以太网标准和物理层及数据链路层专题
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。
ieee3u标准
ieee3u标准IEEE 802.3u标准是IEEE发布的一个以太网标准，它定义了10BASE-T和100BASE-TX两种以太网的物理层和数据链路层规范。
这个标准是在1995年发布的，是IEEE 802.3标准的一个修订版。
它为局域网提供了高速和可靠的数据传输，广泛应用于各种网络设备和系统中。
IEEE 802.3u标准主要包括了两种物理介质的规范，10BASE-T和100BASE-TX。
10BASE-T是指使用双绞线作为传输介质，传输速率为10Mbps，最大传输距离为100米。
而100BASE-TX则是指使用双绞线作为传输介质，传输速率为100Mbps，最大传输距离也是100米。
这两种规范的出现，使得以太网可以在不同的传输速率下进行数据传输，满足了不同场景下的网络需求。
在IEEE 802.3u标准中，还定义了一些重要的特性和参数，比如自适应速率，全双工通信，自动协商等。
这些特性使得网络设备可以根据实际情况进行灵活的配置和适配，提高了网络的稳定性和可靠性。
除此之外，IEEE 802.3u标准还规定了一些物理层的技术细节，比如编码方式、时钟同步、数据帧格式等。
这些细节的规范，保证了不同厂家生产的网络设备可以互相兼容，实现了网络设备的互联互通。
总的来说，IEEE 802.3u标准的发布，标志着以太网技术迈入了一个全新的阶段。
它提供了更高的传输速率和更稳定的网络连接，为各种应用场景下的网络通信提供了可靠的基础。
而且，由于其开放的标准化特性，使得各种厂家生产的网络设备可以相互兼容，进一步推动了以太网技术的普及和发展。
总的来说，IEEE 802.3u标准的发布，标志着以太网技术迈入了一个全新的阶段。
它提供了更高的传输速率和更稳定的网络连接，为各种应用场景下的网络通信提供了可靠的基础。
而且，由于其开放的标准化特性，使得各种厂家生产的网络设备可以相互兼容，进一步推动了以太网技术的普及和发展。
数据通信与计算机网络第五版（习题答案）——第三章数据链路层
数据通信与计算机网络第五版第三章数据链路层3-1 数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别？“电路接通了”与“数据链路接通了”的区别何在？解答：所谓链路就是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换结点。
在进行数据通信时，两个计算机之间的通信路径往往要经过许多段这样的链路。
可见链路只是一条路径的组成部分。
数据链路则是另一个概念。
这是因为当需要在一条线路上传送数据时，除了必须有一条物理线路外，还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输（这将在后面几节讨论）。
若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。
这样的数据链路就不再是简单的物理链路而是个逻辑链路了。
“电路接通了”仅仅是物理线路接通了通信双方可以在上面发送和接收0/1比特了，而“数据链路接通了”表明在该物理线路接通的基础上通信双方的数据链路层协议实体已达成了一致并做好了在该链路上发送和接收数据帧的准备（可能互相要协商某些数据链路层参数）。
3-2 数据链路层包括哪些主要功能？试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点。
解答：数据链路层的链路控制的主要功能包括：封装成帧、透明传输和差错检测，可选功能包括可靠传输、流量控制等。
在数据链路层实现可靠传输的优点是通过点到点的差错检测和重传能及时纠正相邻结点间传输数据的差错。
若在数据链路层不实现可靠传输由高层如运输层通过端到端的差错检测和重传来纠正这些差错会产生很大的重传时延。
但是在数据链路层实现可靠传输并不能保证端到端数据传输的可靠，如由于网络拥塞导致路由器丢弃分组等。
因此，即使数据链路层是可靠的，在高层如运输层仍然有必要实现端到端可靠传输。
如果相邻结点间传输数据的差错率非常低，则在数据链路层重复实现可靠传输就会给各结点增加过多不必要的负担。
3-3 网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？解答：网络适配器的作用就是实现数据链路层和物理层的功能。
适配器接收和发送各种帧时不使用计算机的CPU 。
5.3-以太网系列标准
交换机
PC1
10Mbps/ 100Mbps
网卡
PC6
PC2
PC3
PC4
PC5
10Mbps/ 100Mbps
网卡
10Mbps 网卡
10Mbps/ 10Mbps/
100Mbps 网卡
100Mbps 网卡
（2）100Base-T
10Mbps/ 100Mbps
网卡
交换机
PC1
10Mbps/ 100Mbps
网卡
10Base-2: 使用细同轴电缆, 细缆网络每段干 线长度最大为185米，基带传输方法，拓扑结 构为总线型；
10Base-T: 使用双绞线电缆，最大网段长度为 100m。拓扑结构为星型；
10Base-F: 使用光纤， 最大网段长度2000m， 拓扑结构为点对点. 包括 10BaseFL、10BaseFB 和 10BaseFP
网卡
10Mbps/ 100Mbps
网卡
10Mbps/ 10Mbps/
100Mbps 100Mbps
网卡
网卡
10Mbps/ 100Mbps
网卡
（4）全双工以太网
10Mbps/100Mbps集线器
PC1
10Mbps/ 100Mbps
网卡
PC6
PC2
PC3
PC4
PC5
10Mbps/ 100Mbps
网卡
10Mbps/ 100Mbps
以太网的单播1和广播
