第3章數據鏈路層本章主要內容：一、基本概念二、要解決的三個問題三、點對點信道：PPP協議四、廣播信道：CSMA/CD協議五、工作在鏈路層上的交換設備?問題什么是數據鏈路層，干什么的？為什么要有數據鏈路層？數據鏈路層怎么工作的？應用層傳輸層網絡層數據鏈路層物理層在OSI/RM中明確定義。數據鏈路層是在物理層提供比特流服務的基礎上，建立相鄰結點之間的數據鏈路，通過差錯控制提供數據幀在信道上的“透明”傳輸。網與網的連接；點與點的連接；局域網廣域網主機

H1主機

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3電話網局域網數據鏈路層的簡單模型局域網廣域網主機

H1主機

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3電話網局域網主機

H1

向

H2

發送數據鏈路層應用層運輸層網絡層物理層鏈路層應用層運輸層網絡層物理層鏈路層網絡層物理層鏈路層網絡層物理層鏈路層網絡層物理層R1R2R3H1H2僅從數據鏈路層觀察幀的流動為什么需要數據鏈路層？郵寄——分揀——運送——投遞封裝；地址；——相鄰節點的地址透明；中途破損；一、基本概念鏈路(link)是一條無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何其他的交換結點。一條鏈路只是一條通路的一個組成部分。數據鏈路(datalink)除了物理線路外，還必須有通信協議來控制這些數據的傳輸。若把實現這些協議的硬件和軟件加到鏈路上，就構成了數據鏈路。一、基本概念數據鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型：點對點信道。這種信道使用一對一的點對點通信方式。廣播信道。這種信道使用一對多的廣播通信方式，因此過程比較復雜。廣播信道上連接的主機很多，因此必須使用專用的共享信道協議來協調這些主機的數據發送。

數據鏈路層的數據單位——幀一、基本概念主機

25432154321主機

1報文/數據報H510100110100101比特流110101110101應用程序數據H5應用程序數據H4H5應用程序數據H3H4H5應用程序數據H4報文/數據報H3分組H2T2鏈路層尾部幀比特IP數據報1010……0110幀取出數據鏈路層網絡層鏈路結點A結點B物理層數據鏈路層結點A結點B幀(a)(b)發送幀接收鏈路IP數據報1010……0110幀裝入數據鏈路層傳送的是幀二、三個基本問題

(1)封裝成幀(2)透明傳輸(3)差錯控制1.封裝成幀封裝成幀(framing)就是在一段數據的前后分別添加首部和尾部，確定幀的界限。首部和尾部的一個重要作用就是進行幀定界。

幀結束幀首部IP數據報幀的數據部分幀尾部MTU數據鏈路層的幀長開始發送幀開始定界方法舉例：用特殊的控制字符SOH裝在幀中的數據部分幀幀開始符幀結束符發送在前EOT正確情況下，收到完整的幀；出錯情況下，丟棄不完整的幀。2.透明傳輸SOHEOT出現了“EOT（00000100）”被接收端當作無效幀而丟棄被接收端誤認為是一個幀數據部分EOT完整的幀發送在前當定界符與數據中的編碼重復時，會造成錯誤的解讀。（內容相關性沖突）解決方法：字節填充（或字符填充）發送端的數據鏈路層——在數據中出現控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一個轉義字符“ESC”(其十六進制編碼是1B)。接收端的數據鏈路層——在將數據送往網絡層之前刪除插入的轉義字符。如果轉義字符也出現數據當中，那么應在轉義字符前面插入一個轉義字符。當接收端收到連續的兩個轉義字符時，就刪除其中前面的一個。SOHSOHEOTSOHESCESCEOTESCSOHESCESCESCSOH原始數據EOTEOT經過字節填充后發送的數據字節填充字節填充字節填充字節填充發送在前幀開始符幀結束符舉例：用字節填充法解決透明傳輸的問題

SOH3.差錯檢測不“可靠”傳輸可能會出現哪些問題？比特差錯幀丟失幀重復幀失序1010000010100010321213212213321231在現有網絡實現中，數據鏈路層只提供比特差錯檢測。實現差錯檢測的辦法廣泛使用循環冗余檢驗CRC

方法。在一段時間內，傳輸錯誤的比特占所傳輸比特總數的比率稱為誤碼率

BER(BitErrorRate)。誤碼率與信噪比有很大的關系。現在的傳輸條件已大大提高了通信質量，得到較小的誤碼率。（1）CRC循環冗余檢驗的原理在發送端，先把數據劃分為組。假定每組k個比特。假設待傳送的一組數據M=101001（現在k=6）。我們在M的后面再添加供差錯檢測用的n

