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乙太網幀緩存

發布時間: 2022-04-04 07:38:40

⑴ 以太幀為何要設置最短幀長度為64位元組

電磁波在雙絞線上傳輸的速度為0.7倍光速,在1km電纜的傳播時延約為5us。傳統的網路信道比較差,需要有重傳機制保障可靠性。於是,在節點A向節點B發送數據進行通信的時候,要保證乙太網的重傳,必須保證A收到碰撞信號的時候,數據包沒有傳完,要實現這一要求,A和B之間的距離很關鍵,也就是說信號在A和B之間傳輸的來回時間必須控制在一定范圍之內。IEEE定義了這個標准,一個碰撞域內,最遠的兩台機器之間的round-trip time 要小於512bit 時間。(來回時間小於512位時,所謂位時就是傳輸一個比特需要的時間)。因此,傳統乙太網有如下特點:

1、最大覆蓋距離(兩個站點最遠的距離):2500m;

2、爭用期(即一個信號最遠來回的傳播時間):51.2us;過來這個時間還未監聽到沖突,則說明無沖突;

3、最小幀長:64位元組;因為傳統乙太網速率是10Mbps,爭用期是51.2us;即在這個時間內,幀的數據不能發完,否則將不能監聽到沖突了(CSMA/CD協議是邊發邊聽、不發不聽;因為如果幀發完,則不在監聽,這個時候即使來了有沖突的信號,不在監聽,也不知道已經沖突了),這樣的話CSMA/CD協議可靠性也就大大折扣了;即:B/10M >= 51.2us;即512bit,64個位元組;

4、幀間最小間隔:9.6us;相當於發送96bit;即在CSDM/CD協議下,一個站點在監測到信道空閑後,需要等待9.6us才能發送數據;(主要目的是留給剛剛接收數據的站點清理接收緩存,做好接下一陣的准備----------流量控制其實也是)

上述所說的乙太網幀是針對乙太網Ⅱ型幀進行的描述。幀格式如下:

那麼,現在互聯網中發送長度小於64位元組的報文時如何傳送呢?比如ARP報文。有效長度如下:

ARP報文:4位元組+4位元組+6位元組+4位元組+6位元組+4位元組=28位元組,遠不夠64位元組。

事實上,在傳送ARP報文時,需要進行填充。

arp程序代碼里,會增加一個填充程序,填充欄位 18位元組, 這樣乙太網數據部分=ARP28位元組+填充18位元組=46位元組。這樣,Dmac 6位元組+S mac 6位元組+ type 2位元組+ARP 46位元組+FCS4位元組=64位元組。

從而保證了互聯網上可以有效的傳輸小於64位元組的報文。上述內容來源於網路,如有侵權,請聯系我刪除。網上有很多很多討論為什麼乙太網幀最短幀為64位元組的文章,大家可以自行網路。

我們關注的問題是,如果不填充,而是強行傳送小於64位元組的報文呢?我們搭建了一個上板實驗進行了驗證。

實驗環境
開發板:Zedboard。

網路:雙絞線接Zedboard四埠擴展板1口和3口並形成回環。

EDA工具:Vivado2018.2、ModelSim10.5。

真實硬體驗證環境如下圖(請忽略圖中紙箱子等雜物):

回環結構
實驗目的:為了驗證,在實際鏈路中短於64位元組的mac數據幀能否通過雙絞線在phy層之間傳輸,以及mac核對於長度不符合要求的數據幀的處理情況。

事實上,在上圖中,最短幀能否通過MAC1對應的RJ45網口發出來的前提是能否順利的通過PHY晶元,FPGA晶元、PHY晶元以及RJ45介面的關系圖如下:

PHY與FPGA之間的介面為RGMII介面。在FPGA內部構建的長度小於64位元組的乙太網幀,通過FPGA晶元與PHY晶元之間的RGMII介面首先發給PHY晶元,如果能夠順利的通過PHY晶元,才能從RJ45介面(MAC1)通過雙絞線發送給MAC2的RJ45介面,進而再經過MAC2對應的RJ45介面、PHY晶元,最後送回到FPGA晶元內部。如下圖所示,左側MAC1採用自己寫的超短幀產生和接收模塊,右側MAC2採用Opencores上的開源MAC核。

