计算机网络和数据通信13有线局域网：以太网

Ethernet的主要技术规范
l l l l l l l 拓扑结构：总线型。 介质访问控制方式：CSMA/CD。 传输速率：10Mbps。 传输介质：同轴电缆（50Ω）或双绞线。 最大工作站数：1024个。 最大传输距离：2.5km（采用中继器）。 报文长度：64~1518 Byte
以太网组网方法
Figure 13.6 Example of an Ethernet address in hexadecimal notation
Figure 13.7 Unicast and multicast addresses
可以实现单播、多播和广播
13.14
单播方式
多播方式多播地址让源设备 能够将分组发送给一组设备。 属于多播组的设备将被分配 一个多播组IP地址.
Figure 13.22 Topologies of Gigabit Ethernet
Figure 13.23 Gigabit Ethernet implementations
UTP： Unshielded Twisted Paired 非屏蔽双绞线 STP：Shielded Twisted Pair 屏蔽双绞电缆
• （1）细缆以太网（10BASE-2） • 10BASE-2以太网采用0.2英寸50Ω的同轴电缆作 为传输介质，传输速率为10Mbps。10BASE-2使 用网卡自带的内部收发器（MAU）和BNC接口， 采用T形接头就可将两端的工作站通过细缆连 接起来，组网开销低，连接方便。 • （2）双绞线以太网（10BASE-T） • 10BASE-T以太网是使用非屏蔽双绞线电缆来连 接的传输速率为10mbps的以太网。
千兆以太网协议（Gigabit Ethernet protocol） 被 IEEE 称为802.3z标准.
13.33
MAC子层
• 因为如果要兼容以前的模式就会有半双工 模式，而半双工模式使用CMSA/CD（带冲 突检测的载波多路访问），网络帧长度的 最小值会限制网线的长度。因此定义3种方 法以针对不同应用，分别是：传统方法、 载波扩展方法和帧突发方法。
13.2
IEEE802.6 IEEE802.7 IEEE802.8 IEEE802.9 IEEE802.10 IEEE802.11 IEEE802.12
• 以太网（Ethernet）是由美国Xerox公司和Stanford大学联合 开发并于1975年提出的，目的是为了把办公室工作站与昂 贵的计算机资源连接起来，以便能从工作站上分享计算机 资源和其他硬件设备。 • 1983 年 IEEE802 委 员 会 公 布 的 802.3 局 域 网 络 协 议 （CSMA/CD），基本上和Ethernet技术规范一致，于是， Ethernet技术规范成为世界上第一个局域网的工业标准。
10千兆以太网使用光纤，并且只支持全双工模式，目的是长距离传输
13.39
课后题选讲
• 14：多播 • 15：地址表示是多播地址，而多播地址只 能是目的地址，不可能是源地址，因此表 示传输错误，舍弃此帧。 • 16：46-42=4
• 17：因为标准以太网一帧最大只能传输1500 bytes的数据，因此1510 bytes的数据需要两帧。 • 第一帧: 1500 bytes • 第二帧: 46 bytes (10 bytes数据进行填充后)
Figure 13.20 Fast Ethernet implementations
5类线与3类线的最主要区别就是一方面大大增加了每单位长度的绞合次数 五类线可以轻松实现100Mbps，而3类线只能达到25Mbps UTP： Unshielded Twisted Paired 非屏蔽双绞线
13-5 千兆以太网
13-3 标准的变化
以太网在变的更快之前已经经历了一些变化.其中包括：
桥接 交换 全双工
13.25
Figure 13.14 Sharing bandwidth
两个站点共享10Mbps带宽，每个站点使用5Mbps
13.26
Figure 13.15 A network with and without a bridge
13.21
Figure 13.12 10Base-T implementation
13.22
Figure 13.13 10Base-F implementation
13.23
Table 13.1 Summary of Standard Ethernet implementations
13.24
网桥能够提高传输速度的前提是，并非所有的传输都要经过网桥分割的路径
Figure 13.17 Switched Ethernet
集线器（hub）是共享带宽，而路由器（switcher）可以独享带宽
Figure 13.18 Full-duplex switched Ethernet
10Base5和10Base2都是半双工的，因此必须使用CMSA/CD（带冲突检测的载波 多路访问），10Base-T始终是全双工的，如果使用交换机，则不需要CMSA/CD， 并且加入了MAC控制子层进行流量控制和差错控制。
13.36
Figure 13.24 Encoding in Gigabit Ethernet implementations
13.37
Table 13.3 Summary of Gigabit Ethernet implementations
13.38
Table 13.4 Summary of Ten-Gigabit Ethernet implementations
13-4 快速以太网
IEEE 规 定 快 速 以 太 网 为 802.3u ， 传 输 速 度 是 100 Mbps，能兼容标准以太网。
主要是改进了以下两点
MAC 子层：主要是加入了自动协商机制
物理层：改变较多
13.30
Figure 13.19 Fast Ethernet topology
3个以上站点只有星型拓扑机构
广播方式：广播分组的 目标MAC地址的主机部 分全为1，这意味着本 地网络（广播域）中的 所有主机都将接收并查 看该分组
Example 13.1
a. 4A:30:10:21:10:1A c. FF:FF:FF:FF:FF:FF
b. 47:20:1B:2E:08:EE
13.18
Figure 13.8 Categories of Standard Ethernet
Байду номын сангаас0BASE-2以太网连接
10BASE-T以太网连接
• 集线器（ Hub ）。“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要 功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传 输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。 • 集线器工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即 “物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局 域网中的基础设备，采用CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听多 路访问）方式。 • 集线器属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有类似于交换 机的"智能记忆"能力和"学习"能力。它也不具备交换机所具有 的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采 用广播方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时，不 是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线 器相连的所有节点，如图所示。
Figure 13.1 IEEE standard for LANs
LLC（Logical Link Control,逻辑链路控制）:流量控制、差错控制和部分成帧的功能。
13-2 标准STANDARD ETHERNET
最初以太网是由施乐公司 Xerox’s Palo Alto Research Center (PARC) 于1976年创建. 自此以后, 共经历4代 的发展：
第13章 有线局域网：以太网 Wired LANs: Ethernet
2.1
13-1 IEEE 标准
IEEE802为局域网LAN内的数字设备提供了一套连接 的标准，后来又扩大到城域网 MAN。这些标准分别
是：
IEEE802.1A IEEE802.1B IEEE802.2 IEEE802.3 IEEE802.4 IEEE802.5
T：twisted-pair（双绞线） UTP：Unshielded Twisted Paired（非屏蔽双绞线） F：fiber（光缆）
13.19
Figure 13.10 10Base5 implementation
13.20
Figure 13.11 10Base2 implementation
13.10
Figure 13.4 802.3 MAC frame
前导符（Preamble）：通知接收端有帧的到来，并使接收端和输入的时钟同步 起始帧分界符（SFD）：说明帧的开始，是最后的同步机会。
Figure 13.5 Minimum and maximum lengths
长度的最小值是为了满足CMSA/CD（带冲突检测的载波多路访问）的正确运行的需要
Figure 13.5
• 本章到此结束 • THANK YOU VERY MUCH ！
谢谢大家
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