交换式以太网
全双工以太网：
主机间通信都是全双工方式的以太网。
10Mbps集线器
10Mbps/100Mbps集线器
PC6
PC1
PC2
PC3
数据链路层PPT课件
3.2 点对点协议 PPP—4帧格式
先发送
首部
FAC 7E FF 03
字节 1 1 1
协议 2
IP 数据报
信息部分 不超过 1500 字节 PPP 帧
尾部
FCS
F 7E
2
1
3.2 点对点协议 PPP—4帧格式
当 PPP 用在同步传输链路时 ，采用比特填充。
在发送端，只要发现有 5 个 连续 1，则立即填入一个 0 。接收端对帧中的比特流进 行扫描。每当发现 5 个连续 1时，就把这 5 个连续 1 后 的一个 0 删除，
1. 进行串行/并行转换 2. 对数据进行缓存 3. 在计算机的操作系统安装设备驱动程序 4. 实现以太网协议
40
3.3 使用广播信道的数据链路层—概述
IP 地址
计算机
硬件地址
CPU 和 存储器
并行 通信
适配器 （网卡）
至局域网 串行通信
生成发送的数据 把帧发送到局域网 处理收到的数据 从局域网接收帧
(1) 封装成帧 (2) 透明传输 (3) 差错控制 (4)最大传送单元 (5)网络层地址协商
1. PPP 协议不需满足的需求 (1) 纠错
(2) 流量控制
3.2 点对点协议 PPP—3组成部分
PPP 协议有三个组成部分 1. 一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法 2. 链路控制协议 LCP (Link Control Protocol) 3. 网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)
3.2 点对点协议 PPP—1应用范围
现在全世界使用得最多的数据链路层协议是点对 点协议 PPP (Point-to-Point Protocol)。
(完整版)以太网物理层信号测试与分析
以太网物理层信号测试与分析1 物理层信号特点以太网对应OSI七层模型的数据链路层和物理层，对应数据链路层的部分又分为逻辑链路控制子层(LLC)和介质访问控制子层(MAC)。
MAC与物理层连接的接口称作介质无关接口（MII）。
物理层与实际物理介质之间的接口称作介质相关接口（MDI）。
在物理层中，又可以分为物理编码子层（PCS）、物理介质连接子层（PMA）、物理介质相关子层（PMD）。
根据介质传输数据率的不同，以太网电接口可分为10Base-T，100Base-Tx和1000Base-T三种，分别对应10Mbps，100Mbps和1000Mbps三种速率级别。
不仅是速率的差异，同时由于采用了不同的物理层编码规则而导致对应的测试和分析方案也全然不同，各有各的章法。
下面先就这三种类型以太网的物理层编码规则做一分析。
1、1 10Base-T 编码方法10M以太网物理层信号传输使用曼彻斯特编码方法，即“0”=由“+”跳变到“-”，“1”=由“-”跳变到“+”,因为不论是”0”或是”1”,都有跳变,所以总体来说,信号是DC平衡的, 并且接收端很容易就能从信号的跳变周期中恢复时钟进而恢复出数据逻辑。
图1 曼彻斯特编码规则1、2100Base-Tx 编码方法100Base-TX又称为快速以太网，因为通常100Base-TX的PMD是使用CAT5线传输，按TIA/EIA-586-A定义只能达到100MHz，而当PCS层将4Bit编译成5Bit时，使100Mb/s数据流变成125Mb/s数据流，所以100Base-TX同时采用了MLT-3（三电平编码）的信道编码方法，目的是使MDI的5bit输出的速率降低了。
MLT-3定义只有数据是“1”时，数据信号状态才跳变，“0”则保持状态不变，以减低信号跳变的频率，从而减低信号的频率。
图2 MLT-3编码规则100Base-Tx的MAC层在数据帧与帧之间，会插入IDEL帧（IDEL=11111），告诉网上所连接的终端，链路在闲置但正常的工作状态中（按CSMA/CD，DTE数据终端机会检测链路是否空闲，才会发送数据）。
四层网络协议
四层网络协议网络协议是计算机网络中交换数据的规则和标准，它定义了数据如何在网络中传输和处理。
网络协议通常被分为不同的层级，每个层级负责特定的功能。
在计算机网络中，最常见的是OSI模型，它将网络协议分为七个不同的层级。
除了OSI模型，还存在其他一些常用的网络协议模型，如TCP/IP模型。
而本文将介绍一个常见的四层网络协议模型。
一、物理层物理层是网络协议的第一层，它负责定义数据在物理媒介上的传输方式。
物理层最主要的任务是将数据从发送端传输到接收端，它定义了数据传输所需的传输介质、电气特性和物理连接等。
物理层所使用的传输介质可以是铜线、光纤或者无线信号等。
物理层常见的技术有： - 以太网：一种常见的局域网传输技术，用于在局域网中传输数据。
- 光纤通信：利用光纤作为传输介质进行高速通信。
- 无线通信：利用无线信号进行数据传输，如Wi-Fi和蓝牙等。
二、数据链路层数据链路层是网络协议的第二层，它负责将物理层传输的数据划分为适当的数据帧，并进行差错检测和纠正。
数据链路层的主要作用是提供可靠的数据传输，并协调多个网络设备之间的通信。
数据链路层的常见协议有： - 以太网协议：一种局域网传输技术，负责在以太网中传输数据帧。
- PPP协议：用于在串行通信链路中进行数据传输。
- HDLC协议：一种高级数据链路控制协议，常用于广域网中。
三、网络层网络层是网络协议的第三层，它负责将数据从源主机传输到目标主机。
网络层主要解决的问题是如何在不同的网络中进行数据传输和路由选择。
网络层的常见协议有： - IP协议：一种用于互联网的网络层协议，负责将数据从源主机传输到目标主机。
- ICMP协议：用于在IP网络中进行错误报告和网络状态探测。
- ARP协议：用于在局域网中解析目标主机的MAC地址。
