局域網(wǎng)技術(shù)課件

第五章

局域網(wǎng)技術(shù)第五章

局域網(wǎng)技術(shù)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.1：概述、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)際互連及網(wǎng)絡(luò)管理和性能測(cè)試；IEEE802.2：邏輯鏈路控制LLC，即高層與任何一種局域網(wǎng)MAC層的接口；IEEE802.3：以太網(wǎng)，CSMA/CD總線網(wǎng)的MAC子層和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE802.4：令牌總線網(wǎng)，令牌總線網(wǎng)的MAC子層和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE802.5：令牌環(huán)網(wǎng)，令牌環(huán)網(wǎng)的MAC子層和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE802.6：分布隊(duì)列雙絞線，城域網(wǎng)的MAC子層和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE802.7：寬帶技術(shù)；IEEE802.8：光纖技術(shù)；IEEE802.9：綜合語音與數(shù)據(jù)局域網(wǎng)規(guī)范；IEEE802.10：可互操作的局域網(wǎng)安全性規(guī)范；IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.1：概述、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11：無線局域網(wǎng)；IEEE802.12：100VGAnyLAN，新型高速局域網(wǎng)；IEEE802.13：100M快速以太網(wǎng)(5B6B編碼系統(tǒng))IEEE802.14：cablemodem(CATV網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn))IEEE802.15：無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（藍(lán)牙）IEEE802.16：無線城域網(wǎng)WiMAXIEEE802.17：彈性分組環(huán)網(wǎng)絡(luò)RPRIEEE802.20：寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11：無線局域網(wǎng)；IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系IEEE802參考模型的層次關(guān)系LLC和MAC子層的功能分解主要是將數(shù)據(jù)鏈路層功能中與硬件有關(guān)的部分和與硬件無關(guān)的部分區(qū)分開來：IEEE802參考模型的層次關(guān)系LLC和MAC子層的功能分解LLC幀和MAC幀的關(guān)系LLC幀和MAC幀的關(guān)系邏輯鏈路控制(LLC)子層邏輯鏈路控制子層的規(guī)范包含在IEEE802.2標(biāo)準(zhǔn)中。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與HDLC是兼容的，但使用的幀格式有所不同。這是由于HDLC的標(biāo)志和位填充技術(shù)并不適合局域網(wǎng)，因而被排除，而且?guī)ｒ?yàn)序列由MAC子層實(shí)現(xiàn)，因而也不包含在LLC的幀結(jié)構(gòu)中。另外為了適合局域網(wǎng)中的尋址，地址字段也有所改變，同時(shí)提供目標(biāo)地址和源地址。邏輯鏈路控制(LLC)子層邏輯鏈路控制子層的規(guī)范包含在IEELLC幀格式(a)幀結(jié)構(gòu)；(b)地址字段；(c)控制字段LLC幀格式(a)幀結(jié)構(gòu)；LLC服務(wù)LLC與所在的局域網(wǎng)所采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)以及介質(zhì)訪問控制方式無關(guān)，它完成數(shù)據(jù)鏈路管理、差錯(cuò)控制、流量控制和數(shù)據(jù)幀順序控制的功能，并為高層提供服務(wù)訪問點(diǎn)。按照服務(wù)的類型，LLC提供3種服務(wù)：無確認(rèn)連接的服務(wù)：連接方式的服務(wù)：有確認(rèn)無連接的服務(wù)：LLC服務(wù)LLC與所在的局域網(wǎng)所采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)以及LLC的操作類型LLC協(xié)議與HDLC協(xié)議類似，它們之間的差別如下：LLC使用無編號(hào)信息幀支持無確認(rèn)無連接的服務(wù)，這被稱為LLC1型操作；LLC用HDLC的異步平衡方式的操作來支持連接方式的LLC服務(wù)，這種操作類型被稱為LLC2型操作。LLC不支持HDLC的其他操作；LLC用一種新的無編號(hào)幀（AC）支持有確認(rèn)無連接的服務(wù)，這被稱為LLC3型操作。LLC的操作類型LLC協(xié)議與HDLC協(xié)議類似，它們之間的差別介質(zhì)訪問控制(MAC)子層在局域網(wǎng)和城域網(wǎng)中，所有的設(shè)備共享傳輸介質(zhì)，因此當(dāng)信道的使用產(chǎn)生競爭時(shí)，如何分配信道的使用權(quán)便成為關(guān)鍵的問題。數(shù)據(jù)鏈路層的介質(zhì)訪問控制子層被用來解決廣播信道的分配問題，與之相應(yīng)的用來分配傳輸介質(zhì)使用權(quán)的協(xié)議被稱為MAC協(xié)議。集中式和分布式同步式和異步式循環(huán)式、預(yù)約式和競爭式介質(zhì)訪問控制(MAC)子層在局域網(wǎng)和城域網(wǎng)中，所有的設(shè)備共享IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)與以太網(wǎng)在局域網(wǎng)和城域網(wǎng)中，所有的設(shè)備共享傳輸介質(zhì)，因此當(dāng)信道的使用產(chǎn)生競爭時(shí)，如何分配信道的使用權(quán)便成為關(guān)鍵的問題。數(shù)據(jù)鏈路層的介質(zhì)訪問控制子層被用來解決廣播信道的分配問題，與之相應(yīng)的用來分配傳輸介質(zhì)使用權(quán)的協(xié)議被稱為MAC協(xié)議。

ETHERNET(以太網(wǎng))的核心技術(shù)是它的隨機(jī)爭用型介質(zhì)訪問方法，即CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法。

IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)與以太網(wǎng)在局域網(wǎng)和城域網(wǎng)中，所有的設(shè)備以太網(wǎng)綜述1973年5月22日，XeroxPARC（PaloAlto研究中心）的RobertMetcalfe和DavidBoggs描述了他們基于Alto主機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)形式，并稱之為以太網(wǎng)。最初的以太網(wǎng)以2.94Mbps傳輸率工作在基帶粗同軸電纜上。以太是十九世紀(jì)科學(xué)界所想象的氣態(tài)物質(zhì)，它使電磁波能夠通過空氣傳播。以太網(wǎng)包括DIX以太網(wǎng)和IEEE802.3以太網(wǎng)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)綜述1973年5月22日，XeroxPARC（PalDIX以太網(wǎng)的發(fā)展Xerox得到DEC和Intel公司的支持，共同實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)和器件的開發(fā)工作，1980年，以太網(wǎng)1.0版由三家公司聯(lián)合發(fā)表，稱為DIX80，即著名的以太網(wǎng)藍(lán)皮書，全稱為：“以太網(wǎng)，一種局域網(wǎng)：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層規(guī)范，1.0版”，采用10Mbps。兩年后，DIX重新定義該標(biāo)準(zhǔn)，并于1982年公布DIX82，即以太網(wǎng)2.0版（EthernetII）作為終結(jié)。DIX以太網(wǎng)的發(fā)展Xerox得到DEC和Intel公司的支持IEEE802.3以太網(wǎng)的發(fā)展1980年2月，IEEE802LAN標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)成立，其中802.3分委會(huì)在DIX工作基礎(chǔ)上負(fù)責(zé)創(chuàng)建國際性標(biāo)準(zhǔn)。1982年，802.3標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，它與DIX82差別甚微，以太網(wǎng)成為IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列中第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。1985年，IEEE802委員會(huì)正式推出IEEE802.3CSMA/CD局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，描述了基于DIX以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。并被ISO接受為國際標(biāo)準(zhǔn)，為ISO/IEC8802-3。IEEE802.3以太網(wǎng)的發(fā)展1980年2月，IEEE802IEEE802.3和EthernetII(DIX)今天的以太網(wǎng)和802.3可以認(rèn)為是同義詞以太網(wǎng)的核心思想是利用共享的公共傳輸介質(zhì)。常規(guī)的共享式以太網(wǎng)只能以半雙工的方式工作，用戶依賴于單條共享信道，在技術(shù)上不能同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)。隨著以太網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展，1997年出現(xiàn)全雙工以太網(wǎng)（802.3x），從而實(shí)現(xiàn)了同時(shí)收發(fā)。IEEE802.3和EthernetII(DIX)今天的以以太網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間技術(shù)描述標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)1982年10BASE5（DIX）802.3粗同軸電纜1985年10BASE2802.3a細(xì)同軸電纜1990年10BASE-T802.3i雙絞線1993年10BASE-F802.3j光纖1995年100BASE-T802.3u雙絞線、光纖1997年全雙工以太網(wǎng)802.3x