數據流
Step1:通過data_gen模塊循環發送定長數據32』h12_34_56_78,通過8位數據埠傳給ephy_source模塊。
Step2:ephy_source模塊根據接收的數據,以及長度進行mac幀封裝,並填寫固定目的mac地址:48』h01_01_01_01_01_01以及源mac地址:48』h08_08_08_08_08_08之後依次按單位元組發送數據域內數據,並進行crc計算。
Step3:通過rgmii介面模塊進行8位gmii介面數據到4位rgmii介面數據的轉換後接到phy層。
Step4:經雙絞線傳輸後來到另一端的phy層,並依次經過phy層、rgmii轉換送入mac處理。
Step5:mac接收的數據,在去掉前導碼、crc校驗後,以32位寬的形式將數據部分發送給用戶側,這里直接將數據通過回環發送到mac2的用戶發送數據埠,再次通過mac2的組幀、crc計算、8位gmii到4位rgmii的轉換之後通過phy2的tx發送回phy1的接收埠。
超短幀長度設置為40位元組。從MAC1發出,經過PHY1晶元,經過雙絞線和MAC2的PHY2晶元,可以在MAC2的RGMII介面處收到。

⑵ win10網路適配器里的各項默認設置是什麼啊,

(一)NF網卡高級設置 Checksum Offload 數據包校驗 建議關閉 Flow Control 流量控制 一定要關閉 IEEE802.1P Support IEEE802.1P支持 建議關閉 Jumbo Frame Payload Size 默認是1500 這個是千兆網路一個新的設置,在下文詳細敘述。 Low Power State Link Speed 網卡節能 建議關閉 Network Address MAC的修改 默認為不存在 一般不必改動 Optimize For CPU/Throughput 為CPU佔用優化或為吞吐量進行優化,設置為CPU的話,網卡的速度被限制,但CPU佔用會很低,假如改為Throughput的話,網卡的性能才能完全發揮,但CPU的佔用也會上升不少。 Segmentation Offload 建議關閉 Speed/Duplex Settings Full Autonegotiation(全自適應,一般不用修改) VLAN Id 默認是1 不用改 VLAN Support VLAN支持 一般關閉 Wake on Magic packet 魔術數據包喚醒 建議關閉 Wake on pattern 建議關閉 WakeOnLAN From PowerOff 建議關閉 (二)8168/8111c網卡高級設置 在網卡高級選項里 JUMBO FRAME 改成無 802.1Q/1P VLAN Tagging 改成關閉 Flow Control 改成關閉 Jumbo Frame 改成關閉 Offload Checksum 改成關閉 Offload TCP_LargeSemnd 改成關閉 (三)8169/8167網卡高級設置 820.1Q/1p VLAN Tagging=Disable Flow Control=Disable Junbo Frame=Disable Offload Checksum=Disable Offload TCP_LargeSend=Disable (四)Marvell Yukon網卡高級設置 流控制-》禁用(或者Flow Control->Disable) 傳送緩沖區-》512(或者MaxTransmits->200) 接收緩沖區-》512(或者MaxReceives->500) 喚醒功能-》Link Change喚醒模式(或者WakeUpModeCap_A->28) 卸載 TCP/UDP 校驗和 (IPv4)-》禁用(或者*TCPUDPChecksumOffloadIPv4->0) 在內網的IPX協議裏手工添加一個帖類型802.2,網路號為:00012345或12345678 這樣啟動速度會快一點 修改XP默認TCP連接數 Intel Pro 1000網卡高級設置 QoS數據包標簽 建議設置:已禁用 本地管理的地址 建議設置:不存在 傳輸描述符 建議設置:256 等待連接 建議設置:開 分載傳輸IP效驗和 建議設置:開 分載傳輸TCP效驗和 建議設置:關 分載接收IP效驗和 建議設置:開 分載接收TCP效驗和 建議設置:關 喚醒鏈接設置 建議設置:已禁用 喚醒設置 建議設置:已禁用 紀錄鏈接狀態設置 建議設置:已禁用 接收描述符 建議設置:256 巨幀 建議設置:已禁用 鏈接速度和雙工 建議設置:1000 Mbps 自動協商 流程式控制制 建議設置:關 啟用 PME 建議設置:控制操作系統 適應性幀間距調整 建議設置:已啟用 中斷節流率 建議設置:關 網卡高級屬性設置 1。