第5章以太局域网

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第5章1 局域网技术及组建

3
千兆以太网
◆ 千兆以太网协议标准——IEEE802.3z ◆ 新的物理层标准1000Base-T可以支持多种
传输介质。
＊1000Base-CX。CX表示铜线。传输距离为25m。＊1000Base-SX。SX表示短波。传输距离为275m和 550m。＊1000Base-T。使用4对5类UTP，传输距离为100m。＊ 1000Base-LX。LX表示长波。
局域网是在较小的范围内，利用通信线路
将多种数据设备连接起来，实现相互间的数据传输和资源共享的系统。
2
局域网用途
共享打印机、扫描仪。通过公共数据库共享各类信息向用户提供诸如电子邮件之类的高级服务
3
局域网特点
地域范围小，用户个数有限。通常是一个办公室，
一座楼或楼群计算机和设备的组网。
数据传输速率高。一般为10Mbps或100Mbps。因近距离传输，数据传输质量高，误码率低。
成本低，易于安装，使用灵活。
LAN是通过物理信道通信的，常用介质有同轴电缆、双绞线和光纤等。
4
局域网分类
按拓扑结构分为星型网络、总线型网络、环型网络和树型网络。目前常用的是星型和总线型。
按线路中传输的信号形式分为基带网络和宽带网络。
按传输介质分为双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络和无线局域网等。目前常用的是双绞线网络。
2
交换式局域网的结构与特点
交换式局域网的核心设备是局域网交换机。交换机的每个端口都能独享带宽，所有端口能够同时进行并发通信，并能在全双工模式下提供双倍的传输速率。特点：
◆ 独占信道，独享带宽。 ◆ 多对节点之间可以同时进行通信。建立多条链路，同时进行通信。 ◆ 端口速度配置灵活。 ◆ 便于网络管理和均衡负载。 ◆ 兼容原有网络。

第五章计算机网络

综上，和的重传不会冲突。的重传不会冲突综上，A和B的重传不会冲突。
Ethernet中，除8个字节中个字节(64bit)前导符以外的前导符以外的Frame最小长度为字节最小长度为64字节个字节前导符以外的最小长度为字节(512bit)。。可以总结出，中数据的最小长度为64-6-6-2-4=46字节。字节。可以总结出，Ethernet的Frame中数据的最小长度为的中数据的最小长度为字节比较有趣的是，出现冲突后节点在重新侦听信道前等待的时间是512位时的倍比较有趣的是，出现冲突后节点在重新侦听信道前等待的时间是位时的倍即等待几个Frame(不含前导符的发送时间。不含前导符)的发送时间数，即等待几个不含前导符的发送时间。
习题解答
第五章-链路层和局域网第五章链路层和局域网 13 ，5，11，15，16
第五章-链路层和局域网第五章链路层和局域网
P.325 复习题复习题13
第五次冲突后，发送方需要从中随机选择一个K值第五次冲突后，发送方需要从{0,1,2,……,31}中随机选择一个值。中随机选择一个的概率为1/32 则，K=4的概率为的概率为对于10Mbps以太网，重新侦听信道前的等待时间为以太网，对于以太网重新侦听信道前的等待时间为4*512*10-7秒，微秒。即204.8微秒。微秒
第五章-链路层和局域网第五章链路层成多项式数据D=10101010 数据 10101010000除以除以1001的余数为的余数为101 除以的余数为因此，因此，R=101
第五章-链路层和局域网第五章链路层和局域网
P.327 习题习题15 t=0时，A开始发送开始发送Frame。则将在位时(bit-time)时完成该时完成该Frame的发时开始发送。则将在t=576位时 bit-time 时完成该位时的发的最后一位刚刚离开A。送，即Frame的最后一位刚刚离开。的最后一位刚刚离开因为A发送的第一位数据将在因为发送的第一位数据将在t=225位时时到达，因此，B最晚需要在位时时到达B，因此，最晚需要在发送的第一位数据将在位时时到达 t=224位时时发送它的第一位数据，否则会认为信道忙而不发送数据。位时时发送它的第一位数据，会认为信道忙而不发送数据。位时时发送它的第一位数据否则B会认为信道忙而不发送数据最坏情况下，于位时时开始发送数据。最坏情况下，B于t=224位时时开始发送数据。则B发送的第一位数据将在位时时开始发送数据发送的第一位数据将在 224+225=449位时时到达，此时的Frame还没有发送完毕。位时时到达A，此时A的还没有发送完毕。位时时到达还没有发送完毕因此，能够检测到自己发送的数据与发送的数据产生了冲突。能够检测到自己发送的数据与B发送的数据产生了冲突因此，A能够检测到自己发送的数据与发送的数据产生了冲突。即，A不不可能检测不到可能的冲突。可能检测不到可能的冲突。其实，本题的目的是让你了解在真实的Ethernet网络中，就是通过限制最网络中，其实，本题的目的是让你了解在真实的网络中小帧长来消除检测不到可能冲突的问题。小帧长来消除检测不到可能冲突的问题。