1998年1000BASE-X802.3z光纖、短屏蔽銅纜1999年1000BASE-T802.3ab雙絞線以太網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間技術(shù)描述標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)1982年10BA以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問方式MAC子層的中心議題是相互競爭的用戶之間如何分配一個(gè)單獨(dú)的廣播信道。分配方法有靜態(tài)分配和動(dòng)態(tài)分配兩種。而所有傳統(tǒng)的信道靜態(tài)分配方法均不能有效地處理通信的突發(fā)性，所以我們必須采用信道動(dòng)態(tài)分配。結(jié)合MAC子層和物理層，不同的協(xié)議規(guī)則決定了不同的網(wǎng)絡(luò)形式的應(yīng)用和技術(shù)實(shí)現(xiàn)。以太網(wǎng)的核心技術(shù)是它的隨機(jī)爭用型介質(zhì)訪問方法，即CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法。以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問方式MAC子層的中心議題是相互競爭的用戶之以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)前導(dǎo)碼：7個(gè)字節(jié)的1、0間隔代碼：1010???10（56位）幀首定界符（SFD）：1個(gè)字節(jié)10101011二進(jìn)制序列目的地址（DA）：目的站MAC地址，6個(gè)字節(jié)最高位：0表示單播、1表示多播（組播）、全1為廣播，即FF.FF.FF.FF.FF.FF源地址（SA）：源站MAC地址，6個(gè)字節(jié)類型（TYPE）：2字節(jié)，表示高層協(xié)議類型數(shù)據(jù)（DATA）：46—1500字節(jié)幀檢驗(yàn)序列（FCS）：4字節(jié)，32位冗余校驗(yàn)CRC32前導(dǎo)碼SFDDASATYPEDATAFCS7166246-15004以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)前導(dǎo)碼：7個(gè)字節(jié)的1、0間隔代碼：1010??DIX以太網(wǎng)和IEEE802.3幀以太幀（EthernetII）IEEE802.3幀DIX以太幀的DATA直接封裝網(wǎng)絡(luò)層分組，而IEEE802.3幀封裝LLC-PDU，L表示LLC-PDU字節(jié)數(shù)。幀兼容策略：大于最大幀長度1518D表示TYPE，否則表示L。實(shí)際做法：取值1536D（0600H）為界。例如IP為0800H、IPX為8137H。前導(dǎo)碼幀首定界SFD目的地址DA源地址SA類型TYPE數(shù)據(jù)DATA幀校驗(yàn)FCS前導(dǎo)碼幀首定界SFD目的地址DA源地址SA長度L數(shù)據(jù)DATA幀校驗(yàn)FCSDIX以太網(wǎng)和IEEE802.3幀以太幀（EthernetCSMA/CD機(jī)理CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection）協(xié)議是對(duì)ALOHA協(xié)議（一種基于地面無線廣播通信而創(chuàng)建、適用于無協(xié)調(diào)關(guān)系的多用戶競爭單信道使用權(quán)的系統(tǒng)）的改進(jìn)，它確保在了網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)在偵聽到信道忙時(shí)不會(huì)有新站同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)。CSMA/CD的基本過程如下：一個(gè)站要發(fā)送信息，首先要監(jiān)聽總線，以決定介質(zhì)上是否有其他站的發(fā)送信號(hào)存在。如果介質(zhì)是空閑的，則可以發(fā)送信息；反之，則等待一個(gè)時(shí)間間隔后重試（退避）。CSMA/CD機(jī)理CSMA/CD（CarrierSenseCSMA形式按照退避算法的語義規(guī)則，CSMA/CD有以下三種具體形式：非堅(jiān)持退避1-堅(jiān)持退避P-堅(jiān)持退避以太網(wǎng)所采用的是1-堅(jiān)持退避CSMA/CD。當(dāng)站點(diǎn)希望傳送數(shù)據(jù)時(shí)，它就等到線路空閑為止，否則就立即傳輸。CSMA形式按照退避算法的語義規(guī)則，CSMA/CD有以下三種非堅(jiān)持退避①假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送。②假如介質(zhì)是忙的，則等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步。非堅(jiān)持退避①假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送。1-堅(jiān)持退避①假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送。②假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到空閑為止，立即發(fā)送。③假如發(fā)生沖突，則等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步。1-堅(jiān)持退避①假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送。P-堅(jiān)持退避①假如介質(zhì)是空閑的，則以概率P直接發(fā)送，或以1-P的概率延遲一個(gè)時(shí)間單位。②假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到空閑為止，重復(fù)第一步。③如果被延遲一個(gè)時(shí)間單位，重復(fù)第一步。④假如發(fā)生沖突，采用某種方法解決（退避）。

