CCNA物理和数据链路层

©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-1物理和数据链路层©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-2完成这一章,你将能够•识别和描述数据链路子层和它们的功能•解释MAC地址的用途•描述局域网的功能和拓扑•描绘三种主要的交换方法•描绘半双工和全双工以太网的实施•区分局域网和广域网协议目的©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-3物理层和数据链路层标准局域网和广域网:分离的物理层和数据连路层物理层(bits,signals,clocking)局域网广域网数据链路层(frames)Ethernet802.3802.5FDDI802.2LLCX.25LinkFrameRelayISDNPPPEIA-530V.35DialonDemandSDLCHDLCV.24HSSIG.703EIA/TIA-232EIA/TIA-449©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-4局域网数据链路层的子层LLC面向高层软件MAC面向低层硬件媒体访问控制逻辑链路控制NetworkDataLinkPhysicalLLCMACFrame802.2LLCMACPacketorDatagram©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-5物理和逻辑地址0000.0c12.3456©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-6MAC地址MAC地址是烧结在网络适配卡的ROM中24bits24bits0000.0c12.3456VendorCodeSerialNumberROMRAM©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-7MAC地址表•最初交换机的MAC地址表为空.©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-8地址学习•主机A发送数据帧到主机C•交换机学习数据帧的源地址，将主机A的MAC地址对应自己的E0口•交换机发送广播帧到所有其他接口（E0口除外）©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-9地址学习续•主机D发送一个数据帧给主机C•交换机学习数据帧的源地址，将主机D的MAC地址对应自己的E3口•交换机发送广播帧到所有其他接口（E3口除外）©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-10帧过滤•主机A发送一个数据帧到主机C•目标是已知的，帧不会被广播.©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-11帧过滤续•主机A发送一个数据帧到主机B•交换机的MAC地址表里面已经有了主机B的地址©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-12•主机D发送一个广播或者组播帧•广播或者是组播帧将会发送到所有其他端口（源端口除外）.数据帧的广播和组播©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-13MAC地址寻址HostYHostZ质询响应例1:目的地在本地RouterA例2:目的地不在本地HostZBroadcastHostZMAC?HostZHostYMACHostZMACHostY质询BroadcastHostZMAC?HostZ响应HostYMACRouterAMACRoutingTable:NetforHostZ©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-14利用MAC地址进行通讯HostA0000.0c12.1111HostB0000.0c12.2222HostD0000.0c12.4444RouterC0000.0c12.3333RouterC0000.0c12.5555NetworkYNetworkX©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-15局域网技术©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-16TokenRingEthernetTokenRingFDDI局域网技术一览FDDIDualRing©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-17以太网的工作原理（1）•网络中所有主机的收发都依赖于同一套物理介质•同一时刻只能有一台主机在发送•CSMA/CD：载波侦听与冲突检测–载波侦听：发送之前的检测–冲突检测：发送过程中的检测–回退：检测到冲突后的处理©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-18以太网的工作原理（2）1.CSMA/CD载波侦听多路访问与冲突检测提供了一种共享网络介质的机制：一个节点要在向网络发送数据之前检测当前网络是否有其他数据在发送；如果网络空闲，该节点就向网络发数据，在发送数据的同时，该节点仍要监视网络以确定是否有其他设备在同时发数据。如果两个网络设备恰好同时向网络传输数据，就会发生碰撞。2.当正在发送数据的设备检测到碰撞发生时，就向网络发送一个拥塞信号，并在网上传播足够长的时间，以确保其它节点能检测到产生的碰撞。发生碰撞的设备停止向网络发送数据，并在一个随机的时间后重新传送。如果经过15次传送都发生了碰撞，系统会放弃数据传送。如果网络发生碰撞比较频繁，第二次的回退时间将加倍。3.以太网通过广播技术向整个网络发送广播消息，要求同一网络上的其他所有设备都接收并处理该广播报文。以太网使用MAC地址FFFF.FFFF.FFFF来发送广播。©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-19以太网和IEEE802.3不同的帧结构©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-20以太网/802.3的物理层Host10BaseT-TwistedPair10Base2-ThinEthernet10Base5-ThickEthernetPCMacSunHostHubMAC©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-21Ethernet/802.3接口Cisco路由器用字母E加上一个数字表示一个Ethernet/802.3端口,如E00800.2006.1a560000.0c12.7c4dE0E10800.890c.34d50000.0c12.83e2©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-22Ethernet/802.3操作ABCDDBandCApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkPhysicalApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkPhysical©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-23Ethernet/802.3广播DCBAApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkPhysicalApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkPhysicalApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkPhysicalApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkPhysical©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-24不同的以太网帧结构Ethernet帧802.3帧PreambleDASATypeDataFCS86624PreambleDASALength802.2HeaderandDataFCS86624©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-25Ethernet/802.3可靠性ABCD碰撞ABCD拥挤拥挤拥挤拥挤拥挤拥挤©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-26全双工以太网©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-27半双工以太网LoopbackTxRx冲突检测以太网控制器TxRx冲突检测以太网控制器发送接收Loopback以太网网卡以太网网卡以太网物理连接器提供多条线路最重要的是接受(RX),发送(TX),和冲突检测©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-28全双工以太网发送线路和接收线路直接相连不产生冲突显著的改善性能在以太网点到点链路上消除了竞争在全双工连接中只采用一个端口TX全双工以太网控制器LoopbackTxRxCollisionDetectionRX全双工以太网控制器LoopbackTxRxCollisionDetection©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-29全双工以太网概述•与共享式半双工以太网相比，全双工以太网在性能上有显著的改善•采用点到点的连接—无需hub•无冲突产生100Mbps10Mbps©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-30使用全双工节点必须要•直接连接到专用的交换端口上•安装了支持全双工模式的网卡全双工半双工HUB©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-31几种快速以太网类型100BaseFX100BaseT4100BaseTX100VG-AnyLAN©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-32TokenRing和IEEE802.5IBM的TokenRing相当于IEEE802.5TokenRing/802.5物理层逻辑结构是个环,物理是星型结构TokenRingTokenRing©2004,CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.CCNA640-801v4.0—10-33TokenRing/802.5端口Cisco路由器用字母To后跟一个