Ethernet

百科解釋

目錄·以太網(wǎng)的分類和發(fā)展
·拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
·傳輸介質(zhì)
·接口的工作模式

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

總線型：所需的電纜較少、價(jià)格便宜、管理成本高，不易隔離故障點(diǎn)、采用共享的訪問機(jī)制，易造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。早期以太網(wǎng)多使用總線型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用同軸纜作為傳輸介質(zhì)，連接簡單，通常在小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中不需要專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但由于它存在的固有缺陷，已經(jīng)逐漸被以集線器和交換機(jī)為核心的星型網(wǎng)絡(luò)所代替。

星型：管理方便、容易擴(kuò)展、需要專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)、需要更多的網(wǎng)線、對(duì)核心設(shè)的可靠性要求高。采用專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如集線器或交換機(jī)）作為核心節(jié)點(diǎn)，通過雙絞線將局域網(wǎng)中的各臺(tái)主機(jī)連接到核心節(jié)點(diǎn)上，這就形成了星型結(jié)構(gòu)。星型網(wǎng)絡(luò)雖然需要的線纜比總線型多，但布線和連接器比總線型的要便宜。此外，星型拓?fù)淇梢酝ㄟ^級(jí)聯(lián)的方式很方便的將網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到很大的規(guī)模，因此得到了廣泛的應(yīng)用，被絕大部分的以太網(wǎng)所采用。

傳輸介質(zhì)

以太網(wǎng)可以采用多種連接介質(zhì)，包括同軸纜、雙絞線和光纖等。其中雙絞線多用于從主機(jī)到集線器或交換機(jī)的連接，而光纖則主要用于交換機(jī)間的級(jí)聯(lián)和交換機(jī)到路由器間的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上。同軸纜作為早期的主要連接介質(zhì)已經(jīng)逐漸趨于淘汰。

接口的工作模式

以太網(wǎng)卡可以工作在兩種模式下：半雙工和全雙工。

半雙工：半雙工傳輸模式實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)載波監(jiān)聽多路訪問沖突檢測。傳統(tǒng)的共享LAN是在半雙工下工作的，在同一時(shí)間只能傳輸單一方向的數(shù)據(jù)。當(dāng)兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生沖突，這會(huì)降低以太網(wǎng)的效率。

全雙工：全雙工傳輸是采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，這種安排沒有沖突，因?yàn)樗鼈兪褂秒p絞線中兩個(gè)獨(dú)立的線路，這等于沒有安裝新的介質(zhì)就提高了帶寬。例如在上例的車站間又加了一條并行的鐵軌，同時(shí)可有兩列火車雙向通行。在雙全工模式下，沖突檢測電路不可用，因此每個(gè)雙全工連接只用一個(gè)端口，用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的傳輸效率可達(dá)到50％～60％的帶寬，雙全工在兩個(gè)方向上都提供100％的效率。

△ 以太網(wǎng)的工作原理

以太網(wǎng)采用帶沖突檢測的載波幀聽多路訪問（CSMA/CD）機(jī)制。以太網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)都可以看到在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送的所有信息，因此，我們說以太網(wǎng)是一種廣播網(wǎng)絡(luò)。

以太網(wǎng)的工作過程如下：

當(dāng)以太網(wǎng)中的一臺(tái)主機(jī)要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它將按如下步驟進(jìn)行：

1、幀聽信道上收否有信號(hào)在傳輸。如果有的話，表明信道處于忙狀態(tài)，就繼續(xù)幀聽，直到信道空閑為止。

2、若沒有幀聽到任何信號(hào)，就傳輸數(shù)據(jù)

3、傳輸?shù)臅r(shí)候繼續(xù)幀聽，如發(fā)現(xiàn)沖突則執(zhí)行退避算法，隨機(jī)等待一段時(shí)間后，重新執(zhí)行步驟1（當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，涉及沖突的計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)送會(huì)返回到幀聽信道狀態(tài)。

