03-以太网 基础知识-20040117
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公司内训—以太网基础知识
00e0.fc39.8034
最小帧长与最大传输距离
-
最大传输距离：通常由线路质量、信号衰减程度等因素决 定。 最小帧长（64字节）：由最大传输距离和冲突检测机制共 同决定。 规定最小帧长是为了避免这种情况发生：某站点已经将一 个数据包的最后一个BIT发送完毕，但这个报文的第一个 BIT还没有传送到距离很远的一个站点。而站点认为线路 空闲而发送数据，导致冲突。
共享式以太网的缺点
-
在共享式以太网中，所有的主机都以平等的地位连接到同 轴电缆上，但如果以太网中主机数目较多，则存在以下严 重问题：
介质可靠性差 冲突严重 广播泛滥 无任何安全性
其中介质可靠性差是共享式以太网的主要问题。
标准（10M）以太网 标准（10M）以太网
IEEE802.3 线缆 名称 10BASE-5 10BASE-2 10BASE-T 10BASE-F 电缆 粗同轴电缆 细同轴电缆 双绞线 光纤 最大区间长度 500m 200m 100m 2000m
第1章 以太网发展史
1.1 以太网起源及原理简介 1.2 以太网发展及标准协议
以太网发展简史
IEEE802.3 以太网标准 IEEE802.3u 100BASE-T快速以太网标准 IEEE802.3z/ab 1000Mb/s千兆以太网标准 IEEE802.3ae 10GE以太网标准
万兆以太网出现 千兆以太网迅速发展
线缆类型 EIA/TIA5类（UTP）非屏蔽双绞线2对 EIA/TIA3、4、5类（UTP）非屏蔽双绞线 4对 多模光纤（MMF）线缆
传输距离 100m 100m 550m-2km 2km-15km
100BaseFX
单模光纤（SMF）线缆
千兆以太网
- 千兆以太网是对IEEE802.3以太网标准的扩展，在基于以
以太网基础知识
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。
冲突的检测： 由于两个站点同时发送信号，经过叠加后，会使线路上电压的摆动值
超过正常值一倍。据此可判断冲突的产生。
文档密级：内部公开
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该建议书的核心思想是：在一个10M带宽的共享物理介质上，把最 多1024个计算机和其他数字设备进行连接，当然，这些设备之间的距离 不能太大（最大2.5公里）。
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4
以太网基本技术－CSMA/CD
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。
从奴隶社会开始，以太网中第一次出现了阶级的概念：统治阶级和被统治 阶级。被统治阶级通常是生产者（主机），网络中的流量只要由生产者产 生。统治阶级通常指网络中的连接和交换设备（HUB），虽然他们不从事 生产劳动，但却对劳动果实有分配权。
奴隶社会存在如下社会矛盾： ♀ 冲突严重 ♀ 广播泛滥 ♀ 无任何安全性
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15
★ 封建社会
L2的出现 1、以太网基本帧结构 2、L2的基本工作原理 3、STP（生成树）的基本思想
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16
以太网的MAC地址
MAC地址有48位，但它通常被表示为12位的点分十六进制数。 MAC地址举例：00.e0.fc.39.80.34
♀ 介质可靠性差 ♀ 冲突严重 ♀ 广播泛滥 ♀ 无任何安全性
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其中介质可靠性差是原始社会的主要社会矛盾。
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。
冲突的检测： 由于两个站点同时发送信号，经过叠加后，会使线路上电压的摆动值
超过正常值一倍。据此可判断冲突的产生。
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该建议书的核心思想是：在一个10M带宽的共享物理介质上，把最 多1024个计算机和其他数字设备进行连接，当然，这些设备之间的距离 不能太大（最大2.5公里）。
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4
以太网基本技术－CSMA/CD
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。
从奴隶社会开始，以太网中第一次出现了阶级的概念：统治阶级和被统治 阶级。被统治阶级通常是生产者（主机），网络中的流量只要由生产者产 生。统治阶级通常指网络中的连接和交换设备（HUB），虽然他们不从事 生产劳动，但却对劳动果实有分配权。
奴隶社会存在如下社会矛盾： ♀ 冲突严重 ♀ 广播泛滥 ♀ 无任何安全性
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15
