以太网介绍
以太网介绍分析 (一)
以太网介绍分析 (一)以太网介绍分析以太网 (Ethernet) 是广泛应用于局域网的一种计算机通信技术。
它是由Robert Metcalfe和他的研究团队于1970年代末在美国计算机科学实验室发明的。
与其他局域网技术相比，以太网更加廉价、易于部署和维护，因此被广泛使用。
一、以太网的工作原理以太网利用一种称为CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）的协议来管理网络中的数据传输。
这种协议要求每台计算机在发送数据包之前侦听网络上是否有其他计算机正在发送数据。
如果网络中没有数据包，则计算机可以发送数据包。
如果两个或多个计算机同时开始发送数据包，它们会发生碰撞，并自动停止发送，然后稍微等待一段时间再次发送。
这种反复检测和等待的过程称为CSMA/CD过程。
二、以太网的拓扑结构以太网的拓扑结构包括星型拓扑、总线型拓扑和环型拓扑。
其中，星型拓扑是最为常见的拓扑结构。
它的特点是所有节点都连接到交换机上，交换机起着调度和转发数据的作用。
总线型拓扑的特点是所有节点都连接到同一条总线上，数据包从一个节点传输到另一个节点。
环型拓扑的特点是各节点连接成一个环形，数据包从一个节点传输到相邻的节点，直到到达目的节点。
三、以太网的速率和传输距离以太网的传输速率通常为10Mbps、100 Mbps或1000Mbps。
在实际应用中，越高的传输速率意味着更大的带宽和更高的传输效率。
以太网的传输距离受网线材料和信号衰减等因素影响。
一般而言，100米是以太网正常的传输距离。
四、以太网的优缺点以太网被广泛应用于局域网的原因之一是其优良的性价比。
与其他局域网技术相比，它更加便宜。
此外，它的部署和维护也更加简单。
另一方面，以太网的主要缺点是其速度相对较慢。
与一些现代的局域网技术（如光纤网络）相比，它的速度远远不够快。
总之，以太网是一种被广泛应用于局域网中的计算机通信技术。
以太网
直通网线制作示例图
交叉网线制作示例图
百兆以太网标准
IEEE802.3u规定了快速以太网标准，也叫做百 兆以太网。IEEE802.3u在物理层使用 100BaseTX或100BaseFX标准。IEEE802.3中规 定物理层采用4B/5B编码，可以适应半双工或 全双工工作方式。工作在半双工状态下时，在 数据链路层同样采用CSMA/CD介质占用规则。 100M以太网在采用光纤连接时物理标准为 100BaseFX。工作方式和传输距离与10M以太 网相同。
Ethernet 组成
Ethernet 基本网络组成：
共享媒体和电缆：双绞线，同轴细缆，同轴 粗缆，光纤； 转发器或集线器； 网桥； 交换机。
Ethernet地址
为了标识以太网上的每台主机，需 要给每台主机上的网络适配器分配一个 唯一的通信地址，即Ethernet地址或称 为网卡的物理地址、MAC地址。
以太网帧的结构
以太网的帧前面都有一段前同步信号，作为帧 开始的标记，以及同步发送方和接收方的时钟。 前同步信号包括64位二进制码，前面62位是连 续的“1010……”间隔，最后两是“11”，称为 “开始标记”。前同步位没有意义，虽然它也 是帧的组成部分，但严格地说不属于帧的有效 字段。
以太网帧的结构
数据传输形式
a.单播unicast：数据包从源节点发送到目的节点， 用目的节点的地址为数据包编址，将数据包发 送到网络上，由网络将数据包最终传送到目的 节点。 b.多播multicast：由单一数据包组成，被复制后 发送到网络上某些特定的节点：源节点用多播 传输的地址为数据包编址，然后将其发送到网 络上，数据包在网络上得到复制并被传送到多 播地址指定的节点上去。 c.广播broadcast：由单一数据包组成，被复制后 发送到网络上所有节点。方式类似于多播。
以太网的标准
以太网的标准以太网是一种局域网技术，它定义了局域网中计算机之间的通信标准。
以太网的标准包括物理层和数据链路层的规范，它们决定了局域网中数据的传输方式和格式。
本文将介绍以太网的标准，包括其发展历程、技术特点和未来发展方向。
首先，以太网的标准始于上世纪70年代，最初的版本是由美国计算机制造商DEC、Intel和Xerox共同制定的。
它采用了载波侦听多路访问/碰撞检测（CSMA/CD）的技术，这种技术允许多台计算机共享同一条传输介质，从而实现了成本低廉的局域网解决方案。
随着以太网技术的不断发展，其传输速率也从最初的10Mbps提高到了100Mbps、1Gbps甚至更高的速率，以满足不断增长的网络带宽需求。
其次，以太网的标准在物理层和数据链路层上都有详细的规范。
在物理层上，以太网使用双绞线、光纤等传输介质，同时定义了各种物理接口和连接器的规范，以保证不同厂商生产的设备之间的互操作性。
在数据链路层上，以太网采用了帧格式来组织数据，包括目的地址、源地址、类型、数据和校验等字段，以确保数据的可靠传输和正确接收。
此外，以太网还定义了一系列的协议，如地址解析协议（ARP）、网际控制报文协议（ICMP）等，以支持局域网中计算机的通信和管理。
最后，以太网的标准在未来的发展中将继续演进。
随着物联网、云计算等新兴技术的快速发展，对网络带宽和可靠性的需求将会进一步增加，因此以太网标准将不断更新和完善。
例如，IEEE 802.3标准组织正在推动下一代以太网技术的发展，以提供更高速率、更低时延、更好的能源效率等特性，以满足未来网络的需求。
综上所述，以太网的标准是局域网技术的基石，它的发展历程、技术特点和未来发展方向都具有重要意义。