计算机网络与Internet应用基础教程第5章局域网组网技术

AUI端口，用于连接细缆的BNC端口，也可以是光纤连接端口，这类端口称为向上连接端口。从结点到集线器的非屏蔽双绞线最大长度为100m，利用集线器向上连接端口级联可以扩大局域网覆盖范围。单一集线器结构适宜于小型工作组规模的局域网。如果需要联网的结点数超过单一集线器的端口数时，通常需要采用多集线器的级联结构，或者是采用可堆叠式集线器。
2. 网络工作站网络工作站是指用户能够在网络环境中工作，访问网络共享资源的计算机系统，通常又被称为客户机（Client）。网络工作站是连接在局域网上的一台计算机，用户通过它来访问网络，共享资源。它的主要作用是为网络用户提供一个访问网络服务器，共享网络资源，与网上的其他结点交流信息的操作台和前端窗口，使用户能够在网上工作。在网络工作站上，必须安装一块网络接口卡，并通过传输介质及介质连接设备和网络设备把它连接到网络上，成为局域网上的一个站点。在网络工作站上，除运行自己的操作系统外，还必须运行有关的网络软件，包括：网络协议软件、网络应用软件或网络操作系统的客户端软件。
1. 局域网交换机的分类（1）简单的10Mbps局域网交换机（2） 10/100Mbps自适应局域网交换机（3）大型局域网交换机 2. 典型的局域网交换机目前，应用最广泛的局域网交换机主要有： Cisco 公司的Catalyst系列交换机，3Com公司的 SuperStack Ⅱ系列交换机，Nortel公司的BayStack 300系列与EtherSpeed系列交换机，Intel公司的 Express系列交换机，以及Accton公司的Cheetack Switch Workgroup系列交换机等。
（2）按照网卡支持的传输速率分类，主要分为以下四类： ○ 10Mbps网卡； ○ 100Mbps网卡； ○ 10/100Mbps自适应网卡； ○ 1000Mbps网卡。（3）按网卡所支持的传输介质类型分类，主要分为以下四类： ○ 双绞线网卡； ○ 粗缆网卡； ○ 细缆网卡； ○ 光纤网卡。

第五章快速以太网技术

、局域网的拓扑结构装帧发送、接收拆帧、传输介质共享与竞争。

目的工作站时保留某个帧。

且，当以太网络交换机的端口增加时，交换矩阵变的越来越复杂，实现起来间的协同工作。

六、第二层和第三层交换及其与路由器方案的竞争局域网交换机是工作在OSI第二层的，可以理解为一个多端口网桥，传统上称为第二层交换；交换技术已经延伸到OSI第三层的部分功能，即所谓第三层交换，第三层交换可以不将广播封包扩散，直接利用动态建立的MAC地址来通信，具有多路广播和虚拟网间基于IP、IPX等协议的路由功能。

七、虚拟局域网技术虚拟局域网（VLAN）：允许区域分散的用户在逻辑上成为一个新的工作组，而且同一工作组的成员能够改变其物理地址而不必重新配置节点。

VLAN主要特点：¾子网分段：用交换机建立虚拟网就是使原来的一个大广播区（交换机的所有端口）逻辑的分为若干个“子广播区”，在子广播区里的广播封包只会在该广播区内传送，其它的广播区是收不到的。

