第3章局域網(wǎng)講述

第3章計算機(jī)局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

主講人:施榮華教授博士生導(dǎo)師中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院shirh@2【本章目標(biāo)】計算機(jī)局域網(wǎng)是常見的且容易實現(xiàn)的通信網(wǎng)絡(luò)。本章首先介紹局域網(wǎng)的定義和特點，然后介紹局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、常見的介質(zhì)存取控制技術(shù)，以太網(wǎng)技術(shù)及其性能分析與應(yīng)用，重點是以太網(wǎng)和高速以太網(wǎng)技術(shù)

3【本章內(nèi)容】1計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)概述：特點，分類，IEEE802局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議2局域網(wǎng)介質(zhì)存取控制技術(shù)：以太網(wǎng)的介質(zhì)存取控制方法，令牌環(huán)訪問原理，令牌總線訪問原理3以太網(wǎng)技術(shù)：以太網(wǎng)的特征，幀格式，以太網(wǎng)卡4高速以太網(wǎng)技術(shù)：快速以太網(wǎng)，交換式以太網(wǎng)，千兆以太網(wǎng)，萬兆以太網(wǎng)5計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)性能分析6計算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

重點：CSMA/CD43.1計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)概述

3.1.1計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)的特點3.1.2計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)分類3.1.3IEEE802局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議53.1.1計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)的定義局域地區(qū)網(wǎng)絡(luò)（LocalAreaNetworks，簡記為LAN）。在下列方面LAN與其它類型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)不同，通信常被限制在中等規(guī)模的地理區(qū)域內(nèi)，例如一座辦公樓、一個倉庫或一所學(xué)校，能夠依靠具有較高數(shù)據(jù)率的物理信道，并且這種信道具有始終一致的低誤碼率。63.1.1計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)的特點①由于網(wǎng)絡(luò)的地理范圍不大，通信介質(zhì)費(fèi)用所占的比重不大。常用的通信物理介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜及光纖等；②信道具有較寬的通信頻帶，數(shù)據(jù)傳輸速率較高；③有高度互連的特性和擴(kuò)充的靈活性；④網(wǎng)絡(luò)中不一定需要中央主機(jī)結(jié)點，而只需向用戶提供分散有效的數(shù)據(jù)處理及計算功能即可；⑤信道中電文傳送控制的方法與機(jī)構(gòu)比較簡單可靠；⑥當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某一站發(fā)生故障時不會影響整個系統(tǒng)的運(yùn)行；⑦實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的費(fèi)用不多，通常屬于一個事業(yè)/企業(yè)單位所有，而不屬于公用服務(wù)業(yè)；⑧建網(wǎng)周期短，見效快，成本低，社會效益大。7局域網(wǎng)示例匹配電阻集線器干線耦合器總線網(wǎng)星形網(wǎng)樹形網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)83.1.2計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)分類（1）按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類?？偩€型局域網(wǎng)星型局域網(wǎng)樹型局域網(wǎng)環(huán)型局域網(wǎng)（2）按局域網(wǎng)通信介質(zhì)類型分類。有線局域網(wǎng):雙絞線網(wǎng)、光纖網(wǎng)、同軸電纜網(wǎng)無線局域網(wǎng)：無線局域網(wǎng)、微波網(wǎng)93.1.2計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)分類（3）按介質(zhì)訪問控制方式分類共享介質(zhì)局域網(wǎng)交換局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)VLAN（利用公網(wǎng)）（4）按傳輸?shù)男盘柗绞椒诸??；鶐ЬW(wǎng)：基帶網(wǎng)傳送數(shù)字信號，信號占用整個頻道，但傳輸范圍較小。寬帶網(wǎng)：傳輸模擬信號，同一信道上可傳輸多路信號，它的傳輸范圍較大。在局域網(wǎng)中基帶網(wǎng)使用的比較多。103.1.3IEEE802局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議(p63)圖2-1IEEE802體系結(jié)構(gòu)與OSI體系結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系11圖2-2IEEE802部分標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系123.2.1介質(zhì)存取控制技術(shù)概述3.2.2以太網(wǎng)的介質(zhì)存取控制方法3.2.3令牌環(huán)訪問原理3.2.4令牌總線訪問原理3.2.5三種介質(zhì)存取控制技術(shù)的比較3.2局域網(wǎng)介質(zhì)存取控制技術(shù)133.2.1介質(zhì)存取控制技術(shù)概述MAC(MediumAccessControl)協(xié)議:規(guī)定了MAC子層所提供的介質(zhì)存取控制方法所采用的技術(shù)。局域網(wǎng)的MAC子層采用的是異步控制技術(shù)。在異步控制方式中，工作站可以隨便的接入，網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)工作站的請求分配帶寬，可以分為循環(huán)、預(yù)約、競爭三種方式。141．循環(huán)方式在循環(huán)方式中，每個工作站輪流得到發(fā)送權(quán)限，所有的站點按照一定的順序傳遞發(fā)送權(quán)限。發(fā)送權(quán)限順序的控制可以是集中式的，也可以是分布式的。如輪詢（Polling）是循環(huán)式集中控制方式，令牌總線（TokenBus）是循環(huán)式分布控制方式。循環(huán)方式優(yōu)點在于重負(fù)載時候效率高，而負(fù)載不高的時候效率低。152．預(yù)約方式預(yù)約方式是按信道的時間劃分為若干時間段，若工作站要發(fā)送數(shù)據(jù)，則必須提前預(yù)約所需要占用的時間段。預(yù)約方式適用于那種需要長時間連續(xù)傳輸數(shù)據(jù)的通信方式，如語音通話和長文件的傳輸。163．競爭方式