注意：每臺(tái)計(jì)算機(jī)一次只允許發(fā)送一個(gè)包，一個(gè)擁塞序列，以警告所有的節(jié)點(diǎn)）

4、若未發(fā)現(xiàn)沖突則發(fā)送成功，計(jì)算機(jī)所有計(jì)算機(jī)在試圖再一次發(fā)送數(shù)據(jù)之前，必須在最近一次發(fā)送后等待9.6微秒（以10Mbps運(yùn)行）。

△ 幀結(jié)構(gòu)

以太網(wǎng)幀的概述：

以太網(wǎng)的幀是數(shù)據(jù)鏈路層的封裝，網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包被加上幀頭和幀尾成為可以被數(shù)據(jù)鏈路層識(shí)別的數(shù)據(jù)幀（成幀）。雖然幀頭和幀尾所用的字節(jié)數(shù)是固定不變的，但依被封裝的數(shù)據(jù)包大小的不同，以太網(wǎng)的長度也在變化，其范圍是64～1518字節(jié)（不算8字節(jié)的前導(dǎo)字）。

△ 沖突/沖突域

沖突（Collision）：在以太網(wǎng)中，當(dāng)兩個(gè)數(shù)據(jù)幀同時(shí)被發(fā)到物理傳輸介質(zhì)上，并完全或部分重疊時(shí)，就發(fā)生了數(shù)據(jù)沖突。當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，物理網(wǎng)段上的數(shù)據(jù)都不再有效。

沖突域：在同一個(gè)沖突域中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都能收到所有被發(fā)送的幀。

影響沖突產(chǎn)生的因素：沖突是影響以太網(wǎng)性能的重要因素，由于沖突的存在使得傳統(tǒng)的以太網(wǎng)在負(fù)載超過40％時(shí)，效率將明顯下降。產(chǎn)生沖突的原因有很多，如同一沖突域中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量越多，產(chǎn)生沖突的可能性就越大。此外，諸如數(shù)據(jù)分組的長度（以太網(wǎng)的最大幀長度為1518字節(jié)）、網(wǎng)絡(luò)的直徑等因素也會(huì)影響沖突的產(chǎn)生。因此，當(dāng)以太網(wǎng)的規(guī)模增大時(shí)，就必須采取措施來控制沖突的擴(kuò)散。通常的辦法是使用網(wǎng)橋和交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)分段，將一個(gè)大的沖突域劃分為若干小沖突域。

△ 廣播/廣播域

廣播：在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，向所有連通的節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息稱為廣播。

廣播域：網(wǎng)絡(luò)中能接收任何一設(shè)備發(fā)出的廣播幀的所有設(shè)備的集合。

廣播和廣播域的區(qū)別：廣播網(wǎng)絡(luò)指網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)都可以收到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀，不管該幀是否是發(fā)給這些節(jié)點(diǎn)。非目的節(jié)點(diǎn)的主機(jī)雖然收到該數(shù)據(jù)幀但不做處理。

廣播是指由廣播幀構(gòu)成的數(shù)據(jù)流量，這些廣播幀以廣播地址（地址的每一位都為“1”）為目的地址，告之網(wǎng)絡(luò)中所有的計(jì)算機(jī)接收此幀并處理它。

△ 共享式以太網(wǎng)

共享式以太網(wǎng)的典型代表是使用10Base2/10Base5的總線型網(wǎng)絡(luò)和以集線器（集線器）為核心的星型網(wǎng)絡(luò)。在使用集線器的以太網(wǎng)中，集線器將很多以太網(wǎng)設(shè)備集中到一臺(tái)中心設(shè)備上，這些設(shè)備都連接到集線器中的同一物理總線結(jié)構(gòu)中。從本質(zhì)上講，以集線器為核心的以太網(wǎng)同原先的總線型以太網(wǎng)無根本區(qū)別。

集線器的工作原理：

集線器并不處理或檢查其上的通信量，僅通過將一個(gè)端口接收的信號(hào)重復(fù)分發(fā)給其他端口來擴(kuò)展物理介質(zhì)。所有連接到集線器的設(shè)備共享同一介質(zhì)，其結(jié)果是它們也共享同一沖突域、廣播和帶寬。因此集線器和它所連接的設(shè)備組成了一個(gè)單一的沖突域。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出一個(gè)廣播信息，集線器會(huì)將這個(gè)廣播傳播給所有同它相連的節(jié)點(diǎn)，因此它也是一個(gè)單一的廣播域。