★ 封建社会
L2的出现 1、以太网基本帧结构 2、L2的基本工作原理 3、STP（生成树）的基本思想
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16
以太网的MAC地址
MAC地址有48位，但它通常被表示为12位的点分十六进制数。 MAC地址举例：00.e0.fc.39.80.34
♀ 介质可靠性差 ♀ 冲突严重 ♀ 广播泛滥 ♀ 无任何安全性
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其中介质可靠性差是原始社会的主要社会矛盾。
以太网络基础知识
以太网基础知识详解作者：| 上传时间：2009-11-16 | 关键字：自20世纪70年代局域网技术提出以来，各种局域网技术不断产生，其中有的技术发展壮大，而有的技术逐渐被淘汰。
现阶段成熟的局域网技术有三种：以太网（Ethernet）、令牌环（Token Ring）和光纤分布式数据接口（FDDI），其中以太网技术逐步成为局域网技术的主流。
1以太网历史简介以太网是在1972年开创的，Bob Metcalfe（被尊称为“以太网之父”）被Xerox 雇佣为网络专家，Bob Metcalfe来到Xerox公司的Palo Alto研究中心（PARC）的第一个任务是把Palo Alto的计算机连接到Arpanet（Internet的前身）。
1972年底，Bob Metcalfe设计了一套网络，把Alto计算机连接起来。
在研制过程中，因为该网络是以ALOHA系统（一种无线电网络系统）为基础的，而又连接了众多的ALTO计算机，所以Metcalfe把它命名为ALTO ALOHA网络。
ALTO ALOHA网络在1973年5月开始运行，Metcalfe把这个网络正式改名为以太网（Ethernet），这就是最初的以太网试验原型，该网络运行的速率为2.94Mbps，网络运行的介质为粗同轴电缆。
1976年6月，Metcalfe和Boggs发表了题为：“以太网：局域网的分布型信息包交换”的著名论文。
1977年底，Metcalfe和他的三位合作者获得了“具有冲突检测的多点数据通信系统”的专利，多点传输系统被称为CSMA／CD(带冲突检测的载波侦听多路访问)。
从此，以太网就正式诞生了。
70年代末，涌现出了数十种局域网技术，以太网正是其中的一员。
1979年，Digital Equipment Corporation（DEC）、Intel公司与Xerox公司联盟，促进了以太网的标准化。
1980年9月30日，DEC、Intel和Xerox公布了第三稿的“以太网，一种局域网：数据链路层和物理层规范，1.0版”，这就是现在著名的以太网蓝皮书，也称为DIX(取三家公司名字的第一个字母而组成的)版以太网1.0规范。
3-以太网技术基础
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智能MDI/MDIX
交叉网线
Transmit Pair Receive Pair
Transmit Pair Receive Pair Transmit Pair Receive Pair
谢 谢！
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10BASE-T半双工 10BASE-T全双工 100BASE-TX半双工 100BASE-TX 全双工
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FLP的消息页信息
v 消息页信息又分为格式化消息和非格式化消息 § 格式化消息与非格式化消息采用同样的结构 M0-M10（U0-U10）：表示消息类型 T：表示同步状态 ACK2：表示能够兼容消息页指示能力 MP：表示是格式化消息还是非格式化消息
快速链路脉冲（FLP）
约100ns 时 钟 数 据 位 0 时 钟 数 据 位 1 约62.5μs 62.5μ
……
约2ms
数 据 位 13
时 钟
数 据 时 位 钟 14
v
整个报文按16ms间隔重复，直到自协商完成
v快速链路脉冲是一连串的均衡间隔的数据脉冲，每个脉冲之间 间隔为62.5±7μs v每个快速链路脉冲是一个包含17个时钟脉冲和16个数据脉冲 的脉冲串 v数据脉冲表示了需要协商的信息参数
10Mb/s自协商 10Mb/s自协商
端口1自动协商 端口1
以太网技术基础知识
以太网技术基础知识1以太网概述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，协议的处理过程为：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。
以太网知识学习
报文类型
保留 保留
2）双绞线的技术能力；
第 三 章 以 太 网 技 术
1000BASE－X接口的自协商 100BASE-TX 全双工 4）确定主/从定时器； 非对称方向 相同类型接口间的数据交换包括： 100BASE-T4 半双工 远程故障 15）双绞线电缆的并行检测； 流控制支持 1）全双工或半双工能力： 远程故障2 远程故障指示6）通过双绞线交换协商数据。 2）流量控制机制； 确认
