最新第5章：快速以太网分解课件ppt
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最新05共享式以太网和交换式以太网PPT课件
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交换机
A向B发送数据时，
D向E也可发送数
HUB
据
HUB
A
B
C
D
E
F
中国石油大学（北京）计算机系
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交换式以太网
交换式以太网是指以数据链路层的帧为数 据交换单位，以以太网交换机为基础构成的 网络。交换式以太网允许多对结点同时通信， 每个结点可以独占传输通道和带宽。它从根 本上解决了共享以太网所带来的问题。
20%
炼
– 易20%，较易30%，较难30%，难20% – 单选，多选，名词解释，简答，论述
重 点
课程安排
• 周二 7﹕00，1405 周四 7﹕00 ，1405 知识串讲，真题练习
1 组织
• 识记：组织， P3 • 领会：组织涵义的六要点，P3
– 动态活动 – 静态单位 – 共同目标 – 团体意识 – 投入产出 – 物、人、环境
机根据这个表来把数据帧转发到正确的端口上。
中国石油大学（北京）计算机系
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交换机
1 2
交换机
4 3
A
B
C
D
端口 1 2 3 4
站地址
MACA MACB MACC MACD
中国石油大学（北京）计算机系
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交换机工作原理
交换机的冲突域仅局限于交换机的一个
端口上。 以太网交换机的主要功能包括MAC地址学习、
中国石油大学（北京）计算机系
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交换机工作原理
交换机是工作在数据链路层的设备。 交换机收到一个数据帧后，能够识别出这个帧的
结构，根据帧的目的地址，将这个帧转发到 对应的某个端口上去，而不是广播到其他 所有的端口。 在每个交换机内部都维护有一张表，这个表记录了交 换机上每个端口所连接主机的MAC地址信息，交换
第5章：快速以太网分解PPT课件
大距离为200m，使用光线时
最长为2km 。支持2500m的
2-1 2-2
… 2-n
级联星状拓扑，并可以有3
级以上的级联。 15
2021
计算机科学与工程学院
5.4.4 千兆位以太网 (Gigabit Ethernet，吉比特以太网)
制定标准
• 1996年7月，IEEE 802.3委员会成立了IEEE 802.3z 工作组，专门制定基于光纤和同轴电缆的千兆以 太网标准。
– 交换局域网
• 交换以太网 • ATM局域网
虚拟局域网VLAN
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2021
计算机科学与工程学院
复习上次课内容
• 3、LAN发展过程中，高速局域网的研究 方法或者发展方式有哪些？
– 方案一
• 提高Ethernet的数据传输速率： • 10Mb/s→100Mb/s→ 1Gb/s → 10Gb/s ；
– 方案二
100 BAΒιβλιοθήκη E-T4– 100 BASE-T4支持4对3、4、5类非屏蔽双绞线UTP – 其中3对用于数据传输，1对用于冲突检测。 – 非全双工工作，8B/6T编码
100 BASE-FX√
– 支持2芯的多模或单模光纤 – 从结点到集线器的距离可以达到2km – 全双工工作 ，采用4B/5B编码
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ATM 异步(统计)时分复用
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计算机科学与工程学院
补充：100VG-AnyLAN
• IEEE802.12标准：是基于AT＆T、HP公司开发的100Mbps 高速以太网和令牌环技术，能够顺利地从以太网 向令牌环迁移。
• 100VG(Voice Grade)-AnyLAN 不用CSMA/CD，采用 DPA，即需求优先访问协议来控制网络访问，可提供优 先级控制和带宽保证，以支持多媒体通信。