P-堅(jiān)持退避①假如介質(zhì)是空閑的，則以概率P直接發(fā)送，或以1-CD沖突的檢測(cè)以太網(wǎng)所采用的是1-堅(jiān)持退避CSMA/CD。如果兩個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)在空閑的電纜上開始傳輸，就會(huì)產(chǎn)生沖突，站點(diǎn)對(duì)沖突的檢測(cè)可以依據(jù)如下方法：①比較接收到的信號(hào)電壓的大?、跈z測(cè)曼徹斯特編碼的過零點(diǎn)③比較接收到的信號(hào)與剛發(fā)出的信號(hào)每站在發(fā)送幀期間同時(shí)具有檢測(cè)沖突的能力，一旦沖突發(fā)生，就立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)出一串阻塞信號(hào)，通知總線各站，沖突已經(jīng)發(fā)生，同時(shí)以退避算法,控制各站發(fā)送。CD沖突的檢測(cè)以太網(wǎng)所采用的是1-堅(jiān)持退避CSMA/CD。如退避算法當(dāng)一個(gè)發(fā)送嘗試由于沖突而停止時(shí)，該站就要準(zhǔn)備重新發(fā)送。重傳的調(diào)度由稱作“截短二進(jìn)制指數(shù)退避”（TruncatedBinaryExponentialBackoff）的受控的隨機(jī)化進(jìn)程來決定。即在人為干擾結(jié)束后，要延遲一段時(shí)間之后才能進(jìn)行重發(fā)，這個(gè)退避時(shí)間是時(shí)間T的整數(shù)倍。在第n次重發(fā)嘗試以前，延遲的時(shí)間應(yīng)該是rT，r是均勻分布的隨機(jī)整數(shù)，在[0，2k]范圍內(nèi)。其中k=min(n,10)。當(dāng)n=16（極限值），即連續(xù)發(fā)生15次重發(fā)碰撞仍未成功發(fā)送時(shí)，則作為差錯(cuò)向LLC子層報(bào)告，發(fā)送失敗。退避算法當(dāng)一個(gè)發(fā)送嘗試由于沖突而停止時(shí)，該站就要準(zhǔn)備重新發(fā)送碰撞槽時(shí)間（SlotTime）關(guān)于時(shí)間T，為常量，是網(wǎng)絡(luò)鏈路上固有的參數(shù)，稱為“碰撞槽時(shí)間（SlotTime）”。其物理含義指在幀發(fā)送過程中，發(fā)生碰撞時(shí)間的上限。即在這段時(shí)間內(nèi)，可能檢測(cè)到碰撞，而經(jīng)過這段時(shí)間后，則不會(huì)發(fā)生碰撞，當(dāng)然也不會(huì)檢測(cè)到碰撞。近似的可以使用以下公式表示：其中S為網(wǎng)絡(luò)跨距（公共總線長度），C為光速，tphy指物理層延時(shí)。碰撞槽時(shí)間（SlotTime）關(guān)于時(shí)間T，為常量，是網(wǎng)絡(luò)鏈發(fā)送流程幀準(zhǔn)備好媒體忙？開始發(fā)送幀延遲隨機(jī)時(shí)間t碰撞？發(fā)送Jam碼N>=16？碰撞次數(shù)N++發(fā)送完畢？發(fā)送成功差錯(cuò)處理停止發(fā)送YYYYNNNN發(fā)送流程幀準(zhǔn)備好媒體忙？開始發(fā)送幀延遲隨碰撞？發(fā)送Jam碼NCSMA/CD的發(fā)送流程CSMA/CD的發(fā)送流程可以簡單的概括為：先聽后發(fā)邊聽邊發(fā)沖突停止延遲重發(fā)沖突檢測(cè)是發(fā)送結(jié)點(diǎn)在發(fā)送的同時(shí)，將其發(fā)送信號(hào)波形與接受到的波形相比較。

CSMA/CD的發(fā)送流程CSMA/CD的發(fā)送流程可以簡單的概補(bǔ)充：典型以太網(wǎng)技術(shù)時(shí)間技術(shù)描述標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)1982年10BASE5（DIX）802.3粗同軸電纜1985年10BASE2802.3a細(xì)同軸電纜1990年10BASE-T802.3i雙絞線1993年10BASE-F802.3j光纖1995年100BASE-T802.3u雙絞線、光纖1997年全雙工以太網(wǎng)802.3x

1998年1000BASE-X802.3z光纖、短屏蔽銅纜1999年1000BASE-T802.3ab雙絞線2002年10GBASE802.3ae光纖補(bǔ)充：典型以太網(wǎng)技術(shù)時(shí)間技術(shù)描述標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)1982年1010Mbps以太網(wǎng)四種10Mbps以太網(wǎng)物理性能比較10BASE510BASE210BASE-T10BASE-F收發(fā)器外置設(shè)備網(wǎng)卡集成網(wǎng)卡集成網(wǎng)卡集成網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)RG-8/11同軸電纜RG-58同軸電纜3、4、5類UTP62.5/125多模光纖最大段長500m185m100m2km拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線總線星型星型跨距/跨數(shù)2.5km/5925m/5500m/54km/2網(wǎng)卡連接15芯D型AUIBNCT型RJ-45ST10Mbps以太網(wǎng)四種10Mbps以太網(wǎng)物理性能比較10BA10BASE5以太網(wǎng)參數(shù)10BASE5以太網(wǎng)參數(shù)取值如下：參數(shù)數(shù)值SlotTime（時(shí)槽）512位時(shí)間InterFrameGap（幀間間隔）9.6usAttemptLimit（嘗試權(quán)限）16BackoffLimit（退后權(quán)限）10JamSize（人為干擾長）32位MaxFrameSize（最大幀長）1518字節(jié)MinFrameSize（最小幀長）512位AddressSize（地址子段長）48位10BASE5以太網(wǎng)參數(shù)10BASE5以太網(wǎng)參數(shù)取值如下：參最大段長度500米每段最多站點(diǎn)數(shù)100兩站點(diǎn)間最小距離2.5米網(wǎng)絡(luò)最大跨度2.5公里

10BASE5分插頭:插入電纜收發(fā)器:發(fā)送/接收,沖突檢測(cè),電氣隔離，超長控制AUI:連接件單元接口用于骨干網(wǎng)

