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局域网技术 - 以太网. 作者:赵伟. 培训目标. 掌握局域网的技术 局域网的特点 局域网的拓扑结构 典型的局域网拓扑结构 局域网的传输介质 局域网的网络互联设备 局域网中以太网帧格式 交换机的 MAC 地址学习. 1 局域网技术. 定义 局域网是一种将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络。 局域网的基本特点 高数据传输率( 10 ~ 1000 Mbps ) 短距离( 0.1 ~ 10 km ) 低出错率( 10-8 ~ 10-11 ) 连接规范 易于实现 局域网发展趋势 高速, 10G Ethernet - PowerPoint PPT Presentation
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1 局域网技术 定义
局域网是一种将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络。
局域网的基本特点 高数据传输率( 10 ~ 1000 Mbps ) 短距离( 0.1 ~ 10 km ) 低出错率( 10-8 ~ 10-11 ) 连接规范 易于实现
局域网发展趋势 高速, 10G Ethernet 移动,无线局域网 IEEE 802.11
1.1 局域网的拓扑结构 星型结构 环型结构 总线型结构 树型结构 匹配电阻
集线器
干线耦合器
总线网星形网
树形网 环形网
请注意与我们讲的计算机网络拓扑结构进行对比,课本第 8 页(这里为什么没有网状型的拓扑结构?)
2 局域网的协议参考模型
局域网参考模型与 OSI参考模型对应关系MAC 子层和 LLC 子层, MAC 子层是与硬件相关的数据链路层协议,LLC 是与硬件无关的数据链路层协议,本章主要关注 MAC 子层的协议。
数据的传播路径
5
4
3
2
1
5
4
3
2
1
计算机 1
AP2AP1
计算机 2
应 用 程 序 数 据应用层首部
H5
10100110100101 比 特 流 110101110101
注意观察加入或剥去首部(尾部)的层次
应 用 程 序 数 据
H5 应 用 程 序 数 据
H4 H5 应 用 程 序 数 据
H3 H4 H5 应 用 程 序 数 据
H4
运输层首部
H3
网络层首部
H2
链路层首部
T2
链路层尾部
局域网
局域网常用的帧格式
目的地址 源地址 类型 数 据 FCS
6 6 2 4字节 46 ~ 1500Ethernet_Ⅱ
目的地址 源地址 长度 数 据 FCS
6 6 2 4字节 46 ~ 1500802.3_Ethernet
前导 8 字节
前导 8 字节
Ethernet II( 课本上称 DIX 2.0) : Xerox 与 DEC 、 Intel 在 1982 年制定的以太网标准帧格式。Ethernet 802.3 : IEEE , Novell 公布的专用以太网标准帧格式,针对Novell 专用网络。 Ethernet II ,因为它最早,也最简单,上层直接承载三层包,是在数据传输中最常使用的帧格式。
H2
链路层首部
局域网帧结构的详细定义如下:
实例讲解 -帧格式下面我们花费一点时间,看看用 Wireshark 抓包工具扑捉到的一些帧。我们看到下面的帧只有三个字段:目的地址、源地址和类型字段。
Ethernet II, Src: HewlettP_b5:ed:09 (d4:85:64:b5:ed:09), Dst: Cisco_7c:a7:c8 (00:18:18:7c:a7:c8) Destination: Cisco_7c:a7:c8 (00:18:18:7c:a7:c8)Source: HewlettP_b5:ed:09 (d4:85:64:b5:ed:09)Type: IP (0x0800)
这是 Ethernet II 帧。注意,类型字段是 IP ,或者是用十六进制表示为 0x0800 。
实例讲解 -帧格式下一个帧有同样的字段,因此它肯定也是 Ethernet II 帧:
Ethernet II, Src: Communic_e6:4e:7d (00:09:4c:e6:4e:7d), Dst: Broadcast (ff:ff:ff:ff:ff:ff) Destination: Broadcast (ff:ff:ff:ff:ff:ff)Source: Communic_e6:4e:7d (00:09:4c:e6:4e:7d)Type: ARP (0x0806)你注意到了这是一个广播帧码?因为其目的硬件地址全是 1 ,或者用十六进制表示为 0xff
广播帧的产生 : 网络中存在有广播帧是不可避免的 ,DHCP 广播:比如开启了 DHCP 服务器 , 每次请求 , 都会有以” FF.FF.FF.FF.FF.FF” 的帧格式出现.它向所有端口转发.ARP 广播:假设主机 A 与 B 在同一个网络内 ,当主机 A 要向主机 B 发送信息 ,那么需要知道主机 B 的 IP 地址和 MAC 地址 , 这里面我们假定A 只知道 B 的 IP 地址 ,而不知道 B 的 MAC 地址 ,那么这时 A就需要向网络中发送一个 ARP 请求 ,来获取 B 的 MAC 地址 , 这个 ARP 请求实际上就是一个广播包 .