link down power saving 連接斷開時關閉電源節省,建議啟用enable。 2。link speed/plex mode 連接的速度,現在的網卡一般都是10/100M自適應的,選默認的auto negotiation 自動選擇即可。 3。network performance 網路設置,不用理它。 4。optimal performance 優化設置,建議啟用enable。 5。receive buffer size 接收緩存大小,選最大的64k bytes吧。 6。wakeup on arp/ping wakeup on link change wakeup using Apm mode 這些都是網路喚醒功能,不需要的建議關閉disable。 Link Down Power Saving 低速連接時省電模式 Link Speed/Duplex Mode 連接速度雙工模式 Network Address 網路地址 Optimal Performance 優化性能 Receive Buffer Size 接收緩沖大小 WakeUp on ARP/PING 網路喚醒通過ARP/PING WakeUp on Link Change 網路喚醒通過連接改變 WakeUp using APM Mode 網路喚醒通過APM模式 下面講講關於Jumbo Frame這個選項,這是一個新的技術,傳統來說,標准乙太網幀就是 1518 位元組,除去 14 位元組乙太網頭和 4 位元組 CRC 校驗是 1500,正好是 MTU 值,這是為以前的網路環境而考慮的設定大小,但在目前的千兆區域網環境中,各種設備已經十分穩定,所以一些廠家為了提高性能,提出Jumbo Frame這個新技術,但因為這個技術並非網路標准所規定的通訊設定,所以各廠家的產品都有差異,未必能夠兼容。 用法的考慮因素 只有在整個網路上的設備都支持「巨幀」且配置為使用相同的幀大小時,才啟用「巨幀」。在其他網路設備上設置「巨幀」時,應明白不同的網路設備對「巨幀」大小的計算也不相同。有些設備將數據包頭的信息包括在幀大小中,有些不包括。英特爾適配器不將數據包頭的信息包括在幀大小中。 巨幀僅支持 TCP/IP。 以 10 或 100 Mbps 使用巨幀將導致性能變差或鏈接丟失。 在交換器上配置巨幀時,對 CRC 將幀大小最多設置 4 個位元組,如果使用 VLAN 或 Qos 數據包標記,則再加 4 個位元組。 簡單來說,當你確定你的交換機支持Jumbo Frame的時候,且伺服器和客戶機都是NF的網卡,你可以試一下都調節成為9000這個數,看看效果有沒有提升。理論上講,是可以極大的提高Station和存儲的IO性能。

⑶ 乙太網幀中的源地址是MAC地址還是IP地址

乙太網幀的封裝包中前面的部分都是一致的:數據部分—TCP協議部分—IP協議部分;然後是封裝數鏈層協議:MAC地址。MAC地址的獲得從本機的ARP緩存表中來;ARP緩存表中的MAC地址從ARP廣播中獲得。如果沒有得到目標主機的MAC,該數據包以廣播形式提交給交換機,交換機通過一輪廣播包後獲得目標MAC,在下次傳遞時使用。如果目標主機不在本網路,將數鏈層協議部分封裝成網關MAC地址,提交給網關設備處理。

⑷ 乙太網交換機一個埠在接受到數據幀時,如果沒有在MAC地址表中查找到目的MAC地址,通常如何處理

如果沒有在MAC地址表中查找到目的MAC地址,則會進行全網的廣播ARP定址,發送方收到廣播後則會單點發個確認數據包,包含本機的IP和Mac地址以及接收方的IP和Mac地址,其他主機會丟棄該包,交換機接受後會將該Mac地址存儲到其高速緩存中,以便下次發送和接收時定址。

