以太网技术和讲义组网规范
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编著：斯桃枝等
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人民邮电出版社
全国十一五规划教材
对IEEE802.3帧结构来说，此2字节表示长度：指出紧跟其后的数 据字段有多少字节。它受最小帧长度的限制，即最少必须有46字 节，若不到，则用填充符进行填充到46字节。对以太网帧结构来 说，这两个字节表示类型：它说明了高层所使用的协议，例如IP 或IPX。
IEEE 802.3以太网标准的总体结构如图2-1所示。
图2-1 IEEE 802.3以太网标准的总体结构 4
编著：斯桃枝等
人民邮电出版社
IEEE 802.3以太网标准列表如表2-1所示。
全国十一五规划教材
编著：斯桃枝等
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人民邮电出版社
2.1.2 CSMA/CD机制
信号的广播（广播域） MAC地址与定址 冲突
图2-3 碰撞（冲突）
冲突域
6
全国十一五规划教材
图2-2 信号广播
图2-4 冲突域
编著：斯桃枝等
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全国十一五规划教材
CSMA/CD
– CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection） 称载波侦听多路访问/冲突检测。 在局域网中，一个站点在发送数据前，首先侦听网络上是否 存在载波（即检测是否有其他站点正在发送数据），这就叫 载波侦听协议（Carrier Sense Protocol）。CSMA/CD协议是 对ALOHA协议（一种基于地面无线广播通信而创建、适用于 无协调关系的多用户竞争单信道使用权的系统）的改进， CSMA/CD保证在侦听到信道忙时不再有新站点开始发送数据； 而且任一站点在检测到冲突时就立即取消传送，以太网采用 的是CSMA/CD协议。 以太网就是以CSMA/CD的方式来进行媒体访问控制，其目的 就是为了避免冲突。网中的各个站（节点）都能独立地决定
若该字段大于或等于0600H(相当于十进制的1536)，则认为是 以太网帧的类型字段，从而识别出网络层分组是哪一种协议， 并做相应处理；
若小于0600H，则认为是IEEE802．3帧的长度字段，辨别长 度是否正确，再进行处理。
DATA（数据区） ：要传送的实际数据，受最小帧长度的限制。 通常在46字节到1500字节之间。46字节最小帧长度是一个限制， 目的是要求局域网上所有的站都能检测到该帧，即保证网络正常 工作。如果高层协议的分组使数据段小于46个字节，则由有关软 件把DATA填充到46字节最小长度。
物理层的功能为： 信号的编码/译码。 前导码（同步码）的生成/删除。 信号对应的比特流的发送/接收。
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全国十一五规划教材
编著：斯桃枝等
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全国十一五规划教材
2.2.2 以太网功能模块
IEEE 802.3的体系结构与功能模块如图2-6所示。
图2-6 以太网体系结构与功能模块
总体功能 编码译码模块 收发器
图2-5 以太网层次结构 10
编著：斯桃枝等
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全国十一五规划教材
数据链路层的功能有： 提供一个或多个SAP； 发送时将数据组装成带MAC地址和差错检测的帧，进行同步、定 界及透明传输； 接收时拆卸帧，执行MAC地址识别（寻址）和差错检测； 管理链路上的通信，进行流量控制，差错控制。
局域网的数据链路层与传统的OSI中数据链路层也有区别： 局域网链路支持多重访问，支持成组地址和广播； 支持MACห้องสมุดไป่ตู้质访问控制功能； 提供某些网络层的功能，如网络服务访问点SAP、多路复用、流 量控制、差错控制。
MAC子层功能： 成帧/拆帧； 实现、维护MAC协议； 位差错检测，寻址等。
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LLC子层功能： 向高层提供SAP（服务访问点）； 建立/释放逻辑连接； 差错控制； 帧序号处理； 提供某些网络层功能等。
LLC子层提供三种类型的操作： 不确认的无连接服务； 面向连接服务； 带确认的无连接服务。
以太网技术和组网规范
精品
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第2章以太网技术和组网规范
编著：斯桃枝等
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本章主要内容：
以太网基础 以太网模块和功能 各种类型的以太网
全国十一五规划教材