以太网 ppt课件
t=
B B 检测到发生碰撞
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
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。
FCS 字段 4 字节
字节 6
6
目的地址 源地址
2 类型
IP 数据报 46 ~ 1500
数据
IP 层
A 不接受
只有 D 接受 B 发送的数据
B
B向 D 发送数据
C 不接受
D 接受
E 不接受
以太网的广播方式发送
总线上的每一个工作的计算机都能检测到 B 发 送的数据信号。
由于只有计算机 D 的地址与数据帧首部写入的 地址一致，因此只有 D 才接收这个数据帧。
其他所有的计算机（A, C 和 E）都检测到不是 发送给它们的数据帧，因此就丢弃这个数据帧 而不能够收下来。
具有广播特性的总线上实现了一对一的通信。
为了通信的简便 以太网采取了两种重要的措施
采用较为灵活的无连接的工作方式，即 不必先建立连接就可以直接发送数据。
以太网对发送的数据帧不进行编号，也 不要求对方发回确认。
这样做的理由是局域网信道的质量很好，因 信道质量产生差错的概率是很小的。
以太网提供的服务
无连接: 在发送和接收适配器之间没有握手 不可靠: 接收适配器不向发送适配器发送应答
或否定应答
传送给网络层的数据报流可能有丢包 如果应用程序使用TCP，将能弥补丢包 否则，应用程序将发现丢包
以太网的MAC协议：CSMA/CD
从总线拓扑到星型拓扑
直到20世纪90年代，总线拓扑流行 后来，星型的集线器 目前星型的交换机
计算机网络课件-04c.快速以太网和千兆以太网
802.3μ Fast Ethernet 802.3x 802.3z Full Duplex Gigabit Ethernet
帧间空隙 前导字符
以太网帧
载波延伸 填充字符 collision window
8B1Q4(8-bit 1-Quinary Quarter)和4D-PAM5(4-dimensional 5-level Pulse Amplitude Modulation)。
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（２）帧突发(frame bursting) 一次传送多个短帧。第一帧具有载波延伸，后面的帧直接发出，不用加载波延伸。每一 帧之间有一个小的间隔，并加入延伸位(extension bits)。其它站点识别帧间间隔中的延伸位后不 会发送数据而引发冲突。
和快速以太网一样，802.3ab除了把传输速率提高1000Mbps， 其它不变。由 于1000Base-T的速度提高了100倍，故半双工的冲突域也要减少为1/100，即 25m。这个距离很难接受，怎么办？采用载波延伸技术。 （１）载波延伸（carrier extension） 如果帧长小于512B，通过附加填充字节，将其延长至512B，使得网络 半径可以延长到200m。填充字节称为(extension bits) 。 但是发送很多短帧浪 费很大，也延长了发送时间，能否加速？ 采用帧突发。
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快速以太网概述 快速以太网
100Mbps 1995年，802.3u
1992年，IEEE召集802.3委员会希望加速802.3，当时提出两种方案： （1）重新设计，并加入新功能（如实时性）； （2）保持802.3，并加快它。 第一种方案导致了标准802.12(100VG-AnyLAN)的出现，而第二种方案导致了802.3u (Fast Ethernet)的出现。 802.3u只是802.3的扩展，速度为100Mbps，称为快速以太网，1995年成为标准。 802.12加入了令牌机制，可以支持以太网和令牌环，但是没有取得商业上的成功。 与802.3相比，快速以太网只是简单地把传输速率提高了100Mbps, 其它均保持不变： （1）格式保持不变，CSMA/CD协议不变，最短帧和最长帧的长度保持不变 （2）段的最大距离仍然为100m，比2500m/10要短(2500m为10base5的最大距离)。 （3）帧间空隙隔依然为96b，但是时间长度也变为原来的1/10，即0.96μs。
第5章-以太局域网PPT课件