粗纜BNC端子收發(fā)器AUI電纜NIC最大段長度500米兩站點(diǎn)間最小距離2.5米網(wǎng)絡(luò)最大跨度10BASE2BNCT型接頭無需插入電纜用于辦公室LAN段最大長度185m每段最多站點(diǎn)數(shù)30兩站點(diǎn)間最短距離0.5m網(wǎng)絡(luò)最大跨度925m細(xì)纜BNC接頭NIC10BASE2BNCT型接頭段最大長度185m兩站點(diǎn)間10BASE-THub（集線器）相當(dāng)于多端口轉(zhuǎn)發(fā)器用于辦公室LAN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形，邏輯上仍然是總線轉(zhuǎn)發(fā)器/中繼器的作用：擴(kuò)充信號(hào)傳輸距離。將信號(hào)放大并整形后再轉(zhuǎn)發(fā)，消除信號(hào)傳輸?shù)氖д婧退p。物理層設(shè)備。NIChub段最大長度100m10BASE-THub（集線器）相當(dāng)于多端口轉(zhuǎn)發(fā)器NIChu100Mbps以太網(wǎng)1992年IEEE重新召集了802.3委員會(huì)，指示制訂一個(gè)快速的LAN。802.3委員會(huì)決定保持802.3原狀，只是提高其速率。IEEE在1995年6月正式采納了其成果802.3u。從技術(shù)角度上講，802.3u并不是一種新的標(biāo)準(zhǔn)，只是對(duì)現(xiàn)存802.3標(biāo)準(zhǔn)的追加，習(xí)慣上稱為快速以太網(wǎng)。其基本思想很簡單：保留所有的舊的分組格式，接口以及程序規(guī)則，只是將位時(shí)從100ns減少到10ns，并且所有的快速以太網(wǎng)系統(tǒng)均使用集線器，不再使用同軸電纜。100Mbps以太網(wǎng)1992年IEEE重新召集了802.3委100BASE以太網(wǎng)物理性能100BASE以太網(wǎng)物理性能：100BASE-T4100BASE-TX100BASE-FX傳輸介質(zhì)4對(duì)3/4/5類UTP2對(duì)5類UTP2條光纖信號(hào)編碼8B6T4B5B4B5B介質(zhì)段長100m100m400m（無中繼）小于400m（有中繼）物理跨距200m200m2000m（干線）400m（CSMA/CD）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型（集線器）星型（集線器）星型（集線器）網(wǎng)卡連接RJ-45RJ-45ST100BASE以太網(wǎng)物理性能100BASE以太網(wǎng)物理性能：15-4-3法則（以太網(wǎng)）Thicknet5-4-3rule;5backbonesegments,4repeaters,and3segments5-4-3法則（以太網(wǎng)）Thicknet5-4-3rul快速以太網(wǎng)系統(tǒng)的跨距SlotTime=2S/0.7C+2tphySlotTime為512位時(shí)間EthernetTechnologyBitTimeSlotTime10BASE100ns512Bittime100BASE10ns512Bittime1000BASE1ns4096Bittime10GBASE0.1nsNULL快速以太網(wǎng)系統(tǒng)的跨距SlotTime=2S/0.7C+2t快速以太網(wǎng)系統(tǒng)跨距雙絞線DTEDTEDTEDTEDTEDTEDTEDTEIIIIIII100m100m100m100m100m100m100m5m205m快速以太網(wǎng)系統(tǒng)跨距雙絞線DTEDTEDTEDTEDTEDTE快速以太網(wǎng)系統(tǒng)跨距光纜DTEDTE412mDTEDTEIDTEDTEIIDTEDTEIIII228m272m320m快速以太網(wǎng)系統(tǒng)跨距光纜DTEDTE412mDTEDTEIDT快速以太網(wǎng)系統(tǒng)跨距混合介質(zhì)（雙絞線-光纜）DTEDTEI100m160.8mDTEDTEIIII100m111.2m5mDTEDTEII100m208.8m快速以太網(wǎng)系統(tǒng)跨距混合介質(zhì)（雙絞線-光纜）DTEDTEI10100Base-T4即3類UTP，它采用的信號(hào)速度為25MHz，需要四對(duì)雙絞線；不使用曼徹斯特編碼，而是三元信號(hào)，每個(gè)周期發(fā)送4比特，這樣就獲得了所要求的100Mb/s，還有一個(gè)33.3Mb/s的保留信道。該方案即所謂的8B6T（8比特被映射為6個(gè)三進(jìn)制位）。100Base-T4即3類UTP，它采用的信號(hào)速度為25MH100Base-TX即5類UTP，其設(shè)計(jì)比較簡單，因?yàn)樗梢蕴幚硭俾矢哌_(dá)125MHz以上的時(shí)鐘信號(hào)，每個(gè)站點(diǎn)只需使用兩對(duì)雙絞線，一對(duì)連向集線器，另一對(duì)從集線器引出。它沒有采用直接的二進(jìn)制編碼，而是采用了一種運(yùn)行在125MHz下的被稱為4B5B的編碼方案。100Base-TX是全雙工的系統(tǒng)。100Base-TX即5類UTP，其設(shè)計(jì)比較簡單，因?yàn)樗梢?00Base-FX使用兩束多模光纖，每束都可用于兩個(gè)方向，因此它也是全雙工的，并且站點(diǎn)與集線器之間的最大距離高達(dá)2km。100Base-T4和100Base-FX可使用兩種類型（共享式、交換式）的集線器，它們統(tǒng)稱為100Base-T。在共享式集線器中，所有的輸入線在邏輯上連在一起，形成了同一個(gè)沖突域。100Base-FX電纜與正常的以太網(wǎng)沖突算法來說顯得過長，所以它們必須與交換式集線器相連，每根電纜各為一個(gè)沖突域。100Base-FX使用兩束多模光纖，每束都可用于兩個(gè)方向，1Gbps以太網(wǎng)吉以太網(wǎng)由802.3z和802.3ab定義：1000BASE-CX1000BASE-LX1000BASE-SX1000BASE-TMACCSMA/CD、半雙工和全雙工處理物理層編碼8B10B線路編碼PAM-5碼收發(fā)器短屏蔽銅纜收發(fā)器1300nm長波長光纖收發(fā)器780nm短波長光纖收發(fā)器UTP收發(fā)器介質(zhì)短屏蔽銅纜單模/多模光纖多模光纖5類UTP標(biāo)準(zhǔn)802.3z1000BASE-X802.3ab1000BASE-T1Gbps以太網(wǎng)吉以太網(wǎng)由802.3z和802.3ab定義：1Gbps以太網(wǎng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)1Gbps以太網(wǎng)與100Mbps以太網(wǎng)類似，只是速度更快，它們具有同樣的幀格式，同樣的最小和最大幀長，同樣的退避算法。半雙工模式下的技術(shù)實(shí)現(xiàn)：載波延伸（CarrierExtension）： 512位->512字節(jié)（填充0F）。幀突發(fā)（FrameBursting）：效率彌補(bǔ)1Gbps以太網(wǎng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)1Gbps以太網(wǎng)與100Mbps以載波延伸和幀突發(fā)載波延伸的方法是將爭用期由512位擴(kuò)展到512字節(jié)，即凡是發(fā)送幀長不足512字節(jié)時(shí)，就填充特殊字符（0F）補(bǔ)足。而幀突發(fā)則是解決由載波延伸所導(dǎo)致的問題。當(dāng)許多短幀需要發(fā)送時(shí)，如果每一個(gè)幀都擴(kuò)展為512字節(jié)，無疑會(huì)造成資源的巨大浪費(fèi)。因此規(guī)定，第一個(gè)短幀使用載波延伸，一旦發(fā)送成功，則隨后的短幀連續(xù)發(fā)送直到1500字節(jié)為止。在此期間，由于線路始終處于“忙”的狀態(tài)，不會(huì)有其它站點(diǎn)搶占信道。載波延伸和幀突發(fā)載波延伸的方法是將爭用期由512位擴(kuò)展到5110Gbps以太網(wǎng)人們認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)能發(fā)展成為既擅長控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流視頻，又擅長控制對(duì)時(shí)間不敏感的協(xié)議。一個(gè)解決方案是建立以太網(wǎng)、IP和MPLS（多協(xié)議標(biāo)簽交換）的組合。對(duì)此，以太網(wǎng)的QoS值得懷疑，而其最高的1Gbps則剛夠公用網(wǎng)的最低要求。IEEE成立了802.3高速研究小組HSSG，于2002年推出10吉比特以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)802.3ae。其中定義了三種物理標(biāo)準(zhǔn)：用于單波長LAN連接的10GBASE-R和WAN連接的10GBASE-W以及用于多波長系統(tǒng)的10GBASE-X。10Gbps以太網(wǎng)人們認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)能發(fā)展成為既擅長控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)10吉比特以太網(wǎng)選擇的光纖PMD（光傳送收發(fā)器）支持的光纖類型傳輸距離（m）850nm序列多模651310nmWWDM多模3001310nmWWDM單模100001310nm序列單模100001550nm序列單模4000010吉比特以太網(wǎng)選擇的光纖PMD支持的光纖類型傳輸距離85010吉比特以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)同其它以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)一樣，10吉比特以太網(wǎng)使用原始的10Mbps以太網(wǎng)中所規(guī)范的基本幀格式。使用全雙工方式，不受CSMA/CD的約束。802.3ae定義了兩個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)：LANPHY（10GBASE-R）和WANPHY（10GBASE-W和10GBASE-X），在WANPHY附加的WIS子層使得以太網(wǎng)很容易通過SONET傳輸。串行的10GBASE-R和10GBASE-W采用64B/66B編碼，而使用WWDM的10GBASE-X采用吉比特以太網(wǎng)中指定的8B/10B編碼。10吉比特以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)同其它以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)一樣，10吉比特以太網(wǎng)使IEEE802.5和令牌環(huán)網(wǎng)訪問控制1969年貝爾實(shí)驗(yàn)室NewhallIBM的TokenRingIEEE802.5單令牌優(yōu)先級(jí)監(jiān)控與預(yù)約IEEE802.5和令牌環(huán)網(wǎng)訪問控制1969年貝爾實(shí)驗(yàn)室Ne令牌環(huán)網(wǎng)的特點(diǎn)信息單方向流動(dòng)，只有一條環(huán)形信道，沒有路徑選擇問題，適合于局域網(wǎng)絡(luò)簡單、經(jīng)濟(jì)的要求。能非?？旌腿菀椎慕⒕€路連接，這對(duì)短的信息持續(xù)時(shí)間的通信是重要的。接口功能簡單，其接口包含中繼轉(zhuǎn)發(fā)器的功能。在數(shù)據(jù)吞吐量、實(shí)時(shí)性、地理范圍等方面均優(yōu)于CSMA/CD總線型局域網(wǎng)。令牌環(huán)網(wǎng)的特點(diǎn)信息單方向流動(dòng)，只有一條環(huán)形信道，沒有路徑選擇令牌傳輸?shù)奶攸c(diǎn)實(shí)時(shí)性好不存在競爭與碰撞令牌環(huán)網(wǎng)靠星型拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)ABCDE令牌傳輸?shù)奶攸c(diǎn)實(shí)時(shí)性好ABCDEIEEE802.4和令牌總線訪問控制502030104545102050501030305020203010NSTSPSSol-sSet-sT特點(diǎn)：物理上是總線網(wǎng)，邏輯上是令牌網(wǎng)物理層：傳輸媒體為75寬帶同軸電纜， 數(shù)據(jù)率1M、5M或10M；基帶信號(hào)需要調(diào)制IEEE802.4和令牌總線訪問控制502030104545知識(shí)點(diǎn)TOKENBUS（令牌總線方法）是一種在總線拓?fù)渲欣谩傲钆啤弊鳛榭刂平Y(jié)點(diǎn)訪問公共傳輸介質(zhì)的確定型介質(zhì)訪問控制方法。所謂正常穩(wěn)態(tài)操作是網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完成初始化，各結(jié)點(diǎn)進(jìn)入正常傳遞令牌與數(shù)據(jù)，并且沒有結(jié)點(diǎn)要加入與撤除，沒有發(fā)生令牌丟失或網(wǎng)絡(luò)故障的正常工作狀態(tài)。令牌傳遞規(guī)定由高地址向低地址，最后由低地址向高地址傳遞。令牌總線網(wǎng)在物理上是總線網(wǎng)，而在邏輯上是環(huán)網(wǎng)。知識(shí)點(diǎn)TOKENBUS（令牌總線方法）是一種在總線拓?fù)渲欣R(shí)點(diǎn)交出令牌的條件：該結(jié)點(diǎn)沒有數(shù)據(jù)幀等待發(fā)送。該結(jié)點(diǎn)已經(jīng)發(fā)完。令牌持有最大時(shí)間到。環(huán)維護(hù)工作：環(huán)初始化新結(jié)點(diǎn)加入環(huán)結(jié)點(diǎn)從環(huán)中撤出環(huán)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)知識(shí)點(diǎn)交出令牌的條件：光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI

