网络传输介质以及交换机工作原理

前言

本次主要介绍连接网络的各种传输介质,如双绞线,光纤。了解以太网帧结构,理解交换机转发原理

目录

1.网络传输介质

1.1双绞线

双绞线==(Twist-Pair)== ,是布线工程中最常用的一种传输介质,双绞线是将一对互相绝缘的金属导线,按逆时针方向互相绞合在一起,用来抵御一部分电磁波干扰,扭线越密,其抗干扰能力越强,双绞线由此得名,以下是屏蔽双绞线,如图所示
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1.2双绞线的分类以及特性

5类线:5类线缆在前四类线的基础上增加了绕线密度,且外套一种高质量的绝缘材料,线对的带宽性能为1~100MZ。主要应用与100M网络,常见的标准有10Base-T和100Base-T

超5类线:超5类线在5类线的基础上做了进一步的优化。它的衰减更小,串扰更少,并可以用于铺设千兆网。

6类线:6类线具备比超5类线更高的性能,适用于传输速率为1000MB/S的场合,其带宽性能为1~250MHZ

7类线:7类线目前没有被广泛的应用,它具有更高的传输带宽,可达600MHZ。不仅如此,7类线采用双层屏蔽的双绞线,其网络连接方式上也有很大变化,因此,它与传统的RJ-45接口完全不兼容。

以下是现在比较流行的两种线序
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1.3光纤

1、传输带宽非常宽,通信容量很大;2、传输损耗小,中继距离长,特别适用于长距离传输;3、抗雷电和抗电磁干扰能力强;4、保密性好,不易被窃听或截取数据;5、体积小,重量轻;6、误码率低,传输可靠性高。
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多模和单模光纤

单模光纤纤芯很细,其直径只有几微米,有些甚至已经达到纳米级,同时单模光纤的光源使用比较贵的半导体激光器,而不能使用较便宜的发光二极管,因此单模光纤的光源质量很高,在10Gb/s的高速率下可传输数十甚至上百千米而不需要中继器

多模光纤定的工作波长上传输多种模式的光纤。按其折射率的分布分为突变型和渐变型。普通多模光纤的数值孔径为0.2±0.02,芯径/外径为50μm/125μm其传输参数为带宽和损耗。由于多模光纤中传输的模式多达数百个,各个模式的传播常数和群速率不同,使光纤的带宽窄,色散大,损耗也大,只适于中短距离和小容量的光纤通信系统。

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2.交换机原理

2.1了解以太网帧结构

来自线路的二进制数据包称作一个帧。从物理线路上看到的帧,除其他信息外,还可看到前导码和帧开始符。任何物理硬件都会需要这些信息。
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前导码

是为了隔离每个以太网帧的,也是定位符。因为以太网是变长的,所以每个帧之间需要前导来区分。以太网帧格式,即在以太网帧头、帧尾中用于实现以太网功能的域。在以太网的帧头和帧尾中有几个用于实现以太网功能的域,每个域也称为字段,有其特定的名称和目的。

目的地址

标识了帧的目的站点和MAC地址。可以是单播地址,组播地址或广播地址

源地址

标识了发送帧的站点的MAC地址。它一定是单播地址

类型域

类型域包含两字节,用来标识上层协议的类型,如0800H表示IP协议

数据域

封装了通过以太网传输的高层协议信息

帧校验序列

是从目的地址到数据域结束这部分的校验和


2.2二层交换机工作原理

初始状态: 交换机刚开机,处于空白,接口和对应pc谁都不知道

Mac地址学习: 假设主机A与主机通信,主机A发送数据帧到交换机接口,交换机收到主机A数据帧,因为数据帧中带有源Mac地址和目的Mac地址,交换机会自动学习到自身的Mac地址表当中去

广播未知数据帧: 交换机进行MAC地址泛洪广播

接收方回应: 主机B收到与自己对应Mac地址防洪广播,进行回应

交换机实现单薄通信: 此时主机A与主机B可以进行单播通信
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