光纤以太网分解
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10M 以太网 10M 以太网 10M 以太网 100M 以太网 100M 以太网 100M 以太网 1000M 以太网 1000M 以太网 1000M 以太网
后退等待时间=r ST
0 r<2k k min(n,10) 重发次数n<15(802.3标准规定)
最小帧长： Lmin 2
可看出：碰撞检测与网络站点距离和最小帧长有 关。
• • • • 载波监听 冲突检测 干扰（拥挤）：jamming信号 等待
以太网数据的发送
• • • • 先听后发 边听边发 冲突停发 延迟重发
以太Biblioteka Baidu数据的接收
• 在接收过程中，以太网中的各节点同样需要监测信道 状态。如果在整个接收过程中没有发生冲突，接收节 点在收到一个完整的数据后即可对数据进行接收处理。
• 使用同轴电缆（RG－59／U CATV），网络的最大跨度为3600m，网 段长度最大为1800m，是一种宽带传输方式；
10Base－F
• 使用光纤传输介质，传输速率为10Mbps；
AUI接口
BNC接口
以太网的帧结构
以太网的数据单元称为帧，在帧中使用MAC地址 来标记发送方和接收方。发送方在发送数据时， 将接收方的MAC地址和本方的MAC地址封装在帧中 进行发送，接收方收到数据后对帧中的目的MAC 地址进行判断，如果和自己的MAC地址相符，就 接收并处理这个帧；如果和自己的MAC地址不符， 就丢弃这个帧。
以太网参数指标：
• • • • • • • • 10Base5：粗同轴电缆 10Base2：细同轴电缆 10BaseT：双绞线 10BaseF：MMF光缆 100BaseT：双绞线 100BaseF：MMF/SMF 1000BaseX：屏蔽短双绞线/MMF/SMF 1000BaseT：双绞线
10Base－5
10Base－T
• 使用双绞线电缆，最大网段长度为100m，拓扑结构为星型； 10Base－T组网主要硬件设备有：3类或5类非屏蔽双绞线、带有 RJ-45插口的以太网卡、集线器、交换机、RJ-45插头等。
1Base－5
• 使用双绞线电缆，最大网段长度为500m，传输速度为1Mbps；
10Broad－36
SA
• 源MAC地址，指示发送该帧的工作站地址。
长度/类型指示字段
• 2字节，用来指示紧随其后的数据字节的长度（如果该字段值 1535）或指定承载的协议类型（如果该字段值>1535）。
DATA
• 帧要发送的用户数据(由高层提供或接收)。
PAD
• 紧接在数据字段之后，用来对数据进行填充，以保证帧长度不少 于64字节（若大于64字节，则无PAD），以适应碰撞检测的需要。
• 使用直径为0.4英寸、阻抗为50Ω粗同轴电缆，也称粗 缆以太网，最大网段长度为500m，基带传输方法，拓 扑结构为总线型；10Base－5组网主要硬件设备有：粗 同轴电缆、带有AUI插口的以太网卡、中继器 、收发 器、收发器电缆、终结器等。
10Base－2
• 使用直径为0.2英寸、阻抗为50Ω细同轴电缆，也称细 缆以太网，最大网段长度为185m，基带传输方法，拓 扑结构为总线型；10Base－2组网主要硬件设备有：细 同轴电缆、带有BNC插口的以太网卡、中继器、T型连 接器 、终结器等。
光纤以太网
以太网的诞生
以太网最初是由Xerox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冲突检 测（CSMA/CD）机制，数据传输速率达到10Mbps。 以太网被设计用来满足非持续性网络数据传输的需要，而 IEEE 802.3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Xerox三家公司联合开发，与IEEE 802.3规范相互 兼容。
以太网发展简史
以太网的特点
基带网，基带传输技术； 标准：IEEE 802.3； 介质访问控制方法：CSMA/CD； 共享型网络，网络上的所有主机共享传输介质和带宽； 带宽利用率低，一般为30%40%； 广播式网络，网上传输的数据包在任何主机都可以接收； 拓扑结构：总线型和星型； 传输速率：10M/100M/1G/10G； 传输介质：主要为屏蔽双绞线，同轴电缆，光纤。
冲突检测
• 发送节点在发送数据的同时，将它发送的信号波形与 从总线上收到的信号波形进行比较。如果总线上同时 出现两个或两个以上节点的发送信号，那么它们叠加 后的信号将不等于任何节点发送的信号波形，表明冲 突已产生。
整数二进制指数后退算法
• 碰撞重发之前计算应等待的时间
51.2 s 时间槽ST = 5.12 s 4.096 s
• 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。
CSMA/CD工作原理
以太网采用总线型拓扑结构，任何节点的发送都 是随机的，都必须平等地征用发送时间。如果一 个节点要发送数据，就以“广播”方式把数据通 过总线发送出去，连在总线上的所有节点都能 “收听”到这个数据信号。 协议规则：
Preamble field
• 前导用以发送端和接收端的物理设备达到比特同步。 编码形式为10101010序列。
Start frame delimiter（SFD）field
• 帧首定界符，编码形式为“10101011”序列，该字段 功能是指示一帧的开始。
DA
• 目的MAC地址，用来指出帧要发往的工作站。
FCS
• CRC校验序列，用于校验帧在传送过程中有无差错。
以太网帧长度：以太网帧长度（从目的mac到fcs） 为64～1518字节，如果以太网帧为扩展类型，需 要额外增加4个字节，即最长为1522字节。