A站发送帧在时刻t 传播到B站
两帧在时刻t+△ t 碰撞
E站在时刻t检测信道闲， 启动发送
A站
B站
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C站
D站
E站
秋冬
5.3.2.2 冲突避免策略
CSMA协议避免冲突可采用三种策略 有数据待发，则监听信道/介质
（1）如果介质空闲， 发送 （2）如果介质忙 ，有三种处理策略早期标准
DEC/Intel/Xerox标准：灵活但不权威
DIX Ethernet： v1.0-1980、v2.0-1982
当今标准
IEEE std 802.3 – 1985：权威但不灵活
IEEE 802.3标准草案：1982年12月 Xerox专利转移IEEE，802.3成为以太网的同义词
carrier sense multiple access
基本思路：先听后发
站点发送前对信道进行侦听 如果信道空闲：可以发送 否则，信道忙：等待
注意：采用CSMA存在冲突
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秋冬
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采用CSMA依然存在冲突
传播时延可能导致冲突
假设A站的信号正在网络上传播 A站信号还未到E站，E站认为信道闲，启动发送 结果A、E站发送的信号在网上冲突
第5章 以太网
5.1 概述 5.2 以太网与IEEE 802.3标准 5.3 以太网的MAC协议 5.4 全双工以太网 5.5 以太网MAC帧格式 5.6 以太网物理层 5.7 小结与参考资料
1
秋冬
1
5.1 概述－历史
以太网的诞生和发展
以太网的诞生：1973年，Xerox/PARC
Metcalf命名为Ethernet并于1977年获专利 产品的持续发展快速推动了以太网的进步
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。
以太网课件
一、释名：
命名原因：
以太的特性： 传输介质 普设计图
二、以太网的诞生和发展
1、1969年，夏威夷大学的Norman Abramson设计了无线分组广播网 ALOHA。这是随机争用技术的起源。
2、1972年 Xerox公司PARC 研究员Bob Metcalfe和助手David Boggs开发出基于 ALOHA思想的实验性局域网络，传输速 率达到2.94Mbps，并于次年命名为 Ethernet。
计算机网络
第五章 局域网
5.3 以太网Ethernet
一、释名：
以太（英语：Luminiferous aether、 aether 或 ether），或译乙太，光乙太，是古希 腊哲学家亚里斯多德所设想的一种物质，为五元 素之一。19世纪的物理学家，认为它是一种曾被 假想的电磁波的传播媒质。但后来的实验和理论 表明，如果不假定“以太”的存在，很多物理现 象可以有更为简单的解释。也就是说，没有任何 观测证据表明“以太”存在，因此“以太”理论 被科学界所抛弃。 ————维基百科
二、以太网的诞生和发展
6、1980年，Xerox、DEC与Intel联合宣布 Ethernet V1.0规范 。次年发布Ethernet V2.0规范。
7、1982年以太网被IEEE接纳，在Ethernet V2.0规范基础上发布了IEEE802.3标准。 8、1990年以太网的10BASE-T标准发布， 双绞线成为以太网的新介质，同年以太网交 换机问世。
优点：减少了冲突的概率； 缺点：增加了信道空闲时间，数据发送延迟增大； 信道效率比 1-坚持CSMA低，传输延迟比 1-坚持 CSMA大。
四、竞争MAC方式
效率分析
通过量a c
0 .4 0 .3
【精品课件】快速以太网组网方法
5.3.3 快速以太网组网方法
1. 基本的硬件设备
• 快速以太网组网方法与普通的以太网组网方法基本 相同。要组建快速以太网，需要使用以下基本硬件 设备：
• 100 Mbps集线器或100 Mbps以太网交换机；
• 10 Mbps集线器；
• 10 Mbps以太网卡、100 Mbps以太网卡或10/100 Mbps以太网卡；
3. 智能大楼概念的提出
