以太网设备讲义硬件入门
以太网基础知识讲义
以太网基础知识讲义以太网基础知识讲义1前言本教材是以太网知识的入门教程，前三章主要介绍了以太网了一些基本知识和工作原理方面的知识。
第四章与实际设计比较接近，介绍了目前在设计以太网产品经常会接触到的一些接口。
第五章对芯片内部的功能做了简单的介绍。
本教材适用于新近入职的研发处的员工及其它部门希望进一步了解以太网产品设计的员工。
本教材前四部分主要参考自《新版交换式以太网和快速以太网》，《千兆位以太网教程》(以上书目可在LAN组目录下查到)，《以太网》(公司参考书目)，《IEEE802.3协议-2000版》。
第五部分内容主要译自AH104芯片资料，AL101芯片资料。
有错误之处，敬请大家指正。
2以太网基础知识讲义 (1)第一章以太网技术的简单介绍 (5)1.1 以太网的起源 ..................................................................... ............................................ 5 1.2 ISO七层模型 ..................................................................... ............................................ 5 1.3 以太网常见的拓扑结构 ..................................................................... .......................... 7 1.4 以太网常见的传输介质 ............................................................................................... 9 第二章以太网常见产品的介绍 (10)网路接口卡 ..................................................................... .............................................. 10 2.12.2 集线器 ..................................................................... . (12)2.3 交换机 ..................................................................... . (13)第三章以太网的传输机制 (15)3.1 以太网的核心CSMA/CD ................................................................ ....................... 15 3.2 以太网的帧结构 ..................................................................... ..................................... 17 3.3 以太网的交换技术 ..................................................................... ................................. 19 3.4 流控机制 ..................................................................... ................................................... 22 3.5 自动协商技术 ..................................................................... .......................................... 23 第四章常用设计中的接口的介绍 . (26)4.1 MII接口 ..................................................................... .................................................... 26 4.2 RMII接口 ..................................................................... ................................................. 29 4.3 SMII和SSSMII 接口 ..................................................................... ............................ 32 4.4 GMII接口和TBI接口 ..................................................................... ......................... 34 第六章芯片的内部的功能模块 (40)6.1 PHY的功能 ..................................................................... ............................................. 40 6.2 MAC的功能 ..................................................................... ............................................ 44 6.3 SMI管理接口 ..................................................................... .......................................... 