第九章以太网以太网MAC及其物理层

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计算机三级《网络技术》基础知识：以太网

计算机三级《网络技术》基础知识：以太网2015计算机三级《网络技术》基础知识：以太网1.以太网的发展1976年7月，Bob在ALOHA网络的基础上，提出总线型局域网的设计思想，并提出冲突检测、载波侦听与随机后退延迟算法，将这种局域网命名为以太网(Ethernet)。

以太网的核心技术是：介质访问控制方法CDMA/CD.这种方法解决了多结点共享公用总线的问题。

早期以太网的传输介质是同轴电缆，后用双绞线，再后用光纤。

2.以太网的帧结构与工作流程(1)以太网数据发送流程冲突：多个站点同时利用总线发送数据，导致数据接收不正确。

总线网没有控制中心，如果一个站点发送数据帧，以广播方式通过总线发送，每一个站点都能收到数据帧，其它站点也可以同时发送，因此冲突不可避免。

CSMA/CD发送流程可简单概括为：先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发。

实现公共传输介质的控制策略，需要解决的问题是：载波侦听，冲突检测，冲突后的处理方法。

(a)载波侦听结点利用总线发送数据时，首先侦听总线是否空闲，以太网规定发送数据采用曼彻斯特编码。

判断总线是否空闲可以判断总线上是否有电平跳变。

不发生跳变总线空闲。

此时如果有结点已准备好发送数据，可以启动发送。

(b)冲突检测方法载波侦听不能完全消除冲突，原因是数字信号是以一定的速率传输的。

例如：结点A发送数据帧时，离他1000m距离的结点在一定的时间延迟后才能收到数据帧，此时间段内如果B也发送数据，造成冲突。

从物理层上看，冲突时多个信号叠加，导致波形不同于任何结点的波形信号。

解决方案：结点A发送数据前，先发送侦听信号，如果侦听信号在最大距离传输时间2倍时，没有冲突信号出现，结点A肯定取得总线的访问权。

冲突信号的延迟时间=2*D/V。

其中：D是结点到最远结点的距离，V表示信号传输速度，信号往返的时间为延迟时间。

进行冲突检测的方法有两种：比较法和编码违例法。

比较法：将发送信号波形与从总线上接收的信号比较，如果不同说明有冲突。

思科考试第九章以太网答案

思科考试第九章以太⽹答案Cisco 考试第九章以太⽹答案CISCO考试2010-06-17 09:49:42 阅读219 评论0 字号：⼤中⼩1.将⼆进制数字10111010 转换为等值的⼗六进制数字。

请从下⾯选择正确的答案。

8590BAA1B31C2.以下哪些选项描述的是帧间隙？（选择两项）任何站点在发送另⼀帧前必须等待的最短时间间隔，以⽐特时间为测量单位任何站点在发送另⼀帧前必须等待的最长时间间隔，以⽐特时间为测量单位插⼊帧中的96 位负载填充位，⽤于使其达到合法的帧⼤⼩帧之间传输的96 位帧填充位，⽤于实现正确同步可以让速度较慢的站点处理帧并准备下⼀帧的时间站点在发送另⼀帧前不得超过的最长时间间隔，否则将视其为⽆法到达3.采⽤CSMA/CD 的⽹络中发⽣冲突时，需要传输数据的主机在回退时间到期后做何反应？主机恢复传输前侦听模式。

造成冲突的主机优先发送数据。

造成冲突的主机重新传输最后16 个帧。

主机延长其延迟时间以便快速传输。

4.发⽣以太⽹冲突之后调⽤回退算法时，哪种设备优先传输数据？涉⼊冲突的设备中MAC 地址最⼩的设备涉⼊冲突的设备中IP 地址最⼩的设备冲突域中回退计时器⾸先过期的任何设备同时开始传输的设备5.以下哪项是CSMA/CD 访问⽅法的缺点？冲突会降低⽹络性能。