第 三 章 以 太 网 技 术
0、1平衡原则，为码组流选择合适的RD－ 3选码：按照 ）利用公式，调整某些符号，使传输线上的“＋”、 T T 或 RD ＋组成信息码流。 “－”平衡。 R R
T R T R
3.3 以太网透明网桥
3.3.1 转发与学习
开始
帧的错误校验以及过滤 的限制查询逻辑
No •存储转发模式进行完全的错误校验、报文过 帧正确地从端口接收？
第 三 章 以 太 网 技 术
1998~今：1996年，IEEE802.3成立千兆以太网标准开发组，
1998年完成并同过了该标准，以太网第二次提速；1999年， IEEE成立高速研究组HSSG致力于万兆以太网标准的研究，2002 年完成并通过了该标准，以太网第三次提速。
3.1.2 全双工交换式以太网
1973~1982年：1973年，Xerox公司提出并实现最初的以太网；
1979年，Xerox与DEC联合，后来Intel加入，1980年发布10Mb/s 版以太网标准[DIX80]；1980年，IEEE的802组成立。
1983~1990年：1983年，IEEE发布了802.3标准；1984年,DEC
发布透明LAN网桥产品；1987年，开始研究不同的LAN互联， 1990年产生802.1D标准；1990年，IEEE通过了双绞线以太网标 准。 1991~1997年：1991年，Kalpana公司开始开发新型的以太网 交换机，1995年IEEE802.3委员会开始研究全双工交换标准， 1997年通过该标准；1991～1992年，Grand Junction公司开始 开发100Mb/s以太网，1995年IEEE通过了快速以太网标准，自 [DIX80]后，以太网第一次速度升级。
以太网交换机基础知识必看内容
2.2.2
IEEE基于原始的以太网Ⅱ帧来设计自己的以太网帧类型。IEEE 802.3的以太网帧报头和以太网Ⅱ的帧报头非常相似，不过其类型字段的长度有所变化，它增加了一个称作逻辑链路控制（LLC）的字段。LLC用来识别信息包中使用的第3层协议。LLC报头或IEEE报头都包含DSAP（destination service access point，目的服务访问点）、SSAP（source service access point，源服务访问点）和控制字段。DSAP和SSAP合并后就可标识第3层协议的类型。
GMRP
Generic Multicast Registration Protocol
通用组播注册协议
PIM-DM
Protocol Independent Multicast-Dense Mode
密集模式协议无关组播
PIM-SM
Protocol Independent Multicast-Sparse Mode
1990年，基于双绞线介质的10BASE-T标准和IEEE 802.1D网桥标准发布
90年代，LAN交换机出现，逐步淘汰共享式网桥
1992年，出现了100Mb/s快速以太网
通过100BASE-T标准(IEEE802.3u)
全双工以太网(IEEE97)
千兆以太网开始迅速发展(96)
1000Mb/s千兆以太网标准问世(IEEE802.3z/ab)
2.1
MAC地址有48位，它可以转换成12位的十六进制数，参见图1。这个数分成三组，每组有四个数字，中间以点分开。MAC地址有时也称为点分十六进制数。为了确保MAC地址的唯一性，IEEE对这些地址进行管理。每个地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。供应商代码代表NIC（网络接口卡）制造商的名称，它占用MAC的前六位12进制数字，即24位二进制数字。序列号由供
IEEE基于原始的以太网Ⅱ帧来设计自己的以太网帧类型。IEEE 802.3的以太网帧报头和以太网Ⅱ的帧报头非常相似，不过其类型字段的长度有所变化，它增加了一个称作逻辑链路控制（LLC）的字段。LLC用来识别信息包中使用的第3层协议。LLC报头或IEEE报头都包含DSAP（destination service access point，目的服务访问点）、SSAP（source service access point，源服务访问点）和控制字段。DSAP和SSAP合并后就可标识第3层协议的类型。
GMRP
Generic Multicast Registration Protocol
通用组播注册协议
PIM-DM
Protocol Independent Multicast-Dense Mode
密集模式协议无关组播
PIM-SM
Protocol Independent Multicast-Sparse Mode
1990年，基于双绞线介质的10BASE-T标准和IEEE 802.1D网桥标准发布
90年代，LAN交换机出现，逐步淘汰共享式网桥
1992年，出现了100Mb/s快速以太网
通过100BASE-T标准(IEEE802.3u)
全双工以太网(IEEE97)
千兆以太网开始迅速发展(96)
1000Mb/s千兆以太网标准问世(IEEE802.3z/ab)
2.1
MAC地址有48位，它可以转换成12位的十六进制数，参见图1。这个数分成三组，每组有四个数字，中间以点分开。MAC地址有时也称为点分十六进制数。为了确保MAC地址的唯一性，IEEE对这些地址进行管理。每个地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。供应商代码代表NIC（网络接口卡）制造商的名称，它占用MAC的前六位12进制数字，即24位二进制数字。序列号由供
