第4章 以太网组网技术要点
计算机网络技术基础(微课版)(第6版)-PPT课件第 4 章 局域网
工作站
工作站是网络各用户的工作场所，用户通过它可以与网络交换 信息，共享网络资源。工作站通过网卡、传输介质以及通信设备 连接到网络服务器，且仅对操作该工作站的用户提供服务。
3. 总线型（Bus）
所有的结点都通过网络适配器直接连接到一条作为公共传输介质的 总线上，总线可以是同轴电缆、双绞线，也可以是光纤。如图4-7所 示：
图4-7 总线型网络结构示意图
总线型网络采用广播通信方式，即任何一个结点发送的信号都可以 沿着介质传播，而且能被网络上其他所有结点所接收，但在同一时间 内，只允许一个结点发送数据。
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4.4 局域网体系结构与IEEE 802标准
4.4.1 局域网参考模型
IEEE 802标准遵循ISO/OSI参考模型的原则，主要解决最低两层 （即物理层和数据链路层）的功能以及与网络层的接口服务。 IEEE802参考模型中不再设立网络层，它与ISO/OSI参考模型的对应 关系如图4-8所示：
4.3.3 介质访问控制方法
1. 什么是介质访问控制
介质访问控制，是指控制网上各工作站在适当的情况下发送数据， 并在发送数据的过程中，及时发现问题以及出现问题后妥善处理问 题的一整套管理方法。介质访问控制技术的优劣将对局域网的总体 性能产生决定性的影响。
2. 常用的媒体访问控制方法 CSMA/CD（带有碰撞检测的载波侦听多路访问） Token Ring（令牌环） Token Bus（令牌总线）
以太网技术和组网规范
以太网模块和功能 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。
图2-5 以太网层次结构
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MAC介质访问控制功能； 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。
传输媒体（也称网络介质）：100BASE-T 标准允许包括四个不同的物理层规范，第一个物理层规范支持2对5类UTP或1类STP，第二个物理层规范支持4对3/4/5类UTP，第三个物理层规范支持单模或多模光缆，第四个物理层规范支持2对3/4/5类UTP。100BASE-T根据使用物理层传输媒体的不同类型，分为100BaseTX、100BaseT4、100BaseFX和100BaseT2四种。
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。
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。
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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子层功能：
第4章以太网组网技术案例
1．四网卡．驱网动 络软件的安装和配置
程序的安装 和配置
1．网卡驱动程序的安装和配置
Windows 2003 Server是一种支持“即插即用”的操作系统。 如果使用的网卡也支持“即插即用”，那么Windows 2003 会 自动安装网卡驱动程序，不需要手工安装和配置。 在网卡不支持“即插即用”的情况下，需要进行驱动程序的手 工安装和配置工作。手工安装网卡驱动程序可以通过Windows 2003 Server桌面上的“开始”→“设置” →“控制面版” →“添加/删除硬件”实现。
（2）取出RJ-45水晶头，将排好顺序的非屏蔽双绞线按照图4-7插入 RJ-45接头内，用RJ-45专用剥线/夹线钳将接头压紧，确保无松动现象。 在电缆的另一端，按照同样的方法，将RJ-45水晶头与非屏蔽双绞线相 连，形成一条直通UTP电缆。
（3）利用电缆检测仪器检测制作完成的电缆，保证全部接通。具体 方法是，把双绞线分别插入两个部件，打开电源开关，观察信号的接 收情况。如果接收部件的4个指示灯依次发出绿光，表示连接正确。如 果有的灯不发光或发光的次序不对，则说明连接有问题，这时需要重 新制作。
4．安装以太网卡
网卡是计算机与网络的接口，中断、DMA通道、I/O基地地址和 存储基地址是以太网卡经常需要配置的参数。根据选用的网卡不同， 参数的配置方法也不同。有些网卡可以通过拔动开关进行配置，而有 些则需要通过软件进行配置。不管采用哪种方式，在配置参数的过程 中，应保证网卡使用的资源与计算机中其他设备不发生冲突。
4.4 案例：动手组装简单的以太网 1 ．组装10M以太网所需 的设备和器件
一．设备、器件及测量工具的准备和安装
1．组装10M以太网所需的设备和器件
1 ．组装100M以太网所需的设备和器件
《计算机网络》第3版课后题参考答案
D.无线局域网和有线以太网都存在隐藏终端问题