⽐⾮确定性协议复杂。

确定性介质访问协议会减慢⽹络速度。

CSMA/CD LAN 技术只能以低于其它LAN技术的速度提供。

6.请参见图⽰。

交换机和⼯作站已针对全双⼯操作进⾏了管理配置。

下列哪项陈述准确反映了此链路的运⾏？此链路不会发⽣冲突。

每次只有⼀台设备能够传输。

交换机将优先传输数据。

如果发⽣过多冲突，设备将默认恢复半双⼯操作。

7.以太⽹⽹段中的主机发⽣冲突时，为何要在尝试传输帧之前随机延迟？随机延迟旨在确保⽆冲突链路。

每台设备的随机延迟值由制造商指定。

⽹络设备⼚商之间⽆法就标准的延迟值达成⼀致。

随机延迟有助于防⽌站点在传输期间再次发⽣冲突。

MAC和PHY组成原理

MAC和PHY组成原理MAC（媒体访问控制）和PHY（物理层）都是在计算机网络中起关键作用的组件。

MAC负责控制数据的传输和流量，而PHY负责将数据从一个设备传输到另一个设备。

下面将详细介绍MAC和PHY的工作原理以及它们如何协同工作来实现高效和可靠的数据传输。

一、MAC（媒体访问控制）MAC层是OSI（开放系统互联）参考模型中的第二层，它负责处理数据帧的传输、接收和管理。

MAC层的功能包括以下几个方面：1.媒体接入控制：MAC层负责控制多个设备之间的资源共享。

当多个设备同时尝试发送数据时，MAC层通过其中一种算法来决定哪一个设备有权利访问共享媒体。

2.帧计时和同步：MAC层通过在数据帧中添加帧定界符和同步字，来保证数据的正确接收。

这些定界符和同步字帮助接收设备识别出帧的开始和结束。

3.帧封装和解封装：MAC层负责将上层的数据封装成数据帧，并附加必要的控制信息，如源地址、目的地址、帧校验序列等。

发送设备将数据帧发送给接收设备，接收设备根据MAC层的控制信息来解析和提取数据。

4.错误检测和纠正：MAC层使用帧校验序列（FCS）来检测数据帧是否传输正确。

接收设备会根据FCS来检验接收到的帧的完整性和准确性，并丢弃损坏的帧。

5.数据流量控制：MAC层根据网络的负载和流量情况来进行流量控制，以确保高效和可靠的数据传输。

当网络负载过高时，MAC层可以使用一些策略，如拥塞控制、流量限制等来降低网络拥塞，并避免数据丢失或性能下降。

二、PHY（物理层）PHY层是OSI参考模型中的第一层，它负责将数据从一个设备传输到另一个设备，主要涉及电信号、电压和物理介质等传输媒介。

PHY层的主要功能有以下几个方面：1.数据编码和解码：PHY层负责将数据从数字格式转换为模拟信号。

它将数字数据转换为电压、电流或光信号，以便在物理环境中传输。

接收设备则执行逆过程，将模拟信号转换为数字数据。

2.数据传输：PHY层根据具体的物理介质来传输数据。

以太网原理MAC和PHY

以太网原理MAC和PHY以太网是一种局域网（LAN）技术，用于在计算机之间传输数据。

以太网原理包括物理层（PHY）和媒体访问控制层（MAC）两个部分。

物理层（PHY）是以太网技术的底层，负责将传输的数据转化为电信号，并在网络中传输和接收数据。

PHY负责处理传输介质、传输速率等物理层面的细节。

MAC层是以太网技术的上层，负责管理和控制网络中的通信。

MAC层协议定义了数据的传输方式、帧结构、帧格式等规范，以确保数据的可靠传输和有效利用。

在以太网中，数据被分割成一系列的帧（Frame），每个帧由MAC层添加标识符和校验码，并传输到物理层。

物理层将数据转化成电信号，并通过传输介质（如双绞线、光纤等）传输到目标计算机。

PHY层通过一系列的电器和电子设备来处理数据的传输。

这些设备包括编码器、解码器、物理传输媒介、放大器等。

编码器和解码器负责将数据转化为电信号和相反的操作，物理传输媒介负责在不同的介质中传输数据，放大器用于增强信号的强度。

当数据传输到目标计算机后，物理层将电信号转化为数据，并传递给MAC层处理。

MAC层根据帧的标识符和校验码来验证数据的完整性和正确性，并将其传递给上层应用程序。

MAC层还负责管理和控制网络中的通信。

为了避免数据冲突，以太网采用了一种称为“载波侦听多址接入/碰撞检测”（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，CSMA/CD）的协议。