通过不断地研究和创新，以太网标准将继续推动局域网技术的发展，为人们提供更快速、更可靠的网络连接。
以太网介绍
3
第 三 章 以 太 网 介 绍
以太网概述
IEEE 802标准
IEEE 802标准是由IEEE（国际电气和电子工 程师学会）制订的局域网标准 IEEE 802委员会有10多个分委员会
第 三 章 以 太 网 介 绍
802.1A，概述、体系结构和网络互连，网络管理 802.1B，寻址、网络管理、网间互连及高层接口 802.2，逻辑链路控制LLC 802.3，CSMA/CD共享总线网，即Ethernet 802.5，令牌环网（Token-Ring） 802.11，无线局域网
第 三 章
以太网介绍
本章要点
以太网概述 以太网的物理层 以太网的数据链路层 帧格式 帧捕捉工具介绍
第 三 章 以 太 网 介 绍
2
以太网概述
以太网的诞生
1973年，施乐（Xerox）公司设计了第一个 局域网系统，被命名为Ethernet，带宽为 2.94Mbps 1982年，DEC、Intel和Xerox联合发表了 Ethernet Version 2规范，将带宽提高到了 10Mbps，并正式投入商业市场 1983年，IEEE通过了802.3 CSMA/CD规范
NAME表示局域网的名称
Ethernet，以太网 FastEthernet，快速以太网 GigaEhternet，千兆以太网
Y表示传输媒体
5指粗同轴电缆 2指细同轴电缆 T指双绞线 F指光纤
5
例如：IEEE 802.3 10BaseT Ethernet，不过 通常缩写为10BaseT
100BaseT2 3类以上双绞线
2对
100米
以太网工作原理
以太网工作原理以太网是一种常见的局域网技术，它使用了一种称为CSMA/CD（载波监听多路访问/碰撞检测）的协议来控制数据传输。
在以太网中，数据被分割成帧，然后通过网络传输。
接下来，我们将详细介绍以太网的工作原理。
首先，以太网使用CSMA/CD协议来控制数据传输。
这意味着当一个设备想要发送数据时，它首先会监听网络，确保没有其他设备正在发送数据。
如果网络空闲，设备就会发送数据。
但是，如果多个设备同时发送数据，就会发生碰撞。
当检测到碰撞时，设备会随机等待一段时间，然后重新发送数据。
其次，以太网使用MAC地址来识别设备。
每个以太网设备都有一个唯一的MAC地址，它由48位二进制数组成。
当数据帧被发送到网络上时，它包含了目标设备的MAC地址，以太网设备会根据这个地址来决定是否接收数据。
此外，以太网使用了CSMA/CD协议来控制网络的拓扑结构。
在以太网中，常见的拓扑结构包括总线型、星型和树型。
总线型拓扑中，所有设备都连接到同一条总线上；星型拓扑中，所有设备都连接到一个中央设备上；树型拓扑则是将多个星型拓扑连接在一起。
最后，以太网使用了以太网交换机来提高网络性能。
交换机可以根据MAC地址来转发数据，而不是像集线器一样简单地将数据广播到整个网络上。
这样可以减少网络拥塞，提高数据传输效率。
总之，以太网是一种常见的局域网技术，它使用了CSMA/CD协议来控制数据传输，使用MAC地址来识别设备，使用不同的拓扑结构来搭建网络，同时利用以太网交换机来提高网络性能。
通过了解以太网的工作原理，我们可以更好地理解局域网的工作方式，从而更好地设计和管理网络。
以太网的三种以太网标准
以太网的三种以太网标准以太网是一种局域网技术，它使用双绞线或光纤作为传输介质，采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议来实现数据的传输。
在以太网的发展历程中，出现了多种不同的标准，其中最为常见的有以太网、快速以太网和千兆以太网。
本文将对这三种以太网标准进行介绍和比较。
首先，以太网是最早的以太网标准，它使用10Mbps的传输速率，采用基带传输技术，传输距离最远为100米。
在以太网中，数据帧的最小长度为64字节，最大长度为1518字节。
以太网使用CSMA/CD协议来解决数据冲突问题，但随着网络规模的扩大，以太网的传输速率已经无法满足需求，因此出现了更高速的以太网标准。
其次，快速以太网是在以太网的基础上进行改进的，它使用100Mbps的传输速率，采用基带传输技术，传输距离最远为100米。
快速以太网在数据帧的最小长度和最大长度上与以太网保持一致，但由于传输速率的提升，快速以太网能够更快地传输数据，适用于对传输速度要求较高的场景。
快速以太网的出现，使得局域网的传输速度得到了显著提升，大大改善了网络性能。
最后，千兆以太网是目前应用最为广泛的以太网标准，它使用1Gbps的传输速率，采用基带传输技术，传输距离最远为100米。
千兆以太网在数据帧的最小长度和最大长度上与以太网和快速以太网保持一致，但由于传输速率的进一步提升，千兆以太网能够更快地传输大容量数据，适用于对传输带宽要求较高的场景。
千兆以太网的出现，进一步提升了局域网的传输速度和带宽，满足了现代网络应用对高速数据传输的需求。
综上所述，以太网的发展经历了以太网、快速以太网和千兆以太网三种不同的标准，它们分别采用了不同的传输速率和技术，适用于不同的网络场景。
随着网络应用的不断发展，以太网标准也在不断演进，未来可能会出现更高速的以太网标准，以满足日益增长的网络传输需求。
在选择以太网标准时，需要根据实际需求和网络环境来进行合理的选择，以实现最佳的网络性能和传输效果。
以太网简介与RFC2544测试