第5章网络互联的基本概念
1、填空题
（1）网络互联的解决方案有两中，一种是面向连接的解决方案，另一种是面向非连接的解决方案。其中，面向非连接的解决方案是目前主要使用的解决方案。
（2）IP可以提供面向非连接、不可靠和尽最大努力服务。
（1）在通常情况下，下列哪一种说法是错误的？(A)
A.它是由人工建立的
B.它是由主机自动建立的
C.它是动态的
D.它保存了主机IP地址与物理地址的映射关系
（2）下列哪种情况需要启动ARP请求？(C)
A.主机需要接收信息，但ARP表中没有源IP地址与MAC地址的映射关系
B.主机需要接收信息，但ARP表中已经具有了源IP地址与MAC地址的映射关系
换、和改进的直接交换3类。
(2)交换式局域网的核心设备是交换机或局域网交换机。
二、单项选择题
(1)以太网交换机中的端口/MAC地址映射表(B)
A.是由交换机的生产厂商建立的
B.是交换机在数据转发过程中通过学习动态建立的
C.是由网络管理员建立的
D.是由网络用户利用特殊的命令建立的
(2)下列哪种说法是错误的？(D)
A.以太网交换机可以对通过的信息进行过滤
B.以太网交换机中端口的速率可能不同
C.在交换式以太网中可以划分VLAN
D.利用多个以太网交换机组成的局域网不能出现环
三、实践题
在交换式局域网中，既可以按静态方式划分VLAN，也可以按动态方式划分VLAN。参考以太网交换机的使用说明书，动手配置一个动态VLAN，并验证配置的结果是否正确。
二、单项选择题
（1）因特网使用的互联协议是(B)
组网相关知识点总结图
组网相关知识点总结图一、组网基础知识1.1 组网概念组网是指将多个设备或系统通过一定的连接方式进行联接，从而实现设备之间的互相通信、数据传输和资源共享。
在各种通信和网络领域中，都需要通过组网技术来构建通信系统和网络架构，以满足不同的通信需求。
1.2 组网的分类根据组网的不同特点和应用场景，可以将组网技术分为有线组网和无线组网两大类。
有线组网是指通过物理线缆连接设备和系统，主要包括以太网、局域网、广域网等；无线组网是指通过无线信号进行设备之间的通信和连接，主要包括蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙等。
1.3 组网的基本原理组网的基本原理是通过一定的连接方式将多个设备连接在一起，形成一个整体网络结构，在这个网络结构中，设备之间可以直接进行通信和数据传输。
在组网过程中，需要考虑网络拓扑结构、传输介质、通信协议等因素。
1.4 组网的应用场景组网技术广泛应用于各种通信和网络系统中，包括企业网络、数据中心、工业自动化、智能家居、物联网等领域。
通过组网技术，可以实现设备之间的互联互通，提高通信效率和数据传输速度，满足各种通信需求。
二、有线组网技术2.1 以太网以太网是一种常用的有线组网技术，是一种基于CSMA/CD协议的局域网通信技术。
以太网采用双绞线或光纤作为传输介质，可以实现设备之间的高速数据传输，广泛应用于企业网络和数据中心等场景。
2.2 局域网局域网是指将位于同一地理区域内的多台计算机设备互联起来，实现资源共享和通信服务。
局域网可以采用以太网、令牌环、FDDI等不同的组网技术，是企业内部通信和数据传输的重要手段。
2.3 广域网广域网是指连接在不同地理区域内的多台计算机设备，通过远距离通信线路进行联接，实现远程通信和数据传输。
广域网可以采用X.25、帧中继、ATM等不同的组网技术，是不同地域之间通信和数据交换的重要手段。
2.4 有线组网的特点和优势有线组网技术具有传输速度快、传输稳定性好、安全性高等优点，适用于对传输速度要求较高的场景，如企业网络和数据中心等。
第4章 网络互联设备与组网配置
4.3 传输介质
常用的传输介质包括双绞线、同轴电缆和光导纤维，另外 ，还有通过大气的各种形式的电磁传播，如微波、红外线和 激光等。 4.3.1 双绞线(Twisted Pairwire,TP) 双绞线主要是把两根绝缘铜线拧成有规则的螺旋形。一般 扭绞长度在3.1~14cm，按逆时针方向扭绞，相邻线对的扭绞 长度在12.7cm以上。若把若干对双绞线集成一束，并用结实 的保护外皮包住，就形成了典型的双绞线电缆。把多个线对 扭在一块可以使各线对之间或其他电子噪声源的电磁干扰最 小。
2、 网卡总线类型 10M以太网卡的总线体系结构仍是工业标准体系结构（ISA ）。ISA总线的特点是：总线只有16位宽；工作时钟频率只有 8MHz；不允许猝发式数据传输；大多数ISA总线为I/O映射型 ，从而降低了数据传输速度。 ISA总线的理论带宽是5.33MB/S或42.64Mbit/s。网卡实际可 用的ISA总线带宽大约只是1/4的理论带宽值，即约为11Mbit/s ，刚够覆盖10Mbit/s的信道。 外部设备互连（PCI）总线可提供132MB/S的理论带宽和具 有真正的即插即用（PnP）的特点，极像SUN的S-BUS。PCI 总线是得到计算机厂家广泛支持的高性能的与处理器无关的 总线。
