1. 在物理层扩展以太网
- 使用光纤扩展主机和集线器之间的距离
- 通过一个主干集线器把各级系以太网连接起来,实现覆盖更大范围的多级星型结构的以太网
- 由于碰撞域合并,最大吞吐量仍然是其中一级的最大吞吐量
- 不能用集线器将使用不同的以太网技术的系互连起来
2. 在数据链路层扩展以太网
最初使用网桥(bridge),后来交换式集线器淘汰了网桥。
- 网桥:网桥根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发和过滤
- 交换式集线器:常称为以太网交换机(switch)或第二层交换机(L2 switch),强调这种交换机工作在数据链路层。
以太网交换机的特点
- 以太网交换机实质上是一个多接口的网桥。相互通信的主机都是独占传输媒体,无碰撞地传输数据
- 以太网交换机是一直即插即用设备,内部的帧交换表是通过自学习算法自动地逐渐建立起来的。
- 以太网交换机的性能好价格不贵,逐渐淘汰了工作在物理层的集线器
以太网交换机的自学习功能
- 网桥收到一个帧之后先进行自学习,查找转发表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目,若没有,则在转发表中增加一个项目,若有,则更新原项目
- 查找转发表中与收到的帧的目的地址有无相匹配的项目,若没有,则通过所有其他接口进行转发,若有,则按转发表给出的接口进行转发
- 使用生成树算法,即互连在一起的网桥在进行彼此通信后,就能找出原来的网络拓扑的一个子集,在这个子集中,整个连通的网络中不存在回路
从总线以太网到星形以太网
以太网的重要协议 CSMA/CD 不使用了,但还是叫做以太网,原因:它的帧结构未改变,仍然采用以太网的帧结构。
3. 虚拟局域网
- 虚拟局域网VLAN:是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组,而这些网段具有某些共同的需求。
- 每一个VLAN的帧都有一个明确的标识符,指明发送这个帧的计算机属于哪一个VLAN
- 虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务,而并不是一种新型局域网
以太网交换机不向虚拟局域网以外的计算机传送某台计算机的广播信息。这样,虚拟局域网限制了接收广播信息的计算机数,使得网络不会因传播过多的广播信息(“广播风暴”)而引起性能恶化。
为支持虚拟局域网,允许在以太网帧格式中插入一个4字节的标识符,用来指明发送该帧的计算机属于哪一个虚拟局域网。