¾逻辑隔离：VLAN通过交换技术将通信量进行有效分离，从而更好地利用带宽，并可从逻辑的角度将实际的LAN基础设施分割成多个子网，它允许各个局域网运行不同的应用协议和拓扑结构。

三、千兆以太网类型1、1000BASE-LX：较长波长的光纤，支持550m长的多模光纤（62.5um或50um）或5Km长的单模光纤（10um），波长范围为1270到1355nm；2、1000BASE-SX：较短波长的光纤，支持275m长的多模光纤（62.5um）或550m长的多模光纤（50um），波长范围为770到860nm；3、1000BASE-CX：支持25m长的短距离屏蔽双绞线，主要用于单个房间内或机架内的端口连接；4、1000BASE-T：支持4对100m长的UTP5线缆，每对线缆传输250Mbps数据。

5.5 应用实例一、快速以太网典型拓扑它由快速以太网交换机（100M交换机）构成主干，10M集线器构成分支接入PC机及服务器，局域网再通过路由器连接到广域网。

计算机网络技术课件(第5章)局域网基础

第五章局域网基础
§5.3 传统以太网 5.3
5.3.3 10BASE-2 10BASE10BASE1．10BASE-2的组成部分主要包括以下几个组成部分：（1）细同轴电缆（Coaxial Thin Cable）（2）BNC T型连接器（BNC T Connector）（3）BNC连接器（BNC Connector）（4）BNC圆柱形连接器（BNC Column Connector）（5）BNC终端匹配器（BNC Terminal Connector）（6）网卡（Network Interface Card）细缆以太网示意图
第五章局域网基础
优点：优点： 1）结构简单、建网容易、便于管理 2）易于扩展，添加新站点方便 3）故障检测和隔离方便 4）传输速度快缺点：缺点： 1）中央节点负担重，可靠性低 2）通信线路的利用率低图例
第五章局域网基础
4.星型总线结构和星型环混合 4.星型总线结构和星型环混合
实际网络结构是多种多样的，其拓扑结构也不一定是单一结构。它们往往是几种结构的混合体 1）星型总线结构
第五章局域网基础
2．令牌环令牌环的技术始于1969年，这就是所谓的Newhall环路。在令牌环介质访问控制方法中，使用了令牌，它是一种被称作令牌的特殊的二进制比特格式的帧。环路上只有一个令牌，因此任何时刻至多只有一个结点发送数据，不会产生冲突。而且，令牌环上各结点均有相同的机会公平地获取令牌。令牌环的工作原理
第五章局域网基础
2．宽带系统当特性阻抗为75Ω的同轴电缆用于频分多路复用FDM的当特性阻抗为75Ω的同轴电缆用于频分多路复用FDM的模拟信号发送时，称为宽带。主要特点如下：（1）发送模拟信号，并采用FDM技术。）发送模拟信号，并采用FDM技术。（2）采用总线/树型拓扑结构，介质是宽带同轴电缆。）采用总线/ （3）传输距离比基带远，可达数十公里。（4）采用单向传输技术，信号只能沿一个方向传播。（5）两条数据通道，且端头处接在一起。（6）结点的发送信号都沿着同一个通道流向端头。（7）在物理上，可采用双电缆结构和单电缆结构来实现输入和输出的通道。宽带传输技术

计算机网络各章重点总结

第一章：概述1、因特网的组成：从因特网的工作方式上看，可以划分为以下的两大块：(1）边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成.这部分是用户直接使用的(2) 核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。

这部分是为边缘部分提供服务的边缘部分：由各主机构成,用户直接进行信息处理和信息共享；低速连入核心网。

核心部分:由各路由器连网，负责为边缘部分提供高速远程分组交换.2、计算机之间的通信方式：主机A 的某个进程和主机B 上的另一个进程进行通信”简称为“计算机之间通信”在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：（1）客户服务器方式（C/S 方式）客户(client)和服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程。

