现代网络技术第5章现代局域网技术
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过来的，它继承了10BASE-T和10BASE-FL技术，并进 一步发展，两者在MAC子层和物理层的性能上有相同 之处，也有明显的区别，比较如表5-1所示。
《现代网络技术》
第5章 现代局域网技术
IEEE标准 拓扑结构 传输率 传输介质 最长介质段
编码 帧结构 CSMA/CD 碰撞槽时间
碰撞域范围
交换技术 全双工技术
《现代网络技术》
第5章 现代局域网技术
在一个碰撞域的系统中，可以是只有一个工作组， 也可能是多个工作组。
在多个组的碰撞域中，每个组运行的数据流被广 播到系统的所有站点上去，即除了本组的所有站点外， 其他组的站点也都能感觉到该数据流的存在。
LAN的覆盖范围（即碰撞域的覆盖范围）受到 CSMA/CD的制约。
《现代网络技术》
第5章 现代局域网技术
网段
以太网交换机 站点
图5-3 以太网交换机内部具有多个通道 《现代网络技术》
第5章 现代局域网技术
综上所述，交换型以太网系统与共享型以太网系统 相比有如下优点：
每个端口上可以连接站点，也可以连接一个网段。 系统的最大带宽可以达到端口带宽的n倍（其中n 为端口数）。 交换器连接了多个网段，每个网段都是独立的和 被隔离的。
(1) 100BASE-TX： 使用2对5类UTP双绞线，一对用 于发送数据，另一对用于接收数据。
(2) 100BASE-T4： 使用4对3类UTP双绞线，一对 用于发送数据，一对用于接收数据。另两对则是双向 的，将100M的数据信号分配到3对电缆传输，从而降 低了对电缆的要求。
(3) 100BASE-FX：使用内径为62.5 μm，外径为 125 μm的多模光缆。
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第5章 现代局域网技术
2. 存储转发交换方式 存储转发交换是动态交换方式中最常用的一种方式。 当帧从端口进入交换机时，首先把接收到的整个帧暂 存在该端口的高速缓存中（如图5-5所示）。
第5章 现代局域网技术
第5章 现代局域网技术
5.1 100 M快速以太网 5.2 以太网的交换技术 5.3 1 Gb/s高速以太网技术 5.4 光纤分布数据接口FDDI
《现代网络技术》
第5章 现代局域网技术
5.1 100 M快速以太网
5.1.1 快速以太网的体系结构 100 M快速以太网的基本思想是：保留802.3帧格式
曼彻斯特编码 符合DIX802.3标准 同上 51.2 μs（512 bit）
NRZI编码，4B/5B码 符合DIX802.3标准 同上 5.12 μs（512 bit）
UTP：500 m（4个中继器） 支持 支持
UTP、STP：205 m，MMF：228 m（2个II级中继器） UTP：100 mm，MMF：412 m（无中继器） 支持
和CSMA/CD协议，只是将数据传输率从10 Mb/s提高 到100 Mb/s，相应的位时从100 ns减小到10 ns。
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第5章 现代局域网技术
OSI 数据链路层
物理层
IEEE 802
LLC子层 MAC子层 物理信令子层 物理介质
《现代网络技术》
图5-1 高速以太网体系结构
第5章 现代局域网技术
摆脱了CSMA/CD介质访问控制方式的约束，同时存在 着多个数据通道，交换机端口上连接的网段其信息流 不会在其他端口上广播等特点反映了其工作原理与共 享型集线器完全不同。
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第5章 现代局域网技术
54321
端口号
╳╳╳╳
1
2
╳╳╳
╳
3
╳╳
╳╳
4 5
╳
╳╳╳
╳╳╳╳
逻辑开关
控制逻辑
图5-4 以太网交换机的工作原理 《现代网络技术》
100 M快速以太网系统的集线器是星形结构的核心。 集线器多种多样。
按结构分类：共享型和交换型 按介质分类：100BASE-TX（使用双绞线的集线器） 和100BASE-FX（使用光缆的集线器）。 按设备分类：单台非扩展型和可扩展叠堆型。
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5.1.3 快速以太网与10BASE-T/FL性能比较 100 M快速以太网标准IEEE802.3u是从802.3标准发展
表5-1 100M快速以太网与10BASE-T/FL性能比较
10BASE-T/FL
100BASE-TX/FX
802.3i/j 星形
8Baidu Nhomakorabea2.3u 星形