• 随着建筑物结构化布线系统的应用，近几年来出现 了一个新的概念，这就是智能大楼。智能大楼的概 念是随着计算机与现代通信技术的迅速发展，以及 人们对信息共享的强烈需求而产生的。它是将计算 机通信、信息服务和大楼安全监控集成在一个系统 中。最早的智能大楼可以追溯到1984年。当时，美 国的哈特福特市对一座旧式大楼进行了改造，他们 在这幢大楼内安装了局域网，同时对大楼的空调、 电梯、照明、防火、防盗等设施采用计算机进行监 控。在设计大楼传输线路时，他们将局域网布线系 统与大楼安全监控的信息传输线路集成在一起。这 项工程引起了人们的高度重视，从此世界上许多国
• 1000 Mbps以太网交换机；
• 1000 Mbps以太网卡；
• 100 Mbps以太网交换机或100 Mbps集线器；
• 10 Mbps以太网卡、100 Mbps以太网卡或10/100 Mbps以太网卡；
• 双绞线或光缆。
• 1000 BASE—T标准使用5类非屏蔽双绞线，双绞线 长度可以达到100 m；1000 BASE—LX标准使用单 模 光 纤 ， 光 纤 长 度 可 以 达 到 3000 m ； 而 1000 BASE—SX标准使用多模光纤，光纤长度可以达到 300～550 m。
• (3) 楼宇自动化系统（BA）
• 楼宇自动化系统采用传感器、监控设备、计算机， 对大楼的电力、空调、电梯、供水与排水、防火及 防盗等设施，实行全自动的综合监控与管理。它包 括楼宇自动化管理、出入管理、身份卡识别系统、 防盗保安系统、防火系统以及各种设备监控系统。 对现代化大楼来说，这些系统都是必备的。楼宇自
1. 基本的硬件设备
• 快速以太网组网方法与普通的以太网组网方法基本 相同。要组建快速以太网，需要使用以下基本硬件 设备：
• 100 Mbps集线器或100 Mbps以太网交换机；
• 10 Mbps集线器；
• 10 Mbps以太网卡、100 Mbps以太网卡或10/100 Mbps以太网卡；
3. 智能大楼概念的提出
• 随着建筑物结构化布线系统的应用，近几年来出现 了一个新的概念，这就是智能大楼。智能大楼的概 念是随着计算机与现代通信技术的迅速发展，以及 人们对信息共享的强烈需求而产生的。它是将计算 机通信、信息服务和大楼安全监控集成在一个系统 中。最早的智能大楼可以追溯到1984年。当时，美 国的哈特福特市对一座旧式大楼进行了改造，他们 在这幢大楼内安装了局域网，同时对大楼的空调、 电梯、照明、防火、防盗等设施采用计算机进行监 控。在设计大楼传输线路时，他们将局域网布线系 统与大楼安全监控的信息传输线路集成在一起。这 项工程引起了人们的高度重视，从此世界上许多国
• 1000 Mbps以太网交换机；
• 1000 Mbps以太网卡；
• 100 Mbps以太网交换机或100 Mbps集线器；
• 10 Mbps以太网卡、100 Mbps以太网卡或10/100 Mbps以太网卡；
• 双绞线或光缆。
• 1000 BASE—T标准使用5类非屏蔽双绞线，双绞线 长度可以达到100 m；1000 BASE—LX标准使用单 模 光 纤 ， 光 纤 长 度 可 以 达 到 3000 m ； 而 1000 BASE—SX标准使用多模光纤，光纤长度可以达到 300～550 m。
• (3) 楼宇自动化系统（BA）
• 楼宇自动化系统采用传感器、监控设备、计算机， 对大楼的电力、空调、电梯、供水与排水、防火及 防盗等设施，实行全自动的综合监控与管理。它包 括楼宇自动化管理、出入管理、身份卡识别系统、 防盗保安系统、防火系统以及各种设备监控系统。 对现代化大楼来说，这些系统都是必备的。楼宇自
3.11.1 快速以太网 (Fast Ethernet)PPT.ppt
100BASE-FX 的编码解码
MII
PCS PMA PMD MDI
在 PMD 子层使用 NRZ-I 编码
100Base-FX 在 PCS 子层使用 4B / 5B 编码，在PMA子 层也是执行并串转换，而在PMD子层中使用 NRZ-I编码。
NRZ-I：NRZ的一种变形，在位单元开始处有跳变表 示“1”，无跳变表示“0”。
快速以太网分类
100BASE-TX 实现
100BASE-TX 使用 2 对 5 类 UTP 电缆，用线对 1/2(发 送), 3/6(接收)，电缆制作同10BASE-T，连接器使用8针RJ-45 连接器，从站点到集线器或交换机间的距离应小于 100m。
100BASE-TX的连接距离
II 类中继器HUB只连接相同类型的快速以太网站点，时延 ≤0.46μs，一个冲突域可有2个中继器HUB。
