(3)网络培训教材.....来于AirLive欧立科技OvisLink
[b]集线器[/b][b](Hub)[/b][b]的运作原理[/b][b][/b]以太网络集线器的基本工作原理是广播（broadcast）技术，也就是HUB从任何一个端口收到一个Ethernet包时，它都将此Ethernet包广播到所有其它端口，HUB中不记忆哪一个MAC地址挂在哪一个端口。接在HUB口上的NIC（网卡）根据信息包所要求的功能执行相应动作，这是由网络层（layer 3）之上控制的，Ethernet HUB不处理这些内容，Ethernet HUB只负责从一个口上收到的Ethernet包广播到所有其它口（所谓广播，是指HUB将该Ethernet包发送到所有其它口），仅此而已。Ethernet包中带有源MAC地址和目的MAC地址。MAC位元址与Ethernet包中的目的MAC位元址相同的计算机执行该包中所要求的动作，这个动作由layer 3之上定义，与Ethernet HUB无关，Ethernet HUB只处理Ethernet包，即只与MAC地址打交道。如果该目的MAC位元址不存在，或该目的MAC位元址不响应（即上层软件不处理），Ethernet HUB幷不知道，也不处理。这就好象邮递员，他是根据信封上的地址传递信件，只管传递，不管信中是什么内容以及收信人是否回信，或收信人由于某种原因没有回信，而导致发信人着急，与邮递员无关。只是邮递员在找不到该地址时还会将信退回，Ethernet HUB不管退信，只负责转发。
在Windows 中，当用户A双击“网上邻居”时，相当于生成了一个Ethernet广播包，该包要求执行的命令是：“请告诉我你们的名字！”。请注意，Ethernet HUB不处理此命令，也不知道此命令是什么，Ethernet HUB只知道此包为广播包，幷负责将此包广播到所有其它埠（源端口除外），仅此而已。与HUB相连的计算机中的NIC收到此包（因为是广播包，故收下），将包中的数据域内容传送给上层软件（即Windows ），上层软件返回网络中的计算机名给广播包的发送者（广播包中含有发出者的源MAC地址），用户A收到各个计算机回送的响应包，从而得知网络上有什么用户，幷由Windows显示在“网上邻居”中。如果找不到网络上的用户，则可能有下列原因：
1．该用户没有连到网上或接触不好（如电缆两端RJ-45），或该计算机没有加电。如果是接触不好，可能会有时看到，有时看不到。
2．HUB内部信息包传送不正确，芯片设计有问题（这几乎是不可能的）。
3．互连的计算机高层协议配置不正确，导致双方无法互相理解。如绑定的协定不一致，有的用TCP/IP，有的用IPX等等，或者超时时间太短（此时间与Ethernet无关），以致于响应包还在路上，就宣布网络寻找结束，没有发现××用户。这个时间不是由Ethernet控制的，是由计算机操作系统控制的，如果某些计算机正在执行某些操作而不响应NIC的中断，它自然无法处理该广播包，从而使用户A看不到某些计算机。
4．此外，与HUB相连的计算机的工作模式（即Half-duplex，或Full-duplex）必须与HUB一致。HUB只能工作于半双工，计算机网卡也必须设为半双工（或自动方式），当然速率也必须一致，否则计算机发出的响应包也可能到达不了用户A，从而导致看不到用户。
由于集线器会将来所有的数据传到每一个端口，虽然集线器已被交换机取代，但在侦错或收集网络数据时集线器还是被广泛的使用。
AirLive 欧立科技 OvisLink 培训教材[/b]
[b]以太网络交换机的运作原理[/b][b][/b]
Ethernet Switch的工作基础是Ethernet信息包结构。Ethernet信息包为固定格式，但长度可变，在信息包头中带有目的MAC地址、源MAC地址、信息长度等若干内容。目前使用较多的Ethernet交换机都是Layer 2（OSI的第二层）交换机，即基于Ethernet MAC地址进行交换。