以太网简介以太网是一个异步的，基于帧结构的通讯协议。
它最初的出发点是利用共享介质为两个以上的数据终端提供一种通讯方式。
以太网的标准由IEEE 802。
3 (2000)制订。
现有的以太网标准定义了不同的带宽和传输介质类型。
一个以太网物理接口由以下的形式定义:<数据率单位: Mbps>。
<介质类型>。
<最长的电缆段长度单位: 100米>例如，标准中定义的一个10MBPS，电缆段最长距离为500米的基带系统被称为:10BASE5。
如果介质类型为”T”，则代表介质为非屏蔽双绞线。
不同接口的以太网具有相同的帧结构和媒体控制/访问方式(MAC)，如果是共享介质，则具有相同的冲突检测方法(CSMA/CD)。
以下是最常见的几种以太网接口类型:· 10BASE-T: 10Mbps带宽，基带，使用3，4或5类双绞线· 100BASE-TX: 100Mbps带宽，基带，使用5类双绞线· 1000BASE-SX: 1000Mbps带宽，基带，使用850nm多模光纤· 1000BASE-LX: 1000Mbps带宽，基带，使用1300nm多模或单模光纤图一显示了以太网帧的基本结构:各部分的功能描述如下:·前导码(Preamble+SFD):8字节前导码由七个”10101010”字节和一个”11010101”字节的SFD(帧开始标识)组成。
接收方根据这几个字节可以判断出一个帧的开始。
·目的地址(Destination Address): 6 字节MAC目的地址，通常用十六进指(HEX)表示。
目的地址被用于在设备之间判断以太网帧的传递方向和路由。
每一个以太网设备通常被分配一个唯一的MAC地址。
而有些特殊的MAC 地址被保留，用于表示一些特殊的功能，例如，全1的地址(FF:FF:FF:FF:FF:FF)用于表示广播地址。
·源地址: 6字节源地址是指发送方的MAC地址。
1以太网介绍及工作原理
以太网的解释以太网(EtherNet)以太网最早由Xerox（施乐）公司创建，在1980年，DEC、lntel和Xerox三家公司联合开发成为一个标准，以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网，采用的是CSMA/CD访问控制法，它们都符合IEEE802.3IEEE 802.3标准它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。
以太网是当前应用最普遍的局域网技术。
它很大程度上取代了其他局域网标准，如令牌环、FDDI和ARCNET。
历经100M以太网在上世纪末的飞速发展后，目前千兆以太网甚至10G以太网正在国际组织和领导企业的推动下不断拓展应用范围。
历史以太网技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的许多先锋技术项目中的一个。
人们通常认为以太网发明于1973年，当年罗伯特.梅特卡夫(Robert Metcalfe)给他PARC 的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录。
但是梅特卡夫本人认为以太网是之后几年才出现的。
在1976年，梅特卡夫和他的助手David Boggs发表了一篇名为《以太网：局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章。
1979年，梅特卡夫为了开发个人电脑和局域网离开了施乐，成立了3Com公司。
3com 对迪吉多, 英特尔, 和施乐进行游说，希望与他们一起将以太网标准化、规范化。
这个通用的以太网标准于1980年9月30日出台。
当时业界有两个流行的非公有网络标准令牌环网和ARCNET，在以太网大潮的冲击下他们很快萎缩并被取代。
而在此过程中，3Com也成了一个国际化的大公司。
梅特卡夫曾经开玩笑说，Jerry Saltzer为3Com的成功作出了贡献。
Saltzer在一篇与他人合著的很有影响力的论文中指出，在理论上令牌环网要比以太网优越。
受到此结论的影响，很多电脑厂商或犹豫不决或决定不把以太网接口做为机器的标准配置，这样3Com才有机会从销售以太网网卡大赚。
Ethernet的介绍及其IP核简介
Ethernet的介绍及其IP核简介1.1 Ethernet的介绍以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范，是当今现有局域网采用中最通用的通信协议标准。
以太网络采用CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术，并且可以以10M/S 的速率运行在多种类型的电缆上。
以太网包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网。
它们都符合IEEE802.3的相关协议要求。
以太网通信通常采用双绞线或者光纤作为传输介质。
光纤因为其抗干扰性好，主要用于主干网络的远距离传输。
而双绞线则主要用于短距离的布线，或者用来组建内部局域网。
1.1.1 IEEE802.3系列标准IEEE802.3标准描述的是在多种媒体上从1MB/S-10MB/S的局域网解决方案。
IEEE802.3 标准描述了物理层（PHY层）和数据链路层的MAC子层的实现方法，以及在多种物理媒体上以多种速率采用CSMA/CD的方式访问的方法。
当然，对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展。