在競爭方式中，每個工作站通過競爭獲取發(fā)送權(quán)限。這種競爭是無序的，適用于分布式控制?？偩€結(jié)構(gòu)中CSMA/CD協(xié)議就是采用的競爭控制方式。競爭方式的優(yōu)點在于在負(fù)載不高的情況下，效率高；當(dāng)重負(fù)載時，導(dǎo)致沖突機(jī)會增大，網(wǎng)絡(luò)性能就會急劇下降。173.2.2以太網(wǎng)的介質(zhì)存取控制方法（1）以太網(wǎng)的典型結(jié)構(gòu)最初的以太網(wǎng)是將許多計算機(jī)都連接到一根總線上。當(dāng)初認(rèn)為這樣的連接方法既簡單又可靠，因為總線上沒有有源器件。這種局域網(wǎng)被叫做總線結(jié)構(gòu)局部網(wǎng)絡(luò)18如下圖所示:總線局部網(wǎng)絡(luò)中站點的通信關(guān)系B向

D發(fā)送數(shù)據(jù)CDAE匹配電阻匹配電阻不接收不接收不接收接收B只有D接收B發(fā)送的數(shù)據(jù)19（2）以太網(wǎng)提供的服務(wù)以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的交付，即盡最大努力的交付。當(dāng)目的站收到有差錯的數(shù)據(jù)幀時就丟棄此幀，其他什么也不做。差錯的糾正由高層來決定。如果高層發(fā)現(xiàn)丟失了一些數(shù)據(jù)而進(jìn)行重傳，但以太網(wǎng)并不知道這是一個重傳的幀，而是當(dāng)作一個新的數(shù)據(jù)幀來發(fā)送。20（3）通信簡便

以太網(wǎng)可以采取兩種重要的措施

采用較為靈活的無連接的工作方式，即不必先建立連接就可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)對發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進(jìn)行編號，也不要求對方發(fā)回確認(rèn)。這樣做的理由是局域網(wǎng)信道的質(zhì)量很好，因信道質(zhì)量產(chǎn)生差錯的概率是很小的。

