以太网的特点及技术常识(收集工程师计较机根本常识)

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前言
以太网最早是指由DEC（Digital Equipment Corporation）、Intel和Xerox组成的DIX（DEC-Intel-Xerox）同盟开辟并于1982年公布的标准他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。经过持久的成长，以太网已成为利用最为普遍的局域网，包括标准以太网（10 Mbit/s）、快速以太网（100 Mbit/s）、千兆以太网（1000 Mbit/s）和万兆以太网（10 Gbit/s）等他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。IEEE 802.3标原则是基于以太网的标准制定的，并与以太网标准相互兼容他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
在TCP/IP中，以太网的IP数据报文的封装格式由RFC894界说，IEEE802.3收集的IP数据报文封装由RFC1042界说他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。现今最常利用的封装格式是RFC894界说的格式，凡是称为Ethernet_II大概Ethernet DIX他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
01以太网根本常识
1.1 以太网的收集条理
以太网采用无源的介质，按广播方式传布信息他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。它规定了物理层和数据链路层协议，规定了物理层和数据链路层的接口以及数据链路层与更高层的接口他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
物理层
物理层规定了以太网的根基物理属性，如数据编码、时标、电频等他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
物理层位于OSI参考模子的最底层，它间接面向现实承当数据传输的物理媒体（即通讯通道），物理层的传输单元为比特（bit），即一个二进制位（“0”或“1”）他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。现实的比特传输必须依靠于传输装备和物理媒体，可是，物理层不是指具体的物理装备，也不是指信号传输的物理媒体，而是指在物理媒体之上为上一层（数据链路层）供给一个传输原始比特流的物理毗连他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
数据链路层
数据链路层是OSI参考模子中的第二层，介于物理层和收集层之间他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。数据链路层在物理层供给的办事的根本上向收集层供给办事，其最根基的办事是将源装备收集层转发过来的数据牢靠地传输到相邻节点的目标装备收集层他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
由于以太网的物理层和数据链路层是相关的，针对物理层的分歧工作形式，需要供给特定的数据链路层来拜候他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。这给设想和利用带来了一些未便他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
为此，一些构造和厂家提出把数据链路层再停止分层，分为媒体接入控制子层（MAC）和逻辑链路控制子层（LLC）他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。这样分歧的物理层对应分歧的MAC子层，LLC子层则可以完全自力他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。如图1-1所示他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
图1-1 以太网链路层的分层结构
1.2 以太网的线缆标准
从以太网诞生到今朝为止，成熟利用的以太网物理层标准首要有以下几种：

10base-2

10base-5

10base-T

10base-F

100base-T4

100base-TX

100base-FX

1000base-SX

1000base-LX

1000base-TX

10Gbase-T

10Gbase-LR

10Gbase-SR在这些标准中，前面的10、100、1000、10G别离代表运转速度，中心的base指传输的信号是基带方式他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
10兆以太网线缆标准
10兆以太网线缆标准在IEEE802.3中界说，线缆范例如表1-1所示他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
表1-1 10兆以太网线缆标准
同轴电缆的致命缺点是：电缆上的装备是串联的，单点故障就能致使全部收集解体他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。10base-2，10base-5是同轴电缆的物理标准，现在已经根基被淘汰他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
100兆以太网线缆标准
100兆以太网又叫快速以太网FE（Fast Ethernet），在数据链路层上跟10M以太网没有区分，仅在物理层上进步了传输的速度他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
快速以太网线缆范例如表1-2所示他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
表1-2 快速以太网线缆标准
10base-T和100base-TX都是运转在五类双绞线上的以太网标准，所分歧的是线路上信号的传输速度分歧，10base-T只能以10M的速度工作，而100base-TX则以100M的速度工作他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
100base-T4现在很少利用他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
千兆以太网线缆标准
千兆以太网是对IEEE802.3以太网标准的扩大他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。在基于以太网协议的根本之上，将快速以太网的传输速度从100Mbit/s进步了10倍，到达了1Gbit/s他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。千兆以太网线缆标准如表1-3所示他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
表1-3 千兆以太网线缆标准
用户可以采用这类技术在原本的快速以太网系统中实现从100Mbit/s到1000Mbit/s的升级他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
千兆以太网物理层利用8B10B编码他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。在传统的以太网传输技术中，数据链路层把8位数据组提交到物理层，物理层经过适当的变更后发送到物理链路上传输他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。但变更的成果还是8比特他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
在光纤千兆以太网上，则不是这样他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。数据链路层把8比特的数据提交给物理层的时辰，物理层把这8比特的数据停止映照，变更成10比特发送进来他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
万兆以太网线缆标准
万兆以太网当前利用附加标准IEEE 802.3ae用以说明，未来会合并进IEEE 802.3标准他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。万兆以太网线缆标准如表1-4所示他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
表1-4 万兆以太网线缆标准
100Gbps以太网线缆标准
新的40G/100G以太网标准在2010年制定完成，当前利用附加标准IEEE 802.3ba用以说明他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。随着收集技术的成长，100Gbps以太网在未来会有大范围的利用他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
1.3 CSMA/CD
CSMA/CD的概念
按照以太网的最初设想方针，计较机和其他数字装备是经过一条同享的物理线路毗连起来的他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。这样被毗连的计较机和数字装备必须采用一种半双工的方式来拜候该物理线路，而且还必须有一种抵触检测和避免的机制，以避免多个装备在同一时辰抢占线路的情况，这类机制就是所谓的CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
可以从以下三点来了解CSMA/CD：