四、传输层传输层是网络协议的第四层，它负责端到端的数据传输和可靠性控制。
传输层的主要任务是为应用层提供可靠的数据传输服务，并通过端口号标识不同的应用程序。
车用以太网通讯技术规范(物理层和数据链路层)
车用以太网通讯技术规范——物理层&数据链路层目录1 范围 (1)2 符号和缩写 (1)3 技术要求 (2)车用以太网通讯技术规范——物理层&数据链路层1范围本规范要求适用于高速以太网网络项目。
2符号和缩写2.1以太网通讯图1介绍了需要在以太网ECU中基于所需功能实现的OSI标准中的协议及其位置，本文档重点介绍物理层（OSI第1层）和数据链路的MAC层（OSI第2层）。
MAC图 1 车载以太网协议3技术要求3.1物理层物理端口分为100BASE-T1和100BASE-TX，其用途如表1所示。
3.1.1100BASE-T1物理层通信架构主要由PHY收发器、MDI接口和100BASE-T1信道3部分组成。
100BASE-T1信道包含ECU连接器、线缆和串联连接器。
图2介绍了在100BASE-T1的物理层架构下两个ECU在PHY级别进行通信所需的不同元件。
图 2 通信架构在设计时，必须满足基本要求：链路启动时间应低于100 ms（从正常上电至物理层正常工作时间）。
3.1.1.1信道100BASE-T1信道必须满足以下要求：a）信道总长度(不含支线)不大于15m；b）串联连接器不大于4个。
3.1.1.1.1线缆以太网总线的物理介质必须达到以下技术要求：a）以太网线束可以采用非屏蔽双绞线或者屏蔽双绞线，本标准推荐使用非屏蔽双绞线（UTP）；b）非屏蔽双绞线可以有护套或无护套，推荐使用带护套线缆。
如果使用带护套线缆，在局部无线束护套的地方使用螺纹管实现阻抗匹配；c）隔离材料不应使用PVC线缆，应使用PP或者类似材料；d）双绞线物理介质参数具体限值见表2。
3.1.1.1.2连接器本规范中的连接器包含了串联连接器和ECU连接器，为了保证以太网通信，连接器必须满足表3和以下要求：a）接插件连接情况下，线缆未双绞部分长度＜30mm；b）直角连接（线与接插件平行，需要直角连接）时，1个信号线需要按照最短的距离连接；c）直线连接（线与接插件垂直，直线连接）时，芯线长度差异＜1mm；d）在无线束护套的地方使用的螺纹管需要和阻抗匹配。
以太网两个主要标准
以太网两个主要标准以太网是一种局域网技术，它是一种在局域网内进行数据通信的技术，而且是一种基于帧的数据通信技术。
以太网的发展经历了几个不同的标准，其中最主要的两个标准是IEEE 802.3和Ethernet II。
这两个标准在以太网的发展历程中起到了非常重要的作用，下面将对这两个标准进行详细的介绍。
首先，IEEE 802.3是以太网的一个标准，它定义了以太网的物理层和数据链路层的标准。
IEEE 802.3标准规定了以太网的传输速率、传输介质、数据帧格式等方面的内容。
在IEEE 802.3标准中，以太网使用CSMA/CD（载波监听多路访问/碰撞检测）技术来实现多台计算机共享同一条传输介质。
此外，IEEE 802.3标准还规定了以太网的传输速率，目前最常用的以太网传输速率是10Mbps、100Mbps、1000Mbps等。
总的来说，IEEE 802.3标准是以太网的基本标准，它定义了以太网的基本工作原理和基本参数。
其次，Ethernet II是另一个以太网的标准，它也是以太网的一个重要标准。
Ethernet II标准定义了以太网数据帧的格式，它规定了以太网数据帧的各个字段的含义和格式。
在Ethernet II标准中，以太网数据帧包括目的地址、源地址、类型/长度、数据和校验序列等字段。
这些字段的格式和含义在Ethernet II标准中都有详细的规定。
与IEEE 802.3标准相比，Ethernet II标准更加注重数据帧的格式和结构，它规定了以太网数据帧的具体格式，使得不同厂商生产的设备可以在同一网络中进行通信。
综上所述，IEEE 802.3和Ethernet II是以太网的两个主要标准，它们分别定义了以太网的基本工作原理和数据帧的格式。
IEEE 802.3标准规定了以太网的物理层和数据链路层的标准，定义了以太网的传输速率、传输介质、数据帧格式等内容；而Ethernet II标准则更加注重数据帧的格式和结构，规定了以太网数据帧的具体格式。
ethernet标准
ethernet标准
摘要：
一、以太网标准的概述
1.以太网标准的定义
2.以太网的发展历程
二、以太网标准的主要内容
1.CSMA/CD协议
2.MAC 地址
3.数据帧结构
三、以太网标准的应用领域
1.企业网络
2.数据中心
3.智能家居
四、以太网标准的未来发展趋势
1.更高速度的以太网
2.更短传输时延的以太网
3.更智能化的以太网
正文：
以太网标准是一种计算机网络技术标准，定义了在局域网中数据通信的物理层和数据链路层的规范。
以太网标准经历了多个版本的发展，目前最新的版本是IEEE 802.3bz，也被称为2.5GBase-T。
以太网标准的核心技术是CSMA/CD协议，即载波侦听多路访问/冲突检测协议。
这种协议可以协调多个设备在同一物理媒介上进行数据传输，防止数据冲突，确保数据传输的可靠性。
同时，以太网标准定义了MAC地址，用于唯一标识网络中的设备。
在数据传输过程中，数据帧结构用于组织数据，保证数据传输的效率。
以太网标准在企业网络、数据中心和智能家居等领域得到了广泛的应用。
在企业网络中，以太网标准为办公设备和服务器提供了稳定、高效的数据传输环境。
在数据中心中，以太网标准满足了高速、高带宽、低延迟的数据传输需求。
在智能家居中，以太网标准为各种智能设备提供了互联互通的接口。
未来，以太网标准将朝着更高速度、更短传输时延和更智能化的方向发展。
例如，100GbE 和400GbE 等更高速度的以太网技术已经投入使用，而IEEE 802.3br 则定义了更短传输时延的以太网技术。