使用基于IEEE802.5的單令牌的環(huán)網(wǎng)介質(zhì)訪問控制MAC協(xié)議；使用IEEE802.2協(xié)議，與符合IEEE802標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)兼容；數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps，連網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)數(shù)小于等于1000，環(huán)路長度為100km；可以使用雙環(huán)結(jié)構(gòu)，具有容錯(cuò)能力；可以使用多?；騿文９饫w；具有動(dòng)態(tài)分配帶寬的能力，能支持同步和異步數(shù)據(jù)傳輸光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI是一種以光纖作為傳輸介質(zhì)的高速主干網(wǎng)。光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI 光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI是一種FDDI光纖雙環(huán)冗余令牌傳輸FDDI光纖局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展決定局域網(wǎng)的主要技術(shù)要素：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑐鬏斀橘|(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法提高傳輸速率：以太網(wǎng)：10Mbps→100Mbps→1000Mbps→10Gbps令牌總線、令牌環(huán)網(wǎng)→FDDI網(wǎng)絡(luò)分段數(shù)據(jù)鏈路層：沖突域分隔→網(wǎng)橋、交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)層：廣播域分隔→路由器、VLAN共享式→交換式局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展決定局域網(wǎng)的主要技術(shù)要素：第五章

局域網(wǎng)技術(shù)第五章

局域網(wǎng)技術(shù)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.1：概述、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)際互連及網(wǎng)絡(luò)管理和性能測(cè)試；IEEE802.2：邏輯鏈路控制LLC，即高層與任何一種局域網(wǎng)MAC層的接口；IEEE802.3：以太網(wǎng)，CSMA/CD總線網(wǎng)的MAC子層和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE802.4：令牌總線網(wǎng)，令牌總線網(wǎng)的MAC子層和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE802.5：令牌環(huán)網(wǎng)，令牌環(huán)網(wǎng)的MAC子層和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE802.6：分布隊(duì)列雙絞線，城域網(wǎng)的MAC子層和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE802.7：寬帶技術(shù)；IEEE802.8：光纖技術(shù)；IEEE802.9：綜合語音與數(shù)據(jù)局域網(wǎng)規(guī)范；IEEE802.10：可互操作的局域網(wǎng)安全性規(guī)范；IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.1：概述、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11：無線局域網(wǎng)；IEEE802.12：100VGAnyLAN，新型高速局域網(wǎng)；IEEE802.13：100M快速以太網(wǎng)(5B6B編碼系統(tǒng))IEEE802.14：cablemodem(CATV網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn))IEEE802.15：無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（藍(lán)牙）IEEE802.16：無線城域網(wǎng)WiMAXIEEE802.17：彈性分組環(huán)網(wǎng)絡(luò)RPRIEEE802.20：寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11：無線局域網(wǎng)；IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系IEEE802參考模型的層次關(guān)系LLC和MAC子層的功能分解主要是將數(shù)據(jù)鏈路層功能中與硬件有關(guān)的部分和與硬件無關(guān)的部分區(qū)分開來：IEEE802參考模型的層次關(guān)系LLC和MAC子層的功能分解LLC幀和MAC幀的關(guān)系LLC幀和MAC幀的關(guān)系邏輯鏈路控制(LLC)子層邏輯鏈路控制子層的規(guī)范包含在IEEE802.2標(biāo)準(zhǔn)中。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與HDLC是兼容的，但使用的幀格式有所不同。這是由于HDLC的標(biāo)志和位填充技術(shù)并不適合局域網(wǎng)，因而被排除，而且?guī)ｒ?yàn)序列由MAC子層實(shí)現(xiàn)，因而也不包含在LLC的幀結(jié)構(gòu)中。另外為了適合局域網(wǎng)中的尋址，地址字段也有所改變，同時(shí)提供目標(biāo)地址和源地址。邏輯鏈路控制(LLC)子層邏輯鏈路控制子層的規(guī)范包含在IEELLC幀格式(a)幀結(jié)構(gòu)；(b)地址字段；(c)控制字段LLC幀格式(a)幀結(jié)構(gòu)；LLC服務(wù)LLC與所在的局域網(wǎng)所采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)以及介質(zhì)訪問控制方式無關(guān)，它完成數(shù)據(jù)鏈路管理、差錯(cuò)控制、流量控制和數(shù)據(jù)幀順序控制的功能，并為高層提供服務(wù)訪問點(diǎn)。按照服務(wù)的類型，LLC提供3種服務(wù)：無確認(rèn)連接的服務(wù)：連接方式的服務(wù)：有確認(rèn)無連接的服務(wù)：LLC服務(wù)LLC與所在的局域網(wǎng)所采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)以及LLC的操作類型LLC協(xié)議與HDLC協(xié)議類似，它們之間的差別如下：LLC使用無編號(hào)信息幀支持無確認(rèn)無連接的服務(wù)，這被稱為LLC1型操作；LLC用HDLC的異步平衡方式的操作來支持連接方式的LLC服務(wù)，這種操作類型被稱為LLC2型操作。LLC不支持HDLC的其他操作；LLC用一種新的無編號(hào)幀（AC）支持有確認(rèn)無連接的服務(wù)，這被稱為LLC3型操作。LLC的操作類型LLC協(xié)議與HDLC協(xié)議類似，它們之間的差別介質(zhì)訪問控制(MAC)子層在局域網(wǎng)和城域網(wǎng)中，所有的設(shè)備共享傳輸介質(zhì)，因此當(dāng)信道的使用產(chǎn)生競爭時(shí)，如何分配信道的使用權(quán)便成為關(guān)鍵的問題。數(shù)據(jù)鏈路層的介質(zhì)訪問控制子層被用來解決廣播信道的分配問題，與之相應(yīng)的用來分配傳輸介質(zhì)使用權(quán)的協(xié)議被稱為MAC協(xié)議。集中式和分布式同步式和異步式循環(huán)式、預(yù)約式和競爭式介質(zhì)訪問控制(MAC)子層在局域網(wǎng)和城域網(wǎng)中，所有的設(shè)備共享IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)與以太網(wǎng)在局域網(wǎng)和城域網(wǎng)中，所有的設(shè)備共享傳輸介質(zhì)，因此當(dāng)信道的使用產(chǎn)生競爭時(shí)，如何分配信道的使用權(quán)便成為關(guān)鍵的問題。數(shù)據(jù)鏈路層的介質(zhì)訪問控制子層被用來解決廣播信道的分配問題，與之相應(yīng)的用來分配傳輸介質(zhì)使用權(quán)的協(xié)議被稱為MAC協(xié)議。