100BASE-TX的连接距离（续）
I 类中继器HUB可连接不同类型的100BASE-TX,-FX,-T4,并进 行适配转换，时延≤0.7μs，一个冲突域只能有1个中继器。
100BASE-TX 的编码解码
MII
PCS PMA PMD MDI
在 PCS 子层使用 4B / 5B 编码
4B/5B Code Groups （第一页，共两页）
100BASE-T4 实现
100BASE-T4 使用 4 对 3类的 UTP 电缆，8针RJ-45连接器。 站点发送时，使用三对线 1/2, 4/5,7/8来发送数据，使用一对线3/6 来检测冲突；站点接收数据时，使用三对线 3/6, 7/8, 4/5接收数据。
每个站点与HUB间最大距离不能超过100m。
每4位作为一组，
4位
5位：
第5章 以太网组网技术
5.2 传统以太网组网技术
上一页
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
上一页
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。
下一页 目 录 本 节 结 束
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。
快速以太网
9
网
3.4.2 常用的传输介质
络 一、有线传输媒体
双绞线（twisted pair） 与 由两根相互绝缘的铜导线对扭绞在一起
通
（目前常用一条线中有四对绞线）, 又 分为屏蔽双绞线STP和非屏蔽双绞线
信 UTP两种, 价廉、布线方便。
1/15/2021
计算机科学与工程系基础教研室
10
网
络
双绞线
内导体芯线
络
星形树是星形结构的一种扩充, 每个中 心节点与端用户的连接仍为星形
与
中心节点级连形成树, 但级连个数有限 制, 并随厂商的不同而变化。
局域网拓扑结构－树形结构
通
从总线形演变而来, 形状像一棵倒挂的
树其特点与总线形拓扑大致相似
信
不同的地方是树形拓扑故障易于检测和
隔离。
1/15/2021
计算机科学与工程系基础教研室
上后, 该信息帧将沿着环路一个站一
通 个站地传送。每经过一个站, 该站便
检查帧的目的站是否包括本站（因 信 为有可能组播）。若包括, 则拷贝该
帧到自己的缓冲区, 同时将该帧转发
到其下游站；否则该站直接将该帧 1/15/2021
计算机科学与工程系基础教研室
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网
令牌环网技术---3
络 清除帧与释放令牌
网 屏蔽双绞线 (STP) 非屏蔽双绞线 (UTP)
以铝箔屏蔽以减少
络
干扰和串音
双绞线外无任何屏蔽层
与 通
信
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计算机科学与工程系基础教研室
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网 3.4.2 常用的传输介质（cont.）
络
同轴电缆（coaxial）
由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导
高速以太网技术2021完整版PPT
Байду номын сангаас
1. 100BASE-T媒体访问控制方法
100BASE-T标准在最大程度上保持了IEEE802.3标 准的完整性，而且保留了核心以太网的细节规范。
虽然100BASE-T仍采用常规10Mbps以太网的 CSMA/CD媒体访问控制方法，但其性能是10BADE-T的 10倍，而价格仅为其一半。
100BASE-T的MAC与10BASE-T的MAC相比，除了 帧际间隙缩短到原来的1/10外，两者的帧格式及参数完 全相同。100BASE-T的MAC出可以运行于不同的速率， 并能与不同的物理层接口。这样，原先10Mbps以太网 上运行的软件不加任何修改即可在快速以太网上运行， 原先的协议分析和管理工具也可轻易地被继承。
在10Base-T的局域网中，虽然使用 100BASE-TX采用两对链路，其中一对用于发送，另一对用于接收，每对链路实现单方向的100Mbps数据速率。
千兆以太网有全双工和半双工两种工作方式。 将比特发送时间从100ns减到1ns；
两对双绞线与集线器相连，一对用于发 100BASE-T标准为IEEE 802.