计算机网络基础简答题
一．简述TCP/IP网络模型从下至上由哪五层组成，分别说明各层的主要功能是什么。
（1）物理层。
物理层的任务就是透明地传送比特流。
透明地传送比特流表示经实际电路传送后的比特流没有发生变化。
物理层要考虑用多大的电压代表“1”或“0”，以及当发送端发出比特“1”时，在接收端如何识别出这是比特“1”而不是比特“0”。
物理层还要确定连接电缆的插头应当有多少根腿以及各个腿应如何连接。
（2）数据链路层。
在发送数据时，数据链路层的任务是将在网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送以帧为单位的数据。
（3）网络层。
网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信。
在发送数据时，网络层将运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。
网络层的另一个任务就是要选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组能够交付到目的主机。
（4）运输层。
运输层的任务就是负责主机中两个进程之间的通信。
（5）应用层。
应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。
应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远地操作，而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理，来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。
二．试阐述服务和协议的概念，及其相互之间的关系。
协议时控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。
要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。
协议的实现保证了能够向上一层提供服务。
本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
下面的协议对上面的服务用户是透明的。
协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。
但服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
另外，并非在一个层内完成的全部功能都称为服务，只有那些能够被高一层看得见的功能才能称之为“服务”。
三．什么是地址转换协议ARP。
由于IP地址有32bit，而局域网的硬件地址是48bit，它们之间不存在简单的映射关系。
以太网通信技术原理详解
以太网通信技术原理详解随着网络技术的不断发展，以太网已经成为了现今最为常见、最为广泛应用的局域网技术之一。
无论是家庭、学校、企业还是政府机构，都可能会采用以太网技术进行网络搭建与数据传输。
那么，以太网通信技术的原理究竟是什么呢？下面，我们就来一探究竟。
一、物理层在以太网通信技术中，物理层负责实现网路中各个节点之间的数据传输。
无论是传统的双绞线网络还是现在普及的光纤网络，它们都需要物理层的支持才能正常运行。
以太网的物理层使用一种叫做CSMA/CD协议的技术，该协议可以有效避免网络中发生冲突现象。
具体来说，当网络中的多个节点同时发送数据时，会发生冲突，而节点会根据时间随机等待一段时间后重新发送，从而避免相互干扰，使得数据传输更加稳定、可靠。
二、数据链路层数据链路层是以太网通信技术中非常重要的一层。
它主要负责数据的格式化和传输，对数据进行帧的划分和重组，同时还会对传输的数据进行差错检测和纠正。
以太网的数据链路层标准是IEEE802.3协议。
该协议规定了以太网数据帧的格式和传输方式。
数据帧由7个部分组成，分别是前导码、目标地址、源地址、类型/长度、数据、校验和和帧尾。
三、网络层网络层是以太网通信技术中最核心的一层，它负责实现数据的路由和传输。
通过对数据的分组和重组，网络层可以实现不同节点之间的数据传输。
同时，网络层还使用一种叫做IP地址的标识方式来确定节点之间的通信关系。
四、应用层应用层是以太网通信技术中最上层的一层，它主要负责对网络应用进行支持。
无论是我们平时所使用的浏览器、邮件客户端、聊天工具还是文件共享软件，都是在应用层上运行的。
总的来说，以太网通信技术的原理非常复杂，涉及到的层次和技术也非常多。
对于一般用户来说，了解上述关键层次的原理就足够了。
在实际应用中，我们还需要了解其他一些相关的知识，比如如何配置网络设备、如何诊断故障等等。
只有通过全面了解和实践，我们才能更好地掌握以太网通信技术的原理和实践技巧。
IEEE802
IEEE802.3标准IEEE 802.3是一个以太网标准，定义了数据通信的物理层和数据链路层规范。
它是计算机网络中最广泛使用的局域网标准之一，常被称为以太网。
IEEE 802.3标准定义了以太网的传输媒介（如双绞线和光纤）、传输速率、数据帧结构和数据传输方式等方面的规范。
该标准不仅定义了局域网的硬件接口，还定义了数据的传输方式、摩擦控制和冲突检测等协议。
IEEE 802.3标准最初于1983年发布，而在近年来已经经历了多次的修订和更新，以满足不断发展的网络需求。
当前最新版本的IEEE 802.3标准是2018年发布的IEEE 802.3-2018。
IEEE 802.3标准主要包含以下几个方面的内容：1. 物理层规范：定义了以太网的传输媒介、传输速率和接口类型等。
目前最广泛使用的接口类型是RJ-45接口，通过双绞线传输数据。