客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。

(2）对等方式（P2P 方式）对等连接是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。

两者的相同点与区别：对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。

前者严格区分服务和被服务者，后者无此区别.后者实际上是前者的双向应用。

3、因特网的核心部分：在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。

路由器是实现分组交换的关键，其任务是转发收到的分组,这是网络核心部分最重要的功能.因特网核心部分由许多网络和把它们互连起来的路由器组成而主机处在因特网的边缘部分。

主机的用途是为用户进行信息处理的,并且可以和其他主机通过网络交换信息。

路由器的用途则是用来转发分组的，即进行分组交换的。

4、（1）电路交换的主要特点:“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。

电路交换必定是面向连接的。

电路交换的三个阶段：建立连接通信释放连接（2)分组交换的主要特点：在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段（3)报文交换：电报通信：采用了基于存储转发原理的报文交换。

电路交换整个报文的比特流连续的从源点直达终点。

第5章局域网

依据管理方式
分为智能型HUB和非智能型HUB
按配置形式
独立型HUB和堆叠式HUB
选用集线器要考虑的三个因素
接口的类型、接口速率、否可堆叠
第四章
数据链路层
5.4.4 网桥和交换机
网络1 网络2
主机1
主机2
主机3
主机4
主机5
主机6
既能物理上扩展网络，同时不会使冲突域增大具有依据第二层地址进行数据帧过滤的能力和集线器的差别
交换机属于数据链路层设备，而集线器属于物理层设备交换机能隔离冲突，而集线器却无能为力交换机的每个端口可提供专用的带宽，而集线器的所有端口只能共享带宽
第四章
数据链路层
交换机
选购考虑因素
背板带宽：也叫背板吞吐量端口速率和端口数是否带网管功能是否支持模块化、是否支持VLAN、是否带第三层路由功能
第四章
数据链路层
第四章
数据链路层
5.3 介质访问控制
局域网中目前广泛采用的两种介质访问控制方法
争用型介质访问控制协议，又称随机型的介质访问控制协议，如CSMA/CD方式。确定型介质访问控制协议，又称有序的访问控制协议，如Token（令牌）方式。
第四章
数据链路层
5.3.1
CSMA/CD
中文名：带冲突检测的载波侦听多址访问载波侦听CS：
第四章
数据链路层
5.4.3中继器和集线器
功能：主要被用于物理上扩展网络规模冲突域：对一组可能会彼此发生冲突的主机设备及其互连的网络环境(包括传输介质、连接部件和一些互连设备)的总称数量有一定的限制 “5-4-3-2-1”的规则集线器的分类
第四章
数据链路层

计算机网络第5章局域网组网方法

18
集线器的分类（续）
按照配置的形式分类独立型集线器模块化集线器堆叠式集线器
从是否可进行网络管理来分类不可网管型集线器可网管型集线器
19
5.2.3 中继器
中继器在物理层上实现连接，它的作用主要是扩展连网距离。
主机A
主机B
主机D
主机E
中继器
主机C
主机F
20
5.2.4 局域网交换机
结构化布线的概念结构化布线的特点结构化布线的发展结构化布线系统的构成
34
5.4.1 结构化布线的概念
结构化布线系统是一个能够支持任何用户选择的话音、数据、图形图像应用的电信布线系统。系统应能支持话音、图形、图像、数据多媒体、安全监控、传感等各种信息的传输，支持UTP、 STP、光纤、同轴电缆等各种传输介质，支持多用户多类型产品的应用，支持高速网络的应用。
12
按总线类型分类（续）
按总线类型，网卡可分为： ISA网卡、PCI网卡、 PCMCIA网卡及USB网卡等。 PCMCIA网卡 PCMCIA网卡是笔记本电脑专用的，它受笔记本电脑的空间限制，体积远不可能像PCI接口网卡那么大。
13
按总线类型分类（续）
按总线类型，网卡可分为： ISA网卡、PCI网卡、 PCMCIA网卡及USB网卡等。
络系统，需要了解现有网络使用情况，尽可能在设计新的网络系统时考虑对旧系统的利用，这样才能保护用户原有投资，节约费用。网络所需要的安全程度。根据用户需求选用不同类型的防火墙和采用不同的安全措施，以保护网络系统的安全。
6
5.1.2 网络规划与设计的准则
根据国内外网络建设的经验，任何网络建设的方案设计必须坚持：实用性先进性与成熟性开放性可扩充性安全性经济性

