【正文】 / C D1 0 0 0 B a s e S X 1 0 0 0 B a s e C X 1 0 0 0 B a s e TI E E E 8 0 2 . 3 zM A C 子 層物 理 層1 0 0 0 B a s e L XI E E E 8 0 2 . 3 a b91 Gigabit Ether物理層標(biāo)準(zhǔn)一 ?1000BaseSX ?使用短波長激光作為信號源的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)技術(shù)，配置波長為 770860nm（一般為 850nm）的激光傳輸器，只能支持多模光纖。 ? 使用多模光纖時，在全雙工方式下，最長傳輸距離可以達(dá)到 550米；使用單模光纖時，全雙工方式下的最長有效距離為 3000米。 ? 采用這種技術(shù)可以在原有的快速以太網(wǎng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)從 100Mbps到 1000Mbps的平滑升級。 鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)必須各自向?qū)Ψ酵ǜ孀约旱哪芰Γㄋ俣?、物理層類型、?/全雙工）并自動選擇合適的工作模式。 發(fā)送的 數(shù)據(jù) 分組 1 RRRRRRRR 分組 2 RRRR 分組 3 RRR 分組 4 爭用期 512 字節(jié) 將突發(fā)計時器設(shè)定為 1500 字節(jié) 載波延伸 載波 監(jiān)聽 97 千兆以太網(wǎng)的應(yīng)用 98 ? 萬兆位以太網(wǎng) ?萬兆位以太網(wǎng)的特征 ? 傳輸速率為 10Gb/s； ? 保留了 、最大幀長度和最小幀長度； ? 不再使用 CSMA/CD協(xié)議； ? 只能工作在全雙工方式； ? 只使用光纖（多?；騿文＃┳鳛閭鬏斀橘|(zhì)； ? 支持兩種類型的物理層： 10Gbit/s局域網(wǎng)物理層和10Gbit/s廣域網(wǎng)物理層： ? 多個萬兆位以太網(wǎng)可以通過 SONET/SDH網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)廣域連接，使用單模光纖時端到端的傳輸距離可達(dá)上百公里。 ?萬兆位以太網(wǎng)的應(yīng)用 ? 主要是作為大型網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)連接，目前尚不支持與端用戶的直接連接。 對 IEEE ， 形成了新的定時令牌協(xié)議 ， 實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上同時傳達(dá)輸多個數(shù)據(jù)幀的功能 。當(dāng)其為 0時，表示該令牌空閑，當(dāng)其為 1時，表示某站正發(fā)送數(shù)據(jù)。 103 ? 起始、結(jié)束定界符（違例差分 Manchester碼） ? 訪問控制字節(jié)包括： 起始 訪問控制 結(jié)束 1 1 令牌幀： 非令牌幀（信息幀 /控制幀） 起始 訪問控制 幀控制 目的地址 源地址 數(shù)據(jù) FCS 結(jié)束 幀狀態(tài) 1 1 1 2/6 2/6 ≥ 0 4 1 1 P P P T M R R R 優(yōu)先級位 令牌位 監(jiān)督位 預(yù)約位 ? PPP， RRR： 優(yōu)先級位，預(yù)約位。 ? 物理層協(xié)議子層 （ PHY） ： 定義了與介質(zhì)無關(guān)的物理層部分 ， 包括編碼和解碼 、 時鐘同步等 。 四位一組的比特數(shù)據(jù) → 五位代碼 如： 1000 → 10010 100 Mbps → 125 Mbaud ?數(shù)據(jù)經(jīng) 4B/5B編碼后還要進(jìn)一步使用 NRZI來編碼 。 另一個環(huán)稱為 次環(huán) 。當(dāng)主環(huán)出現(xiàn)故障時， FDDI在能夠自動重新配置，使網(wǎng)絡(luò)流量繞過主環(huán)中的故障點(diǎn)從備份環(huán)中通過。 ?主要缺點(diǎn)： ? 協(xié)議比較復(fù)雜； ? 安裝和管理相對困難； ? 價格昂貴，與快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)相比，性能價格比低； ? 與廣泛使用的以太網(wǎng)之間進(jìn)行互聯(lián)比較困難。 ? 類型可是專用服務(wù)器、小型機(jī)、高檔微機(jī)等。 根據(jù)接口類型： 113 ?二、網(wǎng)卡的功能 ?數(shù)據(jù)的封裝和解封。 ?集線器實(shí)質(zhì)是一個多端口的中繼器，主要功能是對接收到的 信號進(jìn)行再生放大 ，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離。 級聯(lián)端口 普通端口 115 ?集線器的功能 ?使每個雙絞線接口只與一個站點(diǎn)相連，形成信號的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸使雙絞線以太網(wǎng)形成星形結(jié)構(gòu) ?當(dāng)某一接口傳輸信號時， HUB將接收、再生和廣播信號到其他每一個接口 ，所以其物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形，但邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線形 ?