以太网基础
编码： 基于光纤信道的编码方案，称为8B/10B 每个8位字节在光纤上被编码为10位，因此称 为8B/10B，因为对于每一个输入字节共有1024 种可能的输出码字，所以在选取可用码字的时 候有一定的余地 在选用码字的时用到规则： （1）不允许一个码字有超过4个连续相等的位 （2）不允许一个码字中0的个数或者1的个数超 过6 个
• 曼彻斯特编码是让接收方在没有外部时钟参考的情况 下，可以毫无歧异的确定每一位的起始、结束或者中 间位的方法 • 它是将每一位的周期分为两个相等的间隔，“1”在发 送时，第一间隔为高电压，第二间隔为低电压，“0” 正好相反。 • 优点：这种方案可以保证每一个位周期中都有一个中 间电压变化，这使得接收方很容易和发送方同步起来。 • 缺点：要求带宽是直接二进制编码的两倍，因为脉冲 是位宽度的一半。
10BASE-T 双绞线 10BASE-F 光纤
最长见的以太网电缆
• 第一种是10Base5电缆，它通常被称为“粗以太网 （thick ethernet）”电缆，802.3标准建议为黄色，每 隔2.5m一个标志，标明分接头插入处，连接处通常采 用插入式分接头（vampire tap），将其触针小心地插 入到同轴电缆的内芯。名称10Base5表示的意思是： 工作速率为10Mb/s，采用基带信号，最大支持段长为 500m,中间可以使用4个中继器，最长可达2500m。 • 第二种电缆是10Base2，或称为“细以太网（thin ethernet）”电缆,与“粗以太网”相对，并且很容易 弯曲。其接头处采用工业标准的BNC连接器组成T型插 座，它使用灵活，可靠性高。“细以太网”电缆价格 低廉，安装方便，但是使用范围只有200m，并且每个 电缆段内只能使用30台机器。
最初的以太网体系结构
以太网基本知识
MAC：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。
MII接口主要包括四个部分。一是从MAC层到物理层的发送数据接口， 二是从物理层到MAC层的接收数据接口，三是从物理层到MAC层的状 态指示信号，四是MAC层和物理层之间传送控制和状态信息的MDIO接 口。
LX表示长距离光接口（1310nm）
ZX表示长距离光接口（1500nm）
长
2021/2/4
1
19
2021/2/4
1
20
以太网接口
按传输速率分为：MII和GMII。简化版的RMII和RGMII。用于PHY和 MAC之间的通讯。
PHY:定义了数据传送与接收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，并向MAC层设备提供标准接口。
自协商功能允许一个网络设备能够将自己所支持的工作模式信息传达 给网络上的对端，并接受对方可能传递过来的相应信息，从而解决双工 和10M/100M速率自协商问题。自协商功能完全由物理层芯片设计实现， 因此并不使用专用数据包或带来任何高层协议开销。
Auto MDI/MDIX--网线的 交叉线和直连线自动转换，一般用途都不用 管这个的;没有这个功能的时候，在使用的时候，就需要注意你所用的网 线是交叉线，还是直线。
双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆，在局域网中常用双绞线4对双绞线组成的。由两双绞线由两根绝缘铜导线相互缠绕而成
中辐射的电波也会被另一根线上发出的电波抵消。把一对或多对双 。两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波也会被另一根线上发出的电波
抵消。把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆，在局域网中常用双绞线4对双绞线组成的。根绝缘铜导线相互缠绕而
MII接口主要包括四个部分。一是从MAC层到物理层的发送数据接口， 二是从物理层到MAC层的接收数据接口，三是从物理层到MAC层的状 态指示信号，四是MAC层和物理层之间传送控制和状态信息的MDIO接 口。
LX表示长距离光接口（1310nm）
ZX表示长距离光接口（1500nm）
长
2021/2/4
1
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2021/2/4
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以太网接口
按传输速率分为：MII和GMII。简化版的RMII和RGMII。用于PHY和 MAC之间的通讯。
PHY:定义了数据传送与接收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，并向MAC层设备提供标准接口。
自协商功能允许一个网络设备能够将自己所支持的工作模式信息传达 给网络上的对端，并接受对方可能传递过来的相应信息，从而解决双工 和10M/100M速率自协商问题。自协商功能完全由物理层芯片设计实现， 因此并不使用专用数据包或带来任何高层协议开销。