第5章局域网(习题答案)

第5章局域网一、填空题1．局域网中的数据通信被限制在几米至几千米的地理范围内，能够使用具有中等或较高传输速率的物理信道，并且具有较低的误码率。

2．IEEE 802参考模型只对应OSI参考模型的数据链路层与物理层，它将数据链路层划分为逻辑链路控制子层与介质访问控制子层。

3．以太网最大的特性在于信号是以广播的方式在介质中传播。

4．以太网的核心技术是它的CSMA/CD方法，即带有冲突检测的载波侦听多路访问方法。

5．CSMA/CD的发送流程可以简单地概括为先听后发，边发边听，冲突停止，随机重发。

6．万兆以太网只支持双工模式，而不支持单工模式，而以往的各种以太网标准均支持单工/双工模式。

7．为了实现在端口之间转发数据，交换机在内部维护着一个动态的端口-MAC地址映射表。

8．以太网交换机对数据帧的转发方式可以分为直接交换方式、存储转发方式和改进的直接交换方式3类。

9．简单地说，多层交换技术就是第二层交换技术＋第三层转发技术。

10．VLAN隔离了广播风暴，同时也隔离了各个不同的VLAN之间的通讯，所以不同的VLAN之间的通讯是需要有路由来完成的。

11．VLAN技术允许网络管理者将一个物理的LAN逻辑地划分成不同的VLAN。

12．无线局域网一般分为有固定基础设施和无固定基础设施两大类。

13．目前常用的无线网络标准主要有802.11 标准、蓝牙（Bluetooth）标准以及HomeRF标准等。

14．无线网络的拓扑结构分为无中心拓扑结构和有中心拓扑结构。

二、简答题1.简述CSMA/CD的工作原理。

在采用CSMA/CD介质访问控制方法的总线型局域网中，每一个节点利用总线发送数据时，首先要侦听总线的忙、闲状态。

如果总线上已经有数据信号传输，则为总线忙；如果总线上没有数据传输，则为总线空闲。

如果一个节点准备好了要发送的数据帧，并且此时总线空闲，它就可以启动发送。

同时也存在着这种可能，那就是在几乎相同的时刻，有两个或两个以上节点发送了数据，那么就会产生冲突，因此节点在发送数据的同时应该进行冲突检测。

第5章__以太网络故障诊断与排除(习题)ok

第5章以太网络故障诊断与排除习题1. 简述以太网络故障查找的步骤((1) 收集所有可以收集到的有价值的信息，分析故障的现象;(2) 将故障定位到某一特定的网段，或者是单一独立功能组（模块），也可以是某一用户;(3) 确认是特定的硬件故障还是软件故障;(4) 定位与修复故障;(5) 验证故障的排除, 恢复网络的正常运行。

2. 简述以太网络故障查找应注意的事项((1) 沿拓扑结构和网段做测试●故障是否只影响该工作站（本地故障）还是会影响其它站点（全局故障）?●故障发生在电缆?网卡?驱动软件? 噪声环境? 接地循环?工作站设置不正确?(2) 要提高测试质量●检查电缆连接(RJ45头、BNC头、工作站);●检查链路层(碰撞问题、帧级错误、负荷过重);●利用专业监测工具。

)3. 简述以太网络帧校验序列故障的诊断与排除(1) FCS帧校验序列错误(2) FCS诊断标准(3) FCS错误排查)4. 简述网络性能降低时的诊断与排除((1) 网络性能降低的同时伴有滞后冲突(2) 网络性能降低同时伴有早期冲突计算机网络故障诊断与排除104(3) 网络速度慢、响应时间长(4) 间隙性地出现网络故障、性能降低和帧对齐差错(5) 网络间隙性故障)5. 简述节点失去网络连接时的诊断与排除((1) 单个节点失去网络连接故障原因如下。