位冗余碼一起發送。（2）冗余碼的計算首先，用二進制的模

2

運算進行2n乘M的運算，這相當于在M后面添加n個0。（移位）得到的(k+n)位的數除以事先選定好的長度為(n+1)位的除數

P，得出商是Q而余數是R，余數R比除數P少1位，即R是n

位。（求余）（3）冗余碼的計算舉例現在

k=6,M=101001。假設

n=3,除數

P=1101，移位：被除數是2nM=101001000。求余：模2運算的結果是：商

Q=110101，

余數

R=001。把余數R作為冗余碼添加在數據M的后面發送出去。發送的數據是：2nM+R

即：101001001，共(k+n)位。

110101

←

Q

(商)P(除數)→

1101101001000

←

2nM(被除數)

1101

1110

1101

0111

0000

1110

1101

0110

0000

1100

1101

001←R(余數)，作為FCS

（3）冗余碼的計算舉例

（4）幀檢驗序列FCS在數據后面添加上的冗余碼稱為幀檢驗序列

FCS(FrameCheckSequence)。循環冗余檢驗CRC和幀檢驗序列FCS并不等同。CRC——檢錯方法；FCS——冗余碼。FCS可以用CRC這種方法得出，但CRC并非用來獲得FCS的唯一方法。

（5）接收端對收到的幀進行CRC檢驗用接收到的數據除以P，(1)若得出的余數R=0，則判定這個幀沒有差錯，就接受(accept)。(2)若余數R

0，則判定這個幀有差錯，就丟棄。只要經過嚴格的挑選，并使用位數足夠多的除數P，那么出現檢測不到的差錯的概率就很小。但這種檢測方法并不能確定究竟是哪一個或哪幾個比特出現了差錯。應注意僅用循環冗余檢驗CRC差錯檢測技術只能做到無差錯接受(accept)。“無差錯接受”是指：“凡是接收端數據鏈路層接受的幀都沒有傳輸差錯”（有差錯的幀就丟棄而不接受）。要做到“可靠傳輸”（即發送什么就收到什么）就必須再加上確認和重傳機制。將在TCP層去考慮。點對點信道廣播信道3.2點對點協議PPP點對點協議

PPP(Point-to-PointProtocol)。1992年制訂了PPP協議。1994年修訂后成為因特網的正式標準[RFC1661]。

HDLCSLIPPPPPPPoE3.2.1PPP概述用戶到ISP的鏈路使用PPP協議用戶至因特網已向因特網管理機構申請到一批

IP地址ISP接入網PPP

協議PPP協議的應用場合在窗口中創建新連接2.填寫ISP電話號碼3.生成連接圖標4.打開連接5.撥號過程撥號過程演示

PPP協議應滿足的需求封裝、透明、簡單的差錯檢測；建立鏈路所需參數的協商；向上支持多種網絡層協議、向下兼容多類型鏈路；動態分配網絡地址、自動檢測連接狀態。PPP協議的封裝、透明傳輸、差錯檢測如何做的？1、PPP協議的組成PPP協議有三個組成部分

一個將IP數據報封裝到串行鏈路的方法。鏈路控制協議

LCP(LinkControlProtocol)。網絡控制協議

NCP(NetworkControlProtocol)。

2、封裝——PPP協議的幀格式標志字段

F=0x7E(即二進制01111110)，起始即結束。地址字段

A固定為0xFF。實際上并不起作用。控制字段

C固定為0x03。實際上并不起作用。PPP是面向字節的，所有的PPP幀的長度都是整數字節。IP數據報1211字節12不超過1500字節PPP幀先發送7EFF03FACFCSF7E協議信息部分首部尾部協議字段（2個字節）：當協議字段為0x0021

時，PPP幀的信息字段就是IP

數據報。若為0xC021,則信息字段是PPP鏈路控制（LCP）數據。若為0x8021，則表示這是網絡控制（NCP）數據。

IP數據報1211字節12不超過1500字節PPP幀先發送7EFF03FACFCSF7E協議信息部分首部尾部3、透明傳輸問題當PPP用在異步傳輸時，就使用一種特殊字符填充法。當PPP用在同步傳輸鏈路時，協議規定采用硬件來完成比特填充——零比特填充。（1）字符填充