211.具有沖突檢測的載波偵聽多路存取方法CSMA/CDCSMA/CD表示:CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection。多路存?。骸岸帱c接入”，許多計算機(jī)連接在一根總線上，通過該總線進(jìn)行收發(fā)?！拜d波偵聽”是指每一個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生沖突。具有“沖突檢測”：如果有沖突發(fā)生，發(fā)送方可以檢測到。22載波偵聽多路存取方法訪問原理：任何一個站需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先偵聽一下目前有無另一個站正在發(fā)送，即介質(zhì)上有無信號傳輸。如果偵聽的結(jié)果是總線空閑，則該站可以立即發(fā)送一幀數(shù)據(jù)；如果偵聽結(jié)果是總線上有數(shù)據(jù)傳送，則就一直偵聽下去，等到發(fā)現(xiàn)總線上無信號傳輸時，該站就立即發(fā)送一幀數(shù)據(jù)。這種方式也叫1-堅持CSMA。23思考題1：同時偵聽到總線空閑時，會發(fā)生什么？這個可能發(fā)生的現(xiàn)象由誰來檢測較好？24沖突檢測“沖突檢測”就是站點邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號電壓大小。當(dāng)幾個站同時在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時，總線上的信號電壓擺動值將會增大（互相疊加）。當(dāng)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(rèn)為總線上至少有兩個站同時在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了碰撞。所謂“沖突”就是發(fā)生了碰撞。因此“沖突檢測”也稱為“碰撞檢測”。25檢測到?jīng)_突后--處理在發(fā)生沖突時，總線上傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生了嚴(yán)重的失真，無法從中恢復(fù)出有用的信息來。每一個正在發(fā)送數(shù)據(jù)的站，一旦發(fā)現(xiàn)總線上出現(xiàn)了沖突，就要立即停止發(fā)送，并且也通知其他站停止接收，免得繼續(xù)浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，然后等待一段隨機(jī)時間后再次發(fā)送。26進(jìn)行沖突檢測的時間：爭用期最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過時間2（端到端往返時延）就可知道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是否遭受了碰撞。以太網(wǎng)的端到端往返時延2稱為爭用期，或碰撞窗口。經(jīng)過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會發(fā)生碰撞。27爭用期的長度以太網(wǎng)取51.2s為爭用期的長度。對于10Mb/s以太網(wǎng)，在爭用期內(nèi)可發(fā)送512bit，即64字節(jié)。以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時，若前64字節(jié)沒有發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會發(fā)生沖突。28CSMA/CD協(xié)議重要特性使用CSMA/CD協(xié)議的以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行雙向交替通信（半雙工通信）。每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。這種發(fā)送的不確定性使整個以太網(wǎng)的平均通信量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。

29最短有效幀長如果發(fā)生沖突，就一定是在發(fā)送的前64字節(jié)之內(nèi)。由于一檢測到?jīng)_突就立即中止發(fā)送，這時已經(jīng)發(fā)送出去的數(shù)據(jù)一定小于64字節(jié)。以太網(wǎng)規(guī)定了最短有效幀長為64字節(jié)，凡長度小于64字節(jié)的幀都是由于沖突而異常中止的無效幀。3031二進(jìn)制指數(shù)退避算法(truncatedbinaryexponentialtype)發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，要推遲（退避）一個隨機(jī)時間才能再發(fā)送數(shù)據(jù)。二進(jìn)制指數(shù)退避算法過程如下：1.將沖突發(fā)生后的時間劃分為長度為2的時隙2.發(fā)生第一次沖突后，各個站點等待0或1個時隙在開始重傳3.發(fā)生第二次沖突后，各個站點隨機(jī)地選擇等待0，1，2或3個時隙在開始重傳4.第i次沖突后，在0至2的i次方減一間隨機(jī)地選擇一個等待的時隙數(shù)，在開始重傳5.10次沖突后，選擇等待的時隙數(shù)固定在0至1023（2的10次方減一）間6.16次沖突后，發(fā)送失敗，即丟棄該幀，并向高層報告。32CSMA/CD的規(guī)則：1)若媒體空閑，傳輸；否則，轉(zhuǎn)第2步。2)若媒體忙，一直監(jiān)聽直到信道空閑然后立即傳輸。3)若在傳輸中監(jiān)聽到?jīng)_突，發(fā)出一個短小的人為干擾(jamming)信號（32比特）讓所有的站點都知道發(fā)生了沖突并停止傳輸。4)發(fā)完人為干擾信號，等待一段隨機(jī)的時間(用二進(jìn)制指數(shù)類型退避算法確定

)，再次試圖傳輸（從第1步開始重復(fù)）。332.各種不同的CSMA技術(shù)

在CSMA技術(shù)中，若載波偵聽后，發(fā)現(xiàn)總線忙，根據(jù)以后處理方法的不同又可分為三種不同的CSMA技術(shù)。②非堅持CSMA（Non-PersistentCSMA）