(1) MAU的网线或网卡与网络的连接松动或连接失效。

(2) 网络中的某个网段与其余网段之间失去了网桥连接(3) 网络中的某个网段与其余网段之间失去了路由连接(4) 客户机出现间歇性的网络连接故障(5) 10/100Base-T自动协商进程太过频繁，吞吐量低)6. 简述以太网中常见的故障原因(以太网中最常见的故障原因有：●AUI电缆损坏；●网桥地址列表的配置不正确，网桥工作在保护模式下；●网桥过滤器设置不当；●网桥过载；●网桥的老化功能删除了某些地址表项；●级联的网桥或中继器太多，从而引发超时和响应时间过长；●电缆长度超标；●连接器松动或损坏，如接头、墙插、MAU、Hub、网桥、路由器；●电磁干扰；●外部MAU损坏；●路由器、网桥或Hub的物理连接故障(电缆、连接器和插入模块松动，背板上的电缆连接错误)；●帧间距过短；●网络被多处接地；●NIC配置不正确；●网桥负载均衡功能引起的数据包失序；●光组件(如光Hub端口)的功率时；●路由器的过滤器设置不当；●路由器配置不正确(端口未激活、协议未激活、运行模式不正确等)；●路由器过滤；第5章以太网络故障诊断与排除●路由协议属性项配置不正确(如地址表、映射表、子网掩码、默认网关、路由表和定时器)；●路由协议的(OSPF Hello定时器、Dead定时器、IGRP Active定时器)的设置不正确；●终端电阻损坏或丢失(10Base2、10Base5)；●WAN链路中断、过载或质量低劣(BER非常高)。

局域网技术 - PowerPoint 演示文稿

A
B
C
D
A
Application Transport Network Data Link
Physical
B
Application Transport Network Data Link
C
Application Transport Network Data Link
Physical
Physical
局域网技术
• 传统的局域网以共享介质为基础； • 局域网中任何一段物理信道在一个时间段
内只能被一个站点占用。 • 这就产生了一个信道的合理分配问题。
局域网技术
8
介质访问控制方法
• 由谁占用信道？如何避免冲突？又如何能使网络具有最好的工作效率以及最佳的可靠性？这些问题就是靠所谓介质访问控制方法来解决。
• 局域网的介质访问控制方法与网络的拓扑结构密切相关：
10 BASE-2的技术规范；
– IEEE 802.3b
10 BROAD36的技术规范；
– IEEE 802.3i
10 BASE-T的技术规范；
– IEEE 802.3j
10 BASE-F的技术规范；
– IEEE 802.3u
100 BASE-T的技术规范；
– IEEE 802.3z， IEEE 802.3ab
•IEEE 802.2
定义体系结构、网际互连标准。
综述和体系结构。网际互连、网络管理及寻址。生成树协议。 VLAN标记协议。
定义逻辑链路控制层LLC标准。
局域网技术
21
IEEE 802系列标准
• IEEE 802.3 CSMA/CD访问法及其物理层技术规范(10BASE-5)；

第5章以太网组网技术

5.2 传统以太网组网技术
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下一页目录本节结束
5.2.1 10BASE-5以太网
1．组建10BASE-5的基本网络设备
2．10BASE-5的主要性能指标
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下一页目录本节结束
如果不使用中继器，最大粗缆长度不能超过500米。工作站与收发器之间的最大距离为50米。两个相邻收发器之间的最小距离为2.5米，收发器电缆的最大长度为50米。如果使用中继器，一个10BASE-5网中最多只允许使用4个中继器，连接起来五个网段。工作站只允许安装在其中的三个网段上，其余的用于扩充距离。通过中继器连接后的粗缆网段最大长度不能超过 2500米。一个网段上最多允许100台工作站，中继器被看作三类非屏蔽双绞线UTP，其中有3对线用于数据传输，1对线用于冲突检测。因为它没有单独专用的发送和接收线，所以不可能进行全双工操作。
3．100BASE-T2
100BASE-T2支持2对3类非屏蔽双绞线UTP。其中1对线用于发送数据，另1对用于接收数据，因而可以进行全双工操作。 4．100BASE-FX 100BASE-FX支持2芯的多模(62.5μm或125μm) 或单模光纤。100BASE-FX主要是用作高速主干网，从节点到集线器的距离可以达到412米。由于目前所建设的布线系统中，一般传输网络信息都选用超5类双绞线或光纤，所以在一般的局域网中100BASE-TX与100BASE-FX使用得最普及。
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以太网的发展
5.1.1 以太网的技术标准以太网是目前使用最为广泛的局域网，从70年代末就有了正式的网络产品。在整个80年代中以太网与PC机同步发展，其传输速率自80年代初的 10Mbps 发展到90年代达到100Mbps，而且目前已经出现了10Gbps的以太网产品。以太网支持的传输介质从最初的同轴电缆发展到双绞线和光缆。星型拓扑的出现使以太网技术上了一个新台阶，获得了更迅速的发展。从共享式以太网发展到交换式以太网，并出现了全双工以太网技术，致使整个以太网系统的带宽成十倍、百倍地增长，并保持足够的系统覆盖范围。

