以太网技术规范
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3 分类和发展
标准以太网
第 2 页 共 21 页
以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
以太网
开始以太网只有 10Mbps 的吞吐量，使用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问 （CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）的访问控制方法。这种 早期的 10Mbps 以太网称之为标准以太网，以太网可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非 屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等多种传输介质进行连接。并且在 IEEE 802.3 标准中，为 不同的传输介质制定了不同的物理层标准，在这些标准中前面的数字表示传输速度，单位是 “Mbps”，最后的一个数字表示单段网线长度（基准单位是 100m），Base 表示“基带”的意 思，Broad 代表“宽带”。
为了能够侦测到 64Bytes 资料框的碰撞，千兆以太网（Gigabit Ethernet）所支持的距 离更短。Gigabit Ethernet 支持的网络类型，如下表所示：
传输介质 距离
1000Base－CX Copper STP 25m
1000Base－T Copper Cat 5 UTP 100m
· 100BASE－T4：是一种可使用 3、4、5 类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网 技术。100Base-T4 使用 4 对双绞线，其中的三对用于在 33MHz 的频率上传输数据，每一 对均工作于半双工模式。第四对用于 CSMA/CD 冲突检测。在传输中使用 8B/6T 编码方式， 信号频率为 25MHz，符合 EIA586 结构化布线标准。它使用与 10BASE－T 相同的 RJ－45 连接器，最大网段长度为 100 米。
1000Base－SX Multi-mode Fiber 500m
1000Base－LX Single-mode Fiber 3000m
第 5 页 共 21 页
以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
千兆以太网技术有两个标准：IEEE802.3z 和 IEEE802.3ab。IEEE802.3z 制定了光纤 和短程铜线连接方案的标准。IEEE802.3ab 制定了五类双绞线上较长距离连接方案的标准。
· 1000Base-SX 只支持多模光纤，可以采用直径为 62.5um 或 50um 的多模光纤，工 作波长为 770-860nm，传输距离为 220-550m。
第 1 页 共 21 页
以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
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
以太网插头
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 ARCNET，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。
快
1990 年的以太网网卡
速以太网与原来在 100Mbps 带宽下工作的 FDDI 相比它具有许多的优点，最主要体现在快 速以太网技术可以有效的保障用户在布线基础实施上的投资，它支持 3、4、5 类双绞线以 及光纤的连接，能有效的利用现有的设施。快速以太网的不足其实也是以太网技术的不足， 那就是快速以太网仍是基于 CSMA/CD 技术，当网络负载较重时，会造成效率的降低，当 然这可以使用交换技术来弥补。100Mbps 快速以太网标准又分为：100BASE－TX 、 100BASE－FX、100BASE－T4 三个子类。
以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
用同 10BASE－T 相同的 RJ－45 连接器。它的最大网段长度为 100 米。它支持全双工的数 据传输。
· 100BASE－FX：是一种使用光缆的快速以太网技术，可使用单模和多模光纤（62.5 和 125um）。多模光纤连接的最大距离为 550 米。单模光纤连接的最大距离为 3000 米。 在传输中使用 4B/5B 编码方式，信号频率为 125MHz。它使用 MIC/FDDI 连接器、ST 连接 器或 SC 连接器。它的最大网段长度为 150m、412m、2000m 或更长至 10 公里，这与所 使用的光纤类型和工作模式有关，它支持全双工的数据传输。100BASE－FX 特别适合于有 电气干扰的环境、较大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。
快速以太网
第 3 页 共 21 页
以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
以太网协议
随着网络的发展，传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度需 求。在 1993 年 10 月以前，对于要求 10Mbps 以上数据流量的 LAN 应用，只有光纤分布式 数据接口（FDDI）可供选择，但它是一种价格非常昂贵的、基于 100Mbps 光缆的 LAN。 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 Fastch10/100 和网络接口卡 FastNIC100，快速以太网技术正式得以应用。随后 Intel、SynOptics、3COM、 BayNetworks 等公司亦相继推出自己的快速以太网装置。与此同时，IEEE802 工程组亦对 100Mbps 以太网的各种标准，如 100BASE－TX、100BASE－T4、MⅡ、中继器、全双工 等标准进行了研究。1995 年 3 月 IEEE 宣布了 IEEE802.3u 100BASE－T 快速以太网标准 （Fast Ethernet），就这样开始了快速以太网的时代。