45 图表:图表 1 以太网和IEEE 802.3与OSI参照模型 (7)图表 2 IEEE802.3与OSI参照模型的对比 (7)图表 3 总线型拓扑结构 .............................................................................................. 8 图表 4 星型拓扑结构 ..................................................................... ............................. 8 图表 5 8139内部结构框图 ..................................................................... ................. 11 图表 6 8139网卡设计概图 ..................................................................... .. (11)3图表 7 5-4-3法则 ..................................................................... ................................. 13 图表 8 交换机和集线器的区别 ..................................................................... ......... 14 图表 9 数据包发送流程图 ..................................................................... .................. 16 图表 10 以太网帧结构图 ..................................................................... ........................... 17 图表 11 MAC地址格式 ..................................................................... ............................ 18 图表 12 VLAN的帧格式 ..................................................................... ......................... 19 图表 13 帧的交换过程...................................................................... .......................... 20 图表 14 PAUSE帧格式 ................................................................................................. 22 图表 15 FLP快速脉冲群的格式...................................................................... ......... 23 图表 16 FLP和NLP的比较 ..................................................................... ................... 23 图表 17 FLP的信息编码 ..................................................................... ....................... 24 图表 18 MII接口定义 ..................................................................... ............................ 26 图表 19 正常接收时序图 ..................................................................... ...................... 29 图表 20 正常发送时序图 ..................................................................... ...................... 29 图表 21 RMII接口定义 ..................................................................... ......................... 30 图表 22 RMII正常发送数据时序图 ..................................................................... ... 31 图表 23 RMII正常接收数据时序图 ..................................................................... (32).................................................................... ...................... 32 图表 24 SMII接口示意图图表 25 RXD上帧的编码 ..................................................................... ....................... 