將信息字段中出現的每一個

0x7E

字節轉變成為2字節序列(0x7D,0x5E)。若信息字段中出現一個0x7D

的字節,則將其轉變成為2字節序列(0x7D,0x5D)。若信息字段中出現ASCII碼的控制字符（即數值小于0x20

的字符），則在該字符前面要加入一個0x7D

字節，同時將該字符的編碼加以改變。（2）零比特填充PPP協議在使用同步傳輸時（一連串的比特連續傳送），采用零比特填充方法來實現透明傳輸。在發送端，先掃描，只要發現有5個連續1，則立即填入一個0。接收端對幀中的比特流進行掃描。每當發現5個連續1時，就把這5個連續1后的一個0刪除，01001111101000101001001111110001010010011111010001010信息字段中出現了和標志字段F完全一樣的8比特組合(0x7E)發送端在5個連1之后填入0比特再發送出去在接收端把5個連1之后的0比特刪除會被誤認為是標志字段F發送端填入0比特接收端刪除填入的0比特舉例：零比特填充001011111010011111000101111110舉例：零比特填充現假設收到以下比特流，已知采用的是零比特填充法，則其實際數據是？發送端：接收端復原后：001011111100111110014、差錯檢測PPP不提供使用序號和確認的可靠傳輸。使用幀檢驗序列FCS來保證無差錯接受。

3.2.3PPP協議的工作過程當用戶撥號接入ISP時，路由器的調制解調器對撥號做出確認，并建立一條物理連接。PC機向路由器發送一系列的LCP分組如驗證信息。這些分組及其響應選擇一些PPP參數，和進行網絡層配置，NCP給新接入的PC機分配一個臨時的IP地址，使PC機成為因特網上的一個主機。通信完畢時，NCP釋放網絡層連接，收回原來分配出去的IP地址。接著，LCP釋放數據鏈路層連接。最后釋放的是物理層的連接。

PPPoE(以太網上的PPP)DSL中常用的協議以太網與撥號網絡之間的中繼協議3.3使用廣播信道的數據鏈路層1、廣播信道的特點？2、在局域網(以太網)的鏈路層中三個基本問題是如何解決的？（封裝、透明傳輸、差錯檢測）——MAC幀、同步定界符、CRC問題1：3.3.1

局域網的數據鏈路層局域網最主要的特點是：網絡為一個單位所擁有，且地理范圍和站點數目均有限。目前最常用的局域網絡——以太網(Ethernet)

（1）局域網的拓撲——廣播信道匹配電阻集線器干線耦合器總線網星形網樹形網環形網（2）媒體共享技術——廣播信道靜態劃分信道頻分復用時分復用波分復用碼分復用

動態媒體接入控制（多點接入）隨機接入——碰撞檢測受控接入——如令牌或輪詢

（3）以太網——兩個標準

DIXEthernetV2是世界上第一個以太網的規約1982。（梅特卡夫、包交換網絡形式、CSMA/CD）IEEE的802.3標準1983。嚴格說來，“以太網”應當是指符合DIXEthernetV2標準的局域網。二者只有很小的差別，因此可以將802.3局域網簡稱為“以太網”。IEEE802系列標準（4）兩個子層為了適應多種局域網標準，802委員會將局域網的數據鏈路層拆成兩個子層：邏輯鏈路控制LLC(LogicalLinkControl)子層媒體接入控制MAC(MediumAccessControl)子層。實際上，一般不考慮LLC子層（5）適配器的作用網絡接口板又稱為通信適配器(adapter)或網絡接口卡

NIC(NetworkInterfaceCard)，或“網卡”。適配器的重要功能：進行串行/并行轉換。對數據進行緩存，速率匹配。安裝設備驅動程序，通過操作系統與存儲器等設備協調工作。實現以太網協議。硬件地址至局域網適配器（網卡）串行通信CPU和存儲器生成發送的數據處理收到的數據把幀發送到局域網從局域網接收幀計算機IP地址Bus并行通信①RJ-45接口

②Transformer（隔離變壓器）

③PHY芯片④MAC芯片

⑤EEPROM

⑥BOOTROM插槽⑦WOL接頭

⑧晶振

⑨電壓轉換芯片⑩LED指示燈（6）MAC層的硬件地址在局域網中，硬件地址又稱為物理地址，或MAC地址。MAC地址——48位前三個字節——IEEE的注冊管理機構

RA分配給廠家。如：00-00-0C

(hex)CISCOSYSTEMS,INC.