⒈ IEEE802.3z
IEEE802.3z 工作组负责制定光纤（单模或多模）和同轴电缆的全双工链路标准。 IEEE802.3z 定义了基于光纤和短距离铜缆的 1000Base-X，采用 8B/10B 编码技术，信道 传输速度为 1.25Gbit/s，去耦后实现 1000Mbit/s 传输速度。IEEE802.3z 具有下列千兆以太 网标准：
·10Base－5 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。
梅特卡夫曾经开玩笑说，Jerry Saltzer 为 3Com 的成功作出了贡献。Saltzer 在一篇与 他人合著的很有影响力的论文中指出，在理论上令牌环网要比以太网优越。受到此结论的影 响，很多电脑厂商或犹豫不决或决定不把以太网接口做为机器的标准配置，这样 3com 才有 机会从销售以太网网卡大赚。这种情况也导致了另一种说法“以太网不适合在理论中研究， 只适合在实际中应用”。也许只是句玩笑话，但这说明了这样一个技术观点：通常情况下， 网络中实际的数据流特性与人们在局域网普及之前的估计不同，而正是因为以太网简单的结 构才使局域网得以普及。梅特卡夫和 Saltzer 曾经在麻省理工学院 MAC 项目（Project MAC） 的同一层楼里工作，当时他正在做自己的哈佛大学毕业论文，在此期间奠定了以太网技术的 理论基础。
1 解释
以太网（EtherNet)
以太网最早由 Xerox（施乐）公司创建，于 1980 年 DEC、lntel 和 Xerox 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。它们都符合 IEEE802.3。
以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
以太网(Ethernet)指的是由 Xerox 公司创建并由 Xerox、Intel 和 DEC 公司联合开发的 基带局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用 CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术，并以 10M/S 的速率运行在多种类型的电 缆上。以太网与 IEEE802.3 系列标准相类似。
千兆以太网
千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术，给用户带来了提高核心网络的有效解决方 案，这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。千兆技术仍然是以太 技术，它采用了与 10M 以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方式、流 控模式以及布线系统。由于该技术不改变传统以太网的桌面应用、操作系统，因此可与 10M 或 100M 的以太网很好地配合工作。升级到千兆以太网不必改变网络应用程序、网管部件和 网络操作系统，能够最大程度地保护投资。此外，IEEE 标准将支持最大距离为 550 米的多 模光纤、最大距离为 70 千米的单模光纤和最大距离为 100 米的同轴电缆。千兆以太网填补 了 802.3 以太网/快速以太网标准的不足。
IEEE802.3 标准
IEEE802.3 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 ARCNET。历经 100M 以太网在上世纪末的飞速发展后，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。
常见的 802.3 应用为：
10M: 10base-T （铜线 UTP 模式）
100M: 100base-TX （铜线 UTP 模式）
100base-FX（光纤线）
1000M: 1000base-T（铜线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(Robert Metcalfe）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。1977 年底，梅特卡夫和他的合作者获得了“具有冲突检 测的多点数据通信系统”的专利。多点传输系统被称为 CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听 多路访问），从此标志以太网的诞生。
它不是一种具体的网络，是一种技术规范。 该标准定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法。以太网在互联设备 之间以 10~100Mbps 的速率传送信息包，双绞线电缆 10 Base T 以太网由于其低成本、高 可靠性以及 10Mbps 的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。直扩的无线以太网可达 11Mbps，许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信，开放性最好。
·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 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。
· 100BASE－TX：是一种使用 5 类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技 术。它使用两对双绞线，一对用于发送，一对用于接收数据。在传输中使用 4B/5B 编码方 式，信号频率为 125MHz。符合 EIA586 的 5 类布线标准和 IBM 的 SPT 1 类布线标准。使