2. 数据链路层规范：定义了以太网数据帧的结构和格式，包括帧起始和终止标识、目的地址和源地址等字段。
它还定义了数据的流控制、冲突检测和纠错等协议。
3. 自适应速率：IEEE 802.3标准支持自适应速率，即可以根据网络负载和媒介类型自动调整传输速率。
常见的自适应速率有10 Mbps、100 Mbps和1000 Mbps等。
4. 全双工与半双工：以太网可以支持半双工和全双工传输方式。
半双工只能在同一时间内进行发送或接收，而全双工可以同时进行发送和接收。
5. VLAN（虚拟局域网）：IEEE 802.3标准还定义了VLAN的概念和规范，允许将一个物理局域网划分为多个逻辑局域网，提高网络管理和安全性。
总而言之，IEEE 802.3标准是以太网的基础，定义了以太网的硬件接口、数据帧结构和传输方式等规范。
该标准的不断发展和更新，促进了以太网的普及和应用，为计算机网络的发展做出了重要贡献。
OSI七层模型基础知识及各层常见应用要点
OSI七层模型基础知识及各层常见应用要点OSI七层模型（Open System Interconnection Model）是计算机网络领域常用的一种标准框架，用于描述计算机网络中不同层次之间的通信过程。
该模型把网络通信划分为七个层次，每个层次负责一种特定的功能，通过明确的接口和协议与相邻层次进行通信。
下面将介绍每个层次的基础知识及常见应用要点。
1. 物理层（Physical Layer）物理层是网络的最底层，负责传输数据的物理媒介，如电缆、光纤、无线电波等。
其主要功能是将比特流转化为物理信号，并在物理链路上传输。
常见应用要点包括：传输速率、传输介质、信号编码和调制等。
2. 数据链路层（Data Link Layer）数据链路层负责在物理链路上可靠地传递数据帧。
其中包括了分帧、物理寻址、差错检测等功能。
它还负责解决在直接相连的设备之间传输数据时所遇到的问题。
常见应用要点包括：以太网和无线局域网（WLAN）。
3. 网络层（Network Layer）网络层负责将数据传输到目标地址的网络。
其主要功能是为数据报文选取合适的路由和转发，实现跨网络的递送。
常见应用要点包括：IP协议、路由选择和网络地址转换等。
4. 传输层（Transport Layer）传输层负责提供端到端的可靠传输服务。
其主要功能是通过分组发送和接收数据，确保数据能够完整无误地到达目标。
常见应用要点包括：TCP协议和UDP协议。
5. 会话层（Session Layer）会话层负责管理和维护两个通信节点之间的会话连接。
其主要功能是建立、维护和终止会话连接，以及管理会话中的同步和流量控制。
常见应用要点包括：会话管理和会话同步等。
6. 表示层（Presentation Layer）表示层负责处理数据的格式和编码问题，以确保通信双方能够正确解释和解码数据。
其主要功能包括数据格式转换、数据加密和数据压缩等。
常见应用要点包括：数据压缩和数据加密。
7. 应用层（Application Layer）应用层是最高层，负责为用户提供各种网络应用服务。
以太网标准3
以太网标准3以太网标准3是指IEEE 802.3标准，它是以太网技术的一种标准化规范。
以太网是一种局域网技术，它使用CSMA/CD协议来控制数据包的传输。
以太网标准3是对以太网技术的一种规范化，它包括了物理层和数据链路层的标准，以及一些其他的规范。
首先，以太网标准3规定了以太网的物理层标准。
物理层标准规定了以太网的传输介质、传输速率、传输距离等参数。
在以太网标准3中，常用的传输介质包括双绞线、光纤和同轴电缆。
传输速率常见的有10Mbps、100Mbps、1000Mbps等不同的速率。
传输距离则取决于传输介质和传输速率，一般可以达到几百米到几十公里不等。
这些物理层标准的规定，为以太网的实际应用提供了基础支持。
其次，以太网标准3还规定了以太网的数据链路层标准。
数据链路层标准规定了以太网的帧格式、MAC地址、流控制等内容。
以太网的帧格式包括了前导码、目的地址、源地址、长度/类型、数据和校验序列等字段。
MAC地址是以太网设备的唯一标识，用于在局域网中唯一标识一个设备。
流控制则是通过CSMA/CD协议来实现，它能够有效地避免数据包的冲突和碰撞，保证数据的可靠传输。
此外，以太网标准3还包括了一些其他的规范，比如对网络设备的性能要求、对网络管理的规定等。
这些规范的制定，使得不同厂商生产的以太网设备能够互通互用，保证了以太网技术的广泛应用和发展。
总的来说，以太网标准3是对以太网技术的一种标准化规范，它包括了物理层和数据链路层的标准，以及一些其他的规范。
这些规范的制定，为以太网技术的应用和发展提供了基础支持，保证了不同厂商生产的设备能够互通互用，从而推动了以太网技术的广泛应用和发展。
在未来，随着网络技术的不断发展，以太网标准3也将不断进行更新和完善，以适应新的需求和新的应用场景。
计算机网络中的物理层协议
计算机网络中的物理层协议计算机网络的物理层是网络通信的最底层，负责将数据以电信号的形式从发送方传输到接收方。
为了确保数据的可靠传输和通信的稳定性，物理层需要使用一系列的协议。
本文将介绍几种常见的物理层协议，并分析其特点及在计算机网络中的应用。
一、以太网协议以太网协议是最常用的局域网协议之一，它定义了计算机网络中的物理介质、数据帧格式、帧的传输速率等规范。
以太网协议使用双绞线、光纤等传输介质，以及CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）的介质访问控制方法。
其帧格式由目的MAC地址、源MAC地址、数据内容和校验字段组成，通过MAC地址的比对来实现数据的传输。
以太网协议广泛应用于局域网，具有传输速度快、成本低、安装和维护简便等优点。
然而，在大规模网络中，以太网的广播特性容易引发网络拥塞和冲突问题，因此在实际应用中需要采用交换机等设备来优化网络性能。