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。 CD：冲突检测
后退等待时间=r ST
0 r<2k k min(n,10) 重发次数n<15(802.3标准规定)
最小帧长： Lmin 2
可看出：碰撞检测与网络站点距离和最小帧长有 关。
• • • • 载波监听 冲突检测 干扰（拥挤）：jamming信号 等待
以太网数据的发送
• • • • 先听后发 边听边发 冲突停发 延迟重发
以太Biblioteka Baidu数据的接收
• 在接收过程中，以太网中的各节点同样需要监测信道 状态。如果在整个接收过程中没有发生冲突，接收节 点在收到一个完整的数据后即可对数据进行接收处理。
• 使用同轴电缆（RG－59／U CATV），网络的最大跨度为3600m，网 段长度最大为1800m，是一种宽带传输方式；
10Base－F
• 使用光纤传输介质，传输速率为10Mbps；
AUI接口
BNC接口
以太网的帧结构
以太网的数据单元称为帧，在帧中使用MAC地址 来标记发送方和接收方。发送方在发送数据时， 将接收方的MAC地址和本方的MAC地址封装在帧中 进行发送，接收方收到数据后对帧中的目的MAC 地址进行判断，如果和自己的MAC地址相符，就 接收并处理这个帧；如果和自己的MAC地址不符， 就丢弃这个帧。
以太网参数指标：
• • • • • • • • 10Base5：粗同轴电缆 10Base2：细同轴电缆 10BaseT：双绞线 10BaseF：MMF光缆 100BaseT：双绞线 100BaseF：MMF/SMF 1000BaseX：屏蔽短双绞线/MMF/SMF 1000BaseT：双绞线
10Base－5
10Base－T
• 使用双绞线电缆，最大网段长度为100m，拓扑结构为星型； 10Base－T组网主要硬件设备有：3类或5类非屏蔽双绞线、带有 RJ-45插口的以太网卡、集线器、交换机、RJ-45插头等。
1Base－5
• 使用双绞线电缆，最大网段长度为500m，传输速度为1Mbps；
10Broad－36
SA
• 源MAC地址，指示发送该帧的工作站地址。
长度/类型指示字段
• 2字节，用来指示紧随其后的数据字节的长度（如果该字段值 1535）或指定承载的协议类型（如果该字段值>1535）。
DATA
• 帧要发送的用户数据(由高层提供或接收)。
PAD
• 紧接在数据字段之后，用来对数据进行填充，以保证帧长度不少 于64字节（若大于64字节，则无PAD），以适应碰撞检测的需要。
• 使用直径为0.4英寸、阻抗为50Ω粗同轴电缆，也称粗 缆以太网，最大网段长度为500m，基带传输方法，拓 扑结构为总线型；10Base－5组网主要硬件设备有：粗 同轴电缆、带有AUI插口的以太网卡、中继器 、收发 器、收发器电缆、终结器等。
10Base－2
• 使用直径为0.2英寸、阻抗为50Ω细同轴电缆，也称细 缆以太网，最大网段长度为185m，基带传输方法，拓 扑结构为总线型；10Base－2组网主要硬件设备有：细 同轴电缆、带有BNC插口的以太网卡、中继器、T型连 接器 、终结器等。
光纤以太网
以太网的诞生
以太网最初是由Xerox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冲突检 测（CSMA/CD）机制，数据传输速率达到10Mbps。 以太网被设计用来满足非持续性网络数据传输的需要，而 IEEE 802.3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Xerox三家公司联合开发，与IEEE 802.3规范相互 兼容。
以太网发展简史
以太网的特点
基带网，基带传输技术； 标准：IEEE 802.3； 介质访问控制方法：CSMA/CD； 共享型网络，网络上的所有主机共享传输介质和带宽； 带宽利用率低，一般为30%40%； 广播式网络，网上传输的数据包在任何主机都可以接收； 拓扑结构：总线型和星型； 传输速率：10M/100M/1G/10G； 传输介质：主要为屏蔽双绞线，同轴电缆，光纤。
冲突检测
• 发送节点在发送数据的同时，将它发送的信号波形与 从总线上收到的信号波形进行比较。如果总线上同时 出现两个或两个以上节点的发送信号，那么它们叠加 后的信号将不等于任何节点发送的信号波形，表明冲 突已产生。
整数二进制指数后退算法
• 碰撞重发之前计算应等待的时间
51.2 s 时间槽ST = 5.12 s 4.096 s
• 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。
CSMA/CD工作原理
以太网采用总线型拓扑结构，任何节点的发送都 是随机的，都必须平等地征用发送时间。如果一 个节点要发送数据，就以“广播”方式把数据通 过总线发送出去，连在总线上的所有节点都能 “收听”到这个数据信号。 协议规则：
Preamble field
• 前导用以发送端和接收端的物理设备达到比特同步。 编码形式为10101010序列。
Start frame delimiter（SFD）field
• 帧首定界符，编码形式为“10101011”序列，该字段 功能是指示一帧的开始。
DA
• 目的MAC地址，用来指出帧要发往的工作站。
FCS
• CRC校验序列，用于校验帧在传送过程中有无差错。
以太网帧长度：以太网帧长度（从目的mac到fcs） 为64～1518字节，如果以太网帧为扩展类型，需 要额外增加4个字节，即最长为1522字节。
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。 CD：冲突检测