遗、夜不闭户的,802.1x.,以太网,的社会发展简史就是一部道德水准不断提高,，精神文明不断进步的历史！,从企业网到城域网到骨干网,.,以太网,的社会发展简史就是一部扩张版图、探索未知世界的历史,！,小结,重点掌握为什么会有以太网技术发展的各个阶段？,重点理解以太网各个发展阶段的优、缺点,。