一般的文件服务器除了文件管理外还包括用户管理、安全管 理、网络管理、系统管理等功能。 2．打印服务器 打印服务器上接有打印机，网上其他结点和该服务器通信， 并使用与其相连的打印机打印文件。 3．终端服务器 终端服务器又称为终端集中器，终端通过终端集中器再接到 网上，终端到其他结点之间的通信都通过终端集中器。 二、 工作站 使用服务器提供的功能的网络结点就是工作站。工作站可以 是基于DOS、Windows 95/98的PC机，Apple Macintosh系统 、运行OS/2的系统以及无盘工作站。无盘工作站没有软驱和 硬驱，而是使用网络接口卡上固化在引导芯片中的特殊引导 程序直接从服务器上引导。
第4章 100M快速以太网组网技术
2009-11-18
上海交通大学计算机系
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4.1 快速以太网体系结构
1. 物理层标准 不同介质的标准
MAC子层 MAC子层 100BASETX 100BASEFX 100BASET4 100BASET2 2对5类UTP 光纤 4对3类UTP 2对3类UTP
4种不同的100Mb/s以太网物理层 种不同的100Mb/s以太网物理层 100Mb/s
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等价拓扑结构
SW
光纤 第 1层
HUB
UTP 100m
HUB
HUB
SW
UTP 100m
第 2层
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第 3层
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第 4层
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4.4 快速以太网系统的跨距
100M以太网的传送速率是10M以太网的10 100M以太网的传送速率是10M以太网的10 以太网的传送速率是10M以太网的 倍,所以同样的帧长度在100M以太网中的发送时 所以同样的帧长度在100M以太网中的发送时 100M 间只有10M以太网的1/10 10M以太网的1/10. 间只有10M以太网的1/10. 根据前一章的分析, 根据前一章的分析,可知跨距与最小帧长 度的关系,所以在快速以太网中跨距近似为10M 10M以 度的关系,所以在快速以太网中跨距近似为10M以 太网的1/10 1/10. 太网的1/10. HUB
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在光纤介质中为什么加了中继器反而使跨距缩短? 在光纤介质中为什么加了中继器反而使跨距缩短? 根据前章分析,跨距与碰撞检测时间相关, 根据前章分析,跨距与碰撞检测时间相关,即与 信号在介质上传播的时间相关.增加中继器后, 信号在介质上传播的时间相关.增加中继器后, 中继器上有延迟时间,占用了介质上的传播时间, 中继器上有延迟时间,占用了介质上的传播时间, 因而介质长度减少,缩短了跨距. 因而介质长度减少,缩短了跨距. 双工方式工作时,因没有碰撞冲突, 双工方式工作时,因没有碰撞冲突,不需考虑碰 撞检测时间,跨距仅受信号传播衰减的影响, 撞检测时间,跨距仅受信号传播衰减的影响,所 以跨距可增加到2km 2km. 以跨距可增加到2km.
第 4 章 计算机网络考点
第 4 章计算机网络★出题方向提示．●计算机网络的组成与分类；数据通信的基本概念；多路复用技术与交换技术；常用传输介质。
●计算机局域网的特点、组成和类型；以太网工作原理；局域网服务和软件；局域网的扩展。
●计算机广域网的组成；数字传输干线与接入技术；分组交换与存储转发原理；常用广域网。
●异构网络互联协议TCP / IP 的分层结构；IP 地址；IP 数据报与路由器原理。
●因特网的组成；主机地址与域名系统；电子邮件与Web 的基本原理。
●网络信息安全的常用技术；计算机病毒防范。
★考核知识要点、重点、难点精解★考点 1 * ：计算机网络的组成与分类1 ．计算机网络的组成计算机网络是利用通信设备和网络软件，把地理位置分散而功能独立的多台计算机（及其他智能设备）以相互共享资源和进行信息传递为目的连接起来的一个系统。
包含有三个主要组成部分：( l )若干个主机，用来向用户提供信息服务。
( 2 )一个通信子网，它由一些通信链路和节点交换机（也叫通信处理机）组成，用于进行数据通信。
( 3 )一系列的通信协议及相关的网络软件。
通信协议是为了确保计算机之间能进行互连并尽可能少地发生信息交换错误而制定的一组规则或标准。
计算机网络是计算机与通信相结合的产物，是一个非常复杂的系统，网络中的所有硬件设备和软件必须遵循一系列的协议才能高度协调地进行工作。
2 ．计算机组网的目的．( l )数据通信，例如访问其他计算机、使用电子邮件互相通信、网上聊天、收发传真、打电话、召开视频会议等。
( 2 )资源共享，用户可以共享计算机网络中的软件、硬件、数据等资源。