10 Mb/s 3、4、5类UTP，MMF UTP：100m，MMF：100m
100 Mb/s 5类UTP、STP（150阻抗）SMF、MMF UTP、STP：100m，MMF：2km，SMF：40km
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5.2.3 以太网交换机的交换方式 1. 静态交换与动态交换方式 在静态交换方式下，端口间的通道连接由人工预
先在交换机中设定，端口间连接通道是固定的。 动态交换方式完全不同于静态交换方式，它是基
于网桥工作原理的。动态交换虽然最终也是实现两个 端口之间的连接，形成一个帧交换通道，但通道实现 的机制不同于用人工进行配置的静态交换方式。
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5.1.2 快速以太网系统的组成 快速以太网系统包括（如图5-2所示）：
网络适配器（网卡）。 外置收发器与收发器电缆。 集线器。 双绞线或光纤电缆。
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图5-2 100M快速以太网的系统组成
第5章 现代局域网技术
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被交换器隔离的独立网段上数据流信息不会传播到其 他端口上，具有一定数据安全性。
若端口上支持全双工传输方式，则端口上介质长 度不受CSMA/CD制约，可以延伸距离。
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5.2.2 以太网交换机的工作原理 在用以太网交换机构成的系统中，在交换机上完全
支持
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5.2 以太网的交换技术
5.2.1 以太网交换的概念 综上所述，共享型以太网系统的不足之处在于： 受到CSMA/CD约束，一个碰撞域的带宽是固定的，
对于10 M和100 M以太网环境而言，其系统的带宽分别 为10 Mb/s和100 Mb/s。
在一个碰撞域的系统中，每一个站点的平均带宽为系 统带宽/n，其中n为站点数。当n越大，即站点数越多时， 每一站点得到的平均带宽越小。
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IEEE标准 拓扑结构 传输率 传输介质 最长介质段
编码 帧结构 CSMA/CD 碰撞槽时间
碰撞域范围
交换技术 全双工技术
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在一个碰撞域的系统中，可以是只有一个工作组， 也可能是多个工作组。
在多个组的碰撞域中，每个组运行的数据流被广 播到系统的所有站点上去，即除了本组的所有站点外， 其他组的站点也都能感觉到该数据流的存在。
LAN的覆盖范围（即碰撞域的覆盖范围）受到 CSMA/CD的制约。
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第5章 现代局域网技术
网段
以太网交换机 站点
图5-3 以太网交换机内部具有多个通道 《现代网络技术》
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综上所述，交换型以太网系统与共享型以太网系统 相比有如下优点：
每个端口上可以连接站点，也可以连接一个网段。 系统的最大带宽可以达到端口带宽的n倍（其中n 为端口数）。 交换器连接了多个网段，每个网段都是独立的和 被隔离的。
(1) 100BASE-TX： 使用2对5类UTP双绞线，一对用 于发送数据，另一对用于接收数据。
(2) 100BASE-T4： 使用4对3类UTP双绞线，一对 用于发送数据，一对用于接收数据。另两对则是双向 的，将100M的数据信号分配到3对电缆传输，从而降 低了对电缆的要求。
(3) 100BASE-FX：使用内径为62.5 μm，外径为 125 μm的多模光缆。
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2. 存储转发交换方式 存储转发交换是动态交换方式中最常用的一种方式。 当帧从端口进入交换机时，首先把接收到的整个帧暂 存在该端口的高速缓存中（如图5-5所示）。
第5章 现代局域网技术
第5章 现代局域网技术
5.1 100 M快速以太网 5.2 以太网的交换技术 5.3 1 Gb/s高速以太网技术 5.4 光纤分布数据接口FDDI
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5.1 100 M快速以太网