IEEE802.3标准的帧结构如下图1.1所示。
它的每一帧包含有8个域：前导码（preamble）包含7个字节（octet），每一帧以一7个字节的前导字段开头；帧起始定界符（SFD）包含1个字节，表示帧本身的开始；目的地址（DA）包含6个字节；源地址（SA）包含6个字节；类型域包含2个字节；数据域和填充段共包含46-1500字节；帧校验序列（FCS）包含4个字节；扩展段包含在帧校验序列部分之中。
1.1.2 CSMA/CD访问方式CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）即带冲突检测的载波监听多路访问技术。
在传统的共享以太网中，所有的节点共享传输介质。
如何保证传输介质有序、高效地为许多节点提供传输服务而避免因发生冲突导致介质传输效率降低，就成了以太网的介质访问控制协议所要解决的问题。
以太网的介绍和原理
以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范。
以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测技术)技术，并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。
以太网与IEEE802·3系列标准相类似。
它不是一种具体的网络，是一种技术规范。
以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。
该标准定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法。
以太网在互联设备之间以10~100Mbps 的速率传送信息包，双绞线电缆10 Base T以太网由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。
直扩的无线以太网可达11Mbps，许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信，开放性最好。
快速以太网目前在局域网中占主导地位，是速度为100Mb/s有广播式网络，两者从结构到功能基本相同，只是在速度上具有优势。
以太网的分类和发展一、标准以太网开始以太网只有10Mbps的吞吐量，使用的是CSMA／CD（带有碰撞检测的载波侦听多路访问）的访问控制方法，这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。
以太网主要有两种传输介质，那就是双绞线和同轴电缆。
所有的以太网都遵循IEEE 802.3标准，下面列出是IEEE 802.3的一些以太网络标准，在这些标准中前面的数字表示传输速度，单位是“Mbps”，最后的一个数字表示单段网线长度（基准单位是100m），Base表示“基带”的意思，Broad代表“带宽”。
·10Base－5 使用粗同轴电缆，最大网段长度为500m，基带传输方法；·10Base－2 使用细同轴电缆，最大网段长度为185m，基带传输方法；·10Base－T 使用双绞线电缆，最大网段长度为100m；· 1Base－5 使用双绞线电缆，最大网段长度为500m，传输速度为1Mbps；·10Broad－36 使用同轴电缆（RG－59／U CATV），最大网段长度为3600m，是一种宽带传输方式；·10Base－F 使用光纤传输介质，传输速率为10Mbps；二、快速以太网随着网络的发展，传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度需求。
什么是以太网
它不是一种具体的网络，是一种技术规范。
以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。
该标准定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法。
以太网在互联设备之间以10~100Mbps的速率传送信息包，双绞线电缆10 Base T以太网由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。
直扩的无线以太网可达11Mbps，许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信，开放性最好。
△以太网的连接拓扑结构:总线型：所需的电缆较少、价格便宜、管理成本高，不易隔离故障点、采用共享的访问机制，易造成网络拥塞。
早期以太网多使用总线型的拓扑结构，采用同轴缆作为传输介质，连接简单，通常在小规模的网络中不需要专用的网络设备，但由于它存在的固有缺陷，已经逐渐被以集线器和交换机为核心的星型网络所代替。
星型：管理方便、容易扩展、需要专用的网络设备作为网络的核心节点、需要更多的网线、对核心设的可靠性要求高。
采用专用的网络设备（如集线器或交换机）作为核心节点，通过双绞线将局域网中的各台主机连接到核心节点上，这就形成了星型结构。
星型网络虽然需要的线缆比总线型多，但布线和连接器比总线型的要便宜。
此外，星型拓扑可以通过级联的方式很方便的将网络扩展到很大的规模，因此得到了广泛的应用，被绝大部分的以太网所采用。
传输介质：以太网可以采用多种连接介质，包括同轴缆、双绞线和光纤等。
其中双绞线多用于从主机到集线器或交换机的连接，而光纤则主要用于交换机间的级联和交换机到路由器间的点到点链路上。