( 3 )实现分布式信息处理。
( 4 )提高计算机系统的可靠性和可用性。
3 ．计算机网络的分类计算机网络有多种不同的类型，分类的方法也很多。
( l ) 从使用的传输介质来分，可分成有线网和无线网。
( 2 ) 从网络的拓扑结构来分，可分为星型网、环形网、总线网、树型网、网状网和混合网等。
计算机网络理论与实践4z
4.4 网络互连设备Βιβλιοθήκη 网络互连设备通常分成如下4种：
（1）中继器：在物理层上透明地复制二进制位，以补偿信号的衰减。它不与更高层次的协 议交互作用。 （2）网桥：在不同或相同类型的局域网之间存储并转发帧，必要时进行链路层上的协议转 换。可连接两个或多个网络，在其中传送信息包。 （3）路由器：工作在网络层，在不同的网络间存储并转发分组，根据信息包的地址将信息 包发送到目的地，必要时进行网络层上的协议转换。 （4）网关（协议转换器）：指对高层协议（包括传输层及更高层次）进行转换的网间连接 器。
4.1.3 网络接口卡
与网络相连的每一台计算机都需要一个接口。接口卡必须符合使用网络的类型，网络的电 缆连在网络接口卡的后部。
4.1.4 电缆系统 网络电缆系统指的是用来连接服务器和结点的电缆线。电缆可以是同轴电缆，也可以是双 绞线，还可以使用高成本、高速的光缆。 4.1.5 共享的资源与外围设备 共享资源包括连在服务器上的所有存储设备、光盘驱动器、打印机、绘图仪以及网络上所 有用户都能使用的其他设备。
图4-2 同轴电缆的类型
4.3.3 光导纤维
它是采用超纯的熔凝石英玻璃拉成的比人头发丝还细的芯线。一般的做法是在给定的频率 下以光的出现和消失分别代表两个二进制数字，就像在电路中以通电和不通电表示二进制数 一样。光纤通信就是通过光导纤维传递光脉冲进行通信的。
1．光导纤维
光导纤维导芯外包一层玻璃同心层构成圆柱体，包层比导芯的折射率低，使光线全反射至 导芯内，经过多次反射，达到传导光波的目的。
数据一旦被网卡接收，它必须能被计算机的CPU所存取。使用下述方法之一可将网卡上的 数据传送到一个有效的计算机存储器存储单元上。 1．共用存储器 当使用共用存储器法时，计算机的存储器被作为缓冲器，数据直接放置在缓冲器中，不需 要中间的转移。共用存储器法对于总线主控卡是最快的，但成本也较高。 2．DMA法 计算机上的DMA控制器可控制总线，并将来自网卡缓冲器的数据直接传送到指定的计算机 存储器存储单元里。这就省去了CPU一般应做的一些工作，并提高了性能。 3．总线主控 总线主控与DMA法相似，但更加有效。网卡自己完成了DMA控制器的任务，而不必打扰 CPU。总线主控卡能提高20%－70%的性能。
第3章 以太网组网技术
收发器 内导体 MAU
网卡
收发器电缆
BD-15连接器
收发器 收发器电缆(AUI电缆)
插入式分接 头MDI
外导体屏蔽层
保护外层
3.2 以太网（IEEE802.3）标准
粗缆 转接器
收发器
收发电缆
3.2 以太网（IEEE802.3）标准
网段最大长度500m， 每段最多结点数100
终端电阻 中继器 收发器
10Base-5 粗缆
10Base-2 细缆
10Base-T 双绞线
10Base-F 光缆
以太网的物理层
3.2 以太网（IEEE802.3）标准
IEEE 802.3i 10Mbps以太网的基本特性 特性 速率（Mbps） 传输方法 10Base-5 10 基带 10Base-2 10 基带 10Base-T 10 基带 10Base-F 10 基带
3.2 以太网（IEEE802.3）标准
3.2.1 以太网技术
1. IEEE 802.3 MAC帧格式
7字节 1字节 6字节 6字节 2字节 46-1500 字节 数据/ 填充 4字节
前导码
SFD
目的地址
源地址
数据长度
FCS
最小 64字节 最大1518字节 FCS范围
以太网帧格式
• 传送数据的最小长度为64 byte
第3章 以太网组网技术
基本要求：
理解以太网组网技术、快速以太网组网技术、
千兆位以太网技术以及万兆位以太网技术；掌握组 建以太局域网所需的设备和集线器的级联。
第3章 以太网组网技术
教学重点和难点： 以太网组网技术； 快速以太网组网技术；
千兆位以太网技术；
《计算机网络基础》局域网组网技术
《计算机网络基础》局域网组网技术局域网（Local Area Network，LAN）是指在一个相对较小地理范围内的计算机网络。
它是连接组织、单位或个人计算机设备的基础性网络。
局域网的组网技术主要包括以太网、无线局域网和局域网互联等。
以太网是局域网中最常用的组网技术之一、以太网使用的是一种称为CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）的媒体访问控制协议。
它基于共享介质（常见的是电缆），所有连接到以太网的设备通过共享介质进行通信。
在以太网中，每个设备都有一个唯一的MAC（媒体访问控制）地址，用于在网络中识别设备。
以太网的主要优点是传输速度快、成本低廉，可以支持大量的终端设备。