所谓全双工FDX（Full-Duplex）是 Gigabit Ethernet(千兆位以太网或吉比特以太网)构筑于以太网协议之上。
下面举出几种升级方式的例子。
在一个连接上同时进行数据的接收和发 100BASE-T的MAC出可以运行于不同的速率，并能与不同的物理层接口。
千兆以太网最初的应用将是在路由器、交换机、集线器、中继器和服务器之间需要高带宽的校园或建筑物。 （1000BASE LX）可达3km。
该协议在1998年6月实现标准化，有可能成为高速局域网主干和服务器连接领域的一种主要协议。 100BASE-TX的通信介质是5类UTP或5类STP双绞线。
1. 100BASE-T媒体访问控制方法
100BASE-T标准在最大程度上保持了IEEE802.3标 准的完整性，而且保留了核心以太网的细节规范。
虽然100BASE-T仍采用常规10Mbps以太网的 CSMA/CD媒体访问控制方法，但其性能是10BADE-T的 10倍，而价格仅为其一半。
100BASE-T的MAC与10BASE-T的MAC相比，除了 帧际间隙缩短到原来的1/10外，两者的帧格式及参数完 全相同。100BASE-T的MAC出可以运行于不同的速率， 并能与不同的物理层接口。这样，原先10Mbps以太网 上运行的软件不加任何修改即可在快速以太网上运行， 原先的协议分析和管理工具也可轻易地被继承。
在10Base-T的局域网中，虽然使用 100BASE-TX采用两对链路，其中一对用于发送，另一对用于接收，每对链路实现单方向的100Mbps数据速率。
千兆以太网有全双工和半双工两种工作方式。 将比特发送时间从100ns减到1ns；
两对双绞线与集线器相连，一对用于发 100BASE-T标准为IEEE 802.
所谓全双工FDX（Full-Duplex）是 Gigabit Ethernet(千兆位以太网或吉比特以太网)构筑于以太网协议之上。
下面举出几种升级方式的例子。
在一个连接上同时进行数据的接收和发 100BASE-T的MAC出可以运行于不同的速率，并能与不同的物理层接口。
千兆以太网最初的应用将是在路由器、交换机、集线器、中继器和服务器之间需要高带宽的校园或建筑物。 （1000BASE LX）可达3km。
该协议在1998年6月实现标准化，有可能成为高速局域网主干和服务器连接领域的一种主要协议。 100BASE-TX的通信介质是5类UTP或5类STP双绞线。
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第五章 介质访问控制子层
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ATM 信元
•
ATM 采用定长分组作为传输和交换的单位。这种定
长分组叫做信元 ( cell )。当用户的 ATM 信元需要传送时
，就可“异步”插入到 SDH 的一个帧中。
•
每个 ATM 信元 53 个字节。可传输话音、数据、图
像和视频业务。ATM 传输可以提供 256K 到 622M 之间
第五章 介质访问控制子层
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补充：ATM网
• ATM(asynchronous transfer mode，异步传输模式)， 始于20世纪70年代后期。是一种较新型的信元交换技 术，与以太网、令牌环网、FDDI网络等使用可变长 度包技术不同，ATM使用53字节固定长度的信元进 行交换。ATM是一种交换技术，没有共享介质或包
大距离为200m，使用光线时
第五章 介质访问控制子层
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快速以太网的改进
• 用MII取代AUI
– MII (Medium Independent Interface,介质无关接口）， 是指不用考虑媒体是铜轴、光纤、电缆等，这些媒体 处理的相关工作都由PHY或者叫做MAC的芯片完成。
– 减弱了MAC层对物理层介质的要求 – MII不再采用AUI的串行接口规范，而提供4位并行的
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第五章 介质访问控制子层
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。
100VG-AnyLAN连网示例
• 100VG-AnyLAN 网络是一种 以中央HUB为中心星型结构 。中央HUB称为根HUB。每 个HUB都有一个上行链路和 多个连接下一级HUB的下行 链路端口组成。
1 23n
…
1-1
1-3
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UP