同轴缆作为早期的主要连接介质已经逐渐趋于淘汰。
接口的工作模式：以太网卡可以工作在两种模式下：半双工和全双工。
半双工：半双工传输模式实现以太网载波监听多路访问冲突检测。
传统的共享LAN是在半双工下工作的，在同一时间只能传输单一方向的数据。
当两个方向的数据同时传输时，就会产生冲突，这会降低以太网的效率。
全双工：全双工传输是采用点对点连接，这种安排没有冲突，因为它们使用双绞线中两个独立的线路，这等于没有安装新的介质就提高了带宽。
以太网简单介绍
CD：冲突检测。 ：冲突检测。
边发送边检测，发现冲突就停止发送，然后延迟一个 边发送边检测，发现冲突就停止发送， 随机时间之后继续发送。 随机时间之后继续发送。
二层交换机原理
1. 接收网段上的所有数据帧； 接收网段上的所有数据帧； 2. 利用接收数据帧中的源 利用接收数据帧中的源MAC地址来建立 地址来建立MAC地址表（源 地址表（ 地址来建立 地址表 地址自学习），使用地址老化机制进行地址表维护； 地址自学习），使用地址老化机制进行地址表维护； ），使用地址老化机制进行地址表维护 3. 在MAC地址表中查找数据帧中的目的 地址表中查找数据帧中的目的MAC地址，如果找 地址， 地址表中查找数据帧中的目的 地址 到就将该数据帧发送到相应的端口（不包括源端口） 到就将该数据帧发送到相应的端口（不包括源端口）； 如果找不到，就向所有的端口发送（不包括源端口） 如果找不到，就向所有的端口发送（不包括源端口）； 4. 向所有端口转发广播帧和多播帧（不包括源端口）。 向所有端口转发广播帧和多播帧（不包括源端口）
跨交换机的VLAN 跨交换机的
Switch A Trunk Fast Ethernet Switch B
Red VLAN
Black VLAN
Green VLAN
Red VLAN
Black VLAN
Green VLAN
网络管理的逻辑结构可以完全不受实际物理连接的限 制，极大地提高了组网的灵活性。 极大地提高了组网的灵活性。
交换机2 交换机2
DES SRC FCS
rstpstp整个网络只有一棵生成树在网络规模比较大的时候会导致较长的收敛时间因为rstpstp是单生成树网络中vlan必须沿着生成树的路径连续分布否则将会出现现有的vlan由于内部的链路被阻塞而被分隔开从而导致vlan内部无法能通信的问题当某条链路被阻塞后将不承载任何流量无法实现负载均衡造成了带宽的极大浪费多生成树协议mstp8021s域把网络划分成多个域每个域内形成多棵彼此独立的生成树实例将多个vlan映射到一个实例中每个实例对应一棵生成树可以实现vlan数据的负载分担mstp可以兼容rstpstpstprstpmstpcarrierethernetoam不完全具备电信级的可靠性和可扩展性没有保护的级联不能完全支持多业务部署qos机制不完善组播支持能力差网络结构不清晰性能有限扩展困难成为网络瓶颈一些汇聚交换机被当作3层设备使用新业务需要更多的带宽可扩展100000个evcsx10gbps保护50ms保护集中线路和结点保护服务质量保证端到端的sla商业
1以太网介绍及工作原理
以太网的解释以太网(EtherNe t)以太网最早由X e rox（施乐）公司创建，在1980年，D EC、lntel和X erox三家公司联合开发成为一个标准，以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网，采用的是CSMA/CD访问控制法，它们都符合IEEE802.3IEEE 802.3标准它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。
以太网是当前应用最普遍的局域网技术。
它很大程度上取代了其他局域网标准，如令牌环、FDDI和AR CNET。
历经100M以太网在上世纪末的飞速发展后，目前千兆以太网甚至10G以太网正在国际组织和领导企业的推动下不断拓展应用范围。
历史以太网技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的许多先锋技术项目中的一个。
人们通常认为以太网发明于1973年，当年罗伯特.梅特卡夫(RobertMetcalf e)给他PARC的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录。
但是梅特卡夫本人认为以太网是之后几年才出现的。
在1976年，梅特卡夫和他的助手David Boggs发表了一篇名为《以太网：局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章。
1979年，梅特卡夫为了开发个人电脑和局域网离开了施乐，成立了3Com公司。
3com 对迪吉多, 英特尔, 和施乐进行游说，希望与他们一起将以太网标准化、规范化。
这个通用的以太网标准于1980年9月30日出台。
当时业界有两个流行的非公有网络标准令牌环网和AR CNET，在以太网大潮的冲击下他们很快萎缩并被取代。
而在此过程中，3Com也成了一个国际化的大公司。
梅特卡夫曾经开玩笑说，Jerry Saltzer为3Com的成功作出了贡献。
以太网的介绍
以太网的介绍以太网，属网络低层协议，通常在OSI模型的物理层和数据链路层操作。
接下来小编为大家整理了以太网的介绍，希望对你有帮助哦!以太网(Ethernet)是一种计算机局域网组网技术。