33 图表 26 TXD上帧的编码 ..................................................................... .. (33).................................................................... ................. 33 图表 27 SMII的接收时序图图表 28 SMII的发送时序图 ..................................................................... ................ 33 图表 29 SSSMII接口示意图 ..................................................................... ................ 34 图表 30 SSSMII接收时序图 ..................................................................... ................ 34 图表 31 SSSMII发送时序图 ..................................................................... ................ 34 图表 32 GMII接口定义 ..................................................................... ......................... 35 图表 33 允许的TX_EN、TXD、TX_ER编码 (36)图表 34 GMII与MII接口的简单比较 ...................................................................36 图表 35 基本帧的发送...................................................................... .......................... 37 图表 36 基本帧的接收...................................................................... .......................... 37 图表 37 TBI接口示意图 ............................................................................................ 38 图表 38 AC104内部功能框图 ..................................................................... .............. 40 图表 39 4B/5B编码 ..................................................................... ................................ 41 图表 40 NRZ码和NRZI码的比较 ..................................................................... ....... 42 图表 41 多种码型比较图 ..................................................................... ...................... 42 图表 42 AL101原理框图 ..................................................................... ....................... 44 图表 43 SMI管理接口的帧格式...................................................................... (46)4第一章以太网技术的简单介绍1.1 以太网的起源60年代末，夏威夷大学的Norman Abramson及其同事研制了一个名为 ALOHA系统的无线电网络，该网络的设计思想为使用共享的公共传输信道进行数据传输，这一技术就是以太网的核心思想。
以太网原理通俗易懂图文说明PPT课件
• 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！
第28页/共44页
解决办法（一）
解 决办法 （一）
使用路由器连接不同的VLAN
成固定的？
第4页/共44页
以太网帧结构
DMAC SMAC Length/T DATA/PAD
FCS
Ethernet_II 802.3
Length/Type值
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
（ L2+路 由 器 ） 模 式的缺 陷
1.需要多个设备，组网复杂； 2.VLAN间通信通过路由器完成； 3.路由器价格昂贵，速率较低。
LANSwitch单个100M端 10.110.10.0
口64字节包转发能力 148,810pps
工程部 VLAN
10.110.20.0
市场部 VLAN
传统路由器整机64字节包 转发能力通常＜ 100,100pps
共享式以太网传输介质
共 享式以 太网传 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）
• 在共享式以太网之时，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。
1.以太网设备硬件入门共30页PPT资料
常用GBIC模块
GBIC接口
注：1.上表中GBIC-GT不支持自适应 2. 根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。
科技创造未来 网络改变生活
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常见以太网设备接口-SFP