14709第5章

从图5-8可看出，要提高以太网的信道利用率，就必须减小与T0之比。在以太网中定义了参数a，它是以太网单程端到端时延与帧的发送时间T0之比：
a

T0
(5-1)
当a→0时，表示只要一发生碰撞，就立即可以检测出来，并立即停止发送，因而信道资源不会被浪费。反之，参数a越大，表明争用期所占的比例增大，这就使得信道利用率降低。因此，以太网的参数a的值应当尽可能小些。
图5-5
人为干扰信号的加入
5.2.2
扑
使用集线器的星型拓
传统以太网最初是使用粗同轴电缆，后来演进到使用细同轴电缆，最后发展为使用双绞线。这种以太网采用星型拓扑，在星型的中心则增加了一种可靠性非常高的设备，叫做集线器 (hub)，如图5-6所示。
站点集线器 RJ-45 插头
两对双绞线
A
B
A
B
A t A 检测到发生碰撞 A
B B
图5-4
传播时延对载波监听的影响
显然，在使用CSMA/CD协议时，一个站不可能同时进行发送和接收。因此使用 CSMA/CD协议的以太网不可能进行全双工通信而只能进行双向交替通信(半双工通信)。
每一个站在自己发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性。以太网的这一特点称为发送的不确定性。
图5-6 使用集线器的双绞线以太网
双绞线以太网总是和集线器配合使用的。每个站需要用两对无屏蔽双绞线（放在一根电缆内），分别用于发送和接收。双绞线的两端使用RJ-45插头。
由于集线器使用了大规模集成电路芯片，因此，集线器的可靠性就大大提高了。 1990年IEEE制定出星型以太网10BASE-T的标准802.3i。“10”代表10 Mbit/s的数据传输速率，BASE表示连接线上的信号是基带信号，T代表双绞线。

第五章高速以太网要点

不能防止广播风暴（广播消息仍会泛滥到网桥所连接的各个网段）
●两种类型的网桥：
透明网桥（Transparency Bridge）源选径网桥（Source Routing Bridge）
1. IEEE802.1透明网桥
特点：由网桥实现路由选择，网桥和路由对站点透明
网桥采用存储、转发方式，需要有足够缓存网桥有寻址和路由选择能力，路由选择采用查表法：网桥内的端口-地址表描述了到达每个站点的路由。
◆总线网络或基于集线器的网络：网络总带宽=10Mbps，n个站点共享，每站点平均带宽10/n Mbps； ◆基于网络交换机的网络：允许多个信道同时传输信息，不受CSMA/CD 的限制，网络总带宽=（n/2～n）*10Mbps，每个连接的带宽为10Mbps ；
10Mbps 网络交换机使用交换机后，可建立多个并发的通信。例如： 8个端口可建立4个并发通信，总带宽 = (8/2)*10Mbps = 40 Mbps
5.4 LAN的扩展（LAN互连）— 网桥
LAN互连的必要性及要解决的问题
LAN互连的必要性：
地域限制、负载问题、互通问题、安全问题 LAN互连的困难：帧格式不同、传输速率不同、最大帧长不同 LAN互连的实现：
中继器/HUB －在物理层上实现互联
网桥－在数据链路层上实现互联路由器－在网络层上实现互联
UTP5
100Base TX集线器
UTP5
UTP5 光纤
UTP5
UTP5
光纤插有光纤接口网卡
3.FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
网络由双环构成，可靠性高。传输速率为100Mbps。介质访问控制方法采用Token Passing，类似于令牌环。传输介质主要为光纤，网络覆盖范围较大(几十km)。

