局域网技术

局域网组网设备与方法——网络传输介质

局域网组网设备与方法——网络设备

在很多情况下，我们希望把以太网的覆盖范围进行扩展。下面就来讨论在物理层把以太网进行扩展。这种扩展在网络层看来依然是一个网络。

使用集线器扩展局域网

如果使用多个集线器就可以把网络覆盖更大的范围。例如在一个学校当中有三个系，各有一个10BaseT的以太网，通过一个主干的集线器把各系的以太网连接起来成为一个更大的以太网。这么做有两个好处，一是使得这个学校中不同院系的以太网得到通信，二扩大了以太网的覆盖范围。但是采用这样的多级结构的集线器也带来一些问题，在三个系以太网互连之前，每个系的以太网都是一个独立的冲突域，在任何一个时刻，在每一个冲突域当中只有一个站点能发送数据，每个系的吞吐率为10Mbps，因此三个系的吞吐率为30Mbps。在三个系通过集线器连接起来之后三个碰撞域就变成一个冲突域，这个时候最大吞吐率依然是一个系的吞吐率10Mbps。当某个系的两个站在通信的时候所传输的数据会通过所有的集线器进行一个转发，使得其他系的内部都不能进行通信，因为一通信就会产生冲突域。第二个就是如果不同的系使用不同的以太网技术，就不可能通过集线器连接起来。

在数据链路层扩展以太网

在数据链路层扩展以太网要使用网桥。网桥是工作在数据链路层，它是根据MAC地址对收到的帧进行转发或者是过滤。当网桥收到一个帧的时候，并不是对所有的接口都转发此帧，而是先坚持帧的目的MAC地址，然后再决定把帧转发到哪一个接口，或者是交换机路由器。最简单的网桥有两个接口，复杂点的网桥可以有多个接口，当两个以太网通过网桥互连起来之后就成为一个覆盖范围更大的以太网。

网桥是通过转发表来转发帧，使用网桥可以有下面几个优点。一过滤通信量，增大吞吐率，网桥工作在数据链路层的MAC子层，可以使得以太网的各个网段成为分割开的冲突域，如果把网桥换成集线器就没有分割冲突域的功能。如果每个网段的吞吐率为10Mbps，那么整个网段的吞吐率为30Mbps。二扩大了以太网范围，也增加了以太网上工作站的速度。三提高可靠性，但一个网段出现故障并不会影响别的网段。四可互连不同物理层不同MAC子层不同速率的以太网。
网桥也有一些缺点，例如网桥要先存储，再查转发表，再转发的一个过程。在转发之前还要执行CSMA/CD算法，发生冲突的时候要进行退避。第二个在MAC子层没有流量控制的功能，当网络流量很重的时候存储空间可能不够导致帧丢失的状况。第三网桥只适合用户不太多，通信量不太大的以太网，否则有时候还会因为发送的信息太多发送广播风暴。

网桥在转发帧的时候不改变帧的原MAC地址，目前最常用的网桥是透明网桥

所谓透明的意思是发送站点并不知道发送的帧要经过哪几个网桥，以太网上的站点看不见以太网上的网桥，同时网桥还是种即插即用的设备，也就是说只要把网桥接入局域网，可以不通过人工配置转发表，网桥就能够进行工作。
刚接入的网桥的转发表是空的，它通过自学习算法处理收到的帧，并且按照转发表把帧转发出去。

使用交换机

以太网交换机从实质来说就是个多接口的网桥。