第 4 页 共 21 页
标准以太网
第 2 页 共 21 页
以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
以太网
开始以太网只有 10Mbps 的吞吐量，使用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问 （CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）的访问控制方法。这种 早期的 10Mbps 以太网称之为标准以太网，以太网可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非 屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等多种传输介质进行连接。并且在 IEEE 802.3 标准中，为 不同的传输介质制定了不同的物理层标准，在这些标准中前面的数字表示传输速度，单位是 “Mbps”，最后的一个数字表示单段网线长度（基准单位是 100m），Base 表示“基带”的意 思，Broad 代表“宽带”。
为了能够侦测到 64Bytes 资料框的碰撞，千兆以太网（Gigabit Ethernet）所支持的距 离更短。Gigabit Ethernet 支持的网络类型，如下表所示：
传输介质 距离
1000Base－CX Copper STP 25m
1000Base－T Copper Cat 5 UTP 100m
· 100BASE－T4：是一种可使用 3、4、5 类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网 技术。100Base-T4 使用 4 对双绞线，其中的三对用于在 33MHz 的频率上传输数据，每一 对均工作于半双工模式。第四对用于 CSMA/CD 冲突检测。在传输中使用 8B/6T 编码方式， 信号频率为 25MHz，符合 EIA586 结构化布线标准。它使用与 10BASE－T 相同的 RJ－45 连接器，最大网段长度为 100 米。
1000Base－SX Multi-mode Fiber 500m
1000Base－LX Single-mode Fiber 3000m
第 5 页 共 21 页
以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
千兆以太网技术有两个标准：IEEE802.3z 和 IEEE802.3ab。IEEE802.3z 制定了光纤 和短程铜线连接方案的标准。IEEE802.3ab 制定了五类双绞线上较长距离连接方案的标准。
· 1000Base-SX 只支持多模光纤，可以采用直径为 62.5um 或 50um 的多模光纤，工 作波长为 770-860nm，传输距离为 220-550m。
第 1 页 共 21 页
以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
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
以太网插头
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 ARCNET，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。
快
1990 年的以太网网卡
速以太网与原来在 100Mbps 带宽下工作的 FDDI 相比它具有许多的优点，最主要体现在快 速以太网技术可以有效的保障用户在布线基础实施上的投资，它支持 3、4、5 类双绞线以 及光纤的连接，能有效的利用现有的设施。快速以太网的不足其实也是以太网技术的不足， 那就是快速以太网仍是基于 CSMA/CD 技术，当网络负载较重时，会造成效率的降低，当 然这可以使用交换技术来弥补。100Mbps 快速以太网标准又分为：100BASE－TX 、 100BASE－FX、100BASE－T4 三个子类。
以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
用同 10BASE－T 相同的 RJ－45 连接器。它的最大网段长度为 100 米。它支持全双工的数 据传输。
· 100BASE－FX：是一种使用光缆的快速以太网技术，可使用单模和多模光纤（62.5 和 125um）。多模光纤连接的最大距离为 550 米。单模光纤连接的最大距离为 3000 米。 在传输中使用 4B/5B 编码方式，信号频率为 125MHz。它使用 MIC/FDDI 连接器、ST 连接 器或 SC 连接器。它的最大网段长度为 150m、412m、2000m 或更长至 10 公里，这与所 使用的光纤类型和工作模式有关，它支持全双工的数据传输。100BASE－FX 特别适合于有 电气干扰的环境、较大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。
快速以太网
第 3 页 共 21 页
以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
以太网协议
随着网络的发展，传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度需 求。在 1993 年 10 月以前，对于要求 10Mbps 以上数据流量的 LAN 应用，只有光纤分布式 数据接口（FDDI）可供选择，但它是一种价格非常昂贵的、基于 100Mbps 光缆的 LAN。 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 Fastch10/100 和网络接口卡 FastNIC100，快速以太网技术正式得以应用。随后 Intel、SynOptics、3COM、 BayNetworks 等公司亦相继推出自己的快速以太网装置。与此同时，IEEE802 工程组亦对 100Mbps 以太网的各种标准，如 100BASE－TX、100BASE－T4、MⅡ、中继器、全双工 等标准进行了研究。1995 年 3 月 IEEE 宣布了 IEEE802.3u 100BASE－T 快速以太网标准 （Fast Ethernet），就这样开始了快速以太网的时代。