集線器的工作特點(diǎn)：

集線器多用于小規(guī)模的以太網(wǎng)，由于集線器一般使用外接電源（有源），對(duì)其接收的信號(hào)有放大處理。在某些場合，集線器也被稱為“多端口中繼器”。

集線器同中繼器一樣都是工作在物理層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

共享式以太網(wǎng)存在的弊端：由于所有的節(jié)點(diǎn)都接在同一沖突域中，不管一個(gè)幀從哪里來或到哪里去，所有的節(jié)點(diǎn)都能接受到這個(gè)幀。隨著節(jié)點(diǎn)的增加，大量的沖突將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能急劇下降。而且集線器同時(shí)只能傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)幀，這意味著集線器所有端口都要共享同一帶寬。

△ 交換式以太網(wǎng)

交換式結(jié)構(gòu)：

在交換式以太網(wǎng)中，交換機(jī)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)幀中的MAC地址決定數(shù)據(jù)幀應(yīng)發(fā)向交換機(jī)的哪個(gè)端口。因?yàn)槎丝陂g的幀傳輸彼此屏蔽，因此節(jié)點(diǎn)就不擔(dān)心自己發(fā)送的幀在通過交換機(jī)時(shí)是否會(huì)與其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的幀產(chǎn)生沖突。

為什么要用交換式網(wǎng)絡(luò)替代共享式網(wǎng)絡(luò)：

·減少?zèng)_突：交換機(jī)將沖突隔絕在每一個(gè)端口（每個(gè)端口都是一個(gè)沖突域），避免了沖突的擴(kuò)散。

·提升帶寬：接入交換機(jī)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以使用全部的帶寬，而不是各個(gè)節(jié)點(diǎn)共享帶寬。

△ 以太網(wǎng)交換機(jī)

交換機(jī)的工作原理：

·交換機(jī)根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址建立該地址同交換機(jī)端口的映射，并將其寫入MAC地址表中。

·交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進(jìn)行比較，以決定由哪個(gè)端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

·如數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。這一過程稱之為泛洪（flood）。

·廣播幀和組播幀向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)。

交換機(jī)的三個(gè)主要功能：

·學(xué)習(xí)：以太網(wǎng)交換機(jī)了解每一端口相連設(shè)備的MAC地址，并將地址同相應(yīng)的端口映射起來存放在交換機(jī)緩存中的MAC地址表中。

·轉(zhuǎn)發(fā)/過濾：當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時(shí)，它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點(diǎn)的端口而不是所有端口（如該數(shù)據(jù)幀為廣播/組播幀則轉(zhuǎn)發(fā)至所有端口）。

·消除回路：當(dāng)交換機(jī)包括一個(gè)冗余回路時(shí)，以太網(wǎng)交換機(jī)通過生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時(shí)允許存在后備路徑。

交換機(jī)的工作特性：

·交換機(jī)的每一個(gè)端口所連接的網(wǎng)段都是一個(gè)獨(dú)立的沖突域。

·交換機(jī)所連接的設(shè)備仍然在同一個(gè)廣播域內(nèi)，也就是說，交換機(jī)不隔絕廣播（唯一的例外是在配有VLAN的環(huán)境中）。

·交換機(jī)依據(jù)幀頭的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，因此說交換機(jī)是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

△ 交換機(jī)的分類：

依照交換機(jī)處理幀的不同的操作模式，主要可分為兩類。

存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)：交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)之前必須接收整個(gè)幀，并進(jìn)行檢錯(cuò)，如無錯(cuò)誤再將這一幀發(fā)向目的地址。幀通過交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延隨幀長度的不同而變化。

直通式：交換機(jī)只要檢查到幀頭中所包含的目的地址就立即轉(zhuǎn)發(fā)該幀，而無需等待幀全部的被接收，也不進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)。由于以太網(wǎng)幀頭的長度總是固定的，因此幀通過交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延也保持不變。