无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）是一种使用无线通信技术连接设备的局域网。
无线局域网使用的是Wi-Fi技术，利用无线信号传输数据。
WLAN可以提供与有线局域网相似的网络连接，但不需要通过物理电缆连接设备。
无线局域网的组网技术主要包括基础设施型和自组织型。
基础设施型无线局域网需要通过无线接入点（Access Point，AP）来提供网络连接；而自组织型无线局域网允许设备之间直接进行通信，不需要中心化的基础设施。
局域网互联是将多个局域网连接起来形成一个较大的网络，以满足更多用户和设备的需求。
局域网互联可以通过路由器、交换机和网桥等设备来实现。
路由器是一种网络设备，可以连接不同的局域网，并在它们之间传输数据。
交换机是一种用于连接多个设备的网络设备，可以提供更快的数据传输速度和较低的延迟。
网桥是一种将不同的局域网连接在一起的设备，可以提供数据转发和过滤等功能。
除了上述常见的局域网组网技术，还有一些其他的技术可以用于局域网的组网，如光纤局域网、无线传感器网络等。
光纤局域网使用光纤作为传输介质，提供更高的传输速度和较低的传输延迟。
无线传感器网络是一种由大量无线传感器节点组成的网络，用于收集和传输环境中的数据。
快速以太组网方法 在线
计算机网络实用教程
• (4) 用户端使用10 Mbps或100 Mbps以太网卡，将工 作站连接到100 Mbps集线器或以太网交换机上。
• 90年代以来，支持非屏蔽双绞线得到了广泛的应用采 用双绞线作为网络的传输介质的最大优点是连接 方 便、可靠、扩展灵活。同时，双绞线不仅能用于 计 算机通信，而且能完成电话通信与控制信息传输。电 话通信比计算机通信出现得早，在铺设电话线路 方 面早就有了各种各样的方法与标准，人们很自然 地 会想到将电话线路的连接方法应用于网络布线中，这 样就产生了专门用于计算机网络的结构化布线系 统 。因此，从某种意义上说，结构化布线系统并非 什 么新的概念，它是将传统的电话、供电等系统所
计算机网络实用教程
家都开始对智能大楼的概念与实现方法进行了研究 并着手制定各自的智能大楼的标准。
• 智能大楼的定义有很多种。美国的一个智能大楼研究 机构认为：智能大楼是通过对建筑物的结构、系 统 、服务与管理四个基本要素之间采用最优组合， 为 用户提供一个投资合理、高效、安全与便利的工 作 环境。另一种定义则认为：智能大楼是在大楼建 设 中建立一个独立的局域网，在楼外与楼内的交汇 处 安装配线架，利用楼内垂直电缆竖井作为布线系 统 的主轴管道；在每个楼层建立分线点，通过分线 点 在每个楼层的平面方向布置分支管道，并通过这 些 分支管道将传输介质连接到用户所在的位置。最 终 用户的位置上可以连接计算机、电话机、电传机、
计算机网络实用教程
动化系统一般采用分散控制、集中管理的方法。其 中的关键技术是传感器与接口控制。大型商场、图 书馆内的烟雾感应报警装置，就是一种常见的楼宇 自动化系统。
计算机网络技术基础：组建局域网_2以太网组网技术
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1980年由DEC、Intel和Xerox三家公司开发
1980年提出世界上第一个局域网的技术标准
IEEE参照制定802.3局域网国际标准
通常将按IEEE 802.3 规范生产的以太网产品简称为以太网。
二、成熟应用的以太网 物理层标准 • 10BASE2 最大距离， 运行速率
假定D返回数据给 1 C
A B C 集线器 D
交换机的数据交换过程举例
交换机
3 集线器 F 集线器 I G H 地址 接口 A B E G C D 1 1 2 3 1 2 2
交换机收到来自D的帧 D 不在表中，表添加记录 D: 接口2 表中记录 C在表中，交换机只将帧转发给接口1 C收到该帧
以太网数据帧的前导字符
前导字符的作用是使接收节点进行同步并做好接收数 据帧的准备。前7个字符均为10101010，称为前同步 码，后一个字节10101011，为帧起始标识符。 说明：
不同以太网的数据帧中各个字段的定义是不同的， 而且彼此互不兼容，即它们的MAC帧结构是不同的， 但是上层的LLC帧结构是相同的。
• 在基于双绞线的以太网上，可以存在许多种 不同的运做模式，在速度上有10M，100M不 等，在双工模式上有全双工和半双工等，为 了减轻对网络设备进行配置和维护的工作量， 人们提出了自动协商技术。自动协商只运行 在基于双绞线的以太网上，是一种物理层的 概念。 • 如果链路两端的设备有一端不支持自动协商， 则支持自动协商的设备选择一种默认的工作 方式，比如10M半双工模式运行。这可能会
标准以太 网的特性 拓扑结构主 要是总线型 和星型
传输介质为同轴电 缆、双绞线和光纤
是一种共享型网络
交换式以太网组网技术
存储转发
交换机首先存储整个数据帧，然 后根据MAC地址表进行转发。这 种方式可以避免风暴，但交换速 度较慢。
碎片丢弃