ETHERNET(以太網(wǎng))的核心技術(shù)是它的隨機(jī)爭用型介質(zhì)訪問方法，即CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法。

IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)與以太網(wǎng)在局域網(wǎng)和城域網(wǎng)中，所有的設(shè)備以太網(wǎng)綜述1973年5月22日，XeroxPARC（PaloAlto研究中心）的RobertMetcalfe和DavidBoggs描述了他們基于Alto主機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)形式，并稱之為以太網(wǎng)。最初的以太網(wǎng)以2.94Mbps傳輸率工作在基帶粗同軸電纜上。以太是十九世紀(jì)科學(xué)界所想象的氣態(tài)物質(zhì)，它使電磁波能夠通過空氣傳播。以太網(wǎng)包括DIX以太網(wǎng)和IEEE802.3以太網(wǎng)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)綜述1973年5月22日，XeroxPARC（PalDIX以太網(wǎng)的發(fā)展Xerox得到DEC和Intel公司的支持，共同實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)和器件的開發(fā)工作，1980年，以太網(wǎng)1.0版由三家公司聯(lián)合發(fā)表，稱為DIX80，即著名的以太網(wǎng)藍(lán)皮書，全稱為：“以太網(wǎng)，一種局域網(wǎng)：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層規(guī)范，1.0版”，采用10Mbps。兩年后，DIX重新定義該標(biāo)準(zhǔn)，并于1982年公布DIX82，即以太網(wǎng)2.0版（EthernetII）作為終結(jié)。DIX以太網(wǎng)的發(fā)展Xerox得到DEC和Intel公司的支持IEEE802.3以太網(wǎng)的發(fā)展1980年2月，IEEE802LAN標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)成立，其中802.3分委會(huì)在DIX工作基礎(chǔ)上負(fù)責(zé)創(chuàng)建國際性標(biāo)準(zhǔn)。1982年，802.3標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，它與DIX82差別甚微，以太網(wǎng)成為IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列中第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。1985年，IEEE802委員會(huì)正式推出IEEE802.3CSMA/CD局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，描述了基于DIX以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。并被ISO接受為國際標(biāo)準(zhǔn)，為ISO/IEC8802-3。IEEE802.3以太網(wǎng)的發(fā)展1980年2月，IEEE802IEEE802.3和EthernetII(DIX)今天的以太網(wǎng)和802.3可以認(rèn)為是同義詞以太網(wǎng)的核心思想是利用共享的公共傳輸介質(zhì)。常規(guī)的共享式以太網(wǎng)只能以半雙工的方式工作，用戶依賴于單條共享信道，在技術(shù)上不能同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)。隨著以太網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展，1997年出現(xiàn)全雙工以太網(wǎng)（802.3x），從而實(shí)現(xiàn)了同時(shí)收發(fā)。IEEE802.3和EthernetII(DIX)今天的以以太網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間技術(shù)描述標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)1982年10BASE5（DIX）802.3粗同軸電纜1985年10BASE2802.3a細(xì)同軸電纜1990年10BASE-T802.3i雙絞線1993年10BASE-F802.3j光纖1995年100BASE-T802.3u雙絞線、光纖1997年全雙工以太網(wǎng)802.3x

1998年1000BASE-X802.3z光纖、短屏蔽銅纜1999年1000BASE-T802.3ab雙絞線以太網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間技術(shù)描述標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)1982年10BA以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問方式MAC子層的中心議題是相互競爭的用戶之間如何分配一個(gè)單獨(dú)的廣播信道。分配方法有靜態(tài)分配和動(dòng)態(tài)分配兩種。而所有傳統(tǒng)的信道靜態(tài)分配方法均不能有效地處理通信的突發(fā)性，所以我們必須采用信道動(dòng)態(tài)分配。結(jié)合MAC子層和物理層，不同的協(xié)議規(guī)則決定了不同的網(wǎng)絡(luò)形式的應(yīng)用和技術(shù)實(shí)現(xiàn)。以太網(wǎng)的核心技術(shù)是它的隨機(jī)爭用型介質(zhì)訪問方法，即CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法。以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問方式MAC子層的中心議題是相互競爭的用戶之以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)前導(dǎo)碼：7個(gè)字節(jié)的1、0間隔代碼：1010???10（56位）幀首定界符（SFD）：1個(gè)字節(jié)10101011二進(jìn)制序列目的地址（DA）：目的站MAC地址，6個(gè)字節(jié)最高位：0表示單播、1表示多播（組播）、全1為廣播，即FF.FF.FF.FF.FF.FF源地址（SA）：源站MAC地址，6個(gè)字節(jié)類型（TYPE）：2字節(jié)，表示高層協(xié)議類型數(shù)據(jù)（DATA）：46—1500字節(jié)幀檢驗(yàn)序列（FCS）：4字節(jié)，32位冗余校驗(yàn)CRC32前導(dǎo)碼SFDDASATYPEDATAFCS7166246-15004以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)前導(dǎo)碼：7個(gè)字節(jié)的1、0間隔代碼：1010??DIX以太網(wǎng)和IEEE802.3幀以太幀（EthernetII）IEEE802.3幀DIX以太幀的DATA直接封裝網(wǎng)絡(luò)層分組，而IEEE802.3幀封裝LLC-PDU，L表示LLC-PDU字節(jié)數(shù)。幀兼容策略：大于最大幀長度1518D表示TYPE，否則表示L。實(shí)際做法：取值1536D（0600H）為界。例如IP為0800H、IPX為8137H。前導(dǎo)碼幀首定界SFD目的地址DA源地址SA類型TYPE數(shù)據(jù)DATA幀校驗(yàn)FCS前導(dǎo)碼幀首定界SFD目的地址DA源地址SA長度L數(shù)據(jù)DATA幀校驗(yàn)FCSDIX以太網(wǎng)和IEEE802.3幀以太幀（EthernetCSMA/CD機(jī)理CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection）協(xié)議是對(duì)ALOHA協(xié)議（一種基于地面無線廣播通信而創(chuàng)建、適用于無協(xié)調(diào)關(guān)系的多用戶競爭單信道使用權(quán)的系統(tǒng)）的改進(jìn)，它確保在了網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)在偵聽到信道忙時(shí)不會(huì)有新站同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)。CSMA/CD的基本過程如下：一個(gè)站要發(fā)送信息，首先要監(jiān)聽總線，以決定介質(zhì)上是否有其他站的發(fā)送信號(hào)存在。如果介質(zhì)是空閑的，則可以發(fā)送信息；反之，則等待一個(gè)時(shí)間間隔后重試（退避）。CSMA/CD機(jī)理CSMA/CD（CarrierSenseCSMA形式按照退避算法的語義規(guī)則，CSMA/CD有以下三種具體形式：非堅(jiān)持退避1-堅(jiān)持退避P-堅(jiān)持退避以太網(wǎng)所采用的是1-堅(jiān)持退避CSMA/CD。當(dāng)站點(diǎn)希望傳送數(shù)據(jù)時(shí)，它就等到線路空閑為止，否則就立即傳輸。CSMA形式按照退避算法的語義規(guī)則，CSMA/CD有以下三種非堅(jiān)持退避①假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送。②假如介質(zhì)是忙的，則等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步。非堅(jiān)持退避①假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送。1-堅(jiān)持退避①假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送。②假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到空閑為止，立即發(fā)送。③假如發(fā)生沖突，則等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步。1-堅(jiān)持退避①假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送。P-堅(jiān)持退避①假如介質(zhì)是空閑的，則以概率P直接發(fā)送，或以1-P的概率延遲一個(gè)時(shí)間單位。②假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到空閑為止，重復(fù)第一步。③如果被延遲一個(gè)時(shí)間單位，重復(fù)第一步。④假如發(fā)生沖突，采用某種方法解決（退避）。