该协议允许多个计算机同时发送数据，但如果检测到冲突，则发送方会停止发送，等待一段随机时间后重新发送。

以太网的传输速率通常用Mbps（兆位每秒）来衡量，常见的速率有10Mbps、100Mbps和1000Mbps（即千兆以太网，也被称为千兆网）。

总结起来，以太网的原理包括物理层（PHY）和媒体访问控制层（MAC）两个部分。

PHY层负责将数据转化为电信号，并在物理介质上传输和接收数据。

MAC层负责管理和控制网络中的通信，确保数据的可靠传输和有效利用。

以太网物理层

6
表示
5
通信控制
4
传输
3
仲裁
2 以太网成帧&数据保护
1
比特位传输
CB1e_2_Lቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.919
应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层
HTTP, FTP, TFTP SNMP, SNTP, …
TCP / UDP IP
以太网
2-4
举例：点对点通信
7
Application
6
Presentation
CB1e_2_L1.919
2-13
双绞线分类
性能类别 1类线
规格（AWG）性能
各种
低于1MHz
2类线
22和24
1MHz
3类线
22和24
16MHz
4类线
各种
20MHz
5类线
各种
100MHz
6类线 7类线
各种各种
250MHz 600MHz
典型应用
模拟语音级，ISDN基本速率接口，要求小于1Mbps的其他应用
DSC
LC（用于千兆网络，接口小巧）
Industry connectors for IP 67
LC
M12 for F/O
其它带保护套的连接方式
CB1e_2_L1.919
2-26
IP 防护等级
CB1e_2_L1.919
2-27
连接器和终端设备必须符合特定的防护等级以满足防尘和防水要求——即IP防护等级 (IP = International Protection)
CB1e_2_L1.919
2-7
以太网: 同轴电缆10BASE2

以太网MAC和PHY

以太网PHY和MAC对应OSI模型的两个层——物理层和数据链路层物理层定义了数据传输和接受所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并想数据链路层设备提供标准接口（RGMII/GMII/MII）。

数据链路层提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能问：以太网PHY是什么？答：PHY是物理接口收发器，它实现物理层。