若總線忙，則不再偵聽，隔一定時間間隔后再偵聽。若總線空閑，則立即發(fā)送。隔一定時間間隔再偵聽的這個時間間隔，是依一定的概率分布決定的。③P堅持CSMA（P-PersistentCSMA）若總線忙，繼續(xù)偵聽，但當(dāng)發(fā)現(xiàn)總線空閑時，并不總是發(fā)送數(shù)據(jù)，為減少沖突，以概率P發(fā)送數(shù)據(jù)，以概率（1-P）延遲一個單位時間，再偵聽。①1堅持CSMA（1-PersistentCSMA）若總線忙，繼續(xù)偵聽，直到發(fā)現(xiàn)總線空閑時，立即發(fā)送數(shù)據(jù)；若有沖突，回退一個隨機(jī)時間間隔，重新偵聽。CSMA/CD技術(shù)采用的就是1堅持CSMA技術(shù)。34--非堅持CSMA延遲較長。P堅持CSMA理論上比較好。1堅持CSMA采用了沖突檢測技術(shù)，沖突浪費(fèi)的時間并不多；又由于1堅持CSMA采用了二進(jìn)制指數(shù)退避時間的算法，二個原來沖突的站下次幾乎不可能再沖突。因此，CSMA/CD中采用1堅持CSMA技術(shù)。--CSMA/CD稱為總線爭用介質(zhì)控制技術(shù)，是最普通也較為成熟的技術(shù)。為什么CSMA/CD中采用1堅持CSMA技術(shù)?353.2.3令牌環(huán)訪問原理圖2-6令牌環(huán)的基本結(jié)構(gòu)36————令牌無數(shù)據(jù)發(fā)送時37數(shù)據(jù)發(fā)送過程示例假設(shè)環(huán)上有4個站點A、B、C、D，若站點A要發(fā)送數(shù)據(jù)到C38使用一個稱之為“令牌”的控制標(biāo)志，當(dāng)無信息在環(huán)上傳送時，令牌處于“空閑”狀態(tài)，它沿環(huán)從一個工作站到另一個工作站不停地進(jìn)行傳遞。當(dāng)某一工作站準(zhǔn)備發(fā)送信息時，就必須等待，直到檢測并捕獲到經(jīng)過該站的空閑令牌為止，然后，將令牌的控制標(biāo)志從“空閑”狀態(tài)改變?yōu)椤懊Α睜顟B(tài)，并發(fā)送出一幀信息。其他的工作站隨時檢測經(jīng)過本站的幀，當(dāng)發(fā)送的幀目的地址與本站地址相符時，就接收該幀，待復(fù)制完畢再轉(zhuǎn)發(fā)此幀，直到該幀沿環(huán)一周返回發(fā)送站，并收到接收站指向發(fā)送站的肯定應(yīng)簽信息時，才將發(fā)送的幀信息進(jìn)行清除，并使令牌標(biāo)志又處于“空閑”狀態(tài)，繼續(xù)插入環(huán)中。當(dāng)另一個新的工作站需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，按前述過程，檢測到令牌，修改狀態(tài)，把信息裝配成幀，進(jìn)行新一輪的發(fā)送。39令牌環(huán)的特點

