01- 以太网 基础知识
以太网原理通俗易懂图文说明PPT课件
含义
Length/T > 1500 代表了该帧的类型 Length/T <= 1500 代表了该帧的长度
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以太网原理---CSMA/CD
以 太 网 原 理 ---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。 • 每个站点发送的数据，可以同时被多个站点接收。
由硬件asic实现转发路由算法最长匹配第一包路由以后做精确匹配包转发率低高命中或者更低没命中成本高低对路由变化的适应能力强弱二层交换不支持支持低端的路由器和l3的区别华为机密未经许可不得扩散文档密级
引入
• 我们知道局域网包含以太网,令牌环和令牌总线等等, 这些技术当中以太网技术以其简明高效的特点逐渐占 据了主导地位,所以以下课程单独讲以太网技术。
• 但VLAN技术也有缺点：
• 使用VLAN来划分网络后，网络的效率提高不少，可是本来不需要相互 访问的两个部门，现在又要少量的访问需求，该怎么办到呢？
我有个办法，你看行吗—— 让VLAN只限制 广播报文，不限制单播报文！
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解决办法（一）
解 决办法 （一）
使用路由器连接不同的VLAN
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由HUB组建以太网的实质
由 HUB组 建 以 太 网 的实质
• 实际上网络中由HUB组建以太网，仍然存在以下缺陷： • 冲突严重； • 广播泛滥； • 无任何安全性。
由HUB组建以太网，依然是一种共享式以太网。
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L2工作模型
L2工 作 模 型
(BRIDGE/以太网交换机/L2) 设备工作模型：
• 为什么L3不增强对路由变化的适应能力？ • 答：必须使用更昂贵的CUP，成本增高。
以太网基础问答入门知识资料
问：如何实现单片以太网微控制器？答：诀窍是将微控制器、以太网媒体接入控制器(MAC)和物理接口收发器(PHY)整合进同一芯片，这样能去掉许多外接元器件。
这种方案可使MAC和PHY实现很好的匹配，同时还可减小引脚数、缩小芯片面积。
单片以太网微控制器还降低了功耗，特别是在采用掉电模式的情况下。
问：以太网MAC是什么？答：MAC就是媒体接入控制器。
以太网MAC由IEEE-802.3以太网标准定义。
它实现了一个数据链路层。
最新的MAC同时支持10Mbps和100Mbps两种速率。
通常情况下，它实现MII接口。
问：什么是MII？答：MII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(图1)。
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。
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。
它符合IEEE-802.3k中用于10BaseT(第14条)和100BaseTX(第24条和第25条)的规范。
问：造成以太网MAC和PHY单片整合难度高的原因是什么？答：PHY整合了大量模拟硬件，而MAC是典型的全数字器件。
芯片面积及模拟/数字混合架构是为什么先将MAC集成进微控制器而将PHY留在片外的原因。
更灵活、密度更高的芯片技术已经可以实现MAC和PHY的单芯片整合。
问：除RJ-45接口外，还需要其它元件吗？答：需要其它元件。
虽然PHY提供绝大多数模拟支持，但在一个典型实现中，仍需外接6、7只分立元件及一个局域网绝缘模块。
绝缘模块一般采用一个1：1的变压器。
这些部件的主要功能是为了保护PHY免遭由于电气失误而引起的损坏。
以太网课件
四、竞争MAC方式
冲突停止 （4）发送信息后进行冲突检测，如发生冲突，
立即停止发送，并向总线上发出一串干扰 （jam）信号（连续几个字节全1），通知总线 上各站点冲突已发生，使各站点重新开始侦听 与竞争。
延迟重发
（5）已发出信息的各站点收到阻塞信号后，等 待一段随机时间，重新进入侦听发送阶段。转到 第1步。
3、CSMA
载波监听（Carrier Sense）
站点在为发送帧而访问传输信道之前，首先监听信 道有无载波，若有载波，说明已有用户在使用信道， 则不发送帧以避免冲突。
多路访问（Multiple Access）
多个用户共用一条线路
四、竞争MAC方式
载波监听可有以下几种方式： 1坚持CSMA方式 非坚持CSMA方式 P坚持CSMA方式
只要在一个信息包长时间内，或一个时隙中，无 两个或两个以上的信包到达信道，就可成功发射。这 是一种降低冲突的有效措施。与P-ALOHA相比，系 统性能有所改进。
四、竞争MAC方式
效率分析
通过量ac
0.4
0.3 S ALOHA
0.2
0.1
P ALOHA
0 0.5 1
2
3
4 呼叫量 a
四、竞争MAC方式
四、竞争MAC方式
非坚持型CSMA（non-persistent CSMA）
原理