IEEE 802.3标准定义了以太网PHY。

他符合IEEE 802.3k中用于10BaseT（第14条）和100BaseTX（第24条和第25条）的规范。

问：以太网MAC是什么答：MAC就是媒体接口控制器。

以太网MAC由IEEE 802.3以太网标准定义，他事先了一个数据链路层。

最新的MAC同时支持10/100/1000Mbps速率。

通常情况下，他实现MII/GMII/RGMII。

问：什么是MII？答：MII（Medium Independent Interface）即媒体独立接口。

它是IEEE-802.3定义的以太网行业标准。

它包括一个数据接口，以及一个MAC和PHY之间的管理接口。

数据接口包括分别用于发送器和接收器的两条独立信道。

每条信道都有自己的数据、时钟和控制信号。

MII数据接口总共需要16个信号。

管理接口是个双信号接口：一个是时钟信号，另一个是数据信号。

通过管理接口，上层能监视和控制PHY。

MII标准接口用于连快Fast Ethernet MAC-block与PHY。

“介质无关”表明在不对MAC硬件重新设计或替换的情况下，任何类型的PHY设备都可以正常工作。

在其他速率下工作的与 MII等效的接口有：AUI（10M 以太网）、GMII （Gigabit 以太网）和XAUI（10-Gigabit 以太网）。

此外还有RMII(Reduced MII)、GMII(Gigabit MII)、RGMII（Reduced GMII）SMII等。

以太网的 MAC 层概述

46 ~ 1500 数据
IP 层
4 FCS MAC 层
MAC 帧
物理层
以太网 V2 的 MAC 帧格式
类型字段用来标志上一层使用的是什么协议，以便把收到的 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。
类型字段 2 字节
字节 6
6
2
目的地址源地址类型
IP 数据报
46 ~ 1500 数据
IP 层
4 FCS MAC 层
IP层
4
FCS MAC层
物理层
以太网 V2 的 MAC 帧格式
目的地址字段 6 字节
字节 6
6
2
目的地址源地址类型
IP 数据报
46 ~ 1500 数据
IP 层
4 FCS MAC 层
MAC 帧
物理层
以太网 V2 的 MAC 帧格式
源地址字段 6 字节
字节 6
6
2
目的地址源地址类型
IP 数据报
一个站在检测到总线开始空闲后，还要等待 9.6 s 才能再次发送数据。
这样做是为了使刚刚收到数据帧的站的接收缓存来得及清理，做好接收下一帧的准备。
IEEE 的注册管理机构 RA 负责向厂家分配地址字段 6 个字节中的前三个字节 (即高位 24 位)，称为组织唯一标识符。
地址字段 6 个字节中的后三个字节 (即低位 24 位) 由厂家自行指派，称为扩展唯一标识符，必须保证生产出的适配器没有重复地址。
3 字节（24 位）
3 字节（24 位）
MAC 帧
物理层
以太网 V2 的 MAC 帧格式
当传输媒体的误码率为 1108 时， MAC 子层可使未检测到的差错小于 11014。