注意：

直通式的轉(zhuǎn)發(fā)速度大大快于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)模式，但可靠性要差一些，因?yàn)榭赡苻D(zhuǎn)發(fā)沖突幀或帶CRC錯(cuò)誤的幀。

△ 生成樹協(xié)議

消除回路：

在由交換機(jī)構(gòu)成的交換網(wǎng)絡(luò)中通常設(shè)計(jì)有冗余鏈路和設(shè)備。這種設(shè)計(jì)的目的是防止一個(gè)點(diǎn)的失敗導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能的丟失。雖然冗余設(shè)計(jì)可能消除的單點(diǎn)失敗問題，但也導(dǎo)致了交換回路的產(chǎn)生，它會(huì)導(dǎo)致以下問題。

·廣播風(fēng)暴

·同一幀的多份拷貝

·不穩(wěn)定的MAC地址表

因此，在交換網(wǎng)絡(luò)中必須有一個(gè)機(jī)制來阻止回路，而生成樹協(xié)議（Spanning Tree Protocol）的作用正在于此。

生成樹的工作原理：

生成樹協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.1b。運(yùn)行生成樹算法的網(wǎng)橋/交換機(jī)在規(guī)定的間隔（默認(rèn)2秒）內(nèi)通過網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（BPDU）的組播幀與其他交換機(jī)交換配置信息，其工作的過程如下：

·通過比較網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)選取根網(wǎng)橋（給定廣播域內(nèi)只有一個(gè)根網(wǎng)橋）。

·其余的非根網(wǎng)橋只有一個(gè)通向根交換機(jī)的端口稱為根端口。

·每個(gè)網(wǎng)段只有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)端口。

·根交換機(jī)所有的連接端口均為轉(zhuǎn)發(fā)端口。

注意：生成樹協(xié)議在交換機(jī)上一般是默認(rèn)開啟的，不經(jīng)人工干預(yù)即可正常工作。但這種自動(dòng)生成的方案可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂讲⒎亲顑?yōu)化。因此，可以通過人工設(shè)置網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)的方法影響生成樹的生成結(jié)果。

生成樹的狀態(tài)：

運(yùn)行生成樹協(xié)議的交換機(jī)上的端口，總是處于下面四個(gè)狀態(tài)中的一個(gè)。在正常操作期間，端口處于轉(zhuǎn)發(fā)或阻塞狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備識(shí)別網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化時(shí)，交換機(jī)自動(dòng)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，在這期間端口暫時(shí)處于監(jiān)聽和學(xué)習(xí)狀態(tài)。

阻塞：所有端口以阻塞狀態(tài)啟動(dòng)以防止回路。由生成樹確定哪個(gè)端口轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，處于阻塞狀態(tài)的端口不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)但可接受BPDU。

監(jiān)聽：不轉(zhuǎn)發(fā)，檢測BPDU，（臨時(shí)狀態(tài)）。

學(xué)習(xí)：不轉(zhuǎn)發(fā)，學(xué)習(xí)MAC地址表（臨時(shí)狀態(tài)）。

轉(zhuǎn)發(fā)：端口能轉(zhuǎn)送和接受數(shù)據(jù)。

小知識(shí)：實(shí)際上，在真正使用交換機(jī)時(shí)還可能出現(xiàn)一種特殊的端口狀態(tài)－Disable狀態(tài)。這是由于端口故障或由于錯(cuò)誤的交換機(jī)配置而導(dǎo)致數(shù)據(jù)沖突造成的死鎖狀態(tài)。如果并非是端口故障的原因，我們可以通過交換機(jī)重啟來解決這一問題。

生成樹的重計(jì)算：

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí)，生成樹協(xié)議重新計(jì)算，以生成新的生成樹結(jié)構(gòu)。當(dāng)所有交換機(jī)的端口狀態(tài)變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)或阻塞時(shí)，意味著重新計(jì)算完畢。這種狀態(tài)稱為會(huì)聚（Convergence）。

注意：在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變期間，設(shè)備直到生成樹會(huì)聚才能進(jìn)行通信，這可能會(huì)對(duì) 某些應(yīng)用產(chǎn)生影響，因此一般認(rèn)為可以使生成樹運(yùn)行良好的交換網(wǎng)絡(luò)，不應(yīng)該超過七層。此外可以通過一些特殊的交換機(jī)技術(shù)加快會(huì)聚的時(shí)間。