CS：载波侦听
在发送数据之进步行侦听，以确保线路余暇，削减抵触的机遇他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

MA：多址拜候
每个站点发送的数据，可以同时被多个站点接收他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

CD：抵触检测
由于两个站点同时发送信号，信号叠加后，会使线路上电压的摆动值跨越一般值一倍他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。据此可判定抵触的发生他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
边发送边检测，发现抵触就停止发送，然后提早一个随机时候以后继续发送他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。CSMA/CD的工作进程
CSMA/CD的工作进程以下：

假如线路余暇则发送数据他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
假如线路不余暇则一向期待他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
终端装备不停的检测同享线路的状态他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

倘使有别的一个装备同时发送数据，两个装备发送的数据必定发生抵触，致使线路上的信号不稳定他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

终端装备检测到这类不稳定以后，顿时停止发送自己的数据他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

终端装备发送连续串干扰脉冲，然前期待一段时候以后再停止发送数据他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。发送干扰脉冲的目标是为了告诉其他装备，出格是跟自己在同一个时辰发送数据的装备，线路上已经发生了抵触他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。检测到抵触前期待的时候是随机的他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。1.4 最小帧长
由于CSMA/CD算法的限制，以太网帧必须不能小于某个最小长度他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。以太网中，最小帧长为64字节，这是由最大传输间隔和抵触检测机制配合决议的他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
规定最小帧长是为了避免这类情况发生：A站点已经将一个数据包的最初一个Bit发送终了，但这个报文的第一个Bit还没有传送到间隔很远的B站点他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。B站点以为线路余暇继续发送数据，致使抵触他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
图1-2 Ethernet_II的帧结构
高层协议必须保证Data域最少包括46字节，这样加上以太网帧头的14字节和帧尾的4字节校验码恰好满足64字节的最小帧长，如图1-2所示他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。假照现实数据不敷46个字节，则高层协议必须添补一些数据单元他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
1.5 以太网的双工
以太网的物理层存在半双工和全双工两种形式他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
半双工
半双工的工作形式：

肆意时辰只能接收数据大概发送数据他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

采用CSMA/CD机制他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

有最大传输间隔的限制他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。HUB工作在半双工形式他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
全双工
在有L2交换机取代了HUB组建以太网后，以太网由同享式改变成交换式他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。而且用全双工取代了半双工，传输数据帧的效力大猛进步，最大吞吐量到达双倍速度他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
全双工从底子上处理了以太网的抵触题目，以太网今后离别CSMA/CD他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
全双工的工作形式：

同一时辰可以接收和发送数据他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

最大吞吐量达双倍速度他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

消除了半双工的物理间隔限制他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。当前制造的网卡、二层装备、三层装备都支持全双工形式，HUB除外他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
实现全双工的硬件保证：