；

00-01-02

(hex)3COMCORPORATION；

00-18-82

(hex)HuaweiTechnologiesCo.后三個字節——由廠家自行指派，稱為擴展標識符，必須保證生產出的適配器沒有重復地址。（6）MAC層的硬件地址“MAC地址”=適配器地址=硬件地址=物理地址最初的以太網是將許多計算機都連接到一根總線（同軸電纜）上。廣播通信方式，需要某種機制來發現和避免沖撞。3.3.2CSMA/CD協議

B向

D發送數據

C

D

A

E匹配電阻（用來吸收總線上傳播的信號）匹配電阻不接受不接受不接受接受B只有D接受B發送的數據（2）載波監聽多點接入/碰撞檢測

CSMA/CD

CSMA/CD表示CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection。“多點接入”表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上。“載波監聽”是指每一個站在發送數據之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發送數據，如果有，則暫時不要發送數據，以免發生碰撞。什么是“CSMA/CD”？“碰撞檢測”就是計算機邊發送數據邊檢測信道上的信號電壓大小。當幾個站同時在總線上發送數據時，總線上的信號電壓擺動值將會增大（互相疊加）。當一個站檢測到的信號電壓擺動值超過一定的門限值時，就認為總線上至少有兩個站同時在發送數據，表明產生了碰撞。所謂“碰撞”就是發生了沖突。因此“碰撞檢測”也稱為“沖突檢測”。CSMA/CD的基本原理每一個正在發送數據的站，一旦發現總線上出現了碰撞，就要立即停止發送，免得繼續浪費網絡資源，然后等待一段隨機時間后再次發送。發現停止等待當某個站監聽到總線是空閑時，也可能總線并非真正是空閑的。A向B發出的信息，要經過一定的時間后才能傳送到B。B若在A發送的信息到達B之前發送自己的幀(因為這時B的載波監聽檢測不到A所發送的信息)，則必然要在某個時間和A發送的幀發生碰撞。碰撞的結果是兩個幀都變得無用。

如何發現“碰撞”？1kmABt碰撞t=2

A檢測到發生碰撞

t=

B發送數據B檢測到發生碰撞

t=t=0單程端到端傳播時延記為

傳播時延對載波監聽的影響1kmABt碰撞t=

B檢測到信道空閑發送數據t=

/2發生碰撞t=2

A檢測到發生碰撞

t=

B發送數據B檢測到發生碰撞

t=ABABAB

t=0A檢測到信道空閑發送數據ABt=0t=B檢測到發生碰撞停止發送STOPt=2

A檢測到發生碰撞STOPAB單程端到端傳播時延記為

重要特性使用CSMA/CD協議的以太網不能進行全雙工通信而只能進行雙向交替通信（半雙工通信）。——協商過程每個站在發送數據之后的一小段時間內，存在著遭遇碰撞的可能性。

這種發送的不確定性使整個以太網的平均通信量遠小于以太網的最高數據率。

爭用期最先發送數據幀的站，在發送數據幀后至多經過時間

2（兩倍的端到端往返時延）就可知道發送的數據幀是否遭受了碰撞。以太網的端到端往返時延2稱為爭用期，或碰撞窗口。經過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才能肯定這次發送不會發生碰撞。

應該等待多久？發生碰撞的站在停止發送數據后，要推遲（退避）一個隨機時間才能再發送數據。截斷二進制指數退避算法截斷二進制指數退避算法

(truncatedbinaryexponentialbackoff)算法過程確定基本退避時間，一般是取為爭用期2。定義重傳次數k

，k10，即

k=Min[重傳次數,10]從整數集合[0,1,…,(2k

1)]中隨機地取出一個數，記為r。重傳所需的時延就是r倍的基本退避時間。當重傳達16次仍不能成功時即丟棄該幀，并向高層報告。

爭用期的長度

以太網取51.2s為爭用期的長度。對于10Mb/s以太網，在爭用期內可發送512bit，即64字節。以太網在發送數據時，若前64字節沒有發生沖突，則后續的數據就不會發生沖突。

——以太網最短有效幀長為64字節強化碰撞

當發送數據的站一旦發現發生了碰撞時：立即停止發送數據；再繼續發送若干比特的人為干擾信號(jammingsignal)，以便讓所有用戶都知道現在已經發生了碰撞。

數據幀干擾信號TJ人為干擾信號ABTBtB發送數據A檢測到沖突開始沖突信道占用時間A發送數據B也能夠檢測到沖突，并立即停止發送數據幀，接著就發送干擾信號。這里為了簡單起見，只畫出A發送干擾信號的情況。3.4使用廣播信道的以太網MAC幀格式常用的以太網MAC幀格式有兩種標準：DIXEthernetV2標準IEEE的802.3標準兩個標準以太網MAC幀物理層MAC層1010101010101010101010101010101011前同步碼幀開始定界符7字節1字節…8字節插入IP層目的地址源地址類型數據FCS6624字節46~1500IP數據報MAC幀3.4.1以太網的MAC