⑸ 說明在乙太網在,CSMA/CD的幀的發送過程

分以下四步:
(1)適配器從網路層獲得一個分組,加上乙太網的首部和尾部,組成乙太網幀,放入適配器的緩存中,准備發送。
(2)若適配器檢測到信道空閑(即在96比特時間內沒有檢測到信道上有信號),就發送這個幀。若檢測到信道忙,則繼續檢測並等待信道轉為空閑(加上96比特時間),然後發送這個幀。
(3)在發送過程中繼續檢測信道,若一直未檢測到碰撞,就順利把這個幀成功發送完畢。若檢測到碰撞,則中止數據的發送,並發送人為干擾信號。
(4)在中止發送後,適配器就執行指數退避演算法,等待r倍512比特時間後,返回到步驟(2)。
不知你要的是否這個回答,但願能幫到你。

⑹ 乙太網中幀發送的間隔時間怎麼計算 什麼是背靠背方式

一、乙太網規定幀間最小間隔為9.6
微秒
,相當於96比特時間,其目的是為了使剛剛收到數據幀的站的接受緩存來得及清理,做好接受下一幀的准備。
當一個幀發送之後,10
Mbps
乙太網中的所有設備都必須等待至少
96
個比特時間(9.6
微秒),然後才可以發送下一個幀。
二、背靠背方式表示突發數據處理能力。這是乙太網的測試常見的四個性能指標之一。
三、乙太網的其它三個個性能測試指標:
乙太網的測試最常見有以下四個性能指標:吞吐量、時延、丟包率、背靠背。
1、吞吐量(Throughput):網路不丟幀的情況下最大的幀轉發速率。
2、時延(Latency):包括存儲轉發時延和比特轉發時延。
存儲轉發時延就是數據幀最後一個bit進入設備開始計時到數據幀第一個bit出現在
輸出埠結束間的時間差。
比特轉發時延就是從第一個bit位進入開始到第一bit位出現在輸出埠結束之間的時間差。
3、丟包率:
穩定狀態下幀丟失情況。

⑺ 常用的幀交換技術方式有哪兩種方法

於幀的交換方式有靜態交換和動態交換兩種方式。

交換技術是隨著電話通信的發展和使用而出現的通信技術。1876年,貝爾發明了電話。人類的聲音第一次轉換為電信號,並通過電話線實現了遠距離傳輸。電話剛開始使用時,只能實現固定的兩個人之間的通話,隨著用戶的增加,人們開始研究如何構建連接多個用戶的電話網路,以實現任意兩個用戶之間的通信。

網路技術發展迅猛,乙太網占據了統治地位。為了適應網路應用深化帶來的挑戰,網路的規模和速度都在急劇發展,區域網的速度已從最初的10Mbit/s提高到100Mbit/s,千兆乙太網技術也已得到了普遍應用。

對於用戶來說,在減低成本的前提下,保證網路的高可靠性、高性能、易維護、易擴展,與採用何種組網技術密切相關;對於設備廠商來說,在保證用戶網路功能實現的基礎上,如何能夠取得更為可觀的利潤,採用組網技術的優劣,成為提高利潤的一個手段。

在具體的組網過程中,是使用已經日趨成熟的傳統的第2層交換技術,還是使用具有路由功能的第3層交換技術,或者是使用具有高網路服務水平的第7層交換技術呢。

在這些技術選擇的權衡中,2層交換、3層交換和7層交換這三種技術究竟孰優孰劣,它們各自又適用於什麼樣的環境呢。

⑻ 100mbps乙太網的幀間最小間隔

乙太網規定幀間最小間隔為9點6微秒。相當於96比特時間,其目的是為了使剛剛收到數據幀的站的接受緩存來得及清理,做好接受下一幀的准備。當一個幀發送之後,100Mbps乙太網中的所有設備都必須等待至少96個比特時間,然後才可以發送下一個幀。