△ 網(wǎng)橋

網(wǎng)橋概述：

依據(jù)幀地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可將數(shù)個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)段連接在一起。網(wǎng)橋可連接相同介質(zhì)的網(wǎng)段也可訪問不同介質(zhì)的網(wǎng)段。網(wǎng)橋的主要作用是分割和減少?zèng)_突。它的工作原理同交換機(jī)類似，也是通過MAC地址表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。因此，網(wǎng)橋同交換機(jī)沒有本質(zhì)的區(qū)別。在某些情況下，我們可以認(rèn)為網(wǎng)橋就是交換機(jī)。

△ 路由器的簡單介紹

什么是路由器：

路由器是使用一種或者更多度量因素的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它決定網(wǎng)絡(luò)通信能夠通過的最佳路徑。路由器依據(jù)網(wǎng)絡(luò)層信息將數(shù)據(jù)包從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)前向轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

路由器的功能：

·隔絕廣播，劃分廣播域

·通過路由選擇算法決定最優(yōu)路徑

·轉(zhuǎn)發(fā)基于三層目的地址的數(shù)據(jù)包

·其他功能

△ 虛擬局域網(wǎng)VLAN

網(wǎng)橋/交換機(jī)的本質(zhì)和功能是通過將網(wǎng)絡(luò)分割成多個(gè)沖突域提供增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，然而網(wǎng)橋/交換機(jī)仍是一個(gè)廣播域，一個(gè)廣播數(shù)據(jù)包可被網(wǎng)橋/交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)至全網(wǎng)。雖然OSI模型的第三層的路由器提供了廣播域分段，但交換機(jī)也提供了一種稱為VLAN的廣播域分段方法。

什么是VLAN：

一個(gè)VLAN是跨越多個(gè)物理LAN網(wǎng)段的邏輯廣播域，人們?cè)O(shè)計(jì)VLAN來為工作站提供獨(dú)立的廣播域，這些工作站是依據(jù)其功能、項(xiàng)目組或應(yīng)用而不顧其用戶的物理位置而邏輯分段的。

一個(gè)VLAN＝一個(gè)廣播域＝邏輯網(wǎng)段

VLAN的優(yōu)點(diǎn)和安裝特性：

VLAN的優(yōu)點(diǎn)：

·安全性。一個(gè)VLAN里的廣播幀不會(huì)擴(kuò)散到其他VLAN中。

·網(wǎng)絡(luò)分段。將物理網(wǎng)段按需要?jiǎng)澐殖蓭讉€(gè)邏輯網(wǎng)段

·靈活性。可將交換端口和連接用戶邏輯的分成利益團(tuán)體，例如以同一部門的工作人員，項(xiàng)目小組等多種用戶組來分段。

典型VLAN的安裝特性：

·每一個(gè)邏輯網(wǎng)段像一個(gè)獨(dú)立物理網(wǎng)段

·VLAN能跨越多個(gè)交換機(jī)

·由主干（Trunk）為多個(gè)VLAN運(yùn)載通信量

VLAN如何操作：

·配置在交換機(jī)上的每一個(gè)VLAN都能執(zhí)行地址學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)發(fā)/過濾和消除回路機(jī)制，就像一個(gè)獨(dú)立的物理網(wǎng)橋一樣。VLAN可能包括幾個(gè)端口

·交換機(jī)通過將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到與發(fā)起端口同一VLAN的目的端口實(shí)現(xiàn)VLAN。

·通常一個(gè)端口只運(yùn)載它所屬VLAN的通信量。

VLAN的成員模式：

靜態(tài)：分配給VLAN的端口由管理員靜態(tài)（人工）配置。

動(dòng)態(tài)：動(dòng)態(tài)VLAN可基于MAC地址、IP地址等識(shí)別其成員資格。當(dāng)使用MAC地址時(shí)，通常的方式是用VLAN成員資格策略服務(wù)器（VMPS）支持動(dòng)態(tài)VLAN。VMPS包括一個(gè)映射MAC地址到VLAN分配的數(shù)據(jù)庫。當(dāng)一個(gè)幀到達(dá)動(dòng)態(tài)端口時(shí)，交換機(jī)根據(jù)幀的源地址查詢VMPS，獲取相應(yīng)的VLAN分配。