若站点有数据发送，先监听信道； 若站点发现信道空闲，则发送； 若信道忙，等待一随机时间，然后重新开始发送过程； 若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送过程。
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。
局域网组建方法以太网的基础知识和配置步骤
局域网组建方法以太网的基础知识和配置步骤局域网（Local Area Network，简称LAN）是指在一个相对较小范围内的局部地区内建立起的计算机网络。
以太网（Ethernet）是最常见和广泛应用的局域网技术之一。
那么，在局域网中如何组建以太网，以及其基础知识和配置步骤是什么呢？本文将详细解答这些问题。
一、以太网的基础知识以太网是一种基于共享传输介质的局域网技术，其传输速度通常为10Mbps、100Mbps或1000Mbps。
在以太网中，每个计算机连接到一个集线器（Hub）或者交换机（Switch），通过共享传输介质（如双绞线）进行通信。
该网络拓扑结构通常为总线型或星型。
1. 网卡（Network Interface Card，简称NIC）：每台计算机都需要安装网卡才能进行以太网连接。
网卡负责将计算机内部数据转换为可以在局域网中传输的格式，并将外部数据转发给计算机。
2. MAC地址（Media Access Control Address）：每个网卡都有一个唯一的MAC地址，由12位十六进制数表示。
MAC地址用于在局域网中识别每个计算机或设备，类似于一个身份证号码。
3. 集线器（Hub）：集线器是以太网中常用的设备，用于连接多台计算机。
当一个计算机发送数据时，集线器会将数据广播给所有连接的设备，然后每个设备根据MAC地址识别出自己需要接收的数据。
4. 交换机（Switch）：交换机也是局域网中常用的设备，其工作原理与集线器不同。
交换机会动态学习每个设备的MAC地址，并根据目标MAC地址将数据直接传输到目标设备，提高了网络的传输效率。
二、局域网以太网的配置步骤下面是局域网中组建以太网的配置步骤，以便帮助您更好地理解：1. 确定网络拓扑结构：根据网络规模和需求，选择适合的网络拓扑结构，如总线型或星型。
2. 购买和安装设备：购买所需的网卡、集线器或交换机等设备，并按照说明书正确安装。
3. 连接设备：将每台计算机的网卡与集线器或交换机进行连接。
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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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7
以太网基本技术－CSMA/CD
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：
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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14
HUB工作模型
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
HUB
物理层
物理层Biblioteka 应用层 表示层 会话层 传输层 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
IN
2
OUT
3
OUT
4
OUT
5
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
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10
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
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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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以太网简要教程
以太网简要教程一、概述通常我们所说的以太网主要是指以下三种不同的局域网技术：以太网/IEEE 802.3—采用同轴电缆作为网络媒体，传输速率达到10Mbps；100Mbps以太网—又称为快速以太网，采用双绞线作为网络媒体，传输速率达到100Mbps；1000Mbps以太网—又称为千兆以太网，采用光缆或双绞线作为网络媒体，传输速率达到1000Mbps（1Gbps）以太网以其高度灵活，相对简单，易于实现的特点，成为当今最重要的一种局域网建网技术。
虽然其它网络技术也曾经被认为可以取代以太网的地位，但是绝大多数的网络管理人员仍然把将以太网作为首选的网络解决方案。
为了使以太网更加完善，解决所面临的各种问题和局限，一些业界主导厂商和标准制定组织不断的对以太网规范做出修订和改进。
也许，有的人会认为以太网的扩展性能相对较差，但是以太网所采用的传输机制仍然是目前网络数据传输的重要基础。
