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局域网技术 - 以太网

局域网技术 - 以太网. 作者：赵伟. 培训目标. 掌握局域网的技术 局域网的特点 局域网的拓扑结构 典型的局域网拓扑结构 局域网的传输介质 局域网的网络互联设备 局域网中以太网帧格式 交换机的 MAC 地址学习. 1 局域网技术. 定义 局域网是一种将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络。 局域网的基本特点 高数据传输率（ 10 ~ 1000 Mbps ） 短距离（ 0.1 ~ 10 km ） 低出错率（ 10-8 ~ 10-11 ） 连接规范 易于实现 局域网发展趋势 高速， 10G Ethernet

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局域网技术 - 以太网

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Presentation Transcript

  1. 局域网技术-以太网 作者：赵伟

  2. 培训目标 • 掌握局域网的技术 • 局域网的特点 • 局域网的拓扑结构 • 典型的局域网拓扑结构 • 局域网的传输介质 • 局域网的网络互联设备 • 局域网中以太网帧格式 • 交换机的MAC地址学习

  3. 1 局域网技术 • 定义 • 局域网是一种将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络。 • 局域网的基本特点 • 高数据传输率（10 ~ 1000 Mbps） • 短距离（0.1 ~ 10 km） • 低出错率（10-8 ~ 10-11） • 连接规范 • 易于实现 • 局域网发展趋势 • 高速，10G Ethernet • 移动，无线局域网 IEEE 802.11

  4. 集线器 星形网 总线网 匹配电阻 干线耦合器 环形网 树形网 1.1 局域网的拓扑结构 • 星型结构 • 环型结构 • 总线型结构 • 树型结构 请注意与我们讲的计算机网络拓扑结构进行对比， 课本第8页（这里为什么没有网状型的拓扑结构？）

  5. 万维网 服务器 路由器 100 Mb/s 至因特网 以太网 交换机 100 Mb/s 100 Mb/s 电子邮件 服务器 一系 二系 三系 10BASE-T 1.2 典型的局域网拓扑结构

  6. 崎岖小路 一般小道 简易公路 高速公路 等级公路 1.3 局域网的传输介质 • 传输介质（路的演变说明了什么？） • 双绞线 • 基带同轴电缆 • 光纤 • 无线

  7. 1.4 局域网网络互联设备 • 交换机（网桥） • 集线器 • 网卡 • 服务器

  8. 2 局域网的协议参考模型 局域网参考模型与OSI参考模型对应关系 MAC子层和LLC子层，MAC子层是与硬件相关的数据链路层协议， LLC是与硬件无关的数据链路层协议，本章主要关注MAC子层的协议。

  9. 2 局域网的协议参考模型 • 问题： • 1，哪一个层次使用服务接入点？ • 2，哪一个层次定义了硬件地址？

  10. 应用层首部 运输层首部 H5 网络层首部 H4 H5 应 用 程 序 数 据 链路层 首部 链路层 尾部 H3 H4 H5 应 用 程 序 数 据 H2 H3 H4 H5 应 用 程 序 数 据 T2 数据的传播路径 注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次 计算机1 计算机2 AP1 AP2 应 用 程 序 数 据 5 5 应 用 程 序 数 据 4 4 3 3 2 2 局域网 1 1 10100110100101 比 特 流 110101110101

  11. 字节 字节 46 ~ 1500 46 ~ 1500 6 6 6 6 2 2 4 4 链路层 首部 目的地址 目的地址 源地址 源地址 长度 类型 数 据 数 据 FCS FCS H2 局域网常用的帧格式 局域网帧结构的详细定义如下： Ethernet_Ⅱ 前导8字节 802.3_Ethernet 前导8字节 Ethernet II(课本上称DIX 2.0)：Xerox与DEC、Intel在1982年制定的以太网标准帧格式。 Ethernet 802.3：IEEE，Novell公布的专用以太网标准帧格式，针对Novell专用网络。 Ethernet II，因为它最早，也最简单，上层直接承载三层包，是在数据传输中最常使用的帧格式。

  12. 实例讲解-帧格式 下面我们花费一点时间，看看用Wireshark抓包工具扑捉到的一些帧。我们看到下面的帧只有三个字段：目的地址、源地址和类型字段。 Ethernet II, Src: HewlettP_b5:ed:09 (d4:85:64:b5:ed:09), Dst: Cisco_7c:a7:c8 (00:18:18:7c:a7:c8) Destination: Cisco_7c:a7:c8 (00:18:18:7c:a7:c8) Source: HewlettP_b5:ed:09 (d4:85:64:b5:ed:09) Type: IP (0x0800) 这是Ethernet II帧。注意，类型字段是IP，或者是用十六进制表示为0x0800。

  13. 实例讲解-帧格式 • 下一个帧有同样的字段，因此它肯定也是Ethernet II帧： • Ethernet II, Src: Communic_e6:4e:7d (00:09:4c:e6:4e:7d), Dst: Broadcast (ff:ff:ff:ff:ff:ff) • Destination: Broadcast (ff:ff:ff:ff:ff:ff) • Source: Communic_e6:4e:7d (00:09:4c:e6:4e:7d) • Type: ARP (0x0806) • 你注意到了这是一个广播帧码？因为其目的硬件地址全是1，或者用十六进制表示为0xff • 广播帧的产生:网络中存在有广播帧是不可避免的, • DHCP广播：比如开启了DHCP服务器, 每次请求, 都会有以”FF.FF.FF.FF.FF.FF”的帧格式出现．它向所有端口转发． • ARP广播：假设主机A与B在同一个网络内,当主机A要向主机B发送信息,那么需要知道主机B的IP地址和MAC地址,这里面我们假定A只知道B的IP地址,而不知道 B的MAC地址,那么这时A就需要向网络中发送一个ARP请求,来获取B的MAC地址,这个ARP请求实际上就是一个广播包.