二、无线局域网协议无线局域网协议是一种基于无线电波传输的物理层协议，它使用无线传输介质，如无线电、红外线等，来实现计算机之间的通信。
常见的无线局域网协议有Wi-Fi（无线保真）和蓝牙协议。
Wi-Fi协议广泛应用于宽带无线接入和无线局域网，其使用2.4GHz或5GHz频段的无线电波进行数据传输。
Wi-Fi协议具有高速传输、覆盖范围广的特点，因此在家庭、办公室等场景中得到了广泛应用。
蓝牙协议主要用于短距离无线通信，如手机与耳机、键盘、鼠标等设备之间的连接。
蓝牙协议通过2.4GHz频段的无线电波进行通信，具有低功耗、低成本、易于使用等特点，被广泛应用于个人消费电子产品。
三、光纤通信协议光纤通信协议是一种基于光信号传输的物理层协议，它使用光纤作为传输介质，通过调制光波来传输数据。
光纤通信协议的典型代表是SONET（同步光网络）和光纤以太网协议。
SONET是一种面向长距离、高速传输的光纤通信协议，其传输速率可达到数十Gbps甚至更高。
由于其具有高可靠性、高容量等特点，SONET广泛应用于长距离通信网络中。
千兆以太网标准
千兆以太网标准千兆以太网是一种局域网技术，其传输速率为1Gbps。
它是以太网技术的一种，可以在不更换现有的网络结构的情况下，提供高速的数据传输服务。
千兆以太网标准是IEEE 802.3ab标准的一部分，它定义了千兆以太网的物理层和数据链路层规范。
在千兆以太网标准中，主要涉及到了以下几个方面：1. 物理层规范。
千兆以太网使用了全双工通信模式，采用了4对双绞线进行数据传输。
它的传输距离可以达到100米，这使得它非常适合用于办公室、企业等场所的局域网建设。
此外，千兆以太网还采用了自适应传输速率技术，可以根据网络负载的变化自动调整传输速率，保证网络的稳定性和可靠性。
2. 数据链路层规范。
在数据链路层，千兆以太网采用了802.3x流控制和802.1q虚拟局域网（VLAN）技术。
流控制可以有效地避免网络拥塞，提高数据传输的效率；VLAN技术可以将一个物理上的局域网划分成多个逻辑上的局域网，实现不同用户或部门之间的隔离通信。
3. 标准化和兼容性。
千兆以太网标准的制定是为了保证不同厂家生产的设备之间可以互联互通。
因此，在制定标准的过程中，IEEE组织充分考虑了设备的兼容性和互操作性，确保了不同厂家生产的千兆以太网设备可以在同一个网络中协同工作。
总的来说，千兆以太网标准的制定和实施，为企业和机构提供了更高速、更可靠的局域网通信解决方案。
它已经成为现代局域网建设的主流技术，为信息化办公和企业内部通信提供了强有力的支持。
然而，随着数据中心、云计算等领域的快速发展，对网络带宽和传输速率的需求也在不断增加。
因此，千兆以太网标准正在逐渐被10G、40G甚至100G以太网标准所取代。
未来，随着网络技术的不断创新和发展，局域网通信的速度和效率将会得到进一步提升，为人们的日常生活和工作带来更多便利和可能性。
总之，千兆以太网标准作为一种高速局域网技术，具有重要的意义和价值。
它的出现和发展，推动了局域网技术的进步，为人们的信息化生活和工作提供了更好的网络基础设施。
大学期末计算机网络基础知识整理
第一章网络基础知识1网络是允许在不同主机上的应用程序协调工作的通信系统2 internet泛指由多个计算机网络互连而成的网络；Internet指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络3融合网络：将声音、视频和数据网络融合4 HTTP是Client/Server（客户端/服务器）协议5 kbps ----Mbps ----Gbps ----Tbps（1000倍）。
小数点左边1-3位，不能以0开始2,300 Mbps ------2.3 Gbps 0.5 Mbps ------500 kbps .0021 Gbps -----2.1 Mbps6速率指理论速度，流量（吞吐量）指实际速度，吞吐量一般小于速率7表示网络服务质量的技术指标：速率、吞吐量、可用性、出错率（分为数据包出错率和位出错率）延迟（对实时的网络应用影响大）、抖动（衡量相邻数据包之间的延迟变化）8网络标准：网络标准管理着不同计算机上的硬件和软件之间相互交换信息，包括消息的语序、语义、语法、可靠性和连接。
也称为协议9 HTTP是开放标准，不受任何供应商控制（专有标准），可降低产品成本10混合TCP/IP-OSI标准体系结构（主流）：物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层。
第二章物理层1双绞线（水晶头）：屏蔽双绞线（STP）+无屏蔽双绞线（UTP）UTP特点：RJ-45标准连接头，购买和安装成本低、是计算机和交换机之间用的最多的连接线、具有鲁棒性2双绞线限制：UTP存在电磁干扰（EMI），需两两相绞末端干扰是双绞线最严重的电磁干扰问题，末端不两两相绞的长度≤1.25cm双绞线长度不超过100米，保证信噪比(SNR)高，使衰减和噪音问题可忽略3 5e类双绞线的最大速率1 Gbps，6A类双绞线的最大速率10 Gbps4 光纤的纤芯只有8.3, 50, or 62.5微米的直径。
外面有125微米的玻璃保护层。
纤芯中的光全反射，信号几乎无损失。
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。
物理层和数据链路层运用案例
物理层和数据链路层运用案例
物理层和数据链路层是计算机网络中非常重要的两个层级，它
们负责传输数据并确保数据的可靠性和完整性。
下面我们来看一些
关于物理层和数据链路层运用的案例。
1. 以太网（Ethernet），以太网是一种常见的局域网技术，它
使用物理层和数据链路层协议来传输数据。
在以太网中，物理层负
责将数据转换成电信号，并通过网线传输到目标设备。
数据链路层
则负责将数据分割成帧并添加地址信息，以确保数据能够正确传输
到目标设备。