二、以太网工作原理以太网是由Xeros公司开发的一种基带局域网技术，使用同轴电缆作为网络媒体，采用载波多路访问和碰撞检测（CSMA/CD）机制，数据传输速率达到10Mbps。
虽然以太网是由Xeros公司早在70年代最先研制成功，但是如今以太网一词更多的被用来指各种采用CSMA/CD技术的局域网。
以太网被设计用来满足非持续性网络数据传输的需要，而IEEE802.3规范则是基于最初的以太网技术于1980年制定。
以太网版本2.0由Digital Equipment Corporation、Intel、和Xeros 三家公司联合开发，与IEEE 802.3规范相互兼容。
太网结构示意图如下：以太网/IEEE 802.3通常使用专门的网络接口卡或通过系统主电路板上的电路实现。
以太网使用收发器与网络媒体进行连接。
收发器可以完成多种物理层功能，其中包括对网络碰撞进行检测。
收发器可以作为独立的设备通过电缆与终端站连接，也可以直接被集成到终端站的网卡当中。
计算机网络技术基础知识汇总
计算机网络技术基础知识汇总计算机网络技术基础知识汇总一：网络基础知识1. 网络的定义和分类1.1 网络的定义1.2 网络的分类1.2.1 局域网（LAN）1.2.2 城域网（MAN）1.2.3 广域网（WAN）1.2.4 互联网（Internet）2. OSI参考模型2.1 OSI参考模型的概述2.2 OSI参考模型的七层结构2.2.1 物理层2.2.2 数据链路层2.2.3 网络层2.2.4 传输层2.2.5 会话层2.2.6 表示层2.2.7 应用层3. TCP/IP协议族3.1 TCP/IP协议族的概述3.2 TCP/IP协议族的层次结构3.2.1 网络接口层3.2.2 网际层3.2.3 传输层3.2.4 应用层二：网络设备和编址1. 网络设备1.1 网络设备的分类1.1.1 网卡1.1.2 集线器1.1.3 交换机1.1.4 路由器1.1.5 网关2. IP地址和子网掩码2.1 IP地址的作用和分类2.2 IP地址的组成和表示方式2.3 子网掩码的作用和计算方法三：网络传输协议1. TCP协议1.1 TCP的概述1.2 TCP的特点1.3 TCP的连接建立和终止1.4 TCP的可靠传输机制2. UDP协议2.1 UDP的概述2.2 UDP的特点2.3 UDP的应用场景四：局域网技术1. 以太网1.1 以太网的概述1.2 以太网的物理层和数据链路层1.3 以太网的帧结构和帧格式1.4 以太网的MAC地址和地址解析协议2. VLAN技术2.1 VLAN的概念和作用2.2 VLAN的实现方式和配置方法五：广域网技术1. PPP协议1.1 PPP的概述1.2 PPP的连接建立和认证过程1.3 PPP的帧格式和报文结构2. HDLC协议2.1 HDLC的概述2.2 HDLC的帧格式和报文结构2.3 HDLC的工作模式和帧同步方法六：网络安全1. 网络攻击和防御1.1 网络攻击的分类1.2 常见的网络安全威胁1.3 网络安全的防御措施2. 防火墙2.1 防火墙的概述2.2 防火墙的工作原理和分类2.3 防火墙的配置和管理七：网络管理和监控1. 网路管理协议1.1 SNMP协议1.2 MIB文件和MIB对象1.3 SNMP的工作原理和消息格式2. 网络性能监控2.1 网络性能监控的意义和目的2.2 常用的性能监控工具2.3 网络性能监控的指标和分析方法附件：1. 相关示意图和图表2. 实验数据和结果法律名词及注释：1. TCP/IP：传输控制协议/互联网协议，是一种用于互联网传输的协议族。
以太网详解
以太网详解1.以太网是什么?以太网(Ethernet)最早是由Xerox(施乐)公司创建的局域网组网规范，1980年DEC、Intel和Xeox三家公司联合开发了初版Ethernet规范—DIX 1.0，1982年这三家公司又推出了修改版本DIX 2.0，并将其提交给EEE 802工作组，经IEEEE成员修改并通过后，成为IEEE的正式标准，并编号为IEEE 802.3。
虽然Ethernet规范和IEEE 802.3规范并不完全相同，但一般认为Ethernet和正IEEE 802.3是兼容的。
以太网是应用最广泛的局域网技术。
根据传输速率的不同，以太网分为标准以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbis)千兆以太网(1000Mbs)和万兆以太网(10Gbit/s)，这些以太网都符合IEEE 802.3是兼容的。
2、标准以太网标准以太网是最早期的以太网，其传输速率为10Mbts，也称为传统以太网。
此种以太网的组网方式非常灵活，既可以使用粗、细缆组成总线网络，也可以使用双绞线组成星状网络，还可以同时使用同轴电缆和双绞线组成混合网络。
这些网络都符合EE8023标准，EEE8023中规定的一些传统以太网物理层标准如下。
①10 Base-2：使用细同轴电缆，最大网段长度为185m。
②10 Base-5：使用粗同轴电缆，最大网段长度为500m。
③10 Base-T：使用双纹线，最大网段长度为100m。
④10 Boad-36：使用同轴电缆，最大网段长度为3600m。
⑤10 Base-F：使用光纤，最大网段长度为2000m，传输速率为10Mb/s。