SFP接口（ Small Formfactor Pluggable ）
功能支持情况
所有交换机 绝大部分路由器
科技创造未来 网络改变生活
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光纤概述
光纤概述
一种利用光在玻璃或塑料制成的纤 维中的全反射原理而达成的光传导 工具
微细的光纤封装在塑料护套中，使 得它能够弯曲而不至于断裂
光在光导纤维的传导损耗比电在电 线传导的损耗低得多，光纤被用作 长距离的信息传递
5类双绞线，可用于100M以太网传输
CAT-5e/6
超5类/6类双绞线，可用于1,000M以太网传输
CAT-6A
超6类双绞线，可用于10,000M以太网传输
CAT-7
7类双绞线，可用于更高标准（大于等于10,000M）以太网传输 必须为屏蔽线
科技创造未来 网络改变生活
10/100M
10/100/1000M 扩展模块
扩展插槽
10/100M自适应电口
10/100/1000M自适应电口
100M光纤接口
1000M光纤接口
堆叠接口
科技创造未来 网络改变生活
扩展插槽
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常见以太网设备接口-GBIC
GBIC接口（ Giga Bitrate Interface Converter ）
传输标准：1,000M 连接GE模块
以太网交换机入门基础知识讲解
以太网交换机有很多值得学习的地方，这里我们主要介绍以太网交换机入门基础知识。
什么是交换机？交换switching 是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。
广义的以太网交换机switch 就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。
交换和以太网交换机最早起源于电话通讯系统（PSTN），我们现在还能在老电影中看到这样的场面：首长（主叫用户）拿起话筒来一阵猛摇，局端是一排插满线头的机器，戴着耳麦的话务小姐接到连接要求后，把线头插在相应的出口，为两个用户端建立起连接，直到通话结束。
这个过程就是通过人工方式建立起来的交换。
当然现在我们早已普及了以太网交换机，交换的过程都是自动完成。
在计算机网络系统中，交换概念的提出是对于共享工作模式的改进。
我们以前介绍过的HUB 集线器就是一种共享设备，HUB本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。
也就是说，在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得重试。
这种方式就是共享网络带宽。
交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。
以太网交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在才广播到所有的端口，接收端口回应后以太网交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部地址表中。
使用以太网交换机也可以把网络“分段”，通过对照地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。
通过交换机的过滤和转发，可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。
交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。
以太网设备(1)讲解
数据网络基础
主讲人：何光文
主要内容
网卡 集线器
网卡
➢ 网卡即网络接口卡(NIC)，又称网络适配器，是提供计算机 和网络之间通信连接的一种设备。
➢ NIC工作在物理层和数； • 实现以太网协议CSMA/CD；
网卡
ISA总线网卡
PCI总线网卡
PCI-X总线网卡
PCI-E总线网卡 PCMCIA总线网卡 USB总线网卡
主要内容
网卡 集线器
集线器
➢ 作用：集中连接所有节点，对接收到的信号进行再生整形 放大，扩大网络的传输距离；
➢ 特点： • 工作在物理层； • 采用广播方式发送数据； • 所有端口共享带宽。
集线器
网卡 工作站
双绞线
网卡 工作站
网卡 工作站
图2 集线器外观
图3 集线器模拟总线的数据收发原理
集线器
➢ 集线器连网的缺点： • 总带宽不变，规模扩大平均带宽减少； • 冲突域扩大，冲突加剧，网络性能会急剧下降。 • 不同数据率的集线器不能互连。
➢ 注：冲突域——传输数据时会产生冲突的范围。
谢谢 Thanks
网卡
➢ 网络接口卡分类方法很多，按总线划分： • ISA总线网卡； （ISA，工业标准总线结构） • PCI总线网卡； （PCI，周边元件扩展接口） • PCI-X总线网卡； （PCI-X，PCI的扩展架构） • PCI-E总线网卡； （PCI-E，极速PCI） • PCMCIA总线网卡； （PCMCIA，笔记本专用总线接口） • USB总线接口网卡； （USB，通用串行总线）
网卡
➢ 每个网卡都有一个全网唯一的地址用于被识别，被称为 MAC地址，也常被称为硬件地址，物理地址。对应于IP地 址、软件地址、逻辑地址。
以太网设备(2)讲解
地址 A
接口 1
…
F
…
2
…
…
谢谢 Thanks
，网桥便是具有如此功能的设备。
网桥工作原理
图2 网桥连接两个网段
网桥（Bridge）是早期的两端口二层网络设备，用来连接 不同网段的网络设备，同时它又可分割冲突域，减少冲突 。
网桥工作原理
图2 网桥连接两个网段分属两个冲突域
图3 6台计算机处于同一个冲突域中
网桥工作原理
网桥工作原理：网桥工作在数据链路层，它根据MAC帧的
网桥的优缺点
缺点：
存储转发增加了时延；
在MAC子层没有流量控制功能，存储转发时会产生帧丢失； 网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大 的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网 络拥塞。这就是所谓的广播风暴。