5.1.1 快速以太网的体系结构 100 M快速以太网的基本思想是：保留802.3帧格式
曼彻斯特编码 符合DIX802.3标准 同上 51.2 μs（512 bit）
NRZI编码，4B/5B码 符合DIX802.3标准 同上 5.12 μs（512 bit）
UTP：500 m（4个中继器） 支持 支持
UTP、STP：205 m，MMF：228 m（2个II级中继器） UTP：100 mm，MMF：412 m（无中继器） 支持
和CSMA/CD协议，只是将数据传输率从10 Mb/s提高 到100 Mb/s，相应的位时从100 ns减小到10 ns。
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第5章 现代局域网技术
OSI 数据链路层
物理层
IEEE 802
LLC子层 MAC子层 物理信令子层 物理介质
《现代网络技术》
图5-1 高速以太网体系结构
第5章 现代局域网技术
摆脱了CSMA/CD介质访问控制方式的约束，同时存在 着多个数据通道，交换机端口上连接的网段其信息流 不会在其他端口上广播等特点反映了其工作原理与共 享型集线器完全不同。
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第5章 现代局域网技术
54321
端口号
╳╳╳╳
1
2
╳╳╳
╳
3
╳╳
╳╳
4 5
╳
╳╳╳
╳╳╳╳
逻辑开关
控制逻辑
图5-4 以太网交换机的工作原理 《现代网络技术》
100 M快速以太网系统的集线器是星形结构的核心。 集线器多种多样。
按结构分类：共享型和交换型 按介质分类：100BASE-TX（使用双绞线的集线器） 和100BASE-FX（使用光缆的集线器）。 按设备分类：单台非扩展型和可扩展叠堆型。
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5.1.3 快速以太网与10BASE-T/FL性能比较 100 M快速以太网标准IEEE802.3u是从802.3标准发展
表5-1 100M快速以太网与10BASE-T/FL性能比较
10BASE-T/FL
100BASE-TX/FX
802.3i/j 星形
8Baidu Nhomakorabea2.3u 星形
10 Mb/s 3、4、5类UTP，MMF UTP：100m，MMF：100m
100 Mb/s 5类UTP、STP（150阻抗）SMF、MMF UTP、STP：100m，MMF：2km，SMF：40km
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5.2.3 以太网交换机的交换方式 1. 静态交换与动态交换方式 在静态交换方式下，端口间的通道连接由人工预
先在交换机中设定，端口间连接通道是固定的。 动态交换方式完全不同于静态交换方式，它是基
于网桥工作原理的。动态交换虽然最终也是实现两个 端口之间的连接，形成一个帧交换通道，但通道实现 的机制不同于用人工进行配置的静态交换方式。
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第5章 现代局域网技术
5.1.2 快速以太网系统的组成 快速以太网系统包括（如图5-2所示）：
网络适配器（网卡）。 外置收发器与收发器电缆。 集线器。 双绞线或光纤电缆。
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图5-2 100M快速以太网的系统组成
第5章 现代局域网技术
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第5章 现代局域网技术
被交换器隔离的独立网段上数据流信息不会传播到其 他端口上，具有一定数据安全性。
若端口上支持全双工传输方式，则端口上介质长 度不受CSMA/CD制约，可以延伸距离。
《现代网络技术》
第5章 现代局域网技术
5.2.2 以太网交换机的工作原理 在用以太网交换机构成的系统中，在交换机上完全
支持
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5.2 以太网的交换技术
5.2.1 以太网交换的概念 综上所述，共享型以太网系统的不足之处在于： 受到CSMA/CD约束，一个碰撞域的带宽是固定的，
对于10 M和100 M以太网环境而言，其系统的带宽分别 为10 Mb/s和100 Mb/s。
在一个碰撞域的系统中，每一个站点的平均带宽为系 统带宽/n，其中n为站点数。当n越大，即站点数越多时， 每一站点得到的平均带宽越小。