  14. 课堂作业 用Wireshark抓包工具扑捉一个以太网的帧。写出： 1，以太网的帧类型； 2，以太网的目的地址Dst； 3，以太网的源地址Src； 4，以太网报文中上层使用的协议类型。 并说明你抓到的帧是否是广播帧？

  15. 地址学习（Address learning） 3 交换机MAC地址的学习 交换机做三件事： 转发数据包，洪泛数据包， 发现新MAC地址。 MAC表像电话本(yellow page), 电话本记录(姓名、电话号码)，MAC表记录 (MAC、接口) 。

  16. 交换机MAC地址学习 MAC address table A B 0260.8c01.1111 0260.8c01.3333 F0/1 F0/3 F0/4 F0/2 C D 0260.8c01.2222 0260.8c01.4444 • 初始MAC地址表是空的 交换机收到一个数据包时，用其MAC目的地址搜索MAC表。 找到就转发数据包，找不到就洪泛/泛洪 （flooding）。 常见的泛洪有DHCP，ARP报文泛洪攻击。

  17. 交换机MAC地址学习 MAC address table F0/1: 0260.8c01.1111 F0/2 : 0260.8c01.2222 A B 0260.8c01.1111 0260.8c01.3333 F0/1 F0/3 C D F0/2 F0/4 0260.8c01.2222 0260.8c01.4444 • A向C发送帧 • 交换机将A的MAC地址和其对应的接口f0/1放入MAC地址表 • 该帧向除了F0/1接口的所有接口泛洪

  18. 交换机学习主机地址 MAC address table F0/1: 0260.8c01.1111 F0/2: 0260.8c01.2222 F0/3: 0260.8c01.3333 A B F0/4: 0260.8c01.4444 0260.8c01.1111 0260.8c01.3333 F0/1 F0/3 F0/2 F0/4 C D 0260.8c01.2222 0260.8c01.4444 • D向B发送帧 • 交换机将D的MAC地址和其对应的接口f0/4放入MAC地址表 • 该帧向除了f0/4接口的所有接口泛洪

  19. 交换机学习主机地址 MAC address table F0/1: 0260.8c01.1111 F0/2: 0260.8c01.2222 F0/3: 0260.8c01.3333 A B F0/4: 0260.8c01.4444 0260.8c01.1111 0260.8c01.3333 F0/1 F0/3 D C F0/2 F0/4 0260.8c01.2222 0260.8c01.4444 • B向D发送帧 • 目的地址已知，帧不被泛洪 • 交换机的MAC地址表是基于源地址构建的

  20. 实训一：交换机MAC地址的学习 MAC address table A B PC-A MAC 地址 PC-B MAC 地址 F0/1 F0/3 D C F0/2 F0/4 PC-C MAC 地址 PC-D MAC 地址 • 在思科虚拟环境下组网如图： • 四台PC分别连接二层交换机（Cisco 2960） • 记录四台PC机的MAC地址

  21. 实训一：交换机MAC地址的学习 MAC address table A B 192.168.62.2 192.168.62.3 F0/1 F0/3 D C F0/2 F0/4 192.168.62.4 192.168.62.5 • 配置同一网段下的IP地址（192.168.62.* 255.255.255.0），四台计算机的IP地址如上图； • 计算机A: 192.168.62.2 255.255.255.0 • 计算机B: 192.168.62.3 255.255.255.0 • 计算机C: 192.168.62.4 255.255.255.0 • 计算机D: 192.168.62.5 255.255.255.0

  22. 实训一：交换机MAC地址的学习 MAC address table A B 192.168.62.2 192.168.62.3 F0/1 F0/3 D C F0/2 F0/4 192.168.62.4 192.168.62.5 • 在交换机上配置VLAN的ip地址，即网关地址192.168.62.1 • Switch(config)#interface vlan 1 • Switch(config-if)#ip address 192.168.62.1 255.255.255.0 • Switch(config-if)#no shutdown

  23. 实训一：交换机MAC地址的学习 MAC address table A B 192.168.62.2 192.168.62.3 F0/1 F0/3 D C F0/2 F0/4 192.168.62.4 192.168.62.5 • 分别在计算机A,计算机B，计算机C，计算机D上面采用Ping命令发送报文，使交换机学习主机的MAC地址。

  24. 实训一：交换机MAC地址的学习 MAC address table A B 192.168.62.2 192.168.62.3 F0/1 F0/3 D C F0/2 F0/4 192.168.62.4 192.168.62.5 • 通过模拟环境，验证以太网交换机的MAC地址学习过程

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