主要内容
网桥工作原理
网桥的优缺点
网桥的地址学习功能
转发表；
3)若记录已经存在，更新该记录； 4)每次添加或更新记录时，对该记录重置计时器值; 5)记录超时将被自动删除，通过移走过时或老的记录，网桥 维护一个精确有用的转发表。
网桥的地址学习功能
地址学习举例
1 B1 2 1 B2 2
A
B
C
D
E
F
地址 A→B D→C B→A A D B
接口 1 2 1
网桥的地址学习功能
目前使用得最多的网桥是透明网桥，其工作原理由三个方
面组成：学习、过滤和转发。
透明网桥利用“地址学习”功能动态建立和维护转发表；
网桥的地址学习功能
地址学习过程
1)网桥每收到一个无差错帧，读取其源MAC地址并记录其进
以太网基础知识ppt课件
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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15
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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11
★ 奴隶社会
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以太网方案简介及软硬件介绍概要
以太网方案简介及软硬件介绍(以太网模块图)本公司使用我们所推广的SILICON LABS 公司C8051F023设计出功能强大、性能完善的以太网模块，此以太网方案主要实现串口通讯和以太网通讯之间的转换，其主要应用在门禁楼宇控制，远距离数据采集，工业智能通讯，煤矿井下各种外设挂载转换，以及相关的接口转换通讯。
其通讯速度可以实现500KBPS以上，完全满足工业控制内的数据通讯要求。
以下为一个简单的由远程计算机和该模块通讯的示意图。
该232-TCP/IP模块可以挂接在世界上任意的以太网上，只要知道其IP地址，可以在世界上任意角落进行互联。
在Internet可以随意的进行控制和访问，进行远距离的控制更是得心应手。
随着网络的逐渐普及，家居安全智能设备也应运而生，232-TCP/IP模块解决了高智能性设备和以太网之接桥接的作用，也可以使用在门禁楼宇控制上，组建局域网。
主要芯片有MAX232(串口的电平转换),24c02(IIC总线的eeprom），373（8位锁存），62256（32K的RAM).其中的24C02也可以不要，可以通过存取网卡芯片（RTL8019）上的93C46来实现，62256为外部32K的Ram，也可以不用，可以用网卡心片上的RAM来代替，但是网卡上的Ram的存取比较复杂，速度会比加62256慢。
为了编程的方便，和实现快的传输速度，以及为完成更为复杂的应用，选择使用62256，用C8051F023单片机和外加62256，可以实现500KBPS以上的传输速度操作方式Operating Mode：跳线方式Jumperless（不是即插即用Plug and Play）端口I/O base：0240-25FH中断Interrupt：2/9输入输出地址：共32个，地址偏移量为00H--1FH,(对应于240H－－25FH，240H 的地址偏移量为0，241H的地址偏移量为1，。
25FH的地址偏移量为1FH）。
以太网设备硬件入门
网线的规格通常由线规（线径） 和屏蔽类型决定，线规越大，线 径越粗，传输速率越高。
网线接法（直通线和交叉线）
直通线
直通线用于连接两个设备，其两端的水晶头接法相同，即遵 循T568B或T568A标准。
交叉线
交叉线用于连接两个设备，一端遵循T568B标准，另一端遵 循T568A标准，常用于不同设备之间的连接。
和端口聚合等高级功能。
04
对未来以太网发展的展望
以太网技术将继续演进，支 持更高的传输速率和更远的
传输距离。
1
以太网将与物联网、云计算 和人工智能等技术进一步融 合，拓展其在智能家居、工
业自动化等领域的应用。
以太网将面临更多的安全挑 战，需要加强安全防护措施 ，如加密传输和访问控制等 。
以太网将更加注重绿色环保 ，降低能源消耗和减少对环 境的影响。
以太网设备和组件
以太网设备
以太网设备是指支持以太网协议的硬件设备，如交换机、路由器、计算机等。这些设备通过以太网电缆连接在一 起，形成一个以太网网络。
组件
以太网设备通常包含一些关键组件，如网络接口卡（NIC）、交换机芯片、内存等。这些组件协同工作，使设备 能够实现以太网协议规定的各种功能。此外，以太网设备还支持各种扩展功能，如VLAN（虚拟局域网）、QoS （服务质量）等，以满足不同场景的需求。
以太网设备硬件入门
• 引言 • 以太网基础知识 • 以太网设备硬件构成 • 以太网布线 • 以太网故障排除 • 结论
01
引言
主题简介
01
以太网设备硬件是计算机网络领 域中的重要组成部分，涵盖了从 物理层到应用层的多方面知识。
02
主题涉及以太网设备硬件的分类 、特点、性能指标以及应用场景 等多个方面。
工业以太网入门教程第1讲』——工业以太网联网设备基本知
CTRLink工业以太网产品家族包括几个系列的产品，分别归类为集线器、交换机、接口转换器、路由器和视频产品。
现代的工业以太网网络都是以星型方式用双绞线或光纤连接的。
如果网络需要连接两个以上的设备，则需要使用集线器或交换机。
集线器是物理层的设备，提供简单的网络扩展，只要遵循冲突检测和在半双工的共享以太网网络中的增强继承的规则即可。
只要不超过冲突域的距离局限或线缆的局限，我们一次可以使用四个集线器。
集线器在10Mbps速率下工作。
科动有EI系列和EIM 迷你型系列的集线器。
交换机实际被归类为“网桥”，是链路层的产品。
网桥使两个分开的以太网网络连接起来，但却将各自网络的冲突域分隔开来。
使用交换机的好处是扩展的规则非常简单，可以级联，理论上没有数量上的限制。
交换机也可以设置为全双工通讯，排除了半双工共享以太网中所具有的冲突域。
科动的交换机有以下几个系列：EIS 互联型、EISK蝎王型、EIBA BAS 型、EISM 迷你型、EISC 可配置型、EISＸ、EICP 紧固型管理和非管理交换机。
EISB蓝锻精密型也有管理和非管理的分类。