⒈ IEEE802.3z
IEEE802.3z 工作组负责制定光纤（单模或多模）和同轴电缆的全双工链路标准。 IEEE802.3z 定义了基于光纤和短距离铜缆的 1000Base-X，采用 8B/10B 编码技术，信道 传输速度为 1.25Gbit/s，去耦后实现 1000Mbit/s 传输速度。IEEE802.3z 具有下列千兆以太 网标准：
·10Base－5 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。
梅特卡夫曾经开玩笑说，Jerry Saltzer 为 3Com 的成功作出了贡献。Saltzer 在一篇与 他人合著的很有影响力的论文中指出，在理论上令牌环网要比以太网优越。受到此结论的影 响，很多电脑厂商或犹豫不决或决定不把以太网接口做为机器的标准配置，这样 3com 才有 机会从销售以太网网卡大赚。这种情况也导致了另一种说法“以太网不适合在理论中研究， 只适合在实际中应用”。也许只是句玩笑话，但这说明了这样一个技术观点：通常情况下， 网络中实际的数据流特性与人们在局域网普及之前的估计不同，而正是因为以太网简单的结 构才使局域网得以普及。梅特卡夫和 Saltzer 曾经在麻省理工学院 MAC 项目（Project MAC） 的同一层楼里工作，当时他正在做自己的哈佛大学毕业论文，在此期间奠定了以太网技术的 理论基础。
1 解释
以太网（EtherNet)
以太网最早由 Xerox（施乐）公司创建，于 1980 年 DEC、lntel 和 Xerox 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。它们都符合 IEEE802.3。
以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
以太网(Ethernet)指的是由 Xerox 公司创建并由 Xerox、Intel 和 DEC 公司联合开发的 基带局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用 CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术，并以 10M/S 的速率运行在多种类型的电 缆上。以太网与 IEEE802.3 系列标准相类似。
千兆以太网
千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术，给用户带来了提高核心网络的有效解决方 案，这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。千兆技术仍然是以太 技术，它采用了与 10M 以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方式、流 控模式以及布线系统。由于该技术不改变传统以太网的桌面应用、操作系统，因此可与 10M 或 100M 的以太网很好地配合工作。升级到千兆以太网不必改变网络应用程序、网管部件和 网络操作系统，能够最大程度地保护投资。此外，IEEE 标准将支持最大距离为 550 米的多 模光纤、最大距离为 70 千米的单模光纤和最大距离为 100 米的同轴电缆。千兆以太网填补 了 802.3 以太网/快速以太网标准的不足。
IEEE802.3 标准
IEEE802.3 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 ARCNET。历经 100M 以太网在上世纪末的飞速发展后，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。
常见的 802.3 应用为：
10M: 10base-T （铜线 UTP 模式）
100M: 100base-TX （铜线 UTP 模式）
100base-FX（光纤线）
1000M: 1000base-T（铜线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(Robert Metcalfe）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。1977 年底，梅特卡夫和他的合作者获得了“具有冲突检 测的多点数据通信系统”的专利。多点传输系统被称为 CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听 多路访问），从此标志以太网的诞生。
它不是一种具体的网络，是一种技术规范。 该标准定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法。以太网在互联设备 之间以 10~100Mbps 的速率传送信息包，双绞线电缆 10 Base T 以太网由于其低成本、高 可靠性以及 10Mbps 的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。直扩的无线以太网可达 11Mbps，许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信，开放性最好。
·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 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。
· 100BASE－TX：是一种使用 5 类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技 术。它使用两对双绞线，一对用于发送，一对用于接收数据。在传输中使用 4B/5B 编码方 式，信号频率为 125MHz。符合 EIA586 的 5 类布线标准和 IBM 的 SPT 1 类布线标准。使
第 4 页 共 21 页