支持全双工的网卡芯片

收发线路完全分手的物理介质

点到点的毗连1.5 以太网的自协商
自动协商的目标
最早的以太网都是10M半双工的，所以需要CSMA/CD等一系列机制保证系统的稳定性他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。随着技术的成长，出现了全双工，接着又出现了100M，以太网的性能大大改良他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。可是随之而来的题目是：若何保证原有以太收集和新以太网的兼容？
因而，提出了自动协商技术来处理这类冲突他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。自动协商的首要功用就是使物理链路两真个装备经过交互信息自动挑选一样的工作参数他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。自动协商的内容首要包括双工形式、运转速度以及流控等参数他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。一旦协商经过，链路两真个装备就锁定在一样的双工形式和运转速度他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
以太网速度双工自协商在以下标准中界说：

百兆以太网标准：IEEE 802.3uIEEE 802.3u标准将自协商作为可选功用他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

千兆以太网标准：IEEE 802.3zIEEE 802.3z标准将自协商作为强迫功用，一切装备必须遵守而且必须默许启用自协商他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。自动协商道理
自动协商是收集装备间建立毗连的一种方式他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。它答应一个收集装备将自己所支持的工作形式信息转达给收集上的对端，并接管对端能够传递过来的信息他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。装备双方按照相互工作形式信息的交集，依照双方都支持的最优工作形式建立毗连他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
对于利用双绞线毗连的以太网，假如没稀有据传输时，链路并不是一向余暇，而是每隔16ms发送一个高脉冲，用来保护链路层的毗连，这类脉冲成为NLP（Normal link Pulse）码流他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。在NLP码流中再插入一些频次更高的脉冲，可用来传递更多的信息，这串脉冲成为FLP（Fast link Pulse）码流，如图1-3所示他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。自协商功用的根基机制就是将协商信息封装进FLP码流中，以到达自协商的目标他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
图1-3 脉冲插入表示图
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对于利用光模块和光纤毗连的以太网，与利用双绞线毗连的以太网类似，也是靠发送码流来停止自协商的，这类码流称为C码流，也就是设置（Configuration）码流他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。与电口分歧的是，光口一般不协商速度，而且一般工作在双工形式，所以自协商一般只用来协商流控他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
假如协商经过，网卡就把链路置为激活状态，可以起头传输数据了他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。假如不能经过，则该链路不能利用他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
倘使有一端不支持自动协商，则支持自动协商的一端挑选一种默许的方式工作，一般情况下是10M半双工形式他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
自协商完全由物理层芯片设想实现，IEEE 802.3标准要求在以下任一情况下启动自协商：

链路中断后规复

装备重新上电

任何一端装备复位

有重新自协商（Renegotiation）请求除此之外，毗连双方并不会一向发送自协商码流他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。自协商并不利用公用数据包或带来任何高层协议开销他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
接口的自动协商法则
当接口对接时，双方能否一般通讯和两头接口设备的工作形式能否婚配相关他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

当两头接口都工作在不异范例的非自协商形式时，双方可以一般通讯他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

当两头接口都工作在自协商形式时，双方经过协商可以一般通讯，终极的协商成果取决于才能低的一端，经过自协商功用还可以协商流量控制功用他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

当两头接口一真个工作形式为自协商，对端为非自协商时，接口终极协商的工作形式和对端设备的工作形式相关他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。1.6 抵触域和广播域
抵触域
在传统的以粗同轴电缆为传输介质的以太网中，同一介质上的多个节点同享链路的带宽，争用链路的利用权，这样就会发生抵触，CSMA/CD机制中当抵触发生时，收集就要停止回退，这段回退的时候内链路上不传送任何数据他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。而且这类情况是不成避免的他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。同一介质上的节点越多，抵触发生的几率越大他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。这类毗连在同一导线上的一切节点的调集就是一个抵触域他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。抵触域内一切节点合作同一带宽，一个节点发出的报文（不管是单播、组播、广播）其他节点都可以收到他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
广播域
由于收集合利用了广播，会占用带宽，下降装备的处置效力，必须对广播加以限制他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。比如ARP利用广播报文从IP地址来剖析MAC地址他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。全1MAC地址FFFF-FFFF-FFFF为广播地址，一切节点城市处置目标地址为广播地址的数据帧他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。这类一个节点发送一个广播报文其他节点都可以收到的节点的调集，就是一个广播域他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。传统的网桥可以按照MAC表对单播报文停止转发，对于广播报文向一切的接口都转发，所以网桥的一切接口毗连的节点属于一个广播域，可是每个接口属于一个零丁抵触域他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