間隔介紹

背靠背方式表示突發數據處理能力。這是乙太網的測試常見的四個性能指標之一。乙太網的測試最常見有以下四個性能指標,吞吐量,時延,丟包率,背靠背。

吞吐量:網路不丟幀的情況下最大的幀轉發速率。時延包括存儲轉發時延和比特轉發時延。存儲轉發時延就是數據幀最後一個bit進入設備開始計時到數據幀第一個bit出現在輸出埠結束間的時間差。

比特轉發時延就是從第一個bit位進入開始到第一bit位出現在輸出埠結束之間的時間差。丟包率,穩定狀態下幀丟失情況。

⑼ 千兆區域網的傳輸速度是多少

千兆區域網的傳輸速度理論上是125MB/s。

1000Mbps=1,000,000,000比特/秒=125,000,000位元組/秒=125MB/s。

千兆區域網理論計算最高值為125MB/s。在實際的應用中,要再扣約 12% 的 Ethernet Header, IP Header, TCP Header, ATM Header等控制訊號。和排除網路損耗以及線路衰減等因素,因此真正的下載速度還不到125MB/s。

(9)乙太網幀緩存擴展閱讀:

千兆區域網利用了原乙太網標准所規定的全部技術規范,其中包括CSMA/CD協議、乙太網幀、全雙工、流量控制以及IEEE802.3標准中所定義的管理對象。作為乙太網的一個組成部分,千兆區域網也支持流量管理技術,它保證在乙太網上的服務質量。

千兆區域網提供完美無缺的遷移途徑,充分保護在現有網路基礎設施上的投資。千兆區域網將保留IEEE802.3和乙太網幀格式以及802.3受管理的對象規格,從而使企業能夠在升級至千兆性能的同時,保留現有的線纜、操作系統、協議、桌面應用程序和網路管理戰略與工具。

⑽ 以太幀是怎麼發送

在二層交換網中應用最廣泛的是採用IEEE 802.3標準的乙太網(Ethernet)。目前,全世界的區域網90%以上是採用乙太網技術組網的。隨著乙太網技術的發展,該技術已經進入接入網和城域網領域。在本講中,筆者提出了乙太網交換技術中存在虛電路的新觀點。

1 乙太網的分類
乙太網的特點是多個數據終端共享傳輸匯流排。乙太網按其匯流排的傳輸速率可劃分為10 Mbit/s乙太網、100 Mbit/s乙太網、1 000 Mbit/s(吉比特)乙太網以及10 Gbit/s乙太網等;乙太網按其匯流排的傳輸介質可劃分為同軸電纜乙太網、雙絞線乙太網以及光纖(多模、單模)乙太網。

2 載波偵聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD)協議
共享式乙太網的核心思想是多個主機共享公共傳輸通道。在電話通信中採用了時分、頻分或碼分等方法,使多個用戶終端共享公共傳輸通道。但在數據通信中,數據是突發性的,若佔用固定時隙、頻段或信道進行數據通信,會造成資源上的浪費。

若多個主機共享公共傳輸通道(匯流排)而不採取任何措施,必然會產生碰撞與沖突。CSMA/CD協議正是為解決多個主機爭用公共傳輸通道而制定的。

(1) 載波偵聽多路訪問(CSMA)

每個乙太網幀(MAC幀)均有源主機和宿主機的物理地址(MAC地址)。當網上某台主機要發送MAC幀時,應先監聽信道。如果信道空閑,則發送;如果發現信道上有載波(指基帶信號),則不發送,等信道空閑時立即發送或延遲一個隨機時間再發送,從而大大減少碰撞的次數。

(2) 碰撞檢測(CD)

對於碰撞檢測,在一般情況下,當匯流排上的信號擺動超過正常值時,即認為發生沖突。這種檢測方法容易出錯,因為信號在線路上傳播時存在衰耗,當兩個主機相距很遠時,另一台主機的信號到達時已經很弱,與本地主機發送的信號疊加時,達不到沖突檢測的幅度,就會出錯。為此,IEEE 802?郾3標准中限制了線纜的長度。目前,應用較多的沖突檢測方法是主機的發送器把數據發送到線纜上,該主機的接收機又把數據接收回來,然後與發送數據相比,判別是否一致。若一致,則無沖突發生;若不一致,則表示有沖突發生。