Auto MDI/MDIX--网线的 交叉线和直连线自动转换，一般用途都不用 管这个的;没有这个功能的时候，在使用的时候，就需要注意你所用的网 线是交叉线，还是直线。
双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆，在局域网中常用双绞线4对双绞线组成的。由两双绞线由两根绝缘铜导线相互缠绕而成
中辐射的电波也会被另一根线上发出的电波抵消。把一对或多对双 。两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波也会被另一根线上发出的电波
抵消。把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆，在局域网中常用双绞线4对双绞线组成的。根绝缘铜导线相互缠绕而
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从奴隶社会开始，以太网中第一次出现了阶级的概念：统治阶级和被统治 阶级。被统治阶级通常是生产者（主机），网络中的流量只要由生产者产 生。统治阶级通常指网络中的连接和交换设备（HUB），虽然他们不从事 生产劳动，但却对劳动果实有分配权。 奴隶社会存在如下社会矛盾： ♀ 冲突严重 ♀ 广播泛滥 ♀ 无任何安全性
协议有令牌环（Token Ring）和光纤分布数据接口（FDDI）两种；
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OSI七层模型
7 6 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
提供应用程序间通信 处理数据格式、数据加密等 建立、维护和管理会话 建立主机端到端连接
5
4
3 2 1
寻址和路由选择
提供介质访问、链路管理等
比特流传输
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7
以太网起源和目标
以太网的目标：
简明和成本低
兼容性：对网络层协议的兼容性。
寻址灵活：应该有一种机制来确定网络中的一台计算机、全部计
算机或一组计算机－MAC地址。
公平高速：各个终端应该公平的享有带宽－CSMA/CD，高速－
数据链路层－无连接，尽力传送-“best－effort”
文档密级：内部公开
以太网起源和目标
以太网起源：
起源于Xerox公司的一个实验网，该实验网络的目的是把几台个人
计算机以3M的速率连接起来。由于该实验网络的突出表现，DEC，
Intel，Xerox三家公司最终在1980年发布了第一个以太网协议标准建议 书。 该建议书的核心思想是：在一个10M带宽的共享物理介质上，把最 多1024个计算机和其他数字设备进行连接，当然，这些设备之间的距离 不能太大（最大2.5公里）。
以太网通信的原则： 同一时刻只能有一台主机在发送，但可以有多台主机 同时接收——广播；如果一个以太网报文被完全发送出去 则在链路上肯定不会发生冲突，即理论上不再需要发送第 二次。
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12
古老的传输介质
10Base5：粗同轴电缆（5代表电缆的字段 长度是500米） 10Base2：细同轴电缆（2代表电缆的字段 长度是200米）
原始社会的主要矛盾
原始社会中没有阶级关系，所有的主机都以平等的地位连接到 同轴电缆上，但如果以太网中主机数目较多，则存在以下严重 问题： ♀ 介质可靠性差 ♀ 冲突严重 ♀ 广播泛滥 ♀ 无任何安全性
其中介质可靠性差是原始社会的主要社会矛盾。
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★ 奴隶社会
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8
以太网的MAC地址
MAC地址有48位，但它通常被表示为12位的点分十六进制数。 MAC地址举例：00.e0.fc.39.80.34 MAC地址全球唯一，由IEEE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24位二进制代表该供应商代码。剩下 的24位由厂商自己分配。 例如华为设备的MAC的前24位就是00.e0.fc 如果48位全是1，则表明该地址是广播地址。 如果第8位是1，则表示该地址是组播地址。
在上古时代，人们使用一种称为抽头的设备建立与同轴电缆的连接。须用 特殊的工具在同轴电缆里挖一个小洞，然后将抽头接入。此项工作存在一 定的风险：因为任何疏忽，都有可能使电缆的中心导体与屏蔽层短接，导 致这个网络段的崩溃。同轴电缆的致命缺陷是：电缆上的设备是串连的， 单点的故障可以导致这个网络的崩溃。
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HUB基本特点和面临的问题
HUB的特点：
1、在物理上是星形结构的，逻辑上为总线结构，各网卡采用CSMA/CD技
术对其总线进行访问，扩展共享介质局域网。 2、 HUB根据提供的接口不同，可以分为I类和II类。传统HUB仅支持半双
工，根据型号不同，速率有10M/100M。目前使用最多的是10M半双工的。