以土标准中首部的数字代表传输速率，单位为Mbis;末尾的数字代表单段网线长度(基准单位为100m);Base表示基带传输，Broad表示宽带传输。
3、快速以太网随着网络的发展和各项网络技术的普及，标准以太网技术已难以满足人们对网络数据流量和速率的需求。
1993年10月以前，人们只能选择价格昂贵、基于100Mbs光缆的FDD技术组建高标准网络，1993年10月，Grand Junction 公司推出了世界上第一台快速以太网集线器FastSwitch10/100和百兆网络接口卡Fast NIC 100，快速以太网技术正式得到应用。
带你了解以太网
带你了解以太⽹什么是以太⽹？以太⽹是⼀种计算机局域⽹技术。
IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太⽹的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电⼦信号和介质访问层协议的内容。
以太⽹是⽬前应⽤最普遍的局域⽹技术，取代了其他局域⽹技术如令牌环、FDDI和ARCNET。
以太⽹是现有局域⽹最常⽤的通信协议标准，其⽹络结构通常为星型结构。
在⽹络中，计算机使⽤传输介质（例如⽹线）进⾏连接，⽹络数据通过传输介质进⾏传输来完成整个通信。
⼀、历史以太⽹(Ethernet)最早是由Xerox(施乐)公司创建的局域⽹组⽹规范，1980年DEC、Intel和Xeox三家公司联合开发了初版Ethernet规范—DIX 1.0，1982年这三家公司⼜推出了修改版本DIX 2.0，并将其提交给EEE 802⼯作组，经IEEEE成员修改并通过后，成为IEEE的正式标准，并编号为IEEE 802.3。
虽然Ethernet规范和IEEE 802.3规范并不完全相同，但⼀般认为Ethernet和正IEEE 802.3是兼容的。
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。
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。
1以太网介绍及工作原理
以太网的解释以太网(EtherNe t)以太网最早由X e rox（施乐）公司创建，在1980年，D EC、lntel和X erox三家公司联合开发成为一个标准，以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网，采用的是CSMA/CD访问控制法，它们都符合IEEE802.3IEEE 802.3标准它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。
以太网是当前应用最普遍的局域网技术。
它很大程度上取代了其他局域网标准，如令牌环、FDDI和AR CNET。
历经100M以太网在上世纪末的飞速发展后，目前千兆以太网甚至10G以太网正在国际组织和领导企业的推动下不断拓展应用范围。
历史以太网技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的许多先锋技术项目中的一个。
人们通常认为以太网发明于1973年，当年罗伯特.梅特卡夫(RobertMetcalf e)给他PARC的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录。
但是梅特卡夫本人认为以太网是之后几年才出现的。
在1976年，梅特卡夫和他的助手David Boggs发表了一篇名为《以太网：局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章。
1979年，梅特卡夫为了开发个人电脑和局域网离开了施乐，成立了3Com公司。
3com 对迪吉多, 英特尔, 和施乐进行游说，希望与他们一起将以太网标准化、规范化。
这个通用的以太网标准于1980年9月30日出台。
当时业界有两个流行的非公有网络标准令牌环网和AR CNET，在以太网大潮的冲击下他们很快萎缩并被取代。
而在此过程中，3Com也成了一个国际化的大公司。
梅特卡夫曾经开玩笑说，Jerry Saltzer为3Com的成功作出了贡献。
以太网简介
4.5 IOS常用命令
5：配置使能口令 enable password cisco (主要用于用户切换到特权模 式时使用的密码，并且不加密码的) aptech2950(config)# enable password cisco 将特权密码设置为“cisco”
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4. 三层交换机实现VLAN
4.5 IOS常用命令
7：进入交换机某一端口 interface fastehernet 0/17以17 端口为例 aptech2950(config)# interface fastehernet 0/17 aptech2950(config-if)#
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4. 三层交换机实现VLAN
4.5 IOS常用命令