以太网原理MAC和PHY

以太网原理MAC和PHY以太网（Ethernet）是一种计算机网络技术，用于在局域网（LAN）中进行数据传输。

它是一种广泛应用的网络协议，其主要优势是简单、可靠和成本低廉。

以太网协议包含两个关键组成部分：媒体访问控制（MAC）子层和物理层（PHY）。

物理层（PHY）负责将以太网帧从数据链路层传输到实际的物理媒体上。

它的主要任务是将数字数据转换为电气信号，然后通过传输媒介传送。

物理层使用一些特定的编码和调制技术来解决数据在物理媒体上的传输问题。

这些技术包括编码、调制解调和时钟恢复等。

物理层还负责定义信道的特性和接口标准，包括电压电平、数据传输速率、传输介质类型和连接器类型等。

这种标准确保了不同厂商的网络设备能够相互兼容工作。

例如，10BASE-T以太网使用了双绞线作为传输介质，传输速率为10Mbps。

而1000BASE-T以太网使用了Cat 5e或Cat 6双绞线作为传输介质，传输速率为1Gbps。

物理层还处理一些错误检测和纠正机制，以确保数据的可靠传输。

例如，以太网使用了冗余检验码（CRC）来检测帧中的传输错误。

如果接收端检测到错误，它会向发送端发送一个特殊的信号，要求重新发送数据。

这种机制确保了数据在传输过程中的完整性和准确性。

与物理层相对应的是媒体访问控制（MAC）子层。

MAC子层的主要任务是实现数据帧的分组、发送和接收。

它根据接收到的数据帧的目的地址进行过滤，并将所接收到的数据传递给上层的网络协议栈。

同时，MAC子层还负责将数据帧分组，并在物理层上以合适的方式发送出去。

MAC子层使用了一种称为CSMA/CD的访问控制协议，即载波监听多点接入/冲突检测。

CSMA/CD协议要求发送端在发送数据之前先监听信道，以确保没有其他设备正在传输数据。

如果检测到信道中有其他设备正在传输数据，发送端会等待一段时间后重新发送。

这种机制可以解决多个设备同时访问网络时的冲突问题。

MAC子层还负责对数据帧进行封装和解封装。

什么是计算机网络物理层常见的计算机网络物理层技术有哪些

什么是计算机网络物理层常见的计算机网络物理层技术有哪些计算机网络物理层是计算机网络体系结构中的基础层次，其主要功能是提供各种物理传输介质上的数据传输和接收。

物理层通过电气信号、电磁波、光信号等方式，将数据从发送方传输到接收方，并确保数据的可靠传输。

本文将介绍计算机网络物理层的基本概念以及常见的物理层技术。

一、计算机网络物理层的基本概念计算机网络物理层是计算机网络体系结构中的最底层，它直接与各种物理传输介质进行数据传输和接收。

物理层的主要任务包括编码、调制解调、传输介质选择以及物理连接等。

1. 编码编码是指将数字信号转换为模拟信号或数字信号的过程。

传输的数据在计算机中以二进制形式表示，而大多数物理传输介质是通过模拟信号传输的，因此需要进行编码转换。

常见的编码方式有非归零编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等。

2. 调制解调调制解调是物理层中常见的一项技术，它将数字信号转换为适合传输的模拟信号。

发送方通过调制将数字信号转换为模拟信号，接收方通过解调将模拟信号转换为数字信号。

调制解调的常见方式有频移键控调制（FSK）、相位键控调制（PSK）、振幅键控调制（ASK）等。

3. 传输介质选择传输介质是指计算机网络中用于数据传输的物理媒介，常见的传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤等。

选择适合的传输介质对于物理层的性能和数据传输速率至关重要。

4. 物理连接物理连接是指将计算机网络中的各个节点通过传输介质进行连接的过程。

物理连接可以通过直接连接、交换机、集线器等实现。

物理连接的稳定性对于数据传输的可靠性和网络性能有着重要的影响。

二、常见的计算机网络物理层技术计算机网络物理层涉及到多种技术，下面将介绍一些常见的物理层技术。

1. 以太网以太网是一种常见的局域网技术，它使用双绞线或光纤作为传输介质，通过载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）协议进行数据传输。

以太网具有数据传输速率快、成本低廉等特点，广泛应用于局域网和广域网。

(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）。

计算机网络技术基础09 以太网

2.5Km/5
185
925m／ 5
100
500m/5
1800
3600/2
30 5 BNC， T 头
－ 0.4-0.6 RJ－ 45
－ 0.4-1.0
33 62.5/125μ m ST
IEEE 802.3以太网的物理层和MAC子层以太网的MAC子层
MAC帧的封装功能：成帧与卸帧；编址与寻址；差错检测。介质接入管理功能：信道分配（避免碰撞、介质接入控制）；竞争解决（处理碰撞、退避延时重发等）。以太网是使用带碰撞检测的载波侦听多路访问（CSMA／CD）技术的总线型网络。
以太网中RJ-45插头
使用双绞线连接时需要用RJ-45接头，其连接规范应遵循EIA/TIA 586A和568B规范。在使用EIA/TIA 586A标准制作网线时，应该将RJ-45水晶头的弹片朝下放置，然后按照从左到右的顺序，将双绞线的“绿白”、“绿”、“橙白”、“蓝”、“蓝白”、 “橙”、“棕白”、“棕”线插入到RJ-45水晶头中。在使用EIA/TIA 586B标准制作网线时，应该将RJ-45水晶头的弹片朝下放置，然后按照从左到右的顺序，将双绞线的“橙白”、“橙”、“绿白”、“蓝”、“蓝白”、 “绿”、“棕白”、“棕”线插入到RJ-45水晶头中。在制作网线的过程中，必须遵循“同类”交叉、“异类”直通的原则来进行。
5
以太网物理层编码技术
采用曼彻斯特编码：低电平跳变到高电平表示“0”；高电平跳变到低电平表示“1”。
不归零码
0
0
1
1
0
1
曼彻斯特码
以太网的物理层
10BASE5 传输媒体同轴电缆 10Base2 同轴电缆 10Base-T 非屏蔽双绞线 10BROAD36 同轴电缆 10Base-FL 850nm 多模光纤曼彻斯特码 ON／OFF 星型 500 2KM 1000 4Km/2

MAC层与物理层

MAC层主要负责控制与连接物理层的物理介质。

在发送数据的时候，MAC协议可以事先判断是否可以发送数据，如果可以发送将给数据加上一些控制信息，最终将数据以及控制信息以规定的格式发送到物理层；在接收数据的时候，MAC协议首先判断输入的信息并是否发生传输错误，如果没有错误，则去掉控制信息发送至LLC层。