幀格式第一個字段共7個字節是前同步碼，用來迅速實現MAC幀的比特同步。第二個字段１個字節是幀開始定界符。MAC幀物理層MAC層IP層目的地址源地址類型數據FCS6624字節46~1500IP數據報3.4.1以太網的MAC幀格式目的地址字段6字節MAC幀物理層MAC層IP層目的地址源地址類型數據FCS6624字節46~1500IP數據報3.4.1以太網的MAC幀格式源地址字段6字節適配器檢查MAC地址

適配器從網絡上每收到一個MAC幀就首先用硬件檢查MAC幀中的MAC地址.如果是發往本站的幀則收下，然后再進行其他的處理。否則就將此幀丟棄，不再進行其他的處理。“發往本站的幀”包括以下三種幀：

單播(unicast)幀（一對一）廣播(broadcast)幀（一對全體）多播(multicast)幀（一對多）MAC幀物理層MAC層IP層目的地址源地址類型數據FCS6624字節46~1500IP數據報3.4.1以太網MAC幀格式類型字段2字節類型字段用來標志上一層使用的是什么協議，以便把收到的MAC幀的數據上交給上一層的這個協議。IEEE802.3中為長度MAC幀物理層MAC層IP層目的地址源地址類型數據FCS6624字節46~1500IP數據報3.4.1以太網的MAC幀格式數據字段46~1500

字節數據字段的正式名稱是MAC

客戶數據字段最小長度64字節

18字節的首部和尾部=數據字段的最小長度

MAC幀物理層MAC層IP層目的地址源地址類型數據FCS6624字節46~1500IP數據報3.4.1以太網的MAC幀格式FCS字段4

字節當數據字段的長度小于46字節時，應在數據字段的后面加入整數字節的填充字段，以保證以太網的MAC幀長不小于64字節。數據字段的長度與長度字段的值不一致；幀的長度不是整數個字節；用收到的幀檢驗序列FCS查出有差錯；數據字段的長度不在46~1500字節之間。有效的MAC幀長度為64~1518字節之間。 對于檢查出的無效MAC幀就簡單地丟棄。以太網不負責重傳丟棄的幀。

無效的MAC幀

IEEE802.3種定義：3.5擴展局域網物理層擴展數據鏈路層擴展集線器兩對雙絞線站點RJ-45插頭3.5.1在物理層擴展局域網使用集線器的雙絞線以太網（1）集線器的工作原理

集線器是使用電子器件來模擬實際電纜線的工作。集線器很像一個多接口的轉發器，工作在物理層。使用集線器的以太網在邏輯上仍是一個總線網，各工作站使用的還是

CSMA/CD協議，并共享邏輯上的總線。集線器原理簡單示意

集線器網卡工作站網卡工作站網卡工作站雙絞線某大學有三個系，各自有一個局域網例1用多個集線器可連成更大的局域網三個獨立的碰撞域一系二系三系碰撞域碰撞域碰撞域三個獨立的以太網用集線器組成更大的局域網都在一個碰撞域中一系三系二系主干集線器一個更大的碰撞域碰撞域一個擴展的以太網優點跨域通信。擴大了局域網覆蓋的地理范圍。缺點擴展范圍及站點數有限；碰撞域增大了，但總的吞吐量并未提高。如果不同的碰撞域使用不同的數據率，那么就不能用集線器將它們互連起來。

（2）集線器的優缺點網橋交換機（多接口網橋）3.5.2在數據鏈路層擴展局域網網橋（NetworkBridge）工作在數據鏈路層，根據MAC幀的目的地址對收到的幀進行轉發。因此，網橋具有過濾幀的功能。當網橋收到一個幀時，并不是向所有的接口轉發此幀，而是先檢查此幀的目的MAC地址，然后再確定將該幀轉發到哪一個接口。1、網橋的基本形式（1）網橋的內部結構站表接口管理軟件網橋協議實體緩存接口1接口2ABC網段B網段A1112ACE2BDF2站地址接口網橋網橋DEF12網段B網段A網橋使各網段成為隔離開的碰撞域過濾通信量，增大吞吐量。擴大物理范圍，增加站點數目。提高了可靠性，不同網段不會互相干擾。可互連不同物理層、不同MAC子層和不同速率（如10Mb/s和100Mb/s以太網）的局域網。（2）網橋的好處B2B1碰撞域碰撞域碰撞域ABCDEF存儲轉發增加了時延。在MAC子層并沒有流量控制功能。網橋只適合于用戶數不太多(不超過幾百個)和通信量不太大的局域網，否則有時還會因傳播過多的廣播信息而產生網絡擁塞。這就是所謂的廣播風暴。（3）網橋的缺點透明網橋(transparentbridge)。“透明”是指局域網上的站點并不知道所發送的幀將經過哪幾個網橋。（即無需手動配置轉發表）