3 MAC幀格式
每一幀以7個位元組的前導碼開始,前導碼為「1010」交替碼,其作用是使目的主機接收器時鍾與源主機發送器時鍾同步。緊接著是幀開始分界符位元組「10101011」,用於指示幀的開始。

幀包括兩個地址:目的地址和源地址。目的地址最高位如為「0」,則表示普通地址;如為「1」,則表示組地址。地址的次高位用於區分是局部地址還是全局地址。局部地址由局部網路管理者分配,離開這個局部網,該地址就毫無意義。全局地址由IEEE統一分配,以保證全世界沒有兩個主機具有相同的全局地址。允許大約有7×1013個全局地址。全局地址可用於全球性的MAC幀定址。

數據域長度給出數據域中存在多少個位元組的數據,其值為0~1 500。數據域長度為「0」是合法的,但太短的幀在傳送過程中可能會產生問題,其中一個原因就是:當主機檢測到沖突時,便停止發送,這時一部分數據已經發送到線纜上,而目的主機卻無法簡單區分這是正確幀還是垃圾幀。為此,IEEE規定:正確長度必須大於64位元組,如果小於64位元組,那麼必須用填充欄位填充到幀的最小長度。

4 乙太網的互聯
根據OSI 7層模型,乙太網可以在低3層和高3層上互聯。實現互聯的網元設備有中繼器、集線器、網橋、路由器、交換機和網關。

4.1 中繼器

中繼器工作在OSI 7層模型的物理層。因為數字脈沖信號經過一定距離的傳輸後,會產生衰耗和波形失真,在接收端引起誤碼。中繼器的作用是再生(均衡放大、整形)通過網路傳輸的數據信號,擴展區域網的范圍。

中繼器工作在物理層,對高層協議是完全透明的。用中繼器相聯的兩個網路,對鏈路層而言相當於一個網路,中繼器僅起到擴展距離的作用,而不能提供隔離和擴展有效帶寬的作用。

4.2 集線器(Hub)

集線器就像一個星型結構的多埠轉發器,每個埠都具有發送與接收數據的能力。當某個埠收到連在該埠上的主機發來的數據時,就轉發至其它埠。在數據轉發之前,每個埠都對它進行再生、整形,並重新定時。

集線器可以互相串聯,形成多級星型結構,但相隔最遠的兩個主機受最大傳輸延時的限制,因此只能串聯幾級。當連接的主機數過多時,匯流排負載很重,沖突將頻頻發生,導致網路利用率下降。

與中繼器一樣,集線器工作在OSI 7層模型的物理層,不能提供隔離作用,相當於一個多埠的中繼器。

4.3 網橋

網橋工作在OSI 7層模型的鏈路層(MAC層)。當一個乙太網幀通過網橋時,網橋檢查該幀的源和目的MAC地址。如果這兩個地址分別屬於不同的網路,則網橋將該MAC幀轉發到另一個網路上,反之不轉發。所以,網橋具有過濾與轉發MAC幀的功能,能起到網路間的隔離作用。對共享型網路而言,網路間的隔離意味著提高了網路的有效帶寬。

網橋最簡單的形式是連接兩個區域網的兩埠網橋。在多個區域網互聯時,為不降低網路的有效帶寬,可以採用多埠網橋或乙太網交換機。但採用這些工作在鏈路層的設備聯網,存在以下缺點:

(1) 多埠網橋或乙太網交換機只有簡單的路由表,當某一埠收到一個數據包,若設備根據其目的地址找不到對應的輸出埠時,即對所有埠廣播這個包,當網路較大時易引起廣播風暴;

