心智圖資源庫 區域網路和城域網
summer老師軟考區域網路總結提綱,介紹了乙太網路協定、虛擬區域網路VIAN、 生成樹協定STP、 無線區域網路協定等。
編輯於2024-04-18 22:16:52區域網路和城域網
IEEE
乙太網路協定(802.3)
載波偵聽多路訪問/CSMA
原理:發送資料前,先監聽頻道上是否有人發送,若有表示行到忙,然後根據預定的策略決定
演算法
非堅持型:碰撞後,後退隨機時間,減少了衝突的機率,但是通道的使用率也降低,增加了發送的延遲;
1-堅持型監聽:只要頻道空閒,則立即發送數據,頻道利用率和衝突機率均增高(雙高)
P-堅持型演算法:頻道空閒時,則以機率P發送; 衝突時,以(1-P)延遲一個時間單位,P大小可調節
衝突檢測/CSCD
原理:CSMA(監聽)只能減少衝突機率,無法完全避免,所以採用邊聽邊發的衝突偵測方式
方法
發送期間同時接收,並把接受的資料進行比較,如果一致,則繼續發送;
如果不一致,則產生衝突,立刻停發送,並發出乾擾信號(Jamming),所有站點都停止發送
發送了乾擾訊號都,等待隨機的時間,重新監聽,嘗試發送
二進位指數退避演算法
原理:偵測到衝突後,立即停止發送,並發送幹擾訊號,等待隨機時間再發送數據
隨機時間公式:等待時間=t*Random[0,1,...2k-1(k為平方)],故後退一次退避時間不一定比前一次長。重傳次數越多退避視窗越大,從而降低衝突機率。
連續發生16次碰撞後,認為網路繁忙或故障,不在發送
最小幀公式:Lmin=2R*d/v R為網路資料速率,d為最大距離,v為傳播速度
乙太網路幀結構
1.前邊的先導字段(7位元組)和開始標識(1位元組)不算入幀長; 2.資料長度46—1500字節,不夠則填入46位元組; 3.校驗位4位元組,CRC循環冗餘校驗32位 4.目的位址6字節,來源位址6字節,長度:2字節 5.最小幀:64位元組;(46 6 6 2 4) 6.最長幀:1518位元組(1500 6 6 2 4)
1.乙太網路封包頭:目的 來源位址 長度 = 6 6 2 2. I P 報頭:20字節 3.TCP報頭:20字節 4.應用資料:最小 46 - IP - TCP =6位元組 5.應用資料:最大 1500 - IP - TCP = 1460位元組 6.校驗和:4位元組
物理規範
快速乙太網路(100M)
100Base-TX(4B5B編碼):採用兩對5類UTP(非屏蔽雙絞線)、兩對STP(屏蔽雙絞線)、傳輸100M
100Base-FX:一對多或一對一光纖,分別為2KM、40KM
100Base-T4:四對3類UTP、100米
100Base-T2:兩對3嘞UTP、100米
千兆乙太網路(1000M)
1000Base-SX:多模、550M
1000Base-LX:單模(10um)或多模、5KM
1000Base-CX:兩對STP、25公尺、同一房間內傳輸
802.3z
1000Base-T:四對5類UTP、100公尺、採用8B\10B編碼
802.3ab
萬兆乙太網路(10G)
10GBase-S:多模光纖、62.5um=65公尺、50u=300米
10GBase-L:單模光纖、10公里
10GBase-E:單模光纖、40公里、1550nm串行
10GBase-LX4:波分多工(WDM)
802.3ae,不再共享頻寬、沒有衝突偵測
虛擬區域網路VlAN
特點
依據管理功能、組織機構、或應用類型對交換區域網路進行分段而形成的邏輯網路。
不同的VLAN通訊必須經過三層設備:路由器、三層交換器、防火牆
一個集線器或中繼器是一個衝突域,一個VLAN為一個廣播域,交換器的一個介面為一個衝突域
衝突域:在同一個共享媒體上的所有節點的集合,衝突域所有節點競爭同一個頻寬,一個節點發出的封包(單、群組、廣播),其餘節點均收到
廣播域:廣播訊息所能達到的整個存取範圍稱為二層廣播域。同一個廣播域內主機都能收到廣播域封包
VLAN劃分
靜態VLAN:基於交換器端口
動態VLAN:基於MAC位址、基於政策、基於網路層協定、基於網路層位址
VLAN作用:
控製網路流量,有助於控制廣播風暴,減少衝突、提高網路頻寬的使用率;
提高網路的安全性,不同VLAN不能通訊;
靈活的網路配置,VLAN的配置可以突破地理位置限制,使用管理功能來劃分;
802.1Q標籤
PRI(3位):Priority表示優先級,提供0-7共8個優先級,當多個幀等待,按照優先順序發送資料包。
VID(12位元):VALN 的標識符,最多2^12=4096個VLAN,其中VID0用於識別優先權,VID4095保留使用,最多可配置4094個VLAN,預設VLAN1,不能刪除
注意:交換器的Vlan標籤過程有專用硬體實現,不會導致資料的太大延遲。
VLAN標記對用戶是透明的,在PC端接受資料時,VLAN標籤會被撕掉;
交換器埠
Access介面:只能傳送單一Vlan數據,一般用於PC、攝影機等;
Trunk介面:可傳輸多個VLAN標籤,一般用於交換器之間;
Hybrid接口:混合接口,同時包含Access接口和Trunk接口
QINQ(802.a1d):雙層標籤,一般用於營運商城域網路;
MAC-IN-MAC:又稱PBB,802.1ah
城域網路技術
生成樹協定STP
背景: 1.交換器單鏈路存在單點故障,網路沒有冗餘性; 2.任何一條鏈路或設備故障,網路直接斷網; 3.新增冗餘設備後,有二層資料環路問題;
廣播風暴
一旦出現廣播資料幀,這些資料就會被互通的交換機不斷傳播泛洪,造成廣播風暴;
出現廣播風暴後,會嚴重佔用cpu資源、網路頻寬;
現象:網路慢、所有指示燈高速閃爍,cpu使用率高、CLI卡頓
MAC表震盪
由於所有交換器連接在一起,連接埠會自動學習MAC位址,所以當一台PC發出了,️各個交換機會將該資訊不斷轉發,導致交換器不斷更改設備MAC位址
原理:透過邏輯堵塞特定端口,打破環路,確保網路正常使用。
橋ID(Bridge ID)
8字節,由2個優先權位元組和6個位元組MAC位址組成(預設:32768)
越小越優先,手工修改時必須是4096的倍數
路徑開銷:路徑開銷域連接埠頻寬成反比
實現過程
確定根橋:選優先級和MAC位址最小的網橋
確定其他網橋的根端口:非根橋的端口到根橋最近的端口
每個段選擇一個指定連接埠:優先指定橋,指定橋上為指定連接埠
選出非指定端口
傳輸BPDU報文
協定
生成樹協定:802.1d STP(慢,收斂需要30S-50S)
快速生成樹協定:802.1W RSTP(快,6S)
多生成樹協定:802.1S MSTP(實現多個Vlan負載平衡)
無線區域網路協定(802.11)
簡化公式:衝突機率1/2^n(n為已經發生的衝突的次數,n<=10)