IEEE制定的IEEE 802.3标准给出了以太网的技术标准。
它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。
以太网是当前应用最普遍的局域网技术。
它很大程度上取代了其他局域网标准，如令牌环网、FDDI 和ARCNET。
以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑，但目前的快速以太网(100BASE-T、1000BASE-T标准)为了最大程度的减少冲突，最大程度的提高网络速度和使用效率，使用交换机(Switch)来进行网络连接和组织，这样，以太网的拓扑结构就成了星型，但在逻辑上，以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Derect 即带冲突检测的载波监听多路访问) 的总线争用技术。
历史以太网技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心(Xerox PARC)的许多先锋技术项目中的一个。
人们通常认为以太网发明于1973年，当年罗伯特.梅特卡夫(Robert Metcalfe)给他PARC的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录。
但是梅特卡夫本人认为以太网是之后几年才出现的。
在1976年，梅特卡夫和他的助手David Boggs 发表了一篇名为《以太网：局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章。
1979年，梅特卡夫为了开发个人电脑和局域网(LANs)离开了施乐，成立了3Com公司。
3com对DEC, Intel, 和施乐进行游说，希望与他们一起将以太网标准化、规范化。
这个通用的以太网标准于1980年9月30日出台。
当时业界有两个流行的非公有网络标准令牌环网(token ring)和ARCNET，在以太网大潮的冲击下他们很快萎缩并被取代。
而在此过程中，3Com也成了一个国际化的大公司。
以太网介绍及其线缆概述---网络基础篇（2）
以太⽹介绍及其线缆概述---⽹络基础篇（2）什么是以太⽹？1. 以太⽹是⼀种局域⽹的技术规范，⽽不是⼀种具体⽹络2. 定义物理层特性3. 定义数据链路层特性4. 定义信号传输模式5. 定义双⼯模式局域⽹分类令牌环/令牌总线⽹络（Token Ring） 没有QoS机制，服务得不到保障FDDI（Fiber Distributed Data Interface ） 改善令牌环的缺点 最⼤100M，仅仅⽀持光纤和5类线，难以移植以太⽹ 以太⽹是⽬前应⽤最普遍的局域⽹技术，取代了其他局域⽹标准如、物理层标准 物理层标准规定了信号、连接器和电缆要求。
物理层-信号信号（差分曼彻斯特编码）标准使不同设备能够实现互相操作。
物理层-连接器连接器分两种： 1. RJ-45连接器（插孔） 2. 光纤连接器物理层-电缆 电缆标准使不同公司制作的电缆和⽹卡能够协调⼯作。
物理介质的类型1、铜介质：（类型包括） －同轴电缆 －双绞线 - ⾮屏蔽双绞线 - 屏蔽双绞线同轴电缆• 同轴电缆 细缆：50Ω，传输数字信号，使⽤BNC接头连接到⽹卡 粗缆：75Ω，传输模拟信号，需要使⽤转换器转化成AUI接头⾮屏蔽双绞线UTP电缆UTP 电缆的特点UTP 电缆类型 －以太⽹直通电缆 －以太⽹交叉电缆 －反转电缆线序标准： 568A ⽩绿、绿、⽩橙、兰、⽩兰、橙、⽩棕、棕 568B ⽩橙、橙、⽩绿、兰、⽩兰、绿、⽩棕、棕有效线缆长度100⽶屏蔽双绞线 (STP) 电缆2、光纤介质：光纤中⼼是光传播的玻璃芯： – 芯外⾯包围着⼀层折射率⽐芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。
– 再外⾯的是⼀层薄的塑料外套，⽤来保护封套。
光纤分为单模光纤和多模光纤：光纤提供全双⼯通信，每个⽅向使⽤⼀根专⽤光缆。
光纤连接器⽹络传输介质标准数据链路层的功能数据链路层通常拆分成两个⼦层：上⼦层和下⼦层。
－逻辑链路控制 －介质访问控制数据链路层-创建帧数据链路层帧格式：数据链路层设备-⽹络适配器（Adapter）⽹络适配器（⽹卡） ⽹络适配器属于数据链路层设备MAC地址 每个⽹卡芯⽚都会烧录⼀个全球唯⼀的MAC地址⽹卡速率 10、100、1000M⾃适应双⼯模式 ⽀持全双⼯、半双⼯、⾃适应数据链路层设备-交换机每个接⼝都有⾃⼰的冲突域所有的接⼝都在同⼀个⼴播域思科⽹络设计三层接⼊层：把每个终端都连接在⼀起。
计算机网络原理 以太网
计算机网络原理 以太网以太网最早是由Bob Metcalfe 于1973年提出的，1980年DEC 公司、Intel 公司、Xerox 公司宣布了一个10Mbps 以太网标准-DLX Ethernet standard ，1985年以太网成为IEEE802.3-CSMA/CD 标准，并继而被ISO 接受作为国际标准。
以太网在逻辑上是一种总线型的拓扑结构，所有计算机通过一条公用信道连接起来形成总线网，各连网计算机利用这条公用信道发送或接收数据，但网络上所有的计算机在同一时刻只能有一个发送者使用通信介质发送数据即网上所有的计算机共享通信介质。
以太网的特点如下：● 以太网在逻辑上是一种总线型的拓朴结构● 网络上所有的计算机共享通信介质● 使用进行介质共享访问控制● 支持10BASE-5/10BASE-2/10BASE-T 配线● 使用基带传输，数据传输速率为10Mbps 到100Mbps● 可以支持各种协议和计算机硬件平台，组网成本较低，被广泛使用。