交换机在接收到小于一定长度 （如64字节）的数据帧时，直接 丢弃该帧。这种方式可以有效减 少网络中的小包流量，提高网络 性能。
03 交换式以太网的组网技术
CHAPTER
星型拓扑结构
交换式以太网组网技术
目录
CONTENTS
• 引言 • 交换式以太网的基本原理 • 交换式以太网的组网技术 • 交换式以太网的性能优化 • 交换式以太网的应用场景 • 总结与展望
01 引言
CHAPTER
交换式以太网的发展历程
01
02
03
起源
以太网技术起源于20世纪 70年代，最初是为了实现 简单、经济的局域网连接。
网状拓扑结构
总结词
网状拓扑结构是一种复杂的以太网组网 方式，其中节点之间有多条通信路径。
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详细描述
在网状拓扑结构中，节点之间有多条通信 路径，每个节点都可以直接或间接地与其 他节点通信。这种结构提供了高可用性和 灵活性，但需要复杂的配置和管理，同时 成本也较高。
04 交换式以太网的性能优化
CHAPTER
交换机通过学习源MAC地址，自动建立和维护MAC地址表。当 MAC地址发生变化时，地址表会自动更新。
去抖动处理
对于网络中的重复帧，交换机进行去抖动处理，确保只转发一次有 效帧。
交换式以太网的交换方式
直通交换
交换机在接收到数据帧时，立即 从相应的端口转发出去，不需要 存储整个数据帧。这种方式交换 速度快，但无法处理风暴。
前导码
用于同步，由7个字节的10101010和1个 字节的101010101组成。
以太网技术的使用教程
以太网技术的使用教程随着科技的发展，以太网技术已经成为现代社会中最常见的网络通信方式之一。
无论是家庭、企业还是学校，几乎每个地方都离不开以太网。
在本文中，我们将探讨以太网技术的基本原理和使用教程，帮助读者更好地了解和应用这一技术。
一、以太网的基本原理以太网是一种局域网技术，它通过使用双绞线或光纤等传输介质，将计算机、服务器、打印机等设备连接起来，实现数据的传输和共享。
以太网采用的是分组交换的方式，将数据拆分成小的数据包，然后通过网络交换机进行传输。
这种方式能够提高网络的传输效率和可靠性。
二、以太网的硬件设备要使用以太网，我们首先需要准备一些硬件设备。
首先是网络交换机，它是连接各个设备的核心设备。
根据网络规模和需求，我们可以选择不同端口数量和速度的交换机。
其次是网线，它是连接设备和交换机的媒介。
常见的网线有Cat5、Cat6等不同规格，根据需要选择合适的网线。
最后是计算机、服务器和其他设备，它们是网络的终端设备，通过网线与交换机相连。
三、以太网的配置和连接在使用以太网之前，我们需要进行一些配置和连接。
首先，将交换机与电源连接，并连接上网线。
然后，将网线的一端插入交换机的端口，另一端插入计算机或其他设备的网口。
确保网线插入牢固，不松动。
接下来，打开计算机或设备的网络设置，选择以太网连接，并通过动态IP或静态IP方式进行配置。
配置完成后，我们就可以开始使用以太网进行数据传输和共享了。
四、以太网的应用以太网技术广泛应用于各个领域。
在家庭中，我们可以通过以太网连接多台计算机，实现文件共享和互联网访问。
在企业中，以太网连接了各个部门的计算机和服务器，实现了内部数据的快速传输和共享。
在学校中，以太网连接了教室、实验室和图书馆等地的计算机，方便师生进行教学和学习。
五、以太网的扩展和升级随着科技的不断进步，以太网技术也在不断发展。
目前，最常见的以太网标准是10/100/1000Mbps，即千兆以太网。
但随着网络需求的增加，千兆以太网已经无法满足高带宽的要求。
以太网组网
第 3 章以太网组网技术教学目标通过本章的学习，掌握以太网的组网规则，熟悉组网所需的器件、设备，了解以太网的组网类型和传输速度。
教学内容1、以太网的组网类型和传输速度；2、组网所需的器件、设备和传输介质；3、单一集线器组网配置规则；4、多集线器组网配置规则。
教学的重点和难点1、集线器、网卡等设备的特点、分类、应用。
2、双绞线的通信规则。
3、以太网的组网规则。
学习指导1、学生应该了解以太网的相关标准。
2、学生应该结合市场情况掌握集线器、网卡等设备的特点、分类、应用。
3、学生应该理解双绞线的通信规则和制作方式。
4、学生应该掌握10Base-T和100Base-TX的配置规则。
3.1 以太网的相关标准以太网最早是由 Xerox （施乐）公司创建的，在 1980 年由 DEC 、 Intel 和 Xerox 三家公司联合开发为一个标准。
以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准以太网（ 10Mbps ）、快速以太网（ 100Mbps ）、千兆以太网（ 1000 Mbps ）和 10G 以太网，它们都符合 IEEE802.3 系列标准规范。
传输介质：同轴电缆、双绞线、光缆等网络速度： 10Mb/s 、 100Mb/s 、 1000Mb/s介质访问控制方法： CSMA/CD主要技术标准1、 10BASE5粗缆以太网（粗同轴电缆），电缆的两端有 50 欧姆的终端电阻，每网段允许连接 100 个节点，长度是 500 米，最多有 4 个中继器连接 5 段 500 米的网线，最大网络直径是 2500 米。
