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以太网基础知识北京格林威尔科技发展有限公司宽带事业部许永刚1以太网基础一.以太网概述以太网(Ethernet)以太：古希腊哲学家所预言的一种无所不在的介质以太网业务与传统电话业务的区别1.有连接，无连接2.错误容忍度以太网发展历程1876年：贝尔发明电话1973年：施乐公司在实验室发明了以太网技术1980年：DEC、Intel和施乐联手发布10Mbps以太网标准提议。1983年：IEEE802.3工作组发布10BASE-5“粗缆”以太网标准，这是最早的以太网标准。1987年中科院高能所通过低速的X.25专线,中国第一次实现了国际远程联网20世纪90年代：以太网迅速发展，ATM的没落2以太网基础二.以太网标准“网络技术标准文档是网络工程师的圣经”IEEE:国际电子电气工程师协会（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers）ISO:国际标准化组织(InternationalStandardOrganization)802标准：局域及城域网络标准802概述802.1管理,桥接(Bridge)802.2逻辑链路控制(LLC)802.3CSMA/CD（以太网）802.4令牌总线技术（TokenBus)802.5令牌环技术(TokenRing)3以太网标准以太网的标准1983年10BASE-5粗缆500米1986年10BASE-2细缆200米1991年10BASE-T双绞线(Twist)100米1995年100BASE-TIEEE802.3u100米1998年1000BASE-XIEEE802.3x光纤标准1999年1000BASE-TIEEE8023.ab100米2002年10BTIEEE802.3ae物理介质粗缆，细缆，非屏蔽双绞线（UTP),屏蔽双绞线(STP)光纤(单模黄色，多模橙色），3类线，5类线(UTP-5),SFP模块，GBIC模块。4以太网标准GBIC模块SFP模块5以太网基础三.CSMA/CD波监听多路访问/冲突检测(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)1.载波帧听,多路访问2.冲突检测，退避算法3.以太网数据包帧长范围64－151864：最小的冲突检测间隔1518:只是标准中的规定。注意:后4个字节是帧校验字段，是用来检测错误的。实际承载数据信息的长度范围是60－1514，用一些软件抓包，看到的最小长度就是606以太网标准介质中的信号数字信号：0、1码bit:位，1个0、1码Byte:字节，8个0、1码组成的组，十进制范围0~255编码方式：以太网信号传输使用曼彻斯特编码。网速的单位：bps(bitpersecond)下载软件的速率显示单位：Bps(Bytepersecond)1Bps=8bps7以太网基础四.以太网中的设备中继器：两个端口，物理中继集线器：多端口中继器，即常用的Hub网桥：两个端口，逻辑中继交换机：多端口网桥路由器：三层设备，IP层路由局域网，城域网，广域网。Hub是将数据广播，交换机进行MAC地址的学习，并根据学到的MAC表项进行转发。8以太网基础五.以太网帧格式介绍广播帧：全F和全1的说法是什么关系？9以太网基础六.VLANVLAN（VirtualLocalAreaNetwork）即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。VLAN标准：802.1Q10以太网基础划分VLAN前11以太网基础划分VLAN后12以太网基础VLAN标签13以太网基础基于端口的VLAN和802.1QVLAN1.基于端口的VLAN就是端口以不带标签方式（untagged)加入VLAN，端口上下行数据都不带VLAN标签。2.802.1QVLAN就是端口以带标签方式加入VLAN,端口上下行数据都带VLAN标签PVID的概念(PrivateVLANID)PVID的作用是指明端口收到一个不带标签的数据帧以后，在哪个VLAN内进行转发。如果端口收到的数据帧带VLAN标签，就在标签中指明的VLAN内进行转发。14以太网基础VLANTrunk即一个端口以带标签方式同时加入多个VLAN15以太网基础七.生成树协议介绍1.生成树的作用：防止网络中出现环路，以免产生广播风暴2.生成树的标准STP（SpanningTreeProtocol):802.1DRSTP（RapidSpanningTreeProtocol):802.1WMSTP（RapidSpanningTreeProtocol):802.1S16以太网基础17以太网基础启用STP协议之前：存在环路18以太网基础启用STP协议之后（环路消除，实际物理链路还在，只是不转发数据了）19以太网基础八.IP包格式20以太网基础Sniffer上的IP数据包21以太网基础九.IP地址分类，A类地址：0nnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh.hhhhhhhh十进制表示范围：1.0.0.1-126.255.255.254A类地址具有7位网络编号，因此可定义125个A类网络{27－2(网络编号不能是全0或全1)-1(127为环回地址)}每个网络可以拥有的主机数为16777214{2^24-2(主机位不能是全0或全1)}B类地址：10nnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh十进制表示范围：128.0.0.1-191.255.255.254B类地址具有14位网络编号，因此可定义16382个B类网络{214-2}每个网络可以拥有的主机数为65534{2^16-2}C类地址：110nnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh十进制表示范围：192.0.0.1-223.255.255.254C类地址具有21位网络编号，因此可定义2097152个C类地址{221-2}每个网络可以拥有的主机数为254{2^8-2}22以太网基础D类地址：1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxxD类地址用于组播，前面4位1110引导，后面28位为组播地址ID。十进制表示范围：224.0.0.0-239.255.255.255E类地址：总是以1111四位引导E类地址用于研究用十进制表示范围：240-23以太网基础私有地址IP地址由InterNIC(因特网信息中心)统一分配，以保证IP地址的唯一性，但有一类IP地址是不用申请可直接用于企业内部网的，这就是PrivateAddress，PrivateAddress不会被INTERNET上的任何路由器转发，欲接入INTERNET必须要通过NAT/PAT转换，以公有IP的形式接入。这些私有地址为：10.0.0.0-10.255.255.255（一个A类地址）172.16.0.0－172.31.255.255（16个B类地址）192.168.0.0－192.168.255.255（256个C类地址）24以太网基础十.ARP协议(AddressResolutionProtocol)作用：解析IP地址对应的MAC地址实例：员工A的电脑MAC地址为000F.E902.0003,他的电脑上配置了IP地址192.168.7.2。员工B配置了IP地址192.168.7.3，当员工B想和员工A通信时，他会直接在电脑上输入IP地址192.168.7.2，而电脑会使用ARP协议找到地址192.168.7.2对应的MAC地址000F.E902.0003。25以太网基础Sniffer上的ARP协议抓包26以太网基础十一.IP地址和掩码，网关1.掩码作用：指明IP地址中的网络字段的长度，如255.255.255.0表明网络字段的长度是24位2.网关：作用：指明跨网段通信时的数据中转设备，到其它网段的数据都交给网关来转发。如7网段的电脑的网关是192.168.7.25427以太网基础28以太网基础查看及删除电脑上的ARP表项的命令29以太网基础十二.常用软件介绍1.Sniffer,Ethereal-----抓包工具30以太网基础十三.推荐资料1.《TCP/IP详解卷1：协议》31以太网基础2.《TCP/IP路由技术第一卷》32以太网基础3.《CCNA学习指南》33以太网基础4.网络文章《以太网技术的前世今生》34