扩展以太网知识笔记
为了使得距离较远的主机进行通信，需要讲以太网进行扩展
在物理层扩展以太网
使用光纤扩展
- 主机使用光纤（通常是一对光纤）和一对光纤调制解调器连接到集线器。
- 很容易使主机和几公里以外的集线器相连接。
用集线器扩展以太网
使用多个集线器可连成更大的、多级星形结构的以太网。
优点
- 使原来属于不同碰撞域的以太网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信。
- 扩大了以太网覆盖的地理范围。
缺点 - 碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高。
- 冲突率增加
- 如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们互连起来。
在数据链路层扩展以太网
使用网桥
当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口，或把它丢弃。
透明网桥
自学习功能
- 一开始转发表是空的
- A 先向 B 发送一帧，从接口 1 进入到1号网桥。
网桥收到帧后，先查找转发表，没有查到应从哪个接口转发这个帧。 - 网桥把这个帧的源地址 A 和接口 1 写入转发表中，并向除接口1以外的所有的接口广播这个帧。
- 其他主机将丢弃这个帧，因为目的地址不对。只 B 才收下这个目的地址正确的帧。这也称为过滤。
- 从新写入交换表的项目 (A, 1) 可以看出，以后不管从哪一个接口收到帧，只要其目的地址是A，就应当把收到的帧从接口1转发出去。
- F向C发送数据，从接口2进入2号网桥。网桥收到帧后，先查找转发表，没有查到应从哪个接口转发这个帧。
- 网桥把这个帧的源地址 F和接口 2 写入转发表中，并向除接口2以外的所有的接口广播这个帧。
- 数据桢到达1号网桥接口2，在转发表没有查到信息，然后把这个帧的源地址 F和接口 2 写入转发表，后广播。
- B向A发送数据，从接口1进入2号网桥。网桥收到帧后，先查找转发表，查到目的地址A应该从接口1转发，但是B也是接口1进来的，所以直接丢弃数据帧。
源路网桥
以太网交换机
以太网交换机其实时实质上就是一个
多接口的网桥。每个接口都直接与一个单台主机或另一个以太网交换机相连，并且一般都工作在全双工方式。以太网交换机具有并行性能同时连通多对接口，使多对主机能同时通信。而且相互通信的主机都是独占传输媒体，无碰撞地传输数据。
以太网交换机的特点
- 以太网交换机的
接口有存储器，能在输出端口繁忙时把到来的帧进行缓存。 - 以太网交换机是一种
即插即用设备，其内部的帧交换表（又称为地址表）是通过自学习算法自动地逐渐建立起来的。 - 以太网交换机使用了
专用的交换结构芯片，用硬件转发，其转发速率要比使用软件转发的网桥快很多。
以太网交换机的优点
- 用户独享带宽，增加了总容量
对于普通 10 Mbit/s 的共享式以太网，若共有 N 个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽 (10 Mbit/s)的 N 分之一。
使用以太网交换机时，虽然在每个接口到主机的带宽还是 10 Mbit/s，但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，因此对于拥有 N 个接口的交换机的总容量为 N10 Mbit/s。
- 可互连不同速率的以太网
- 从共享总线以太网转到交换式以太网时，所有接入设备的软件和硬件、适配器等都不需要做任何改动。
以太网交换机的交换方式
直通式交换机
查完目的地址就立即转发
延迟小，可靠性
存储转发式交换机
把整个数据帧先缓存后再进行处理。
延迟大，可靠性高