以太网的成功应用使得局域网能够高效地传输数据，
成为了现代网络的基础。
2. 无线局域网（Wi-Fi），Wi-Fi技术也是基于物理层和数据
链路层的协议。
在Wi-Fi网络中，物理层使用无线电波来传输数据，而数据链路层则使用协议如802.11来管理数据的传输和接收。
Wi-
Fi的广泛应用使得人们能够在无线环境下进行网络连接，极大地方
便了人们的生活和工作。
3. 网络交换机（Switch），网络交换机是一种常见的网络设备，它使用数据链路层的协议来管理网络中的数据流。
交换机能够根据
MAC地址来转发数据包，从而实现网络中不同设备之间的通信。
通
过数据链路层的协议，交换机能够高效地传输数据并避免网络拥堵。
通过以上案例，我们可以看到物理层和数据链路层在计算机网
络中的重要性和应用价值。
它们不仅能够保证数据的传输可靠性和
完整性，还能够提高网络的效率和性能。
因此，深入理解和掌握物
理层和数据链路层的知识对于网络工程师和网络管理人员来说至关
重要。
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资料编码产品名称使用对象产品版本编写部门资料版本以太网标准和物理层、数据链路层专题拟制：日期：审核：日期：审核：日期：批准：日期：华为技术有限公司版权所有侵权必究修订记录日期修订版本作者描述目录1 以太网标准 51.1 以太网标准 51.2 IEEE标准 51.3 物理层 81.3.1 以太网接口类型 81.3.2 电口 81.3.3 光口 111.4 FE自协商 121.4.1 自协商技术的功能规范 131.4.2 自协商技术中的信息编码 141.4.3 自协商功能的寄存器控制 161.4.4 GE自协商 181.5 物理层芯片和MAC层芯片接口简介 19 1.5.1 MII 191.5.2 MDIO管理寄存器 201.5.3 RMII 201.5.4 SMII 211.5.5 SS－SMII 211.5.6 GMII 221.5.7 TBI 222 以太网数据链路层 232.1 以太网的帧格式 232.2 以太网的MAC地址 252.3 CSMA/CD算法 262.3.1 CSMA/CD发送过程 272.3.2 CSMA/CD如何接收 282.4 半双工以太网的限制 312.5 以太网流量控制 342.5.1 反压（Backpressure） 342.5.2 PAUSE 流控 34关键词：以太网物理层数据链路局域网城域网协议标准祯结构摘要：本文详细地阐述了以太网的标准，以太网在各个传输层面的具体结构和工作方式以及控制方式。
缩略语清单：无。
参考资料清单无。
以太网标准和物理层、数据链路层专题1 以太网标准1.1 以太网标准局域网(LAN)技术用于连接距离较近的计算机，如在单个建筑或类似校园的集中建筑中。
城市区域网(MAN)是基于10－100Km的大范围距离设计的，因此需要增强其可靠性。
但随着通信的发展，从技术上看，局域网和城域网有融合贯通的趋势。
1.2 IEEE标准IEEE是电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers）的简称，IEEE组织主要负责有关电子和电气产品的各种标准的制定。
IEEE于1980年2月成立了IEEE 802委员会，专门研究和指定有关局域网的各种标准。
IEEE 802委员会由6个分委员会组成，其编号分别为802.1至802.6，其标准分别称为标准802.1至标准802.6，目前它已增加到12个委员会，这些分委员会的职能如下：802.1--高层及其交互工作。
提供高层标准的框架，包括端到端协议、网络互连、网络管理、路由选择、桥接和性能测量。
802.2--连接链路控制LLC，提供OSI数据链路层的高子层功能，提供LAN 、MAC子层与高层协议间的一致接口。
802.3--以太网规范，定义CSMA/CD标准的媒体访问控制（MAC）子层和物理层规范。
802.4--令牌总线网。
定义令牌传递总线的媒体访问控制（MAC）子层和物理层规范。
802.5--令牌环线网，定义令牌传递环的媒体访问控制（MAC）子层和物理层规范。
802.6--城域网MAN，定义城域网（MAN）的媒体访问控制（MAC）子层和物理层规范(DQDB分布队列双总线)。
802.7--宽带技术咨询组，为其他分委员会提供宽带网络技术的建议和咨询。
802.8--光纤技术咨询组，为其他分委员会提供使用有关光纤网络技术的建议和咨询。
802.9--综合话音/数据局域网（IVD LAN ）。
定义综合话音/数据终端访问综合话音/数据局域网（包括IVD LAN、MAN、WAN ）的媒体访问控制（MAC）子层和物理层规范。
802.10--可互操作局域网安全标准（SILS ）。
定义局域网互连安全机制。
802.11--无线局域网。
定义自由空间媒体的媒体访问控制（MAC）子层和物理层规范。
802.12--按需优先（100VG-ANYLAN ）。
定义使用按需优先访问方法的100Mpbs 的以太网标准。
目前，IEEE标准802.1-802.6 已成为ISO的国际标准ISO8802-1~8802-6。
他们的组成和作用示意图如图 1-1 。
图 1-1 IEEE 802各分委员会的组成和作用示意图802.3协议族描述了以太网的相关规范，包括：802.3：定义了CSMA/CD标准的媒体访问控制MAC和物理层规范。
802.3u：定义100M的以太网技术标准，为802.3的一部分。
802.3z：定义1000M的以太网技术标准，为802.3的一部分。
IEEE802.3主要使用了带冲突检测的载波监听多路访问协议(CSMA/CD：Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)。
CSMA/CD与人际间的通话非常相似(即先听再说)，假设很多人在聊天，同一时间只允许一个人讲话。