0000000 1 10111011 00111010 10111010 10111110 10101000
第8位是1，表示该地址是组播地址
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9
以太网基本技术－CSMA/CD
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。
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2
以太网社会发展简史
★ ★ ★ ★ ★ ★ 以太网起源（原始社会） HUB出现（奴隶社会） L2出现（封建社会） VLAN出现（资本主义社会） L3出现（社会主义社会） GE/10GE 出现（共产主义社会）
为什么不把R3（路由器）做为一个社会阶段呢？
价格低廉，只有同轴电缆的几分之一 制作简单，成功率高 收发使用不同的线缆，为实现全双工奠定了物 质基础 逻辑拓扑依旧是总线的，但物理拓扑变为星形， 使单段线缆的故障不会影响到这个网络。
10BASE-T:采用电话双绞线的IEEE 802.3 10Mb/s物理层规格
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共享介质的灵魂－CSMA/CD（带碰撞检测的载波监听多路访问）原理：
1、终端设备不停的检测共享线路的状态，只有在空闲的时候才发送数据， 如果线路不空闲则一直等待。 2、发送过程中，若其他设备也同时发送数据，则其发送 的数据必然产生 碰撞，导致线路上的信号不稳定，终端设备检测到这种不稳定之后， 马上停止发送自己的数据，然后再发送一连串干扰脉冲，然后等待一段 时间之后再进行发送。 缺点：带宽窄，冲突检测机制，传输时间必须大于延迟时间导致物理长度 限制－51.2us的冲突检测窗口，1位在2500m，加上四个中继器的往返时间。 帧长最小字 节数64，刚好512位。
提供应用程序间通信 处理数据格式、数据加密等 建立、维护和管理会话 建立主机端到端连接
5
4
3 2 1
寻址和路由选择
提供介质访问、链路管理等
比特流传输
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文档密级：内部公开
数据链路层－概述
IEEE802.2/3，对数据链路层的定义，分为LLC（逻辑链路控制）
子层和MAC（介质访问控制）子层。对于以太网标准，数据链路层 仅指MAC子层。 广义上，MAC子层协议根据对介质访问方式的不同，可以分为 确定性的（轮流）和非确定性的（先到先服务FCFS）。确定性MAC
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。
冲突的检测： 由于两个站点同时发送信号，经过叠加后，会使线路上电压的摆动值 超过正常值一倍。据此可判断冲突的产生。
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10
以太网基本技术－CSMA/CD
22
以太网基本技术－自协商
自协商的基础：一种底层的以太网机制。
16ms
每个大脉冲插入16小脉冲
……
使用1ms的脉冲来携带自动协商信息。
文档密级：内部公开 华为码支持能力：
运行速率 双工模式 流量控制 …...
系统建立链路连接时候，首先检 测自动协商标志，如果允许，则从 配置寄存器读出支持模式标志，编 码后通过空闲脉冲发送出去。发送
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★ 原始社会
以太网起源 1、以太网起源和目标 2、以太网基本技术－CSMA/CD 3、以太网基本技术－物理介质（同轴电缆）
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4
概述
一、OSI七层模型 编程思想，对等层通信，各层技术独立，各层设备独立
二、计算机网络的发展/广域网和局域网协议
HUB设备工作模型：
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层 物理层 物理层 应用层 表示层 会话层 传输层
HUB
网络层 链路层 物理层
仅仅是物理上的连接设备
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HUB工作原理
HUB设备工作原理：
1
2
3
4
5
OUT IN
OUT
OUT
OUT
所有的HUB都是半双工的 HUB仅仅改变了以太网的物理拓扑
1、 1960’s – 1970’s，大型机阶段-简单连接 2、 1970’s – 1980’s，客户服务器阶段-基于网络的连接-LAN
3、 1980’s – 至今，网络阶段-网络互接-WAN/MAN/LAN
在第二和第三阶段中，必须有一种技术来把本地的许多计算机 连接起来。这种技术就是所谓的局域网技术。 三、以太网的地位 属于局域网的范畴，定义的是物理层和数据链路层。
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最小帧长与最大传输距离