• 使用4对3、4、5类UTP，最
数据通路，即是用4 根线来传输数据。
• 用简单不归零码代替曼彻斯特编码 • 定义了新型中继器规范，减少了中继器处理延迟。 • 用全双工方式取代半双工，消除了传播延迟限制，
从而支持更大的网络直径。 • 可管理性得到增强(SNMP)。
第五章 介质访问控制子层
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快速以太网组网实例
• 网卡(外置或内置收发器)、收发器(外置)与收发器电缆 • 集线器（双绞线或光纤接口） • 双绞线及光缆
• ATM的传送单元是固定长度53byte的CELL（信元） ，信头部分包含了选择路由用的VPI/VCI信息，因而 它具有交换的特点。它是一种高速分组交换，在协议 上它将OSI第三层的纠错、流控功能转移到智能终端 上完成，降低了网络时延，提高了交换速度。
• VPI和VCI：ATM把一条物理电路划分为几个虚拟的 逻辑通路，称为VPI（Virtual Path identifier,虚路径标 识符）；然后在每一个VPI中再划分虚拟的信道，称 为VCI（Virtual Channel Identifier,虚通道标识符）。
– 方案三
• 将“共享介质方式”改为“交换方式”
第五章 介质访问控制子层
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5.4.3 快速以太网(100Base-T)
• FastEthernet局域网标准由IEEE802.3工作组于1995年 完成，并正式命名为100Base-T。
• FastEthernet在传统以太网基础上发展起来的
而为不同的应用提供不同的速率。
第五章 介质访问控制子层
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ATM具有电路交换、分组交换的双重性
• ATM面向连接,它需要在通信双方向建立连接,通信结 束后再由信令拆除连接。但它摈弃了电路交换中采用 的同步时分复用，改用异步时分复用，收发双方的时 钟可以不同，可以更有效地利用带宽。
• DPA：是一种集中式介质访问控制协议。任何节点需要 传送数据时，首先向HUB发出传输请求，只有在HUB认可 请求并指示传送时，节点才能开始传送数据。
• DPA定义两种传输请求：
–正常优uest)
–高优先级请求HPR(High Priority Request)
第5章：快速以太网分解
复习上次课内容
• 3、LAN发展过程中，高速局域网的研究 方法或者发展方式有哪些？
– 方案一
• 提高Ethernet的数据传输速率： • 10Mb/s→100Mb/s→ 1Gb/s → 10Gb/s ；
– 方案二
• 将一个大型局域网划分成多个用网桥或路由器互 连的子网，减少N节点数，间接提高用户带宽。
– 保持相同的以太网帧格式
– 保留了用于以太网的CSMA/CD介质访问控制方式
– 相同的组网方法
• 由于快速以太网的速率比普通以太网提高了10倍，所以快速以太 网中的桥接器、路由器和交换机都与普通以太网不同，它们具有 更快的速度和更小的延时。
• FastEthernet的传输速率比普通Ethernet快10倍，数据 传输速率达到了100Mbps,每个比特的发送时间由100ns 降低到了10ns。
– 1s=?ns
– 1s=103ms=106us=109ns=1012ps
第五章 介质访问控制子层
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各100Base-T 的PHY比较
1990
第五章 介质访问控制子层
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100BASE-T与10BASE-T的比较
传递带来的延时，具有高速数据传输率和支持多种类 型（如声音、数据、传真、实时视频、CD质量音频 和图像）通信。
• 优点：（1）使用相同的数据单元，可实现WAN和
LAN的无缝连接。（2）支持VLAN（虚拟局域网）
功能，可以对网络进行灵活的管理和配置。（3）具
有不同的速率，分别为25、51、155、622Mbps，从
的高速数据传输通道。
ATM 异步(统计)时分复用
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补充：100VG-AnyLAN
• IEEE802.12标准：是基于AT＆T、HP公司开发的100Mbps 高速以太网和令牌环技术，能够顺利地从以太网 向令牌环迁移。
• 100VG(Voice Grade)-AnyLAN 不用CSMA/CD，采用 DPA，即需求优先访问协议来控制网络访问，可提供优 先级控制和带宽保证，以支持多媒体通信。