以太网交换技术详解

"本资源是关于第12章层2交换技术的PPT，由ALLEN主讲，主要内容包括以太网交换机的基础知识、以太网与CSMA/CD的工作原理、以太网络与IEEE 802.3和802.2标准的关系，以及常见的802.3连接方式。" 在计算机网络中，以太网交换机是层2（数据链路层）设备，用于实现局域网内的高速通信。以太网是一种广泛应用的广播型网络，由施乐公司的PARC研究中心在1973年首次提出，并逐渐发展成为主导的局域网技术。它采用了载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）的机制来处理多个设备共享同一传输介质时的数据传输。 CSMA/CD是确保以太网中数据传输有效性和公平性的核心策略。当一个设备想要发送数据时，它首先监听网络是否空闲。如果信道空闲，设备会立即发送数据，同时继续监听以防有其他设备在同一时刻发送数据导致冲突。一旦检测到冲突，设备会停止传输，发送冲突信号并随机等待一段时间后再尝试发送。这个随机等待时间根据冲突次数动态调整，防止设备持续冲突。 IEEE 802.3标准定义了以太网的物理层和数据链路层的媒体访问控制（MAC）子层。它涵盖了多种物理介质类型，如粗同轴电缆（10BASE-5）、细同轴电缆（10BASE-2）、非屏蔽双绞线（10BASE-T）和光纤（10BASE-F），每种介质有不同的最大传输距离。这些标准为以太网提供了不同环境下的实施选择。 另外，以太网的逻辑链路控制层（LLC）是IEEE 802.2标准的一部分，位于数据链路层的顶部，它为网络层提供了统一的接口，使得不同的802网络能够相互操作。LLC子层处理帧的封装和解封装，隐藏了不同物理层的差异。 在实际部署中，有几种常见的802.3连接方式，例如： 1. 10Base-5：采用粗同轴电缆的总线型结构，需要收发器连接主机。 2. 10Base-2：使用细同轴电缆的总线型结构，通过无源BNCT型接头连接主机。 3. 10Base-T：常见的是使用双绞线和集线器的总线型或星型结构，提供了更灵活的连接方案。 这些基础知识对于理解以太网交换机的工作原理和网络设计至关重要，它们帮助我们更好地构建、管理和优化局域网环境。