编著：斯桃枝等
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2.1 以太网基础
2.1.1 IEEE 802.3以太网标准
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2.2.3 网卡的工作过程
网卡的分类 按照数据链路层控制来分，有以太网卡、令牌环网卡、ATM网
卡等，它们在数据链路控制、寻址、帧结构等方面不同。 按照物理层来分，有无线网卡、RJ-45网卡、同轴电缆网卡、光
缆网卡等各种媒体（也称介质）。 以太网采用CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)控制技术。在 OSI七层协议中主要定义了物理层和数据链路层的工作方式。二者之间 有标准的接口(例如MII，GMII等)来传递数据和控制。 以太网网卡包括OSI模型中的物理层和数据链路层。物理层定义了数 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，并向数据链路层设备提供标准接口MII。数据链路层则提供 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。
FCS（帧校验序列）：占4字节，是32位冗余检验码（CRC）， 检验范围除前导码、SFD和FCS以外的所有帧的内容，即从DA开 始至DATA完毕的CRC检验结果都反映在FCS中。
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2.2 以太网模块和功能
2.2.1 以太网层次结构
以太网层次结构主要对应于OSI层次结构中的数据链路层和物理层。 其层次结构如图2-5所示。
数据帧的发送与接收。
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2.1.3 以太网的帧结构
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PA（前导码） ：在定界符之前发送，以使信号电路达到稳定的 同步状态。PA为持续7个字节的10101010比特信号。
SFD（帧定界符）：它表示有效帧的开始，其代码为10101011， 只有一个字节。
DA，SA（目的地址，源地址）：均为6字节，48位，DA可以 是一个唯一的地址，即单址——表示单个站，多址——代表一 组站，全地址——代表局域网上所有的站。当目的地址出现多 址时，即表示该帧被一组站同时接收，称“组播”。当目的地 址出现全地址时，即表示该帧被局域网上所有站同时接收，称 “广播”。SA说明的是发送该帧站的地址。
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对IEEE802.3帧结构来说，此2字节表示长度：指出紧跟其后的数 据字段有多少字节。它受最小帧长度的限制，即最少必须有46字 节，若不到，则用填充符进行填充到46字节。对以太网帧结构来 说，这两个字节表示类型：它说明了高层所使用的协议，例如IP 或IPX。
IEEE 802.3以太网标准的总体结构如图2-1所示。
图2-1 IEEE 802.3以太网标准的总体结构 4
编著：斯桃枝等
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IEEE 802.3以太网标准列表如表2-1所示。
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2.1.2 CSMA/CD机制
信号的广播（广播域） MAC地址与定址 冲突
图2-3 碰撞（冲突）
冲突域
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图2-2 信号广播
图2-4 冲突域
编著：斯桃枝等
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CSMA/CD
– CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection） 称载波侦听多路访问/冲突检测。 在局域网中，一个站点在发送数据前，首先侦听网络上是否 存在载波（即检测是否有其他站点正在发送数据），这就叫 载波侦听协议（Carrier Sense Protocol）。CSMA/CD协议是 对ALOHA协议（一种基于地面无线广播通信而创建、适用于 无协调关系的多用户竞争单信道使用权的系统）的改进， CSMA/CD保证在侦听到信道忙时不再有新站点开始发送数据； 而且任一站点在检测到冲突时就立即取消传送，以太网采用 的是CSMA/CD协议。 以太网就是以CSMA/CD的方式来进行媒体访问控制，其目的 就是为了避免冲突。网中的各个站（节点）都能独立地决定
若该字段大于或等于0600H(相当于十进制的1536)，则认为是 以太网帧的类型字段，从而识别出网络层分组是哪一种协议， 并做相应处理；