1、载波侦听：想发送信息包的站要确保现在没有其他节点和站在使用共享介质，所以该站首先要监听信道上的动静(即先听后说)；2、如果信道在一定时间段内寂静无声(称为帧间缝隙IFG)，该站就开始传输(无声则讲)；3、如果信道一直很忙碌，就一直监视信道，直到出现最小的帧间IFG时段时，该站开始发送它的数据(一等到有空就讲)；4、冲突检测：如果两个站或更多的站都在监听和等待发送，然后在信道空时同时决定立即(几乎同时)开始发送数据，此时就发生碰撞。
这一事件会导致冲突，并使双方信息包都受到损坏，因此以太网在传输过程中不断的监听信道，以检测碰撞冲突(边谈边听)；5、如果一个站在传输期间检测出碰撞冲突，则立即停止该次传输，并向信道发出一个“拥挤”信号，以确保所有其他站也发现该冲突，从而摒弃可能一直在接收的受损的信息包(抛弃废话)；6、多路存取：在等待一段时间(后退)后，想发送的站试图进行新的发送。
一种特殊的随机后退算法决定了不同的站在试图再次发送数据前要等待一段时间。
二进制指数后退算法，即检测到n次冲突以后，则在0~2^n个时间片(512Bit时间)之间随机选择一个等待时间，一直等到成功发送为止。
IEEE 802.3u定义了100M快速以太网的标准，其采用的协议几乎与10M以太网完全相同，只是速率提高了10倍，传输的介质增加了对光纤的支持。
IEEE802.3z定义了1000M以太网的标准，千兆以太网针对不同的介质定义了不同的标准，如下表所示。
千兆以太网针对不同的介质定义的不同标准以太网的分层模型如图所示：图 1-2 以太网模型PMD子层的功能是在PMA子层和介质之间交换串行化的8B/10B符号代码位，PMD子层将这些电信号转换成适合于在某种特定介质上传输的形式。
如光纤和铜线媒体进行的1000BASE-X物理层信号。
PMA为PCS层提供媒体无关的连接方式，支持采用串行码流物理媒体。
PCS层提供所有GMII服务，还包括：和下层PMA通信的GMII八位数据到（从）十位码群（8B/10B）的编解码功能；通过PHY层的半双工服务，提供载波侦听和碰撞检测信号；当PHY准备工作时，通过GMII管理自动协商过程和通知管理实体。
PLS子层只在10M以太网上使用，现在很少使用，这里不在描述。
以太网物理层1.3 物理层1.3.1 以太网接口类型以太网接口常用有双绞线接口（俗称电口）和光纤接口（俗称光口）2种。
另外还有早期的同轴电缆接口。
下面是常用以太网接口的代号：Clause 39.)1000BASE-LX: 1000BASE-X 采用单模或多模长波激光器的规格(参见 IEEE 802.3 Clause 38.)1000BASE-SX: 1000BASE-X 采用多模短波激光器的规格(参见 IEEE 802.3 Clause 38.)1000BASE-T: 采用四对五类平衡电缆的1000 Mb/s 物理层规格 (参见 IEEE 802.3 Clause 40.)1.3.2 电口电口传输距离标准为100m，电口采用RJ－45接口。
这是一种习惯的叫法，实际上RJ45只是一种接线方式，此处沿用习惯的叫法。
RJ-45 插座可以分为屏蔽式和非屏蔽式、直插式和侧插式、带LED灯和不带LED灯，有单端口、两端口、单排四端口、单排6端口、单排8端口、双排8端口、双排12端口、双排16端口等，有8PIN、6PIN和4PIN。
图3所示是常用的屏蔽式、侧插、带LED指示灯、单排四端口的RJ-45插座。
其中LED指示灯是绿色和黄色，按公司规范可以分别表示LINK（链路完整）和ACT（有收发活动）等。
图 1-3 RJ－45插座与RJ－45 插座相对应的是RJ－45 插头，如图4所示，一般为8PIN。
在10/100M以太网时，其中2根表示1对发送数据，另2根表示1对接收数据，剩下4根保留（100BASE-T4使用4对线，是为3类线设计的）；在1000M以太网时，1000BASE-T使用的是4对双绞线，每一对线都作双向数据传输，因为目前应用很少，这里不做介绍。
下面只介绍FE的网线。
图 1-4 RJ－45插头我们常用的网线有两种：不带交叉网线和带交叉网线。
平时所说的网线名称与802.3标准中所说的网线名称容易混淆。
标准中的直连网线（Straight Through Cable）不带交叉，针脚定义如下表所示。
主要用于交换机或集线器与工作站或PC机的网卡之间连接的以太网双绞线电缆。
不能直接连接两台PC机的网卡。
直连网线针脚定义插头1针脚插头2针脚信号芯线颜色备注1 1 发送white-orange 双绞线2 2 orange3 3 接收white-green 双绞线6 6 green4 4 双向blue 双绞线5 5 white-blue7 7 双向white-brown 双绞线标准中交叉网线（Cross Over Cable）的连线为交叉方式，如下表所示，主要用于交换机与中继器、集线器和集线器、工作站的网络接口卡和工作站的网络接口卡之间连接的以太网双绞线电缆。
直连网线针脚定义对于常说的RJ－45的MDI和MDIX接口，对应为DTE侧接口和DCE侧接口，MDI接口的PIN定义如下图所示。
图 1-5 MDI接口PIN定义而MDI－X接口的PIN定义如下图所示，其收发方向刚好与MDI接口相反。
图 1-6 MDI－X接口PIN定义现在有些物理层芯片支持MDI和MDIX自动识别功能，它可以根据与其相连的对端设备是DTE还是DCE及使用的是MDIX还是MDI模式，也可以设成MDI或MDIX 的固定模式。
1.3.3 光口目前以太网光模块封装有GBIC、SFF、SFP，公司目前推荐使用的是GBIC和SFP两种可热插拔的光模块，有850nm、1310nm、1550nm波长，还可以分为多模和单模，而传输距离也不一样，多模传输距离为275～550m，单模则可以达到2Km、10Km、15Km、40Km、70Km，甚至100Km或以上。