《高性能计算机网络》课程教学课件（讲义）第七章 数据链路层 第44讲 交换与虚拟局域网

第44 讲交换与虚拟局域网

第44 讲交换与虚拟局域网

7.8.3十千兆以太网在GE标准802.3z通过后不久，1999年3月IEEE成立高速研究组（HSSG），其任务是致力于十千兆以太网（10GE）技术与标准的研究：10GE标准由IEEE8023ae委员会制定正式标准在2002年完成

7.8.3十千兆以太网 •在GE标准802.3z通过后不久，1999年3 月IEEE成立高速研究组（HSSG），其 任务是致力于十千兆以太网（10GE）技 术与标准的研究； • 10GE标准由IEEE 8023ae委员会制定， 正式标准在2002年完成。 *

10GE主要特点：10GE的顿格式与10Mbps的Ethernet的格式基本相同：10GE仍保留802.3标准对Ethernet最小帧长度和最大帧长度的规定；·由于数据传输速率高达10Gbps，传输介质只使用光纤，可以应用于广域网与城域网的范围10GE只工作在全双工方式，因此不存在争用问题，这就使10GE的传输距离不受冲突检测的限制

10GE主要特点： • 10GE的帧格式与10Mbps的Ethernet的帧格式 基本相同； • 10GE仍保留802.3标准对Ethernet最小帧长度 和最大帧长度的规定； •由于数据传输速率高达10Gbps，传输介质只 使用光纤，可以应用于广域网与城域网的范围 ； • 10GE只工作在全双工方式，因此不存在争用 问题，这就使10GE的传输距离不受冲突检测 的限制。 *

10GE的物理层协议局域网物理层（LANPHY）标准·局域网物理层标准的数据传输速率是10Gbps，一个10GE交换机支持10个GE端口。广域网物理层（WANPHY）标准，对于广域网应用，10GE使用光纤通道技术：10GE广域网物理层采用光纤通道技术速率体系SONET/SDH的OC-192/STM-64的标准，速率为9.95328Gbps；10GEt顿将插入OC-192/STM-64顿的净载荷区域中，与光纤通道传输系统相连接

10GE的物理层协议 局域网物理层（LAN PHY）标准 •局域网物理层标准的数据传输速率是10Gbps ，一个10GE交换机支持10个GE端口。 广域网物理层（WAN PHY）标准 • 对于广域网应用，10GE使用光纤通道技术； • 10GE广域网物理层采用光纤通道技术速率体 系SONET/SDH的OC-192/STM-64的标准，速 率为9.95328Gbps； • 10GEt帧将插入OC-192/STM-64帧的净载荷区 域中，与光纤通道传输系统相连接。 *

10GE应用前景·由于10GE技术的出现，Ethernet工作范围已从校园网、企业网主流选型的局域网，扩大到城域网和广域网：·同样规模的10GE造价只有SONET的1/5，只有ATM的1/10;·从10MbpsEthernet到10GbpsEthernet都使用相同的Ethernet帧格式，，简化操作和管理，提高系统的效率；·GE和10GE产品的问世，进一步提高Ethernet的市场占有率

10GE应用前景 •由于10GE技术的出现，Ethernet工作范围已 从校园网、企业网主流选型的局域网，扩大到 城域网和广域网； •同样规模的10GE造价只有SONET的1/5，只有 ATM的1/10； •从10Mbps Ethernet到10Gbps Ethernet都使用 相同的Ethernet帧格式，简化操作和管理， 提高系统的效率； • GE和10GE产品的问世，进一步提高Ethernet 的市场占有率。 *

7.9交换式局域网与虚拟局域网技术7.9.1交换式局域网技术·局域网交换机结构与工作原理示意图转发机构地址表交换机编口号/MAC地址映射表地址瑞口缓冲器结点A2端口3结点B结点C结点D2DADAMACMAC航DA-结点CDA-结点B结点A结点C结点D结点B

7.9交换式局域网与虚拟局域网技术 7.9.1交换式局域网技术 •局域网交换机结构与工作原理示意图 *

交换机的交换方式交换方式的类型·直接交换(cutthrough)·存储转发andforward）方式(store改进直接交换方式直接交换方式·交换机只要接收并检测到目的地址字段，立即将该帧转发出去，而不管数据是否出错；顿出错检测任务由结点主机完成：·这种交换方式的交换延迟时间短，但是缺乏差错检测能力

交换机的交换方式 交换方式的类型 •直接交换（cut through） •存储转发（store and forward）方式 •改进直接交换方式 直接交换方式 •交换机只要接收并检测到目的地址字段，立即 将该帧转发出去，而不管数据是否出错；帧出 错检测任务由结点主机完成； •这种交换方式的交换延迟时间短，但是缺乏差 错检测能力。 *

存储转发交换方式·交换机首先完整的接收发送顿，并先进行差错检测如果接收顿正确，则根据顿目的地址确定输出端口号，然后转发出去：·这种交换方式的优点是具有顿差错检测能力，并支持不同输入速率与输出速率端口之间的顿转发，缺点是交换延迟时间将会增长。改进直接交换方式·改进的直接交换方式则将二者结合起来，在接收到以太顿的前64字节后，判断以太网顿的顿头字段是否正确，如果正确则转发出去；·由于只对顿的地址字段与控制字段进行差错检测，因此交换延迟时间将会减少

存储转发交换方式 •交换机首先完整的接收发送帧，并先进行差错检测。 如果接收帧正确，则根据帧目的地址确定输出端口号 ，然后转发出去； •这种交换方式的优点是具有帧差错检测能力，并支持 不同输入速率与输出速率端口之间的帧转发，缺点是 交换延迟时间将会增长。 改进直接交换方式 •改进的直接交换方式则将二者结合起来，在接收到以 太帧的前64字节后，判断以太网帧的帧头字段是否正 确，如果正确则转发出去； •由于只对帧的地址字段与控制字段进行差错检测，因 此交换延迟时间将会减少。 *

局域网交换机的性能参数·最大转发速率两个端口之间每秒最多能转发的顿数量：·汇集转发速率所有端口每秒可以转发的最多顿数量：·转发等待时间交换机作出过滤或转发决策需要的时间它与交换机采用的交换技术相关

局域网交换机的性能参数 •最大转发速率 两个端口之间每秒最多能转发的帧数量； •汇集转发速率 所有端口每秒可以转发的最多帧数量； •转发等待时间 交换机作出过滤或转发决策需要的时间， 它与交换机采用的交换技术相关。 *

7.9.2虚拟局域网（VLAN）技术·虚拟局域网并不是一种新型的局域网是局域网向用户提供的一种新的服务·虚拟局域网建立在交换技术的基础上·局域网中的结点按工作性质与需要，划分成若于个"逻辑工作组"，则一个逻辑工作组就是一个虚拟网络；·逻辑工作组的组成不受结点所在网段物理位置的限制

7.9.2虚拟局域网（VLAN）技术 •虚拟局域网并不是一种新型的局域网， 是局域网向用户提供的一种新的服务； •虚拟局域网建立在交换技术的基础上； •局域网中的结点按工作性质与需要，划 分成若干个“逻辑工作组”，则一个逻辑 工作组就是一个虚拟网络； •逻辑工作组的组成不受结点所在网段物 理位置的限制。 *