02以太网交换
2.1 二层交换道理
二层交换装备工作在OSI模子的第二层，即数据链路层，它对数据包的转发是建立在MAC（Media Access Control ）地址根本之上的他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。二层交换装备分歧的接口发送和接收数据自力，各接口属于分歧的抵触域，是以有用地隔离了收集合物理层抵触域，使得经过它互连的主机（或收集）之间不必再担忧流量巨细对于数据发送抵触的影响他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
二层交换装备经过剖析和进修以太网帧的源MAC来保护MAC地址与接口的对应关系（保存MAC与接口对应关系的表称为MAC表），经过其目标MAC来查找MAC表决议向哪个接口转发，根基流程以下：

二层交换装备收到以太网帧，将其源MAC与接收接口的对应关系写入MAC表，作为今后的二层转发根据他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。假如MAC表中已有不异表项，那末就革新该表项的老化时候他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。MAC表表项采纳一定的老化更新机制，老化时候内未获得革新的表项将被删撤除他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

装备判定目标MAC地址能否是广播地址：
假如目标MAC地址是广播地址，那末向一切接口转发（报文的入接口除外）他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
假如目标MAC地址不是广播地址，按照以太网帧的目标MAC去查找MAC表，假如可以找到婚配表项，则向表项所示的对应接口转发，假如没有找到婚配表项，那末向一切接口转发（报文的入接口除外）他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。[/ol]从上述流程可以看出，二层交换经过保护MAC表以及按照目标MAC查表转发，有用的操纵了收集带宽，改良了收集性能他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。图1-6是一个二层交换的示例他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
图1-6 二层交换示例
二层交换装备虽然可以隔离抵触域，可是它并不能有用的分别广播域他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。由于畴前面先容的二层交换装备转发流程可以看出，广播报文以及目标MAC查找失利的报文会向除报文的入接口之外的别的一切接口转发，当收集合的主机数目增加时，这类情况会消耗大量的收集带宽，而且在平安性方面也带来一系列题目他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。固然，经过路由器来隔离广播域是一个法子，可是由于路由器的高本钱以及转发性能低的特点使得这一方式利用有限他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。基于这些情况，二层交换中出现了VLAN技术他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
2.2 三层交换道理
三层交换机出现的布景
早期的收集合一般利用二层交换机来搭建局域网，而分歧局域网之间的收集互通由路由器来完成他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。那时的收集流量，局域网内部的流量占了绝大部分，而收集间的通讯拜候量比力少，利用少许路由器已经充足对付了他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
可是，随着数据通讯收集范围的不竭扩大，收集营业的不竭丰富，收集间互访的需求越来越大，而路由器由于本身本钱高、转发性能低、接口数目少等特点没法很好的满足收集成长的需求他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。是以出现了三层交换机这样一种能实现高速三层转发的装备他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
固然，三层交换机并不能完全替换路由器，路由器所具有的丰富的接口范例、杰出的流量办事品级控制、强大的路由才能等仍然是三层交换机的亏弱环节他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
三层转发的道理
今朝的三层交换机通常为经过VLAN来分别二层收集并实现二层交换，同时可以实现分歧VLAN间的三层IP互访他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。分歧收集的主机之间互访的流程简要以下：

源主机在倡议通讯之前，将自己的IP与目标主机的IP停止比力，假如两者位于同一网段（用收集掩码计较后具有不异的收集号），那末源主机间接向目标主机发送ARP请求，在收到目标主机的ARP应对后获得对方的物理层（MAC）地址，然后用对方MAC地址作为报文的目标MAC地址停止报文发送他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