P-堅(jiān)持退避①假如介質(zhì)是空閑的，則以概率P直接發(fā)送，或以1-CD沖突的檢測(cè)以太網(wǎng)所采用的是1-堅(jiān)持退避CSMA/CD。如果兩個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)在空閑的電纜上開始傳輸，就會(huì)產(chǎn)生沖突，站點(diǎn)對(duì)沖突的檢測(cè)可以依據(jù)如下方法：①比較接收到的信號(hào)電壓的大?、跈z測(cè)曼徹斯特編碼的過零點(diǎn)③比較接收到的信號(hào)與剛發(fā)出的信號(hào)每站在發(fā)送幀期間同時(shí)具有檢測(cè)沖突的能力，一旦沖突發(fā)生，就立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)出一串阻塞信號(hào)，通知總線各站，沖突已經(jīng)發(fā)生，同時(shí)以退避算法,控制各站發(fā)送。CD沖突的檢測(cè)以太網(wǎng)所采用的是1-堅(jiān)持退避CSMA/CD。如退避算法當(dāng)一個(gè)發(fā)送嘗試由于沖突而停止時(shí)，該站就要準(zhǔn)備重新發(fā)送。重傳的調(diào)度由稱作“截短二進(jìn)制指數(shù)退避”（TruncatedBinaryExponentialBackoff）的受控的隨機(jī)化進(jìn)程來決定。即在人為干擾結(jié)束后，要延遲一段時(shí)間之后才能進(jìn)行重發(fā)，這個(gè)退避時(shí)間是時(shí)間T的整數(shù)倍。在第n次重發(fā)嘗試以前，延遲的時(shí)間應(yīng)該是rT，r是均勻分布的隨機(jī)整數(shù)，在[0，2k]范圍內(nèi)。其中k=min(n,10)。當(dāng)n=16（極限值），即連續(xù)發(fā)生15次重發(fā)碰撞仍未成功發(fā)送時(shí)，則作為差錯(cuò)向LLC子層報(bào)告，發(fā)送失敗。退避算法當(dāng)一個(gè)發(fā)送嘗試由于沖突而停止時(shí)，該站就要準(zhǔn)備重新發(fā)送碰撞槽時(shí)間（SlotTime）關(guān)于時(shí)間T，為常量，是網(wǎng)絡(luò)鏈路上固有的參數(shù)，稱為“碰撞槽時(shí)間（SlotTime）”。其物理含義指在幀發(fā)送過程中，發(fā)生碰撞時(shí)間的上限。即在這段時(shí)間內(nèi)，可能檢測(cè)到碰撞，而經(jīng)過這段時(shí)間后，則不會(huì)發(fā)生碰撞，當(dāng)然也不會(huì)檢測(cè)到碰撞。近似的可以使用以下公式表示：其中S為網(wǎng)絡(luò)跨距（公共總線長度），C為光速，tphy指物理層延時(shí)。碰撞槽時(shí)間（SlotTime）關(guān)于時(shí)間T，為常量，是網(wǎng)絡(luò)鏈發(fā)送流程幀準(zhǔn)備好媒體忙？開始發(fā)送幀延遲隨機(jī)時(shí)間t碰撞？發(fā)送Jam碼N>=16？碰撞次數(shù)N++發(fā)送完畢？發(fā)送成功差錯(cuò)處理停止發(fā)送YYYYNNNN發(fā)送流程幀準(zhǔn)備好媒體忙？開始發(fā)送幀延遲隨碰撞？發(fā)送Jam碼NCSMA/CD的發(fā)送流程CSMA/CD的發(fā)送流程可以簡單的概括為：先聽后發(fā)邊聽邊發(fā)沖突停止延遲重發(fā)沖突檢測(cè)是發(fā)送結(jié)點(diǎn)在發(fā)送的同時(shí)，將其發(fā)送信號(hào)波形與接受到的波形相比較。

CSMA/CD的發(fā)送流程CSMA/CD的發(fā)送流程可以簡單的概補(bǔ)充：典型以太網(wǎng)技術(shù)時(shí)間技術(shù)描述標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)1982年10BASE5（DIX）802.3粗同軸電纜1985年10BASE2802.3a細(xì)同軸電纜1990年10BASE-T802.3i雙絞線1993年10BASE-F802.3j光纖1995年100BASE-T802.3u雙絞線、光纖1997年全雙工以太網(wǎng)802.3x

1998年1000BASE-X802.3z光纖、短屏蔽銅纜1999年1000BASE-T802.3ab雙絞線2002年10GBASE802.3ae光纖補(bǔ)充：典型以太網(wǎng)技術(shù)時(shí)間技術(shù)描述標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)1982年1010Mbps以太網(wǎng)四種10Mbps以太網(wǎng)物理性能比較10BASE510BASE210BASE-T10BASE-F收發(fā)器外置設(shè)備網(wǎng)卡集成網(wǎng)卡集成網(wǎng)卡集成網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)RG-8/11同軸電纜RG-58同軸電纜3、4、5類UTP62.5/125多模光纖最大段長500m185m100m2km拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線總線星型星型跨距/跨數(shù)2.5km/5925m/5500m/54km/2網(wǎng)卡連接15芯D型AUIBNCT型RJ-45ST10Mbps以太網(wǎng)四種10Mbps以太網(wǎng)物理性能比較10BA10BASE5以太網(wǎng)參數(shù)10BASE5以太網(wǎng)參數(shù)取值如下：參數(shù)數(shù)值SlotTime（時(shí)槽）512位時(shí)間InterFrameGap（幀間間隔）9.6usAttemptLimit（嘗試權(quán)限）16BackoffLimit（退后權(quán)限）10JamSize（人為干擾長）32位MaxFrameSize（最大幀長）1518字節(jié)MinFrameSize（最小幀長）512位AddressSize（地址子段長）48位10BASE5以太網(wǎng)參數(shù)10BASE5以太網(wǎng)參數(shù)取值如下：參最大段長度500米每段最多站點(diǎn)數(shù)100兩站點(diǎn)間最小距離2.5米網(wǎng)絡(luò)最大跨度2.5公里