IEEE802系列标准把数据链路层分成LLC（Logical Link Control，逻辑链路控制）和MAC（Media Access Control，介质访问控制）两个子层。

上面的LLC子层实现数据链路层与硬件无关的功能，比如流量控制、差错恢复等；较低的MAC子层提供LLC和物理层之间的接口。

MAC（Media Access Control或者Medium Access Control）地址，意译为媒体访问控制，或称为物理地址、硬件地址，用来定义网络设备的位置。

在OSI模型中，第三层网络层负责 IP地址，第二层数据链路层则负责MAC地址。

因此一个主机会有一个MAC地址，而每个网络位置会有一个专属于它的IP地址。

[1]
MAC地址是网卡决定的，是固定的。

以太网介绍课件

Tx Frames Rx Frames Tx Bytes Rx Bytes Tx Triggers Rx Triggers CRC Errors OverSize Frag/ UnderSize Tx From Stack
0 9,738
0 14,645,952
0 0 0 0 0 0
97,107 0
146,048,928 0 0 0 0 0 0 0
• IEEE局域网标准
– IEEE 802.3
以太网标准
• 接入控制方式和相关物理层规范
– 10Base-T---802.3i – 100Base-T---802.3u – 1000Base-T---802.3ab – 1000Base-X---802.3z – 10GBase-X---802.3ae
100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
100M -100M
148810 84459 45290 23496 11973 9615 8127
100M -100M
148810 84459 45290 23496 11973 9615 8127
Total
• 传输介质 • 传输接口 • 传输参数 • 网络拓扑
物理层
物理层
• 传输介质
– 同轴电缆/双绞线/光纤/电线
• 双绞线
– 直连线/交叉线 – 屏蔽STP和无屏蔽UTP(10Base---T指的是
UTP)
问题：直连线与交叉线的线序？
物理层
• 传输接口（连接器）
– RJ45(Registered jack) /水晶头(连接头) – 机械特性/电气特性/光特性
以太网介绍

第九章以太网：概述及以太网帧

2.介质访问控制（MAC） MAC包括数据放置到介质和从介质中删除帧。 MAC方法取决于网络的逻辑拓扑结构
回顾：MAC方法
- 9-
9.3.5 以太网的物理层实现
- 10 -
9.3.5 以太网的物理层实现
以太网的变化：
初期：数据传输速度3Mbit/s的以太网今天：数据传输速度高达10Gbit/s的以太网（吉比特以太网）
以太网历史（第一版本以太网）
介质：同轴电缆（粗缆10BASE5、细缆10BASE2）拓扑结构：总线型部署：低带宽LAN环境中介质访问方法：CSMA
- 13 -
9.4.2 LAN技术：以太网技术：技术
传统以太网
介质：UTP（10BASE-T）拓扑结构：物理拓扑：星型；逻辑拓扑：总线物理拓扑使用的设备：集线器介质访问方法：CSMA/CD 通信类型：半双工
- 14 -
9.4.2 LAN技术：以太网技术：技术
传统以太网
基于集线器的以太网
- 15 -
9.4.3 LAN技术：以太网技术：技术
当前以太网
两次发展：速度由10Mbit/s到100Mbit/s（快速以太网）；LAN交换机的出现拓扑结构：物理拓扑：星型；逻辑拓扑：点对点物理拓扑使用的设备：交换机介质访问方法：CSMA/CD，没有介质争用通信类型：半双工
以太网成功因素
支持广泛的电缆和连接器规格定义了不同介质的编码和编码方案在所有物理实现中保持一致的结构
- 11 -
9.4 LAN技术：以太网技术：技术
以太网的出现（P198）传统以太网发展：
第一版以太网传统以太网当前以太网 1Gbit/s以上以太网
- 12 -

(完整版)计算机网络课后题答案第九章

第九章无线网络9-01．无线局域网都由哪几部分组成？无线局域网中的固定基础设施对网络的性能有何影响？接入点AP 是否就是无线局域网中的固定基础设施？答：无线局域网由无线网卡、无线接入点(AP)、计算机和有关设备组成，采用单元结构，将整个系统分成许多单元，每个单元称为一个基本服务组。