①在輕負(fù)載情況下，效率很低；而在重負(fù)載情況下環(huán)路中令牌以循環(huán)方式工作，因而效率高，訪問權(quán)力平均。②空閑令牌的特定模式作控制用，不能出現(xiàn)在用戶數(shù)據(jù)中，用戶數(shù)據(jù)采用如遇到連續(xù)五個“1”就插入“0”的辦法實現(xiàn)透明。③環(huán)路必須是足夠長，以便能夠保存令牌，如果某些工作站被旁路，則它們的延遲需要人為補(bǔ)充。403.2.4令牌總線訪問原理圖3-8總線結(jié)構(gòu)中的令牌傳送413.2.5三種介質(zhì)存取控制技術(shù)的比較與確定型介質(zhì)訪問控制方法比較，CSMA/CD方法有以下幾個特點：①CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法算法簡單，易于實現(xiàn)。②CSMA/CD是一種用戶訪問總線時間不確定的隨機(jī)競爭總線的方法，適用于辦公自動化等對數(shù)據(jù)傳輸實時性要求不嚴(yán)格的應(yīng)用環(huán)境。③CSMA/CD在網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷較低時表現(xiàn)出較好的吞吐率與延遲特性。但是，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷增大時，由于沖突增多，網(wǎng)絡(luò)吞吐率下降、傳輸延遲增加。因此，CSMA/CD方法一般用于通信負(fù)荷較輕的應(yīng)用環(huán)境中。42與隨機(jī)型介質(zhì)訪問控制方法比較，采用確定型介質(zhì)訪問控制方法令牌總線、令牌環(huán)有以下幾個特點：①令牌總線、令牌環(huán)網(wǎng)中結(jié)點兩次獲得令牌之間的最大時間間隔是確定的，因而適用于對數(shù)據(jù)傳輸實時性要求較高的環(huán)境。如生產(chǎn)過程控制領(lǐng)域。②令牌總線、令牌環(huán)在網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷較重時表現(xiàn)出很好的吞吐率與較低的傳輸延遲，因而適用于通信負(fù)荷較重的環(huán)境。③令牌總線、令牌環(huán)的不足之處在于它們需要復(fù)雜的環(huán)維護(hù)功能，實現(xiàn)較困難。43相同：采用令牌實現(xiàn)循環(huán)式分布控制介質(zhì)的存取。網(wǎng)中結(jié)點兩次獲得令牌之間的最大時間間隔是確定的，因而適用于對數(shù)據(jù)傳輸實時性要求較高的環(huán)境。如生產(chǎn)過程控制領(lǐng)域。在網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷較重時表現(xiàn)出很好的吞吐率與較低的傳輸延遲，因而適用于通信負(fù)荷較重的環(huán)境。都需要維護(hù)令牌，保證只有一個令牌。不同：令牌環(huán)網(wǎng)是基于物理環(huán)路的，物理電路的可靠性影響大。令牌總線是基于邏輯環(huán)路的，環(huán)路的建立和維護(hù)更復(fù)雜。令牌總線、令牌環(huán)的相同點與區(qū)別443.3計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)接口3.3.1網(wǎng)絡(luò)接口單元3.3.2常用網(wǎng)卡介紹453.3.1網(wǎng)絡(luò)接口單元網(wǎng)絡(luò)接口單元是指網(wǎng)絡(luò)中的各種設(shè)備怎樣通過接口單元與通信網(wǎng)絡(luò)相連接，即網(wǎng)絡(luò)中各種工作站怎樣和傳輸介質(zhì)相連接。圖3-9網(wǎng)絡(luò)接口單元（NIU）的位置46銅纜或銅線連接到以太網(wǎng)

的示意圖主機(jī)箱主機(jī)箱主機(jī)箱雙絞線集線器BNCT型接頭收發(fā)器電纜網(wǎng)卡插入式分接頭MAUMDI保護(hù)外層外導(dǎo)體屏蔽層內(nèi)導(dǎo)體收發(fā)器DB-15連接器BNC連接器插口RJ-45插頭47NIU的功能①從用戶設(shè)備接收數(shù)據(jù)；②緩沖數(shù)據(jù)，直到能對介質(zhì)進(jìn)行存取；③用帶有地址信息的包形成發(fā)送數(shù)據(jù)；④對介質(zhì)上的包進(jìn)行地址識別；⑤把發(fā)送到該地址的包緩沖到NIU內(nèi)部；⑥把數(shù)據(jù)從NIU傳送到入網(wǎng)設(shè)備。48以太網(wǎng)卡的功能數(shù)據(jù)的封裝與解封

發(fā)送時將上一層交下來的數(shù)據(jù)加上首部和尾部，成為以太網(wǎng)的幀。接收時將以太網(wǎng)的幀剝?nèi)ナ撞亢臀膊浚缓笏徒簧弦粚?。鏈路管?/p>

主要是CSMA/CD協(xié)議的實現(xiàn)。編碼與譯碼

即曼徹斯特編碼與譯碼。493.3.2常用網(wǎng)卡介紹圖3-10以太網(wǎng)卡外形5051圖3-12IBMtokenring的連接方式52圖3-14ARCnet網(wǎng)卡的基本連接533.4高速以太網(wǎng)技術(shù)3.4.1以太網(wǎng)的特征3.4.2快速以太網(wǎng)3.4.3千兆以太網(wǎng)3.4.4萬兆以太網(wǎng)543.4.1以太網(wǎng)的特征以太網(wǎng)一般具有以下特征：①共享介質(zhì)。②廣播傳輸。③CSMA/CD。④以太網(wǎng)MAC地址與幀格式。55各字段含義如下：①前導(dǎo)：由7個字節(jié)的“10101010”比特串組成，該字段的曼徹斯特編碼會產(chǎn)生10MHz的方波，使發(fā)送方與接收方同步；②開始標(biāo)志：由1個字節(jié)的“10101011”比特串組成，標(biāo)志著一個幀的開始；③長度：由2個字節(jié)組成，標(biāo)明數(shù)據(jù)字段的字節(jié)數(shù)；④填充字段：IEEE802.3規(guī)定有效幀從目的地址開始，到校驗和字段的最短長度為64字節(jié)。當(dāng)數(shù)據(jù)字段的長度小于46字節(jié)時，由填充字段填充。數(shù)據(jù)和填充兩個字段長度和是46~1500字節(jié)。⑤校驗和：由4個字節(jié)組成，一般采用循環(huán)冗余校驗（CRC-32）。以太網(wǎng)的幀格式563.4.2快速以太網(wǎng)圖3-16100BaseT以太網(wǎng)示例57100BASE-T以太網(wǎng)的特點可在全雙工方式下工作而無沖突發(fā)生。因此，不使用CSMA/CD協(xié)議。MAC幀格式仍然是802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。保持最短幀長不變，但將一個網(wǎng)段的最大電纜長度減小到100m。采用自動協(xié)商協(xié)議，兼容10BASE-T。58三種不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)100BASE-TX使用2對UTP5類線或屏蔽雙絞線，STP。(4B/5B/NRZ，MLT3)