课堂作业
用 Wireshark 抓包工具扑捉一个以太网的帧。写出:1 ,以太网的帧类型;2 ,以太网的目的地址 Dst;3 ,以太网的源地址 Src;4 ,以太网报文中上层使用的协议类型。并说明你抓到的帧是否是广播帧?
地址学习( Address learning )
3 交换机 MAC 地址的学习
MAC 表像电话本 (yellow page), 电话本记录 (姓名、电话号码 ) , MAC 表记录 (MAC 、接口 ) 。
交换机做三件事: 转发数据包,洪泛数据包, 发现新MAC 地址。
交换机 MAC 地址学习
• 初始 MAC 地址表是空的
MAC address table
0260.8c01.1111
0260.8c01.2222
0260.8c01.3333
0260.8c01.4444
F0/1 F0/3
F0/2 F0/4
A B
C D
交换机收到一个数据包时,用其 MAC 目的地址搜索MAC 表。找到就转发数据包,找不到就洪泛 /泛洪 ( flooding )。常见的泛洪有 DHCP , ARP报文泛洪攻击。
交换机 MAC 地址学习
• A 向 C 发送帧• 交换机将 A 的 MAC 地址和其对应的接口 f0/1 放入 MAC 地址表• 该帧向除了 F0/1 接口的所有接口泛洪
MAC address table
0260.8c01.1111
0260.8c01.2222
0260.8c01.3333
0260.8c01.4444
F0/1 : 0260.8c01.1111
F0/1 F0/3
F0/2 F0/4DC
BA
F0/2 : 0260.8c01.2222
交换机学习主机地址
• D 向 B 发送帧• 交换机将 D 的 MAC 地址和其对应的接口 f0/4 放入 MAC 地址表• 该帧向除了 f0/4 接口的所有接口泛洪
MAC address table
0260.8c01.1111
0260.8c01.2222
0260.8c01.3333
0260.8c01.4444
F0/1 : 0260.8c01.1111
F0/2 : 0260.8c01.2222
F0/1 F0/3
F0/2 F0/4 DC
A BF0/4 : 0260.8c01.4444
F0/3: 0260.8c01.3333
交换机学习主机地址
B向D 发送帧 目的地址已知,帧不被泛洪 交换机的 MAC 地址表是基于源地址构建的
F0/1: 0260.8c01.1111
F0/2: 0260.8c01.2222
F0/3: 0260.8c01.3333
0260.8c01.1111
0260.8c01.2222
0260.8c01.3333
0260.8c01.4444
F0/1 F0/3
F0/2 F0/4DC
A B
MAC address table
F0/4: 0260.8c01.4444
实训一:交换机 MAC 地址的学习
在思科虚拟环境下组网如图:四台PC分别连接二层交换机( Cisco 2960 )记录四台PC 机的 MAC 地址
PC-A MAC 地址
PC-C MAC 地址
PC-B MAC 地址
PC-D MAC 地址
F0/1 F0/3
F0/2 F0/4DC
A B
MAC address table
实训一:交换机 MAC 地址的学习
配置同一网段下的 IP地址(192.168.62.* 255.255.255.0),四台计算机的 IP地址如上图; 计算机A: 192.168.62.2 255.255.255.0 计算机B: 192.168.62.3 255.255.255.0 计算机C: 192.168.62.4 255.255.255.0 计算机D: 192.168.62.5 255.255.255.0
192.168.62.2
192.168.62.4
192.168.62.3
192.168.62.5
F0/1 F0/3
F0/2 F0/4DC
A B
MAC address table
实训一:交换机 MAC 地址的学习
在交换机上配置VLAN的 ip地址,即网关地址192.168.62.1 Switch(config)#interface vlan 1 Switch(config-if)#ip address 192.168.62.1 255.255.255.0 Switch(config-if)#no shutdown
192.168.62.2
192.168.62.4
192.168.62.3
192.168.62.5
F0/1 F0/3
F0/2 F0/4DC
A B
MAC address table
实训一:交换机 MAC 地址的学习
分别在计算机 A, 计算机 B ,计算机 C ,计算机 D 上面采用 Ping命令发送报文,使交换机学习主机的 MAC 地址。
192.168.62.2
192.168.62.4
192.168.62.3
192.168.62.5
F0/1 F0/3
F0/2 F0/4DC
A B
MAC address table