3.8 数据链路层设备

3.8.0 物理层扩展以太网

• 使用光纤连接使得传输距离更远

• 使用集线器等将多台电脑组合成一个冲突域

• 使用主干集线器连接多个冲突域形成新的更大的冲突域

冲突域：连接在同一个物理层设备上的电脑中，同时只能有一台电脑进行通信，称为一个冲突域

冲突域变大会导致通信效率变低

3.8.1网桥

1、网桥的作用

网桥：根据MAC帧的目的地址对帧进行转发和过滤。当网桥收到一个帧时，并不向所有接口转发此帧，而是 先检查此帧的目的MAC地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口，或者是把它丢弃（即过滤）。

网桥一般来说只有两个接口（可能有更多）。

通过网桥将多个冲突域连接起来形成一个广播域，则每一个原来的冲突域就是一个网段。

广播域：网络中能接收任一设备发出的广播帧的所有设备的集合

网段：一般指一个计算机网络中使用同一物理层设备（传输介质，中继器，集线器等）能够直接通讯的那一部分

网桥的优点

• 过滤通信量，增大吞吐量

• 扩大了物理范围

• 提高了可靠性

• 可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率的以太网

2、透明网桥

“透明”指以太网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥。

每个网桥包含一张转发表，记录了地址和对应接口

• A主机发送出一条数据到B主机

• 该数据经由网段传到网桥1号接口

• 网桥在转发表内查找A地址

  • A地址不存在，则记录下A地址和对应的信息来源接口1

  • A地址存在，则略过

• 网桥在转发表内查找B地址

  • B地址存在，则将数据由B地址对应的端口发送出去

  • B地址不存在，则将数据通过除了1接口之外的所有接口转发出去

• 其他网桥同理

3、源路由网桥

在发送帧时，把详细的最佳路由信息（路由最少/时间最短）放在帧的首部中。

实现方法

• 源站以广播的形式发送一个发现帧

• 发现帧通过不同的路由方式到达目的站，之后原路返回

• 源站根据返回情况选择最合适的路由链路

• 之后所有发向该目的站的信息都走这条路由

3.8.2 以太网交换机

• 交换机相当于多口网桥

• 每一个端口都是一个冲突域

• 各个端口独享带宽

  • 100M带宽，4台设备使用集线器，每台带宽为25M

  • 100M带宽，4台设备使用交换机，每台带宽为100M

1、直通式交换机

查完目的地址（6B）就立刻转发

• 优点

  • 延迟小

• 缺点

  • 可靠性低

  • 无法支持具有不同速率的端口的交换

2、存储转发式交换机

将帧放入高速缓存，并检查否正确，正确则转发，错误则丢弃

• 优点

  • 可靠性高

  • 可以支持具有不同速率的端口的交换

• 缺点

  • 延迟大

3.8.3 设备的比较

	能否隔离冲突域	能否隔离广播域
物理层设备（集线器、中继器）	×	×
数据链路层设备（网桥、交换机）	√	×
网络层设备（路由器）	√	√