若两个站点不在同一子网内，如发送站A要与目的站B通信，发 送站A要向“缺省网关”发出ARP(地址解析)封包，而“缺省网关”的IP 地址其实是三层交换机的三层交换模块。当发送站A对“缺省网关”的 IP地址广播出一个ARP请求时，如果三层交换模块在以前的通信过 程中已经知道B站的MAC地址，则向发送站A回复B的MAC地址。 否则三层交换模块根据路由信息向B站广播一个ARP请求，B 站得到此ARP请求后向三层交换模块回复其MAC地址，三层交换模 块保存此地址并回复给发送站A,同时将B站的MAC地址发送到二层 交换引擎的MAC地址表中。
基于MAC地址的VLAN，在设定时必须调查所连 接的所有计算机的MAC地址并加以登录。而且如果 计算机交换了网卡，还是需要更改设定。
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2. VLAN
2.4 VLAN间通信机制的实现
当我们需要在不同的VLAN间通信时该怎么办呢？
VLAN是广播域。而通常两个广播域之间由路由器 连接，广播域之间来往的数据包都是由路由器中继的。
以太网基础知识
以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，组建于七十年代早期。
Ethernet(以太网）是一种传输速率为10Mbps的常用局域网（LAN）标准。
在以太网中，所有计算机被连接一条同轴电缆上，采用具有冲突检测的载波感应多处访问（CSMA/CD）方法，采用竞争机制和总线拓朴结构。
基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机构成。
在星型或总线型配置结构中，集线器/交换机/网桥通过电缆使得计算机、打印机和工作站彼此之间相互连接。
以太网具有的一般特征概述如下：共享媒体：所有网络设备依次使用同一通信媒体。
广播域：需要传输的帧被发送到所有节点，但只有寻址到的节点才会接收到帧。
CSMA/CD：以太网中利用载波监听多路访问/冲突检测方法（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）以防止 twp 或更多节点同时发送。
MAC 地址：媒体访问控制层的所有 Ethernet 网络接口卡（NIC）都采用48位网络地址。
这种地址全球唯一。
Ethernet 基本网络组成：共享媒体和电缆：10BaseT（双绞线），10Base-2（同轴细缆），10Base-5（同轴粗缆）。
转发器或集线器：集线器或转发器是用来接收网络设备上的大量以太网连接的一类设备。
通过某个连接的接收双方获得的数据被重新使用并发送到传输双方中所有连接设备上，以获得传输型设备。
网桥：网桥属于第二层设备，负责将网络划分为独立的冲突域获分段，达到能在同一个域/分段中维持广播及共享的目标。
网桥中包括一份涵盖所有分段和转发帧的表格，以确保分段内及其周围的通信行为正常进行。
交换机：交换机，与网桥相同，也属于第二层设备，且是一种多端口设备。
交换机所支持的功能类似于网桥，但它比网桥更具有的优势是，它可以临时将任意两个端口连接在一起。
交换机包括一个交换矩阵，通过它可以迅速连接端口或解除端口连接。
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课程目标
经过该课程后，学员应该掌握以下内容：
◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 了解以太网起源和基本技术 理解以太网数据链路层及以太网帧格式 理解以太网交换机的实现方法 理解VLAN的含义及应用 了解生成树的实现方式 了解组播的实现方式
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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
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，
6
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。
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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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。
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以太网基本技术－自协商
编码支持能力：
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
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
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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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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HUB工作模型