早期局域网技术受连接在同一总线上的多个网络节点有秩序的共享一个信道的限制，而现在通过载波监听多路访问/碰撞检测(CSMA/CD)技术成功的提高了局域网络共享信道的传输利用率，从而得以广泛的发展和应用。
因此，以太网的工作原理：网上的每个站点在发送数据前，先监听信道是否空闲；若信道空闲，则发送数据，并继续监听下去；一旦监听到冲突，便立即停止发送；如果信道忙，则暂不发送，退避一段时间后再尝试。
CSMA/CD 发送数据可简述为：先听后发、边发边听、冲突停止、随机延迟后重发。
20世纪90年代初，以集线器HUB为中心的10BASE-T 组网结构成为以太网的主流。
1990年以太网交换机的出现改变了共享10Mbps 带宽的问题，接着以太网从共享时代进入了交换。
1993年，全双工以太网的出现，又改变了以太网半双工的工作模式，不仅使以太网的传输速率翻了一翻，而且彻底解决了多个端口的信道竞争。
以太网的标准
以太网的标准以太网是一种局域网技术，它使用了一种称为CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测）的协议来控制数据的传输。
以太网的标准是由IEEE（电气和电子工程师协会）制定的，它定义了以太网的物理层和数据链路层的规范，以及数据帧的格式和传输速率等。
本文将介绍以太网的标准，包括以太网的物理层标准、数据链路层标准和数据帧格式等内容。
以太网的物理层标准包括了电缆、连接器和传输介质等规范。
最常用的以太网物理层标准是IEEE 802.3标准，它定义了几种不同的传输介质和速率。
常见的以太网传输介质包括双绞线、光纤和同轴电缆等，而常见的连接器包括RJ-45和光纤连接器等。
此外，IEEE 802.3标准还定义了以太网的传输速率，包括10 Mbps、100 Mbps、1 Gbps、10 Gbps等不同的速率。
在数据链路层，以太网的标准定义了MAC（媒体访问控制）地址的格式和规范。
MAC地址是一个48位的地址，通常用十六进制表示，它唯一地标识了网络中的每个设备。
以太网的标准还定义了数据帧的格式，包括前导码、目的地址、源地址、类型字段、数据字段和校验序列等部分。
此外，以太网的标准还规定了最大传输距离、最大数据帧长度和最小帧间隔等参数。
除了IEEE 802.3标准外，还有一些其他的以太网标准，如IEEE 802.11标准用于无线局域网，IEEE 802.15标准用于蓝牙和ZigBee等无线个人局域网。
这些标准在物理层和数据链路层上有所不同，但都遵循了CSMA/CD协议和数据帧格式的基本原则。
总的来说，以太网的标准是网络通信的基础，它规定了网络设备之间的通信方式和数据传输的规范，保证了网络的稳定和可靠性。
随着技术的发展，以太网的标准也在不断更新和完善，以适应新的应用和需求。
因此，了解和遵循以太网的标准对于网络工程师和系统管理员来说是非常重要的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
特征
• 用户的包头基本不变 • 分层的网络允许不同的运营商建立不 同的域 • 用户的地址仍然保留，任何的修改对 于运营商都是可见的 • 运营商可以创建4096个用户VLAN， 对于大运营商仍然是不够的
• 基于策略的VLAN（Policy-Based）
基于端口的静态VLAN
• 基于端口的静态VLAN是划分虚拟局域网最简单也是 最有效的方法，它实际上是某些交换机端口的集合，
网络管理员只需要管理和配置交换机端口，而不管交
换机端口连接什么设备； • 这种划分VLAN的方法是根据以太网交换机的端口来 划分的，是目前业界定义VLAN最广泛的方法； • IEEE802.1Q规定了这种划分VLAN的国际标准。
SwitchA-Catalyst2950
7x
Ethernet
8x
9x
10x
11x
12x
7x
8x
9x
10x
11x
12x
C 7 8 9 1011 12 A 12 34 56 1x 2x 3x 4x 5x 6x 1x 2x 3x 4x 5x 6x
A
B
臂路由也可以实现单臂 路由，如果VLAN数量多
VTP Client
PC3
PC4
实验原理图
Access
Tag
VLAN间的路由
VLAN之间的路由可以认为是不同网段之间的路
由，因此，从原理上讲，凡是具有路由功能的软 硬件设备均可担任VLAN之间的互连任务。
实际在工程中常用的是下面的两种解决方案：三
层交换机（交换机的虚拟接口）和单臂路由。
单臂路由
外部路由器可以实现多
LACP负载分担
3. VLAN，三层交换，QINQ
全双工和L2交换机的缺点
全双工和L2带来了以太网两次重大飞跃，彻底解决了困
扰以太网的冲突问题，极大的改进了以太网的性能。并且 以太网的安全性也有所提高。但以太网存在如下缺点：
广播泛滥 安全性仍旧无法得到有效的保证
其中广播泛滥严重是L2以太网的主要缺点
广播域
广播域是指网段上所有设备的集合，这些设备收听该网
络中所有的广播。当网络中一台主机发送广播时，网络 上的每个设备必须收听并且处理此广播，即使这个广播 对接收它的设备没有任何的帮助!
广播的特征除了传播范围面向所有设备外，强制性也是
它的特征。
引入VLAN（ Virtual Local Area Network ），802.1Q
MACD
MACA 端口2
......