透明網橋是一種即插即用設備，其標準是IEEE802.1D。2.透明網橋——常用網橋問題：轉發表如何建立？

基本思想：若從A發出的幀從接口x進入了某網橋，那么從這個接口出發沿相反方向一定可把一個幀傳送到A。網橋每收到一個幀時，就記下其源地址和進入網橋的接口，作為轉發表中的一個項目。在轉發幀時，則是根據收到的幀首部中的目的地址查找轉發表，決定轉發的接口。（1）自學習建立轉發表地址接口舉例：自學習過程B2B1ABCDEF1212地址接口…………B1B→AA→BA1F→CF2A→BA1F→CF2

在轉發表中除了寫入地址和接口外，還有幀進入該網橋的時間。

以反映當前網絡的最新拓撲狀態。

當設置了并行的兩個或多個網橋時，為了避免在回路中產生無限循環的問題，采用生成樹算法。（2）生成樹算法

——并行回路局域網2局域網1網橋2網橋1

AF不停地兜圈子A發出的幀F1網橋1轉發的幀F2網橋2轉發的幀網絡資源白白消耗了為了建造生成樹，首先必須選出一個網橋作為生成樹的根。實現的方法是每個網橋廣播其序列號（該序列號由廠家設置并保證全球唯一），選序列號最小的網橋作為根。接著，按根到每個網橋的最短路徑（帶寬）來構造生成樹。如果某個網橋或LAN故障，則重新計算。（2）生成樹算法——生成樹的得出源路由(sourceroute)網橋在發送幀時將詳細的路由信息放在幀的首部中。令牌環網中可見。（略）3.源路由網橋以太網交換機(switch)或第二層交換機工作在數據鏈路層。既可以看作是交換式集線器，又可看作一種改進了的多接口網橋，與傳統的網橋相比，它能提供更多的端口、更好的性能、更強的管理功能以及更便宜的價格。

4.多接口網橋——以太網交換機

自學習；轉發/過濾；消除回路。此外：每個接口都可以直接與主機相連，全雙工工作方式。能同時連通許多對的接口，進行無碰撞傳輸。使用專用的交換結構芯片，交換速率較高。（1）以太網交換機的特點舉例：用交換機擴展局域網一系三系二系10BASE-T至因特網100Mb/s100Mb/s100Mb/s萬維網服務器電子郵件服務器以太網交換機路由器集線器、網橋、交換機比較工作層次帶寬使用傳輸方式應用環境虛擬局域網

VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）是由一些局域網網段構成的與物理位置無關的邏輯組。限制廣播信息的傳播范圍。這些網段具有某些共同的需求。每一個VLAN的幀都有一個明確的標識符，指明發送這個幀的工作站是屬于哪一個VLAN。虛擬局域網其實只是局域網給用戶提供的一種服務，而并不是一種新型局域網。（2）虛擬局域網

以太網交換機A4B1以太網交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網交換機以太網交換機三個虛擬局域網:VLAN1,VLAN2和VLAN3以太網交換機A4B1以太網交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網交換機以太網交換機三個虛擬局域網VLAN1,VLAN2和VLAN3

的構成當B1

向VLAN2

工作組內成員發送數據時，工作站B2和B3將會收到廣播的信息。以太網交換機A4B1以太網交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網交換機以太網交換機三個虛擬局域網VLAN1,VLAN2和VLAN3

的構成B1發送數據時，工作站A1,A2和C1都不會收到B1發出的廣播信息。以太網交換機A4B1以太網交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網交換機以太網交換機三個虛擬局域網VLAN1,VLAN2和VLAN3

的構成虛擬局域網限制了接收廣播信息的工作站數，使得網絡不會因傳播過多的廣播信息(即“廣播風暴”)而引起性能惡化。在以太網的幀格式中插入一個4字節的標識符，稱為VLAN標記(tag)，用