(2) 多埠網橋或乙太網交換機無鏈路層協議轉換功能,因此不能做到不同協議網路的互聯,例如乙太網與X.25、FR、N-ISDN和ATM等網路的互聯。

4.4 路由器

在路由器中存放有龐大而復雜的路由表,並能根據網路拓撲、負荷的改變及時維護該路由表。當路由器找不到某一埠輸入的數據包對應的輸出埠時,即刪除該包。因為路由器廢除了廣播機制,所以可以抑制廣播風暴。

4.5 網關

網關工作在OSI 7層模型的高3層,即對話層、表示層和應用層。網關用於兩個完全不同網路的互聯,其特點是具有高層協議的轉換功能。網關最典型的應用是IP電話網關。IP電話網關將時分復用的64 kbit/s編碼話音和No?郾7共路信令轉換為IP包,送入Internet進行傳輸,從而使PSTN和Internet兩個完全不同的網路可以互聯互通。

5 乙太網交換機
5.1 乙太網交換機的基本原理

大型網路為了提高網路的效率,需要將網路在鏈路層上進行分段,以提高網路的有效帶寬。對於小型網路,可以利用網橋對網路進行分段;對於大型網路,往往採用乙太網交換機對網路進行分段,即利用乙太網交換機將一個共享型乙太網分割成若干個網段。分段後的網路稱為交換型乙太網。在交換型乙太網中,工作在每一網段中的主機對介質的爭用仍採用CSMA/CD機制,而聯接各網段的交換機則採用路由機制。若某一共享型乙太網帶寬為M,共帶有N台主機,則每台主機平均帶寬為M/N。若在該網內引入一台8埠的乙太網交換機,將該網分割為8個網段,則每一網段帶寬仍為M,而總帶寬則拓寬至8M。

目前,大中型乙太網中引入了多台交換機的級聯工作方式。處在用戶級的交換機一般可做到1個埠接1台主機,則該主機可享用所連接埠的全部帶寬,無需競爭網路資源。

在乙太網中引入交換機將網路分段後,是否能使網路容量無限擴大?答案是否定的。因為在乙太網交換機中對MAC幀的定址採用了廣播方式,網路太大時易引起廣播風暴。這就需要有路由器對網路在網路層上進行分段。路由器將計算機網分割成若干個子網,從而縮小了其底層乙太網的廣播域,抑制了廣播風暴。

5.2 乙太網交換機的路由方式

當該交換機中的某一個埠接收到一個MAC幀時,交換機的首要任務是根據該MAC幀的目的地址尋找輸出埠,然後向該輸出埠轉發這個MAC幀。

通常情況下,在乙太網交換機中存有一張路由表,該表根據所接收MAC幀的目的地址,為每個MAC幀選擇輸出埠。

(1) 固定路由

固定路由是指交換機有一張人工配置的路由表,表上標明各埠及其所對應的目的地址。固定路由雖然不失為一種路由方式,但如果網路規模過大,則配置路由表將變成一項很繁重的工作,再加上交換機所處的網路經常會變更網路配置或增刪主機,網路管理員很難使路由表及時更新來適應拓撲結構的變化。

(2) 自學習路由

在實際應用中,通常通過自學習方法來建立一張動態路由表,以自動適應網路拓撲結構的變化。該動態路由表可在人工建立的路由表的基礎上,通過自學習過程不斷修改而得到。

所謂自學習,即是根據到達每一埠MAC幀的源地址來建立或刷新路由表。假設交換機從X埠收到一個MAC幀,檢查該MAC幀的源地址為A地址,則說明凡是目的地址為A地址的MAC幀,應該通過X埠轉發。從X埠收到源地址為A地址的MAC幀後,交換機控制部分檢查路由表。若路由表中目的地址一項無A地址,則在X埠對應的目的地址項中增加A地址內容;若表中目的地址一項有A地址,但其對應埠為Y埠,則需修改路由表。

由上可見,乙太網交換機利用廣播幀和自學習的方法來建立路由表,一旦配置好路由表,後續的以太幀根據目的MAC地址(未使用標記)和路由表選擇路由,從而形成一條從源主機到目的 主機的虛電路。