所谓“固定基础设施”是指预先建立起来的、能够覆盖一定地理范围的一批固定基站。

直接影响无线局域网的性能。

接入点AP 是星形拓扑的中心点，它不是固定基础设施。

9-02．Wi-Fi 与无线局域网WLAN 是否为同义词？请简单说明一下。

答：Wi-Fi 在许多文献中与无线局域网WLAN 是同义词。

802.11 是个相当复杂的标准。

但简单的来说，802.11 是无线以太网的标准，它是使用星形拓扑，其中心叫做接入点AP(Access Point)，在MAC 层使用CSMA/CA 协议。

凡使用802.11系列协议的局域网又称为Wi-Fi(Wireless-Fidelity,意思是“无线保真度”)。

因此，在许多文献中，Wi-Fi 几乎成为了无线局域网WLAN 的同义词。

9-03 服务集标示符SSID 与基本服务集标示符BSSID 有什么区别？答：SSID（Service Set Identifier）AP 唯一的ID 码，用来区分不同的网络，最多可以有32 个字符，无线终端和AP 的SSID 必须相同方可通信。

无线网卡设置了不同的SSID 就可以进入不同网络，SSID 通常由AP 广播出来，通过XP 自带的扫描功能可以相看当前区域内的SSID。

出于安全考虑可以不广播SSID，此时用户就要手工设置SSID 才能进入相应的网络。

简单说，SSID 就是一个局域网的名称，只有设置为名称相同SSID 的值的电脑才能互相通信。

BSS 是一种特殊的Ad-hoc LAN 的应用，一个无线网络至少由一个连接到有线网络的AP 和若干无线工作站组成，这种配置称为一个基本服务装置BSS (Basic Service Set)。

以太网的物理层和MAC子层_计算机网络与通信(第2版)_[共4页]

94计算机网络与通信（第2版）离得很近，所以，它会等到那一帧传输完成以后再发送任何信息。

站E听到了这两条控制信息，所以，它与D一样，在数据帧传输完成之前必须保持安静。

尽管有了这些防范措施，冲突仍有可能发生。

例如，B和C可能会同时给A发送RTS 帧。

这些帧将发生冲突，因而会丢失。

在发生冲突的情况下，一个失败的发送方（即在期望的时间间隔内没有听到CTS帧）将等待一段随机时间后再重试。

5.3 以太网在局域网的发展历史中，IEEE标准化了许多种局域网，这些标准都在IEEE 802的名字下面，有一些网络幸存下来了，但其他很多网络并没有存活下来。

在幸存者当中，最重要的是IEEE 802.3（以太网）和IEEE 802.11（无线局域网）。

本节首先介绍以太网，无线局域网将在5.5节介绍。

5.3.1 以太网的物理层和MAC子层1．以太网的物理层（1）以太网的物理层功能以太网的物理层完成如下功能：①发送功能。

通过介质向远地DTE发送串行数据比特流的能力。

②接收功能。

通过介质从远地DTE接收串行数据比特流的能力。

③碰撞检测功能。

检测介质中存在两个或两个以上的站同时发生传输的能力。

④监控功能。

碰撞发生时，在一定时间内禁止正常发送数据流给介质的能力。

⑤中断功能。

在一定时间内，能自动中断发送和禁止过长的输出数据流的能力。

（2）以太网的物理层标准IEEE 802.3委员会对基于10Mbit/s速率的以太网陆续定义和颁布了不同传输介质实现的规范标准，其表示方法为：<数据速率Mbit/s><信号技术类><最大段长度（数字）或介质类型（字母）>对于以太网，IEEE 802.3有5种物理层规范，即粗缆以太网（10BASE-5）、细缆以太网（10BASE-2）、双绞线以太网（10BASE-T）、光纤以太网（10BASE-F）和宽带以太网10Broad36。

目前，粗缆和细缆以太网在实际应用中已被淘汰，而广泛使用的是双绞线以太网。

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。

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。

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