交换机与集线器的最大差别是Ethernet Switch记忆什么用户（即哪些MAC地址）挂在哪一个端口上，也就是说Switch中有一个地址表，表中的每一项内容主要是MAC地址与端口号。当Switch从某一埠收到一个包时（我们暂不讨论广播包），它要对地址表执行两个动作：一是检查该包的源MAC地址是否已在地址表中，如果没有，则将该MAC地址加到地址表中，这样以后就知道该MAC地址在哪一个端口；二是检查该包的目的MAC地址是否已在地址表中，如果该MAC地址已在地址表中，则将该包发送到对应的端口即可，如果该MAC地址不在地址表中，则将该包发送到所有其它端口（源端口除外），相当于该包是一个广播包。对于广播包，Ethernet Switch与Ethernet HUB的工作原理是一样的，没有什么差别。[b]半双工以及全双工的功能[/b]
在交换机出现之前，以太网络的规格一直是遵循CSMA/CD模式下的共享模式。在半双工的模式下，以太网络的任何节点都无法同时接收及发放数据，这让以太网络的功效减低许多，但随着交换机的出现，以太网络从此能够在全双工的模式下操作，幷被IEEE命名为802.3x流量控制。
全双工的以太网络要求两个节点必须要以一对一的方式传输数据，也就是说联系两个节点的线路幷不能与其它连结共享。然而因为交换机有暂存记忆及导向的功能，这使得数据包在传输的过程中能有自己的线路。因此才能支持全双工的功能。因为数据包在传输的过程中幷不会有冲突的现象，因此全双工的以太网络幷不需要CSMA/CD的功能，严格上来说，全双工以太网络已与传统的以太网络大不相同。
AirLive [/b]欧立科技[/b] OvisLink [/b]培训教材[/b]
[b]Store-And-Forward与内存[/b]和集线器比较起来，除了地址表以外，交换机又多了缓冲存储器(memory buffer)的装置。除了能够使以太网络在全双工模式下运作外，也能让以太网络以Store-And-Forward(储存然后转送)的方式传送数据包。交换机传送数据包的方法有两种。一种是当交换机在看到目的MAC位元址时，即使数据包还没有完全传到交换机，交换机便开始将数据包转传到目的，这种传输方法称为Cut-Through(直接转传)。另一种方式是等到数据完全传到交换机，确定没问题时，转传的动作才开始，这种方式称为Store-And-Forward. 直接转传的方式虽然较快，但如果数据包是坏的，它幷没有办法事先阻止。因此现在市面上大多数的交换机都是以Store-And-Forward的方式转传数据包。
[b]Nway自动协议模式[/b]
随着高速、全双工的以太网络规格的出现，以太网络的连接模式变成有很多种选择。除了原有的10Mbps半双工模式外，现在又多了10Mbps全双工、100Mbps半双工、100Mbps全双工、及千兆等模式。因此为了能让以太网络能够有随即插的便利性、国家半导体在1994年研发出Nway的协调规格。Nway能自动的协议两方的连结模式而把速度设在双方都能支持的最快模式下。
[b]从[/b][b]Switch[/b][b]上述工作过程我们可知：[/b]
1. Switch是根据从端口收到的Ethernet包得知哪一个MAC地址在哪一个端口的，如果该MAC地址从来没有发出过Ethernet包，则交换机不知道该MAC地址在哪一个端口。
2. 由于Switch中有一个地址表记录哪一个MAC地址在哪一个端口，因此对于非广播包，Switch而不必像HUB那样将该包发送到所有端口，只须将该包发送到对应的端口，从而使不相关的端口可以幷行通信，从而提供了比HUB更高的速率。HUB则不同，不管该包是广播包也好，非广播包也好，HUB都按广播包处理，从而使用户只能串行操作，共享通信带宽。
3. Switch是有自动地址学习功能，它自动根据收到的Ethernet包中的源MAC地址，更新MAC地址表的内容，Switch使用的时间越长，它学到的MAC地址就越多，未知的MAC地址就越少，因而广播的包就越少（如果目的MAC地址未知，则将该包作广播包处理），速度就越快。
4. Switch一般都是有自动年龄功能，即对于某一个已在地址表中的MAC地址，如果超过一定时间没有从该MAC地址收到包（即该地址不发包），则将该MAC地址从地址表中删除，以后碰到目的地址为该MAC地址的包时，Switch将包当广播包处理，重新学习。
页:
[1]