面临的问题： 冲突域：在网络中，数据分组传播，产生冲突的区域。 HUB扩展了冲突域的范围，但是不能对业务流量进行过滤，如果网络过大，
影响了网络性能，必须对冲突域进行分段。
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HUB的冲突域
HUB对所连接的LAN只做信号的中继，所有的物理设备构成了一个冲突域
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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）
思考：为什么不把R3（路由器）做为一个社会阶段呢？
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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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数据链路层－MAC子层/MAC地址
MAC地址是一个（）比特的数字。
1、物理MAC地址：这种类型的MAC地址唯一的标识了以太网上的一个
101001010111000101001101010101…... 出去的编码格式称为基页。
如果接收到对方的基页，则跟自
己发送的基页比较，找出支持能力
的交集，选取最优组合运行。 思考：为什么对接时一端自协商，一端固定模式会有问题？
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HUB （奴隶社会）的主要矛盾
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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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）
HUB的出现 1、以太网基本技术－物理介质（双绞线） 2、以太网基本技术－全双工 3、HUB的工作原理
4、以太网基本技术－自协商
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物理介质－从同轴电缆到双绞线
80年代末期，非屏蔽双绞线（UTP）出现，并迅速得到广 泛的应用。UTP的巨大优势在于：
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几种主要的以太网帧结构
Etherne_II 6 目的MA C 6 源MA C 2 协议类型 46 -- 15 00 数据 Ethernet_802.3 6 目的MA C 6 源MA C 2 报文长度 1 1 1 43 -- 14 97 数据 4 FC S 4 FC S
DS AP SS AP CT L Ethernet_SNAP
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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。
Type > 1500 Length <= 1500
关于Length/Type，对于Ethernet_II，它的值通常为0x0800（表示后面 数据为IP）。目前我们大部分计算机网卡只支持这种帧结构。
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Ethernet_II帧结构
64到1518字节
7(字节) 1 6 6 2 类型 46-1500 帧数据 0-46 填充 4 CRC校验 包间隙 包间隙 前同步码 帧首定节符 目的地址 源地址
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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。
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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以太网基本技术－自协商
以太网的接口速率有10M和100M（后继出现
1000M、10G），端口模式有半双工（后继出现
全双工），如果对每个接入网络的设备进行配置， 则必然是一项很繁重的工作，而且不容易维护 ， 怎么办？
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以太网基本技术－CSMA/CD
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。
终端（比如网卡等），实际上这样的地址是固化在硬件ROM里面的； 2、广播MAC地址是（）
3、组播MAC地址（），这是一个（）﹤逻辑or物理﹥的MAC地址。
例如：00-10-a4-ab-21-ca是（）类型的MAC地址？ 10-80-00-3d-44-3a是（）类型的MAC地址？