最大传输距离：通常由线路质量、信号衰减程度等因素决定。 最小帧长（64字节）：由最大传输距离和冲突检测机制共同决定。 规定最小帧长是为了避免这种情况发生：某站点已经将一个数据包的最后一个 BIT发送完毕，但这个报文的第一个BIT还没有传送到距离很远的一个站点。 而站点认为线路空闲而发送数据，导致冲突。
以太网基本技术－全双工以太网
全双工以太网： 1990年，基于双绞线介质的10BAST-T以太网，这是以太网历史上
一次最重要的革命。
提高灵活性和降低了成本，而且引入全双工模式。 全双工的出现，加大了带宽利用率，使走出了CSMA/CD的模式。
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协议有令牌环（Token Ring）和光纤分布数据接口（FDDI）两种；
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OSI七层模型
7 6 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
提供应用程序间通信 处理数据格式、数据加密等 建立、维护和管理会话 建立主机端到端连接
5
4
3 2 1
寻址和路由选择
提供介质访问、链路管理等
比特流传输
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7
以太网起源和目标
以太网的目标：
简明和成本低
兼容性：对网络层协议的兼容性。
寻址灵活：应该有一种机制来确定网络中的一台计算机、全部计
算机或一组计算机－MAC地址。
公平高速：各个终端应该公平的享有带宽－CSMA/CD，高速－
数据链路层－无连接，尽力传送-“best－effort”
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以太网起源和目标
以太网起源：
起源于Xerox公司的一个实验网，该实验网络的目的是把几台个人
计算机以3M的速率连接起来。由于该实验网络的突出表现，DEC，
Intel，Xerox三家公司最终在1980年发布了第一个以太网协议标准建议 书。 该建议书的核心思想是：在一个10M带宽的共享物理介质上，把最 多1024个计算机和其他数字设备进行连接，当然，这些设备之间的距离 不能太大（最大2.5公里）。
以太网通信的原则： 同一时刻只能有一台主机在发送，但可以有多台主机 同时接收——广播；如果一个以太网报文被完全发送出去 则在链路上肯定不会发生冲突，即理论上不再需要发送第 二次。
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12
古老的传输介质
10Base5：粗同轴电缆（5代表电缆的字段 长度是500米） 10Base2：细同轴电缆（2代表电缆的字段 长度是200米）
原始社会的主要矛盾
原始社会中没有阶级关系，所有的主机都以平等的地位连接到 同轴电缆上，但如果以太网中主机数目较多，则存在以下严重 问题： ♀ 介质可靠性差 ♀ 冲突严重 ♀ 广播泛滥 ♀ 无任何安全性
其中介质可靠性差是原始社会的主要社会矛盾。
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★ 奴隶社会
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8
以太网的MAC地址
MAC地址有48位，但它通常被表示为12位的点分十六进制数。 MAC地址举例：00.e0.fc.39.80.34 MAC地址全球唯一，由IEEE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24位二进制代表该供应商代码。剩下 的24位由厂商自己分配。 例如华为设备的MAC的前24位就是00.e0.fc 如果48位全是1，则表明该地址是广播地址。 如果第8位是1，则表示该地址是组播地址。
在上古时代，人们使用一种称为抽头的设备建立与同轴电缆的连接。须用 特殊的工具在同轴电缆里挖一个小洞，然后将抽头接入。此项工作存在一 定的风险：因为任何疏忽，都有可能使电缆的中心导体与屏蔽层短接，导 致这个网络段的崩溃。同轴电缆的致命缺陷是：电缆上的设备是串连的， 单点的故障可以导致这个网络的崩溃。
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HUB基本特点和面临的问题
HUB的特点：
1、在物理上是星形结构的，逻辑上为总线结构，各网卡采用CSMA/CD技
术对其总线进行访问，扩展共享介质局域网。 2、 HUB根据提供的接口不同，可以分为I类和II类。传统HUB仅支持半双
工，根据型号不同，速率有10M/100M。目前使用最多的是10M半双工的。
0000000 1 10111011 00111010 10111010 10111110 10101000
第8位是1，表示该地址是组播地址
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以太网基本技术－CSMA/CD
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。
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以太网社会发展简史