2、 10BASE2细缆以太网，每段只能连接 30 个节点，每段的最大长度是 185 米，最大的网络直径是 925 米。
3、 10BASE-T3 类以上双绞线以太网，水晶头（ RJ-45 头），4 个中继器连接5 个 100 米的网线，最大网络直径是 500 米。
4、 100BASE-TX5 类以上双绞线以太网， 2 个中继器连接 2 个 100 米的网线，，两个中继器之间的距离不超过 5 米。
4-以太网原理
16:55:53
MSTP以太业务的类型主要有2种
❖一种使用以太网透传方式实现对以太网帧进行点到点的透明传送， 不需要MAC地址学习，该方式主要用于以太网专线接入。不同专线 用户不共享SDH带宽，具有严格的带宽保障和用户隔离。另一种方 式是利用以太网2层交换技术，提供以太网虚拟专线、2层汇聚、共 享以太通道等业务。此类业务共享带宽，可以通过VLAN隔离不同的 用户。
以太网帧(帧长L)
帧间隙（Y）
发送周期长度
前导码 8bytes
以太网帧（帧长L）
帧发送速率为C%，帧长为L的帧： 发送周期长度为 (L+8)*8+Y bit 链路信息速率保持100Mbps，每秒可达的帧数为PPS，则有 PPS*[(L+8)*8+Y]=100M PPS=100M/[(L+8)*8+Y] 以太网帧发送速率 Z%定义为 PPS=PPSm*Z%
发送周期长度为 (L+8)*8+96 bit
链路信息速率保持100Mbps，每秒可达的帧数PPSm,则有 PPSm*[(L+8)*8+96]=100M
PPSm=100M/[(L+8)*8+96]
❖只要是线速下，帧间隙就为最小帧间隙（96bits），而与帧长无关
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快速以太网帧传送特性分析
❖普通链路脉冲（Normal Link Pulse，NLP):约16ms， 链路状态检测,Down/Up ❖FLP只在协商/初始时发送，链路Up后只发送NLP
❖NLP/FLP技术只是针对双绞线媒介而定的
16:55:55
计算机网络第4章局域网技术
4.4.2 以太网工作原理 1. 以太网的网络体系结构
32
以太网结构中，数据链路层被分割为两个子层，即介质访问 控制子层（MAC）和逻辑链路控制子层（LLC）。这是因 为在传统的数据链路控制中缺少对包含多个源地址和多个目 的地址的链路进行访问管理所需的逻辑控制，因此在LLC 不变的情况下，只需改变MAC便能够适应不同的介质和访 问方法，LLC与介质相对无关。
➢目前最流行的局域网—以太网（Ethernet）使用的就是 CSMA/CD介质访问控制方式，而FDDI网则使用令牌环介质 访问控制方式。
21
4.3 局域网介质访问控制方法
采用CSMA／CD介质访问控制方法的总线型局域网中， 每一个结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。如果一个结点准备好 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 两个以上结点发送了数据，那么就会产生冲突，因此结点在 发送数据的同时应该进行冲突检测。采用CSMA／CD介质 访问控制方法的总线型局域网的工作过程如图所示。
1
本章要点
✓局域网的概念 ✓局域网的拓扑结构 ✓IEEE 802局域网标准 ✓以太网技术 ✓局域网介质访问控制方法 ✓交换式局域网 ✓虚拟局域网VLAN
2
4.1.1 局域网的定义和特点 1．早期局域网的主要特点 （1）局域网是一种通信网络； （2）连入局域网的数据通信设备种类多样，包括
计算机、终端和各种外部设备； （3）局域网覆盖地理范围较小，例如一个教室、
总线 (a)共享介质局域网
交换机
（b)交换机局域网 12
4.1 局域网的基本概念
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批准时间 1983 1988 1990 1995 1995 1998
速率 10Mbps 10Mbps 10Mbps 100Mbps 100Mbps 1000Mbps
1998 2002 2002
1000Mbps 10Gbps 40/100Gbps
4.2 以太网的网络组件
4.2.1 集线器和交换机
2. 交换机 交换机（Switch）又称为多端口网桥，是一个工作在数据链路层的网 络通信设备，用于构建星型拓扑结构的以太网。
交换机能识别数据帧，并能根据收到的帧中的MAC地址决定数据帧应 发向交换机的哪个端口，不会干扰其他主机通信，因此各个端口独享带 宽。
在OSI模型标准化之前，IEEE已开发了这些标准，但IEEE 802标准仍 被作为OSI模型的物理层和数据链路层的具体规范。
4.1 以太网的相关标准
4.1.1 IEEE 802 标准
