以太網(wǎng)的工作原理
新聞分類：公司新聞 作者：handler 發(fā)布于：2016-08-174 文字：【
大】【
中】【
小】
摘要：
以太網(wǎng)是指運(yùn)行IEEE802．3以太網(wǎng)協(xié)議的局域網(wǎng)。局域網(wǎng)常見的運(yùn)行協(xié)議有以太網(wǎng)協(xié)議、令牌總線和令牌環(huán)網(wǎng)。通常情況下，局域網(wǎng)運(yùn)行的協(xié)議主要是以太網(wǎng)協(xié)議。戴爾服務(wù)器深圳在沒有特別指明的情況下，局域網(wǎng)通常是指以太局域網(wǎng)。
1)共享式以太網(wǎng)
共享式以太網(wǎng)是早期局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的主流，它采用廣播的方式進(jìn)行通信，總線長度和工作站數(shù)目都是有限制的，一般為30臺左右。最初的共享式以太網(wǎng)構(gòu)建在總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，后來由于總線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)連接可靠性很差，逐漸被使用集線器(HUB)、雙絞線和以星型結(jié)構(gòu)相連的共享式以太網(wǎng)所取代。出自：戴爾服務(wù)器深圳 2)以太網(wǎng)工作原理
以太網(wǎng)嚴(yán)格遵循載波偵聽多路訪問腫突檢測協(xié)議(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，CSMA／CD)。CSMA／CD的工作過程大體可分為以下兩步。
(1)先聽后發(fā)。即計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)前必須先進(jìn)行載波偵聽，只有當(dāng)判定信道空閑時(shí)，才能發(fā)送數(shù)據(jù)。如果信道正忙，它就持續(xù)等待，直到偵聽到信道空閑時(shí)，才將數(shù)據(jù)送出。
(2)邊發(fā)邊聽。即數(shù)據(jù)發(fā)出后仍要繼續(xù)偵聽，如果兩個(gè)以上的主機(jī)同時(shí)監(jiān)聽到信道空閑并發(fā)送數(shù)據(jù)幀，此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生沖突，從而使發(fā)送的幀都成為無效幀，發(fā)送隨即宣告失敗。然后主機(jī)等待一個(gè)隨機(jī)長的時(shí)間，重新進(jìn)行載波偵聽。一臺主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的其他主機(jī)只能接收，這種方式屬于半雙工通信方式。CSMA／CD的工作原理如圖1—34所示。出自：戴爾服務(wù)器深圳 3)沖突域與廣播域
使用同軸電纜以總線結(jié)構(gòu)或使用共享式集線器以星型結(jié)構(gòu)構(gòu)建的以太網(wǎng)，其所有節(jié)點(diǎn)處于一個(gè)共同的沖突域。一個(gè)沖突域內(nèi)不同設(shè)備同時(shí)發(fā)出數(shù)據(jù)幀就會(huì)產(chǎn)生沖突，導(dǎo)致發(fā)送失敗。沖突域內(nèi)的一臺主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，處于同一個(gè)沖突域內(nèi)的其他主機(jī)都可以接收到，而且只能接收數(shù)據(jù)，但不能發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)主機(jī)太多時(shí)，沖突將大幅增加，帶寬和速度將顯著下降。
廣播域是指廣播幀所能到達(dá)的范圍。連接多個(gè)級聯(lián)在一起的集線器上的所有設(shè)備，構(gòu)成了一個(gè)沖突域，同時(shí)也構(gòu)成了一個(gè)廣播域，此時(shí)沖突域和廣播域是相同的。而連接在一個(gè)沒有劃分VLAN的交換機(jī)上的設(shè)備，它們分別屬于不同的沖突域，交換機(jī)的每一個(gè)端口構(gòu)成一個(gè)沖突域，接在不同端口上的主機(jī)分屬于不同的沖突域，但都屬于同一個(gè)廣播域，即交換機(jī)的所有端口構(gòu)成了同一個(gè)廣播域。