★ ★ ★ ★ ★ ★ 以太网起源（原始社会） HUB出现（奴隶社会） L2出现（封建社会） VLAN出现（资本主义社会） L3出现（社会主义社会） GE/10GE 出现（共产主义社会）
为什么不把R3（路由器）做为一个社会阶段呢？
价格低廉，只有同轴电缆的几分之一 制作简单，成功率高 收发使用不同的线缆，为实现全双工奠定了物 质基础 逻辑拓扑依旧是总线的，但物理拓扑变为星形， 使单段线缆的故障不会影响到这个网络。
10BASE-T:采用电话双绞线的IEEE 802.3 10Mb/s物理层规格
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共享介质的灵魂－CSMA/CD（带碰撞检测的载波监听多路访问）原理：
1、终端设备不停的检测共享线路的状态，只有在空闲的时候才发送数据， 如果线路不空闲则一直等待。 2、发送过程中，若其他设备也同时发送数据，则其发送 的数据必然产生 碰撞，导致线路上的信号不稳定，终端设备检测到这种不稳定之后， 马上停止发送自己的数据，然后再发送一连串干扰脉冲，然后等待一段 时间之后再进行发送。 缺点：带宽窄，冲突检测机制，传输时间必须大于延迟时间导致物理长度 限制－51.2us的冲突检测窗口，1位在2500m，加上四个中继器的往返时间。 帧长最小字 节数64，刚好512位。
提供应用程序间通信 处理数据格式、数据加密等 建立、维护和管理会话 建立主机端到端连接
5
4
3 2 1
寻址和路由选择
提供介质访问、链路管理等
比特流传输
华为文档，未经许可不得扩散 28
文档密级：内部公开
数据链路层－概述
IEEE802.2/3，对数据链路层的定义，分为LLC（逻辑链路控制）
子层和MAC（介质访问控制）子层。对于以太网标准，数据链路层 仅指MAC子层。 广义上，MAC子层协议根据对介质访问方式的不同，可以分为 确定性的（轮流）和非确定性的（先到先服务FCFS）。确定性MAC
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。
冲突的检测： 由于两个站点同时发送信号，经过叠加后，会使线路上电压的摆动值 超过正常值一倍。据此可判断冲突的产生。
文档密级：内部公开
华为文档，未经许可不得扩散
10
以太网基本技术－CSMA/CD
22
以太网基本技术－自协商
自协商的基础：一种底层的以太网机制。
16ms
每个大脉冲插入16小脉冲
……
使用1ms的脉冲来携带自动协商信息。
文档密级：内部公开 华为码支持能力：
运行速率 双工模式 流量控制 …...
系统建立链路连接时候，首先检 测自动协商标志，如果允许，则从 配置寄存器读出支持模式标志，编 码后通过空闲脉冲发送出去。发送
文档密级：内部公开 华为文档，未经许可不得扩散 3
★ 原始社会
以太网起源 1、以太网起源和目标 2、以太网基本技术－CSMA/CD 3、以太网基本技术－物理介质（同轴电缆）
文档密级：内部公开
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4
概述
一、OSI七层模型 编程思想，对等层通信，各层技术独立，各层设备独立
二、计算机网络的发展/广域网和局域网协议
HUB设备工作模型：
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层 物理层 物理层 应用层 表示层 会话层 传输层
HUB
网络层 链路层 物理层
仅仅是物理上的连接设备
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HUB工作原理
HUB设备工作原理：
1
2
3
4
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OUT IN
OUT
OUT
OUT
所有的HUB都是半双工的 HUB仅仅改变了以太网的物理拓扑
1、 1960’s – 1970’s，大型机阶段-简单连接 2、 1970’s – 1980’s，客户服务器阶段-基于网络的连接-LAN
3、 1980’s – 至今，网络阶段-网络互接-WAN/MAN/LAN
在第二和第三阶段中，必须有一种技术来把本地的许多计算机 连接起来。这种技术就是所谓的局域网技术。 三、以太网的地位 属于局域网的范畴，定义的是物理层和数据链路层。
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最小帧长与最大传输距离
最大传输距离：通常由线路质量、信号衰减程度等因素决定。 最小帧长（64字节）：由最大传输距离和冲突检测机制共同决定。 规定最小帧长是为了避免这种情况发生：某站点已经将一个数据包的最后一个 BIT发送完毕，但这个报文的第一个BIT还没有传送到距离很远的一个站点。 而站点认为线路空闲而发送数据，导致冲突。
以太网基本技术－全双工以太网
全双工以太网： 1990年，基于双绞线介质的10BAST-T以太网，这是以太网历史上
一次最重要的革命。
提高灵活性和降低了成本，而且引入全双工模式。 全双工的出现，加大了带宽利用率，使走出了CSMA/CD的模式。
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