注意：雖然VLAN是在交換機(jī)上劃分的，但交換機(jī)是二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，單一的有交換機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)無法進(jìn)行VLAN間通信的，解決這一問題的方法是使用三層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備-路由器。路由器可以轉(zhuǎn)發(fā)不同VLAN間的數(shù)據(jù)包，就像它連接了幾個(gè)真實(shí)的物理網(wǎng)段一樣。這時(shí)我們稱之為VLAN間路由。

△ 高速以太網(wǎng)

快速以太網(wǎng)：

快速以太網(wǎng)（Fast Ethernet）也就是我們常說的百兆以太網(wǎng)，它在保持幀格式、MAC（介質(zhì)存取控制）機(jī)制和MTU（最大傳送單元）質(zhì)量的前提下，其速率比10Base－T的以太網(wǎng)增加了10倍。二者之間的相似性使得10Base－T以太網(wǎng)現(xiàn)有的應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)管理工具能夠在快速以太網(wǎng)上使用�？焖僖蕴W(wǎng)是基于擴(kuò)充的IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。

千兆以太網(wǎng)：

千兆位以太網(wǎng)是一種新型高速局域網(wǎng)，它可以提供1Gbps的通信帶寬，采用和傳統(tǒng)10M、100M以太網(wǎng)同樣的CSMA/CD協(xié)議、幀格式和幀長，因此可以實(shí)現(xiàn)在原有低速以太網(wǎng)基礎(chǔ)上平滑、連續(xù)性的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)。只用于Point to Point，連接介質(zhì)以光纖為主，最大傳輸距離已達(dá)到70km，可用于MAN的建設(shè)。

由于千兆以太網(wǎng)采用了與傳統(tǒng)以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)完全兼容的技術(shù)規(guī)范，因此千兆以太網(wǎng)除了繼承傳統(tǒng)以太局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)外，還具有升級(jí)平滑、實(shí)施容易、性價(jià)比高和易管理等優(yōu)點(diǎn)。

千兆以太網(wǎng)技術(shù)適用于大中規(guī)模（幾百至上千臺(tái)電腦的網(wǎng)絡(luò)）的園區(qū)網(wǎng)主干，從而實(shí)現(xiàn)千兆主干、百兆交換（或共享）到桌面的主流網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式。

小知識(shí)：

千兆以太網(wǎng)的優(yōu)勢是同舊系統(tǒng)的兼容性好，價(jià)格相對(duì)便宜。在這也是千兆以太網(wǎng)在同ATM的競爭中獲勝的主要原因。

△ 小結(jié)：

當(dāng)今居于主導(dǎo)地位的局域網(wǎng)技術(shù)－以太網(wǎng)。以太網(wǎng)是建立在CSMA/CD機(jī)制上的廣播型網(wǎng)絡(luò)。沖突的產(chǎn)生是限制以太網(wǎng)性能的重要因素，早期的以太網(wǎng)設(shè)備如集線器是物理層設(shè)備，不能隔絕沖突擴(kuò)散，限制了網(wǎng)絡(luò)性能的提高。而交換機(jī)（網(wǎng)橋）做為一種能隔絕沖突的二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，極大的提高了以太網(wǎng)的性能。正逐漸替代集線器成為主流的以太網(wǎng)設(shè)備。然而交換機(jī)（網(wǎng)橋）對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的廣播數(shù)據(jù)流量則不做任何限制，這也影響了網(wǎng)絡(luò)的性能。通過在交換機(jī)上劃分VLAN和采用三層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備－路由器解決了這一問題。以太網(wǎng)做為一種原理簡單，便于實(shí)現(xiàn)同時(shí)又價(jià)格低廉的局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為業(yè)界的主流。而更高性能的快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)的出現(xiàn)更使其成為最有前途的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

通信詞典解釋