计算机网络教案第五章(共19张PPT)

•若信道忙，则继续监听直至发现信道空闲然后完成发送；（）1。）站点使用CSMA协议进行数据发送；
从将帧多转个发帧功连能接分到配一考起虑再发。网桥软接件收对到地一址帧后/端，口通对过应查表询进地行址不/端断口的对更应新表，来并确定定时是检丢查弃，还删是除转在发一；段时间内没有更新的地址/端口项；
5．6 数据链路层交换
程。二．Ethernet局域网
③源地址路由选择透明桥SRT方式
冲突检测：比较法和编码违例判决法
冲突窗口：τ＝D/V，即2τ，D为总线最大长度，V为传播速度。
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5．1 以太网和
总线
结点A 帧A 2τ
τ=D/V
冲突发生
结点B
帧B
帧A+帧B
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6.帧格式
5．1 以太网和
前导序列（7个字节10101010）帧开始标志（1字节， 10101011）目标地址和源地址：2或6字节，以太网为6个字节帧长度域（2字节，取值在0-1500之间）规定有效帧的最短长度为64字节。数据（0-1500个字节）填充（0-46字节）当用户资料不足46字节时，要求将用户资料凑足46字节，以保证的帧长
则帧为长了度在域1（02M字bp节s，速取率值上在发0送-1数50据0，之则间每）秒钟信号必须要改变20M次。 •计关算键机问网题络：可如以何分解成决两对类信道争用
（3）在发出干扰信号后，等待一段随机时间，再重复上述过（则1为）了基在于10端M口bp的sV速L率AN上划发分送数据，则每秒钟信号必须要改变20M次。
计算机网络教案第五章
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主要内容
• 以太网和
• 高速局域网
• 数据链路层交换

第五章计算机网络技术练习

第五章计算机网络技术练习第五章以太网组网技术习题五1、填空题（1）、网是一个最具有代表性的局域网，它是目前发展最为迅速的技术之一，它已成为局域网硬件的标准。

（2）、在10Base-5网中使用作为传输媒介；在10Base-2网中使用作为传输媒介；在10Base-T网中使用作为传输媒介；在10Base-F网中使用作为传输媒介。

（3）、交换式以太网的核心设备室。

（4）、如果使用中继器，一个10Base-5网中最多只允许使用个中继器，链接网段。

工作站只允许安装在其中的网段上，其余的用于扩展距离。

（5）、10Base-T在拓拔结构中增加了，节点链接为结构。

（6）、在10Base-T中集线器与网卡之间和集线器之间的最长距离均为m。

（7）、在10Base-T中继线器数量最多为个，及任意两节点之间的距离不会超过m。

（8）、5类非屏蔽双绞线有8（4对）根线，只用了其中的四根，其中脚必须成一对，脚也必须成一对。

（9）、100Base-T可以支持多种传输介质，目前制定了四中有关传输介质的标准，即、与。

（10）、100Base-FX支持光纤或光纤。

（11）、100Base-FX环境中，一般选用62.5/125多模光纤，也可选用、及型号的光缆。

（12）、一般来说，组建快速共享LAN可遵守中继规则。

（13）、100Base-T集线器不能使用同轴电缆，只能使用、、及型号的光缆。

（14）、目前使用双绞线作为传输介质的1Gb/s以太网有和两种实现技术。

（15）、1000Base-X是1Gb/s以太网技术中最容易实现的方案，它包括了、和。

（16）、交换式以太网的主要特点是为核心设备将各节点或网段连接起来。

（17）、在10Mb/s端口传输速率情况下，只有及支持全双工操作；而在100Mb/s快速以太网情况下，除了100Base-T4 外，、、均支持全双工做操作（18）、是虚拟局域网的基础。

2选择题（1）、在局域网的发展历史中，技术室现代以太网技术发展的里程碑。