10BASE5分插頭:插入電纜收發(fā)器:發(fā)送/接收,沖突檢測(cè),電氣隔離，超長控制AUI:連接件單元接口用于骨干網(wǎng)

粗纜BNC端子收發(fā)器AUI電纜NIC最大段長度500米兩站點(diǎn)間最小距離2.5米網(wǎng)絡(luò)最大跨度10BASE2BNCT型接頭無需插入電纜用于辦公室LAN段最大長度185m每段最多站點(diǎn)數(shù)30兩站點(diǎn)間最短距離0.5m網(wǎng)絡(luò)最大跨度925m細(xì)纜BNC接頭NIC10BASE2BNCT型接頭段最大長度185m兩站點(diǎn)間10BASE-THub（集線器）相當(dāng)于多端口轉(zhuǎn)發(fā)器用于辦公室LAN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形，邏輯上仍然是總線轉(zhuǎn)發(fā)器/中繼器的作用：擴(kuò)充信號(hào)傳輸距離。將信號(hào)放大并整形后再轉(zhuǎn)發(fā)，消除信號(hào)傳輸?shù)氖д婧退p。物理層設(shè)備。NIChub段最大長度100m10BASE-THub（集線器）相當(dāng)于多端口轉(zhuǎn)發(fā)器NIChu100Mbps以太網(wǎng)1992年IEEE重新召集了802.3委員會(huì)，指示制訂一個(gè)快速的LAN。802.3委員會(huì)決定保持802.3原狀，只是提高其速率。IEEE在1995年6月正式采納了其成果802.3u。從技術(shù)角度上講，802.3u并不是一種新的標(biāo)準(zhǔn)，只是對(duì)現(xiàn)存802.3標(biāo)準(zhǔn)的追加，習(xí)慣上稱為快速以太網(wǎng)。其基本思想很簡單：保留所有的舊的分組格式，接口以及程序規(guī)則，只是將位時(shí)從100ns減少到10ns，并且所有的快速以太網(wǎng)系統(tǒng)均使用集線器，不再使用同軸電纜。100Mbps以太網(wǎng)1992年IEEE重新召集了802.3委100BASE以太網(wǎng)物理性能100BASE以太網(wǎng)物理性能：100BASE-T4100BASE-TX100BASE-FX傳輸介質(zhì)4對(duì)3/4/5類UTP2對(duì)5類UTP2條光纖信號(hào)編碼8B6T4B5B4B5B介質(zhì)段長100m100m400m（無中繼）小于400m（有中繼）物理跨距200m200m2000m（干線）400m（CSMA/CD）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型（集線器）星型（集線器）星型（集線器）網(wǎng)卡連接RJ-45RJ-45ST100BASE以太網(wǎng)物理性能100BASE以太網(wǎng)物理性能：15-4-3法則（以太網(wǎng)）Thicknet5-4-3rule;5backbonesegments,4repeaters,and3segments5-4-3法則（以太網(wǎng)）Thicknet5-4-3rul快速以太網(wǎng)系統(tǒng)的跨距SlotTime=2S/0.7C+2tphySlotTime為512位時(shí)間EthernetTechnologyBitTimeSlotTime10BASE100ns512Bittime100BASE10ns512Bittime1000BASE1ns4096Bittime10GBASE0.1nsNULL快速以太網(wǎng)系統(tǒng)的跨距SlotTime=2S/0.7C+2t快速以太網(wǎng)系統(tǒng)跨距雙絞線DTEDTEDTEDTEDTEDTEDTEDTEIIIIIII100m100m100m100m100m100m100m5m205m快速以太網(wǎng)系統(tǒng)跨距雙絞線DTEDTEDTEDTEDTEDTE快速以太網(wǎng)系統(tǒng)跨距光纜DTEDTE412mDTEDTEIDTEDTEIIDTEDTEIIII228m272m320m快速以太網(wǎng)系統(tǒng)跨距光纜DTEDTE412mDTEDTEIDT快速以太網(wǎng)系統(tǒng)跨距混合介質(zhì)（雙絞線-光纜）DTEDTEI100m160.8mDTEDTEIIII100m111.2m5mDTEDTEII100m208.8m快速以太網(wǎng)系統(tǒng)跨距混合介質(zhì)（雙絞線-光纜）DTEDTEI10100Base-T4即3類UTP，它采用的信號(hào)速度為25MHz，需要四對(duì)雙絞線；不使用曼徹斯特編碼，而是三元信號(hào)，每個(gè)周期發(fā)送4比特，這樣就獲得了所要求的100Mb/s，還有一個(gè)33.3Mb/s的保留信道。該方案即所謂的8B6T（8比特被映射為6個(gè)三進(jìn)制位）。100Base-T4即3類UTP，它采用的信號(hào)速度為25MH100Base-TX即5類UTP，其設(shè)計(jì)比較簡單，因?yàn)樗梢蕴幚硭俾矢哌_(dá)125MHz以上的時(shí)鐘信號(hào)，每個(gè)站點(diǎn)只需使用兩對(duì)雙絞線，一對(duì)連向集線器，另一對(duì)從集線器引出。它沒有采用直接的二進(jìn)制編碼，而是采用了一種運(yùn)行在125MHz下的被稱為4B5B的編碼方案。100Base-TX是全雙工的系統(tǒng)。100Base-TX即5類UTP，其設(shè)計(jì)比較簡單，因?yàn)樗梢?00Base-FX使用兩束多模光纖，每束都可用于兩個(gè)方向，因此它也是全雙工的，并且站點(diǎn)與集線器之間的最大距離高達(dá)2km。100Base-T4和100Base-FX可使用兩種類型（共享式、交換式）的集線器，它們統(tǒng)稱為100Base-T。在共享式集線器中，所有的輸入線在邏輯上連在一起，形成了同一個(gè)沖突域。100Base-FX電纜與正常的以太網(wǎng)沖突算法來說顯得過長，所以它們必須與交換式集線器相連，每根電纜各為一個(gè)沖突域。100Base-FX使用兩束多模光纖，每束都可用于兩個(gè)方向，1Gbps以太網(wǎng)吉以太網(wǎng)由802.3z和802.3ab定義：1000BASE-CX1000BASE-LX1000BASE-SX1000BASE-TMACCSMA/CD、半雙工和全雙工處理物理層編碼8B10B線路編碼PAM-5碼收發(fā)器短屏蔽銅纜收發(fā)器1300nm長波長光纖收發(fā)器780nm短波長光纖收發(fā)器UTP收發(fā)器介質(zhì)短屏蔽銅纜單模/多模光纖多模光纖5類UTP標(biāo)準(zhǔn)802.3z1000BASE-X802.3ab1000BASE-T1Gbps以太網(wǎng)吉以太網(wǎng)由802.3z和802.3ab定義：1Gbps以太網(wǎng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)1Gbps以太網(wǎng)與100Mbps以太網(wǎng)類似，只是速度更快，它們具有同樣的幀格式，同樣的最小和最大幀長，同樣的退避算法。半雙工模式下的技術(shù)實(shí)現(xiàn)：載波延伸（CarrierExtension）： 512位->512字節(jié)（填充0F）。幀突發(fā)（FrameBursting）：效率彌補(bǔ)1