广播域
广播域
LAN
冲突域
LAN
SWITCH
LAN
冲突域
LAN LAN
冲突域
冲突域
冲突域
L2对所接收到的数据帧根据MAC地址进行二层转发，冲突
域被限制到了一个端口上。但是无法限制广播域的大小。
2. Port Trunking，LACP
Port trunking/aggregation
采用VLAN
技术可以分割广播域。即一个VLAN即是一个广播域。 在一个VLAN中所有的机器都能够接收到广播，其它的VLAN则不能 够接收。就像路由器的一个端口划分一个广播域一样。 主机A、C、D在同一个VLAN 中，B，E，F在另一个VLAN中 如果主机A发送一个单播给主机D，C是否能够收到？不能够 如果主机A发送一个广播，谁能够收到？C、D均可以
4096 *4096 VLAN
4. STP，RSTP，MSTP
透明网桥的应用
拓展LAN的能力。
自主动态学习站点的地址信息。
问题：一般的透明网桥不会对转发的报文做任何
记号，这样，如果网络中存在回路，则有可能报 文在回路中不断循环转发，造成网络拥塞。
冗余链路产生的问题 —Mac地址表不稳定
使网络的不同层次分担起不同的职责 减轻问题的复杂程度，一旦网络发生故障，可迅速定位故障所处层次，
便于查找和纠错
在各层分别定义标准接口，使具备相同对等层的不同网络设备能实现互
操作，各层之间则相对独立，一种高层协议可放在多种低层协议上运行
能有效刺激网络技术革新，因为每次更新都可以在小范围内进行，不需
FCS
4字节
以太网帧格式 目的MAC 源MAC 0X8100 VPID VCI Type VID 12b DATA FCS
801.1P 3b CFT 1b 802.1帧格式
帧标记的工作原理
交换机1
DES SRC FCS DES SRC SRC Data FCS DES
交换机2
DES SRC FCS
VLAN技术
1 广播帧 广播域
• VLAN （Virtual Local Area Network）
2
3
4 广播帧 广播域
•VLAN是在一个物理网络上划分出来的逻辑网络。对应于OSI 的第二层网络。 •VLAN的划分不受网络端口的实际物理位置的限制。 •VLAN 有着和普通物理网络同样的属性； •第二层的单播、广播和多播帧在一个VLAN内转发、扩散，不会进入其他的 VLAN •VLAN只是分割广播域，不会改变广播、单播的实质。增加了广播域的个数， 减少了广播域的大小。 •不同VLAN中的主机间通信相当于在不同LAN间通信需要通过路由器选择路 由，或者是具有路由功能设备（三层交换机），主机间不能够随意访问
10.110.30.0 销售部 VLAN
SWITCH
QINQ，IEEE 802.1ad
Q-in-Q
该技术的原理是实现 VLAN堆叠，即在运营商网络的边 界点为用户数据帧加上一个运营商VLAN ID，并且用户 VLAN与运营商VLAN相互独立，这样一来可将VLAN的 数目扩展到 4096×4096 。但 Q-in-Q 还没有层次化的地址 结构，用户和运营商的MAC地址还不能隔离，网络扩展 性还很有限 从平面网络向分级网络演进 IEEE 802.1Q ( vlan) --客户 IEEE 802.1ad ( Q-in-Q) – 运营商网络
2.M A C地址全球唯一，由 I E E E对这些地址进行管理和分配。每个 地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。其中前2 4位二
进制代表该供应商代码。剩下的24位由厂商自己分配。
3.如果48位全是1，则表明该地址是广播地址。 4.如果第8位是1，则表示该地址是组播地址。
交换机组网举例
以太网原理---CSMA/CD
以太网原理
讲师 汪卫章
北京华环电子股份有限公司
Beijing Huahuan Electronics Co.,Ltd.
主要内容
以太网基本概念 Port trunking, LACP VLAN,三层交换，QINQ
STP，RSTP，MSTP
电信级以太网，OAM
QOS
OSI七层协议
CS：载波侦听。
在发送数据之前进行监听，以确保线路空闲，减少冲
突的机会。
MA：多址访问。
每个站点发送的数据，可以同时被多个站点接收。
CD：冲突检测。
边发送边检测，发现冲突就停止发送，然后延迟一个
随机时间之后继续发送。
二层交换机原理
1. 接收网段上的所有数据帧； 2. 利用接收数据帧中的源MAC地址来建立MAC地址表（源
三层交换机通过硬件实现查找和转发； 传统路由器通过微处理器上运行的软件实现查找和转发； 三层交换机的转发路由表与路由器一样，需要软件通过路由协议来建立维护
在局域网中引入三层交换：
能够更加经济的替代传统路由器。
10.110.10.0 工程部 VLAN
10.110.20.0 市场部 VLAN
• IEEE802.1Q使用4Byte的标记头来定义Tag（标记）； • Tag头中包括2Byte的VPID（VLAN Protocol Identifier） 和2Byte的VCI（VLAN Control Information）。
目的MAC
6字节
源MAC
6字节
长度/类型
2字节
DATA
46～1500字节
个物理接口可以划分多
个逻辑接口，而逻辑接 口的数量原理上可以随
销售2部
A
B
VTP Server
Cisco2621 行政部 Internet
意设置。
什么是三层交换机
逻辑上，三层交换和路由是等同的，三层交换的过程就是IP报文选路的过程。 三层交换机与路由器在转发操作上的主要区别在于其实现的方式：
VLAN划分方法
• 基于端口的VLAN（Port-Based） • 基于协议的VLAN（Protocol-Based） • 基于MAC层分组的VLAN（MAC-Layer Grouping） • 基于网络层分组的VLAN（Network-Layer Grouping） • 基于IP组播分组的VLAN（IP Multicast Grouping）
地址自学习），使用地址老化机制进行地址表维护；
3. 在MAC地址表中查找数据帧中的目的MAC地址，如果找 到就将该数据帧发送到相应的端口（不包括源端口）； 如果找不到，就向所有的端口发送（不包括源端口）； 4. 向所有端口转发广播帧和多播帧（不包括源端口）。
基于源地址学习
分段1 A PORT1 交换机 B 交换机典型应用 PORT2 分段2 C
A VLAN ID
B
• 默认条件下，Trunk上会转发交换机上存在的所有 VLAN的数据；
• 传输多个VLAN的信息；
• 实现同一VLAN跨越不同的交换机。