将一个光纤网络连接到双绞线网络可以用集线器或交换机，也可以用接口转换器来连接。
接口转换器是归类于物理层的设备。
科动的接口转换器有：EIMC迷你型接口转换器，宽温型号可选。
通讯协议在ISO公开系统互联参考(OSI)模型里，以太网是定义在物理层和链路层的协议。
在数据链路层上有许多协议，以TCP/IP最为突出，甚至在TCP/IP之上，还有几个专门针对应用层的协议Ethernet/IP，PROFInet，HSE，MODBUS/TCP，iDA，BACnet，以及一些私有的协议。
由于科动的产品是基于以太网的技术，我们的产品和这些协议包括TCP/IP都可以兼容。
我们的CTRLink集线器、交换机或接口转换器在这些协议下都可以正常的工作。
电源从安全和方便的角度考虑，科动的CTRLink产品可以在低压直流或交流的电源下工作。
01以太网设备硬件入门
通常用于同构设备互连
PC衔接PC
交流机衔接交流机
路由器衔接路由器
翻转双绞线
双绞线一端(yīduān)采用恣意线序，另一端(yīduān)线序完全相反
用于网络设备console管理〔不能用于第十数页，共据43页传。 输〕
10
Auto MDI/MDIX
概述 双绞线线序自顺应 自动检测衔接到自己接口上的双绞线类型〔直通线或交叉线〕，并自动
21
第二十一页，共43页。
稀有(xīyǒu)以太网设备接口-固化接口/扩展插 槽
固化接口(jiē kǒu) 10/100M自顺应电口 10/100/1000M自顺应电口
10/100/1000M
10/100M
扩展模块
扩展插槽 10/100M自顺应电口 10/100/1000M自顺应电口 100M光纤接口(jiē kǒu) 1000M光纤接口(jiē kǒu)
第三页，共43页。
课程内容
第一章 以太网传输介质 第二章 稀有以太网设备接口 第三章 以太网硬件规范 第四章 以太网硬件缺陷(quēxiàn)排查
4
第四页，共43页。
以太网传输(chuán shū)介质
有线传输介质 双绞线 光纤 同轴电缆(tónɡ zhóu diàn lǎn)〔较少运用〕 无线传输介质 空气
数据信号不同的频率。 供电进程 检测：PSE设备在端口输入很小的电压,直到其检测到线缆终端(zhōnɡ duān)的衔接为一个支持
IEEE 802.3af规范的受电端设备。 PD端设备分类：当检测到受电端设备PD之后,PSE设备可以会为PD设备中止分类,并且评价此
PD设备所需的功率损耗。 末尾供电：在一个可配置时间(普通小于15μs)的启动期内,PSE设备末尾从低电压向PD设备供
【办公资料】以太网基础知识ppt课件
送到其他电缆段 .留意运用中不能构成环路，并且有个数限制
网桥：又叫桥接器，任务在数据链路层 .有挑选/过滤功能，隔离不需求在网间传输的信息，
寻址和途径选择 靠DL层的帧头中的MAC地址，不能广播包抑制和子
网隔离.
路由器：任务在网络层，能广播包抑制和子网隔离，
。经过一段时间，随着站不断地发送帧，网桥就会知道一切活动站的地址-端口对应关系。
• 阐明：
• 〔1〕一个网桥衔接的LAN的数量没有限制； • 〔2〕每个站有一个全局独一的48位单播地址。这是很
•
2.LLC方式的选择取决于高层协议的要求。
1.3 以太网补充知识
• 1.3.1 网桥
• 网桥和中继器非常相像，它与 中继器的不同之处就在于它可 以解析它收发的数据。网桥任 务在OSI模型的数据链路层；数 据链路层可以进展流控制、纠 错处置以及地址分配。网桥可
网桥原理
• 知目的地址的帧的转发
• 网桥内部有一个网桥端口与一切站相对应的地址映射表，当网桥的一个端口接纳到帧后， 网桥检查该帧的目的地址，然后查找地址表，确定与该地址对应的端口。
•
a.假设收到帧的端口正是帧目的地址所在的端口，那么网桥就会丢弃这个帧。由于可以
认定经过正常的LAN传输机制，目的机曾经接纳过这个帧。
•
b 假设收到的帧的端口不是目的地址所在的端口，为了使目的站正确地收到该帧，网
桥必需把这一帧转发到目的地址所在的端口。
• 未知目的地址的帧的转发 • 假设网桥当前还不知道站发送帧的目的地址，网桥在地址表中找不到该目的地址与端口，
1.2.2 Data link layer
以太网技术基础讲解（一）
以太网技术基础讲解（一）1 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）。
2 发展2.1 共享式总线以太网早期的以太网标准是采用同轴线作为传输介质，网络是一种串联式共享总线网络如图 1所示。
图1 共享总线以太网网络中所有主机的收发都依赖于同一套物理介质，即共享介质。
同一时刻只能有一台主机在发送，各主机通过遵循CSMA/CD规则来保证网络的正常通讯。
该网络模式有一个致命缺陷那就是：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。
IEEE的标准为：10Base5，10Base2。
10 →传输速度为10MbpsBase →传输信号调制方式为基带调制5/2 →传输距离为500/200米。
2.2 交换式以太网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：逻辑拓扑依旧是总线的，但物理拓扑变为星形，使得网络布线变得简单。
a) 价格低廉，只有同轴电缆的几分之一。
b) 制作简单，成功率高。
c) 收发使用不同的线缆，为实现全双工奠定了物质基础；d) 网络由共享式总线以太网向交换式以太网转变。
图2 交换式以太网交换式以太网具有以下特点a) 扩展了网络带宽。
b) 分割了网络冲突域，使得网络冲突被限制在最小的范围内。
c) 交换机作为更加智能的交换设备，能够提供更多用户所要求的功能：优先级、虚拟网、远程检测……2.3 以太网发展历程40年以来，以太网速度的迅速提高，从10Mbps向100Mbps、1000Mbps、10000Mbps并到40G/100G。
并且技术的发展，以太网正从局域网走向广域网。
以太网设备硬件入门
以太网设备硬件入门简介以太网（Ethernet）是一种广泛使用的计算机局域网（LAN）技术，它是由Xerox、Intel和Digital Equipment Corporation在20世纪70年代中期共同开发的。