标准
IEEE 802.1a/b IEEE 802.2 IEEE 802.3 IEEE 802.4 IEEE 802.5 IEEE 802.6 IEEE 802.7 IEEE 802.8 IEEE 802.9 IEEE 802.10 IEEE 802.11 IEEE 802.12 IEEE 802.13 IEEE 802.14 IEEE 802.15
教学要求:
知识要点 以太网标准 网络组件 组网结构 组建以太网
能力要求 了解以太网的主要标准 掌握交换机、集线器、网卡，制作UTP 理解局域网的两种组网结构 掌握组建小型以太网的基本过程
相关知识 IEEE 802.3标准 EIA/TIA线序标准 单一结构、级联结构 组网、测试
4.1 以太网的相关标准
第4章 以太网组网技术
4.1 以太网的相关标准 4.2 以太网的网络组件 4.3 交换机或集线器的组网结构 4.4 实训：组建小型以太网
教学目标与教学要求
教学目标:
本章的主要介绍了以太网的基本组网方法交换机或集线器组网模式， 掌握小型以太网的组建过程及连通性测试。
IEEE 802.16
主要内容
局域网体系结构、寻址、网络互联，以及网络管理 逻辑链路控制（LLC）子层的功能与服务 定义了以太网（Ethernet）标准，包括CSMA/CD和物理层规范 令牌总线（Token Bus）标准 令牌环（Token Ring）标准 城域网（MAN）标准 宽带网络技术 FDDI光纤传输技术 综合语音与数据局域网（IVD LAN）技术 局域网安全规范（SILS） 无线局域网标准 100VG-AnyLAN快速局域网 未使用 有线电视网（Cable Modem）网络接入技术 无线个人局域网（WPAN），包括蓝牙(Bluetooth)、紫蜂（Zigbee）
交换机在外观与集线器相似，联网方法也类似，只是最重要的区别在 于使用交换机的以太网是全双工的以太网，效率更高，限制更少，功能 更多。下一章将详细介绍交换机的工作过程。
4.2 以太网的网络组件
4.2.2 网络接口卡
网络接口卡（Network Interface Card，NIC）又称网络适配器，简 称网卡，是计算机与网络的接口，如图所示。
以太网（Ethernet）是美国施乐（Xerox）公司发明的，并以曾经在 历史上表示传播电磁波的以太（Ether，实际上不存在这种物质）来命名 。，在1980年由DEC、Intel和Xerox三家公司联合开发为一个局域网标准 。以太网属于众多类型的局域网中的一种，因此也工作在OSI体系结构的 物理层和数据链路层，也即TCP/IP体系结构的网络接口层。
宽带无线接入
4.1 以太网的相关标准
4.1.2 以太网的常见标准
IEEE 802.3定义了多种以太网标准，下表列举了常见的以太网标准。 由此可以看到，以太网从10Mbps到10Gbps不断地演变进化，并且保持 与以前网络的兼容性，其价格相对低廉、组网灵活、可扩展性强、易于 安装、稳定性好等特点，使得市场占有率逐渐提高，成为当今局域网的 主流技术。
由于以太网的数据传输率已提升到每秒百兆比特、吉比特或甚至10吉 比特，因此通常就用“早期以太网”或“传统以太网”来表示最早流行 的10Mbps速率的以太网。
4.1 以太网的相关标准
4.1.1 IEEE 802 标准
电气与电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE），总部设在美国，主要开发数据通信标 准及其他标准。IEEE 802委员会成立于1980年初，专门从事局域网及城 域网标准的制定工作。IEEE 802标准包含多个子标准，并且根据发展需 要不断地制定新标准。第一个以太网标准IEEE 802.3是1983年制订的， 后来根据市场需要又陆续制订了其它以太网标准。
拓扑结构 网段长度(m)
传输介质
总线型
500
50Ω粗同轴电缆
总线型
185
50Ω细同轴电缆
星型
100
3类及以上非屏蔽 双绞线
星型
100
5类非屏蔽双绞线
星型
2000
多模/单模光纤
星型
星型 星型 星型
100
550 5000 25 65～ 40000 65～ 40000
5类（4对）非屏 蔽双绞线
多模/单模光纤， 屏蔽双绞线
多模/单模光纤
多模/单模光纤
4.2 以太网的网络组件
4.2.1 集线器和交换机
星型拓扑结构的以太网需要专用的通信设备，主要是集线器和交换机 两种。
1. 集线器 集线器（HUB）又称为多端口中继器，是一个工作在物理层的网络通 信设备，用于构建星型拓扑结构的以太网。
因为性能差、功能单一的原因，现在使用集线器的时候越来越少。现 在组建以太网一般都使用交换机。
4.1 以太网的相关标准
4.1.2 以太网的常见标准
IEEE规范 802.3 802.3a 802.3i 802.3u 802.3u 802.3ab
802.3z 802.3ae 802.3ba
以太网标准 10Base5 10Base2
10Base-T
100Base-TX 100Base-FX
1000Base-T