若小于0600H，则认为是IEEE802．3帧的长度字段，辨别长 度是否正确，再进行处理。
DATA（数据区） ：要传送的实际数据，受最小帧长度的限制。 通常在46字节到1500字节之间。46字节最小帧长度是一个限制， 目的是要求局域网上所有的站都能检测到该帧，即保证网络正常 工作。如果高层协议的分组使数据段小于46个字节，则由有关软 件把DATA填充到46字节最小长度。
物理层的功能为： 信号的编码/译码。 前导码（同步码）的生成/删除。 信号对应的比特流的发送/接收。
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2.2.2 以太网功能模块
IEEE 802.3的体系结构与功能模块如图2-6所示。
图2-6 以太网体系结构与功能模块
总体功能 编码译码模块 收发器
图2-5 以太网层次结构 10
编著：斯桃枝等
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数据链路层的功能有： 提供一个或多个SAP； 发送时将数据组装成带MAC地址和差错检测的帧，进行同步、定 界及透明传输； 接收时拆卸帧，执行MAC地址识别（寻址）和差错检测； 管理链路上的通信，进行流量控制，差错控制。
局域网的数据链路层与传统的OSI中数据链路层也有区别： 局域网链路支持多重访问，支持成组地址和广播； 支持MACห้องสมุดไป่ตู้质访问控制功能； 提供某些网络层的功能，如网络服务访问点SAP、多路复用、流 量控制、差错控制。
MAC子层功能： 成帧/拆帧； 实现、维护MAC协议； 位差错检测，寻址等。
编著：斯桃枝等
11
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LLC子层功能： 向高层提供SAP（服务访问点）； 建立/释放逻辑连接； 差错控制； 帧序号处理； 提供某些网络层功能等。
LLC子层提供三种类型的操作： 不确认的无连接服务； 面向连接服务； 带确认的无连接服务。
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第2章以太网技术和组网规范
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本章主要内容：
以太网基础 以太网模块和功能 各种类型的以太网
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2.1 以太网基础
2.1.1 IEEE 802.3以太网标准
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2.2.3 网卡的工作过程
网卡的分类 按照数据链路层控制来分，有以太网卡、令牌环网卡、ATM网
卡等，它们在数据链路控制、寻址、帧结构等方面不同。 按照物理层来分，有无线网卡、RJ-45网卡、同轴电缆网卡、光
缆网卡等各种媒体（也称介质）。 以太网采用CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)控制技术。在 OSI七层协议中主要定义了物理层和数据链路层的工作方式。二者之间 有标准的接口(例如MII，GMII等)来传递数据和控制。 以太网网卡包括OSI模型中的物理层和数据链路层。物理层定义了数 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，并向数据链路层设备提供标准接口MII。数据链路层则提供 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。
FCS（帧校验序列）：占4字节，是32位冗余检验码（CRC）， 检验范围除前导码、SFD和FCS以外的所有帧的内容，即从DA开 始至DATA完毕的CRC检验结果都反映在FCS中。
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2.2 以太网模块和功能
2.2.1 以太网层次结构
以太网层次结构主要对应于OSI层次结构中的数据链路层和物理层。 其层次结构如图2-5所示。
数据帧的发送与接收。
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2.1.3 以太网的帧结构
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PA（前导码） ：在定界符之前发送，以使信号电路达到稳定的 同步状态。PA为持续7个字节的10101010比特信号。
SFD（帧定界符）：它表示有效帧的开始，其代码为10101011， 只有一个字节。
DA，SA（目的地址，源地址）：均为6字节，48位，DA可以 是一个唯一的地址，即单址——表示单个站，多址——代表一 组站，全地址——代表局域网上所有的站。当目的地址出现多 址时，即表示该帧被一组站同时接收，称“组播”。当目的地 址出现全地址时，即表示该帧被局域网上所有站同时接收，称 “广播”。SA说明的是发送该帧站的地址。