当源主机判定目标主机与自己位于分歧网段时，它会经过网关（Gateway）来递交报文，即发送ARP请求来获得网关IP地址对应的MAC，在获得网关的ARP应对后，用网关MAC作为报文的目标MAC发送报文他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。此时发送报文的源IP是源主机的IP，目标IP仍然是目标主机的IP他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。[/ol]下面具体先容一下三层交换的进程他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
如图1-7所示，通讯的源、目标主机毗连在同一台三层交换机上，但它们位于分歧VLAN（网段）他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。对于三层交换机来说，这两台主机都位于它的直连网段内，它们的IP对应的路由都是直连路由他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
图1-7 三层转发道理表示网
图中标了然两台主机的MAC、IP地址、网关，以及三层交换机的MAC、分歧VLAN设置的三层接口IP他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。当 PC A向PC B倡议PING时，流程以下：（假定三层交换机上还未建立任何硬件转颁发项）
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按照前面的描写，PC A首先检查出目标IP地址10.2.1.2（PC B）与自己不在同一网段，是以它发出请求网关地址10.1.1.1对应MAC的ARP请求；

L3 Switch收到PC A的ARP请求后，检查请求报文发现被请求IP是自己的三层接口IP，是以发送ARP应对并将自己的三层接口MAC（MAC Switch）包括在其中他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。同时它还会把PC A的IP地址与MAC地址对应（10.1.1.2与MAC A）关系记录到自己的ARP表项中去（由于ARP请求报文中包括了发送者的IP和MAC）；

PC A获得网关（L3 Switch）的ARP应对后，组装ICMP请求报文并发送，报文的目标MAC（即DMAC）＝MAC Switch、源MAC（即SMAC）＝MAC A、源IP（即SIP）＝10.1.1.2、目标IP（即DIP）＝10.2.1.2；

L3 Switch收到报文后，首先按照报文的源MAC+VLAN ID更新MAC表他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。然后，按照报文的目标MAC＋VLAN ID查找MAC地址表，发现婚配了自己三层接口MAC的表项，说明需要作三层转发，因而继续查找交换芯片的三层表项；

交换芯片按照报文的目标IP去查找其三层表项，由于之前未建立任何表项，是以查找失利，因而将报文送到CPU去停止软件处置；

CPU按照报文的目标IP去查找其软件路由表，发现婚配了一个直连网段（PC B对应的网段），因而继续查找其软件ARP表，仍然查找失利他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。然后L3 Switch会在目标网段对应的VLAN 3的一切接口发送请求地址10.2.1.2对应MAC的ARP请求；

PC B收到L3 Switch发送的ARP请求后，检查发现被请求IP是自己的IP，是以发送ARP应对并将自己的MAC（MAC B）包括在其中他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。同时，将L3 Switch的IP与MAC的对应关系（10.2.1.1与MAC Switch）记录到自己的ARP表中去；

L3 Switch收到PC B的ARP应对后，将其IP和MAC对应关系（10.2.1.2与MAC B）记录到自己的ARP表中去，并将PC A的ICMP请求报文发送给PC B，报文的目标MAC点窜成PC B的MAC（MAC B），源MAC点窜成自己的MAC（MAC Switch）他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。同时，在交换芯片的三层表项中按照刚获得的三层转发信息增加表项（内容包括IP、MAC、出口VLAN、出接口），这样后续的PC A发往PC B的报文便可以经过该硬件三层表项间接转发了；

PC B收到L3 Switch转发过来的ICMP请求报文今后，回应ICMP应对给PC A他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。ICMP应对报文的转发进程与前面类似，只是由于L3 Switch在之前已经获得PC A的IP和MAC对应关系了，也同时在交换芯片中增加了相关三层表项，是以这个报文间接由交换芯片硬件转发给PC A；

这样，后续的往返报文都经过查MAC表到查三层转颁发的进程由交换芯片间接停止硬件转发了他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。[/ol]从上述流程可以看出，三层交换机正是充实操纵了“一次路由（首包CPU转发并建立三层硬件表项）、屡次交换（后续包芯片硬件转发）”的道理实现了转发性能与三层交换的完善同一他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。

03以太网交换利用处景

如图1-8所示，某企业有IP电话、员工PC、收集打印机、移动终端、办事器等多种装备需要接入收集他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。
图1-8 利用以太网技术组建企业收集示例
可以利用以太网技术将众多的终端装备毗连到收集，从而实现员工拜候收集、拨打IP电话、员工PC拜候办事器同享资本、经过收集实现远程打印、IT治理员同一治理等收集营业他早就发现系统有个隐藏的缝隙私下花了好几个早晨优化了代码。