100BASE-FX使用2對光纖。(4B/5B,NRZI)

100BASE-T4使用4對UTP3類線或5類線。(8B/6T,NRZ)新：100BASE-T2使用2對UTP3類線或5類線。(PAM5)59快速以太網(wǎng)現(xiàn)在用的快速以太網(wǎng)，符合的標(biāo)準(zhǔn)是100BASE-T。100BASE-VG或100VG-Anylan也屬于快速以太網(wǎng)，但沒有得到廣泛應(yīng)用。603.4.3千兆以太網(wǎng)（吉比特以太網(wǎng)）61吉比特以太網(wǎng)的配置舉例1Gb/s鏈路吉比特交換集線器百兆比特或吉比特集線器100Mb/s鏈路中央服務(wù)器62吉比特以太網(wǎng)的特點允許在1Gb/s下全雙工和半雙工兩種方式工作。使用802.3協(xié)議規(guī)定的幀格式。在半雙工方式下使用CSMA/CD協(xié)議，新增“載波延伸”

“分組突發(fā)”。（注：全雙工方式不需要使用CSMA/CD協(xié)議）。63吉比特以太網(wǎng)的物理層1000BASE-X基于光纖通道的物理層：1000BASE-SXSX表示短波長。275/550m1000BASE-LXLX表示長波長。275/550/5000m1000BASE-CXCX表示銅線，25m1000BASE-T使用4對5類線UTP,100m643.4.4萬兆以太網(wǎng)

(10

吉比特以太網(wǎng))10吉比特以太網(wǎng)與10Mb/s，100Mb/s和1Gb/s以太網(wǎng)的幀格式完全相同。10吉比特以太網(wǎng)還保留了802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的以太網(wǎng)最小和最大幀長，便于升級。10吉比特以太網(wǎng)不再使用銅線而只使用光纖作為傳輸媒體。10吉比特以太網(wǎng)只工作在全雙工方式，因此沒有爭用問題，也不使用CSMA/CD協(xié)議。65特點:①10GBase-CX4。這是短距離銅纜方案。用于InfiniBand中的4x連接器和CX4電纜，最大長度15m。②10GBase-SR。用于短距離多模光纖，根據(jù)線纜類型能達(dá)到26～82m，使用新型2GHz多模光纖時，能超過300m。③10GBase-LX4。使用波分復(fù)用，支持多模光纖。能達(dá)到240～300m的傳輸距離，當(dāng)使用單模光纖時，能超過10km。④10GBase-LR和10GBase-ER。通過單模光纖分別支持10km和40km的傳輸距離。⑤10GBase-SW、10GBase-LW和10GBase-EW。用于廣域網(wǎng)、同步光纖網(wǎng)或SDH設(shè)備。物理層分別對應(yīng)10GBase-SR，10GBase-LR和10GBase-ER，因此使用光纖支持距離也一致。⑥10GBase-T。使用非屏蔽雙絞線。66端到端的以太網(wǎng)傳輸

10吉比特以太網(wǎng)的出現(xiàn)，以太網(wǎng)的工作范圍已經(jīng)從局域網(wǎng)（校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)）擴(kuò)大到城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，從而實現(xiàn)了端到端的以太網(wǎng)傳輸。這種工作方式的好處是：成熟的技術(shù)互操作性很好在廣域網(wǎng)中使用以太網(wǎng)時價格便宜。統(tǒng)一的幀格式簡化了操作和管理。