4)交換式以太網(wǎng)
為了隔離沖突域，局域網(wǎng)最早是用網(wǎng)橋?qū)⒃S多集線器互連起來。網(wǎng)橋又稱為橋接器，是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的局域網(wǎng)互聯(lián)為一個(gè)邏輯局域網(wǎng)，戴爾服務(wù)器深圳使一個(gè)局域網(wǎng)上的用戶可以通過網(wǎng)橋去訪問另一個(gè)局域網(wǎng)中的資源，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的互聯(lián)，如圖1-35所示。
使用網(wǎng)橋可以很好地隔離沖突域，它接收與網(wǎng)橋相連的所有局域網(wǎng)傳送的每一幀，當(dāng)幀到達(dá)時(shí)，網(wǎng)橋必須決定是丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)。若要轉(zhuǎn)發(fā)，則必須進(jìn)一步?jīng)Q定轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個(gè)局域網(wǎng)中。
轉(zhuǎn)發(fā)需要通過查詢網(wǎng)橋中保存的路徑表來作出決定，該表保存著目的地址和對應(yīng)的輸出路徑。
若查詢，網(wǎng)橋就直接將幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的局域網(wǎng)中：若未找到，則以廣播方式廣播到該幀與網(wǎng)橋相連接的其他所有局域網(wǎng)中(發(fā)送該幀的局域網(wǎng)不廣播)。當(dāng)目的主機(jī)回應(yīng)后，就可得到相應(yīng)的輸出路徑，網(wǎng)橋便會(huì)將該路徑添加到路徑表中，以后就可直接轉(zhuǎn)發(fā)了。
可見，幀到達(dá)網(wǎng)橋后是否被轉(zhuǎn)發(fā)取決于發(fā)送幀的源主機(jī)和目的主機(jī)是否在同一局域網(wǎng)內(nèi)。如果在同一局域網(wǎng)內(nèi)，則被丟棄：否則，進(jìn)一步查看MAC地址表，戴爾服務(wù)器深圳當(dāng)找到轉(zhuǎn)發(fā)路徑后被轉(zhuǎn)發(fā)出去。
網(wǎng)橋具有逆向?qū)W習(xí)功能，當(dāng)網(wǎng)橋剛開始工作時(shí)，路徑表是空的，但可通過逆向?qū)W習(xí)法宋獲取路徑并逐步建立起路徑表。逆向?qū)W習(xí)是指網(wǎng)橋通過檢查收到幀的源地址及輸入路徑(從中可獲得地址與路徑的對應(yīng)關(guān)系)，從而找到目的站及其輸出路徑的方法。
網(wǎng)橋雖能隔離沖突域，但它會(huì)廣播未知目的數(shù)據(jù)幀，很容易形成廣播風(fēng)暴，導(dǎo)致無法正常通信或通信效率降低。
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，1995年出現(xiàn)了最早的以太網(wǎng)交換機(jī)。交換機(jī)使用的算法與網(wǎng)橋基本相同，所以交換機(jī)可被看做是一個(gè)多端口的網(wǎng)橋，連接在端口上的主機(jī)或網(wǎng)段獨(dú)享帶寬。交換機(jī)的算法相對較簡單，硬件廠商將算法進(jìn)行固化，生產(chǎn)出了交換機(jī)的核心ASIC芯片，從而實(shí)現(xiàn)了基于硬件的線速度交換機(jī)。
目前，以太網(wǎng)交換機(jī)已具備強(qiáng)大的交換處理能力和豐富的功能，如VLAN劃分、生成樹協(xié)議、組播支持、服務(wù)質(zhì)量等。交換機(jī)和路由器已成為局域網(wǎng)組網(wǎng)的核心設(shè)備，交換式以太網(wǎng)成為目前最流行的組網(wǎng)方式。
出自：戴爾服務(wù)器深圳