以太网的硬件包括网卡、以太网交换机、以太网集线器等。
在本文档中，我们将介绍以太网设备的硬件组成和相关概念。
网卡（Network Interface Card）网卡是以太网设备中最为重要的硬件之一。
它是计算机与局域网之间进行数据传输的接口。
网卡通常插在计算机的扩展槽上，有时也会集成到主板上。
网卡的工作原理网卡的主要功能是将计算机内的数据转换为以太网可以识别的格式（数据帧），并将其发送给局域网中的其他设备。
同时，网卡也负责接收来自局域网的数据帧，并将其传递给计算机进行处理。
网卡的数据传输速率通常以Mbps（兆位/秒）或Gbps（千兆位/秒）为单位，速率越高，数据传输效率越高。
网卡的类型网卡的类型主要有两种：有线网卡和无线网卡。
•有线网卡：使用网线连接计算机和局域网，传输速率可以达到千兆位/秒。
•无线网卡：通过无线信号与局域网连接，传输速率相对较低，但便于移动设备使用。
网卡的选择选择适合自己需求的网卡是十分重要的。
在选择网卡时，需要考虑以下几个因素：•传输速率：根据实际需求选择合适的传输速率。
•接口类型：确定计算机的扩展槽类型，以选择合适的接口类型。
•兼容性：确保网卡与计算机硬件和操作系统兼容。
以太网交换机（Ethernet Switch）以太网交换机是局域网中常见的设备之一，用于连接多个以太网设备，并对数据进行交换和转发。
交换机的工作原理以太网交换机通过物理地址（MAC地址）识别每个设备，并根据每个设备的地址决定将数据包转发给哪个端口。
当一个数据包到达交换机时，交换机会查看目标MAC地址，并通过交换表（Switching Table）将数据包转发至目标设备所连接的端口。
交换机的种类根据其端口数量和工作原理，以太网交换机可以分为以下几种类型：•无管理交换机：通常用于家庭和小型办公室网络，具有固定数量的端口。
以太网交换机基础培训教材
以太网交换机基础培训教材Catalog 目录1 ...................................................................... 以太网概述错误!未定义书签。
2 ................................................................ 以太网的基础知识错误!未定义书签。
MAC地址......................................................... 错误!未定义书签。
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带有逻辑链路控制的IEEE ................................. 错误!未定义书签。
IEEE 子网访问协议（以太网SNAP）......................... 错误!未定义书签。
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冲突域和广播域.................................................. 错误!未定义书签。
以太网的典型设备-HUB ............................................ 错误!未定义书签。
全双工以太网.................................................... 错误!未定义书签。
以太网交换机基础培训教材
以太网交换机基础培训教材Catalog 目录1以太网概述 .............................................................................................................................................. 2以太网的基础知识 ..................................................................................................................................2.1MAC地址 ............................................................................................................... 错误!未指定书签。
2.2以太网帧的帧格式 .................................................................................................................................2.2.1以太网Ⅱ.................................................................................................................................2.2.2带有802.2逻辑链路控制的IEEE 802.3.............................................. 错误!未定义书签。
2.2.3IEEE 802.3子网访问协议（以太网SNAP）......................................................................2.2.4Novell以太网 .........................................................................................................................2.3CSMA/CD.............................................................................................................. 错误!未定义书签。