计算机网络-数据层(六)9-4

共享式以太网与交换式以太网的对比

• 集线器和交换机在广播帧的转发效果，看起来是相同的，但是原理不同。

• 对于集线器来说，当它收到单播帧或者是广播帧，它所做的是向除接收该帧的接口外的接口进行转发出去，而交换机工作在数据链路层，识别帧的结构，进行明确转发或盲目或丢弃该帧。

• 多对主机同时通信，对于集线器的以太网可能会发生信号的碰撞，而交换式以太网中的交换机对收到的帧存储转发，能够实现多对接口的高速并行交换，不会发生信号的碰撞。
• 使用集线式以太网会扩大广播域，也扩大了碰撞域。对于交换式以太网会扩大广播域，但是原本的碰撞域还是独立。

例题

以太网的MAC帧格式

• DIX Ethernet V2 的帧格式和IEEE 802.3的帧格式差别很小，仅“类型”字段有差别。

• 类型中的值是来指明数据载荷中的内容是由上一层的哪个协议封装的，以便将收到的MAC地址的数据载荷上交给上一层的这个协议。

• 接收方可能受到无效的MAC帧包括以下几种：

  1. MAC帧的长度不是整数个字节
  2. 通过MAC帧的FCS字段的值检测出帧有误码
  3. MAC帧的长度不在64-1518字节之间。
• 接受方收到无效的MAC地址时，就简单地将其丢弃，以太网的数据链路层没有重传机制。

虚拟局域网VLAN的诞生背景

• 将多个站点通过一个或多个以太网交换机连接起来就构成了交换式以太网。这个以太网中的所有站点都属于同一个广播域。它的规模越大，广播域也越大。

• 带来的问题：

  1. 广播风暴：广播风暴会浪费网络资源和各主机的CPU资源
  2. 难以管理和维护，带来潜在的安全问题。

• 频繁使用广播的的协议有：

  • TCP/IP协议中：地址解析协议ARP、路由信息协议RIPv1、动态主机配置协议DHCP

  • NeBEUI：Windows下使用的广播协议

  • IPX/SPX：Novell网络的协议栈
  • Apple Talk： Apple公司的网络协议栈

• 分割广播域的方法：

  • 使用路由器可以隔离广播域

虚拟局域网VLAN概述

• 虚拟局域网（Virtual Local Area Network ,VLAN）是一种将局域网内的站点划分成与物理位置无关的逻辑组的技术，一个逻辑组就是一个VLAN。VLAN中各站点具有某些共同的应用的需求。
• 同一个VLAN的站点之间可以直接进行通信，而不同的VLAN的站点之间不能直接通信。

注： 虚拟局域网VLAN并不是一种新型网络，它只是局域网能够给用户提供的一种服务。

虚拟局域网的VLAN的实现机制 ——-IEEE 802.1Q帧

• 根据接口在接受帧和发送帧时对帧的处理方式的不同，以及接口连接对象的不同，以太网交换机的接口类型一般为Access和Trunk两种。
• 当以太网交换机启动后，之前没有进行设置，它的各接口默认为Access，缺省VLAN ID为1，即各接口默认属于VLAN1（每个接口有且只有一个缺省VLAN ID）.

注：（以上内容来自中国MOOC慕课湖南科技大学计算机网络)