自動檢測沖突的產(chǎn)生，每當(dāng)沖突發(fā)生時，將立即發(fā)出阻塞（ jam）信號，通知其他站點(diǎn) ?自動隔離發(fā)生故障的站點(diǎn) 116 ?集線器級聯(lián)與堆疊 1 0 B a s e T集 線 器R J 4 5 接 口集 線 器集 線 器S D通 過 背 板 連 接 電 纜 實(shí) 現(xiàn) 高 速 數(shù) 據(jù) 傳 輸后 視 圖S DS DS D集 線 器 堆 疊 在 一 起117 中繼器和集線器 ?網(wǎng)橋 網(wǎng)橋可以有效地聯(lián)接兩個 LAN，使本地通信限制在本網(wǎng)段內(nèi)，并轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的信號至另一網(wǎng)段，網(wǎng)橋通常用于聯(lián)接數(shù)量不多的網(wǎng)段。 (3) 協(xié)議轉(zhuǎn)換 ：網(wǎng)橋的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能僅限于 MAC子層和物理層，即將源局域網(wǎng)中所采用的幀格式和物理層規(guī)程轉(zhuǎn)換為目的局域網(wǎng)所采用的幀格式和物理層規(guī)程。 ?網(wǎng)橋可以隔離錯誤幀 ,限制了沖突域。 網(wǎng)橋的特點(diǎn) 120 2. 交換機(jī) ?網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和網(wǎng)橋?qū)偻活愒O(shè)備，工作在數(shù)據(jù)鏈路層上。 ?工作原理與網(wǎng)橋類似： ?學(xué)習(xí)源地址（構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)表） ?過濾本網(wǎng)段幀（隔離沖突域） ?轉(zhuǎn)發(fā)異網(wǎng)段幀（交換） ?廣播未知幀（尋找目的站點(diǎn)） 121 交換機(jī)的特點(diǎn) ?交換機(jī)通過內(nèi)部的交換矩陣把網(wǎng)絡(luò)劃分為多個網(wǎng)段 ——每個端口為一個沖突域； ?交換機(jī)能夠同時在多對端口間無沖突地交換幀。適用于小型網(wǎng)絡(luò)到大型園區(qū)網(wǎng)絡(luò) ?可以限制沖突，但不能限制廣播，有可能產(chǎn)生廣播風(fēng)暴 123 。 ?比較： ?10Mb/s的 8口集線器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)（連接了 8臺計算機(jī)） ? 網(wǎng)絡(luò)總帶寬仍為 10Mb/s ； ? 網(wǎng)絡(luò)中每臺計算機(jī)的帶寬為 。在這個意義上，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可看作是多端口的高速網(wǎng)橋。 ?網(wǎng)橋無流量控制，負(fù)載重時會出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象。 (5) 路由選擇功能 ：在源路由選擇網(wǎng)橋中無此功能，但在透明網(wǎng)橋中有此功能。 (2) 緩存管理 ：在網(wǎng)橋中通常設(shè)置兩類緩沖區(qū)，一類是接收緩沖區(qū)，用于暫存從端口收到的、待處理的幀；另一類是發(fā)送緩沖區(qū)，用于暫存經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換等處理后待發(fā)送的幀。 ?按集線器端口連接介質(zhì)的不同，集線器可連接 同軸電纜、雙絞線和光纖 。 ?信道訪問控制。 112 網(wǎng)卡 網(wǎng)卡（ Network Interface Card， NIC）即網(wǎng)絡(luò)適配器，是用來連接計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，網(wǎng)卡插在計算機(jī)或服務(wù)器的插槽中，通過網(wǎng)線與網(wǎng)絡(luò)連接，交換數(shù)據(jù)和共享資源。 OSI 七層網(wǎng)絡(luò)模型 應(yīng)用層 表示層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 鏈路層 物理層 會話層 7 6 5 4 3 2 1 介質(zhì) 特性 電氣的 機(jī)械的 RTS CTS 程序的 傳輸 窄帶或?qū)拵? 數(shù)字 集線器 交換機(jī) 介質(zhì)訪問和邏輯拓?fù)? 路由器 Routing 路由器 路由器 路由器 網(wǎng)絡(luò) A 網(wǎng)絡(luò) B 網(wǎng)絡(luò) C 111 局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備 ? 服務(wù)器和工作站 ?網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 ： ? 指能夠向網(wǎng)絡(luò)用戶 提供特定服務(wù) 的計算機(jī)。 ?與 IEEE ： FDDI網(wǎng)絡(luò)中雖然也只有一個令牌 ， 但源站發(fā)完數(shù)據(jù)幀后立即產(chǎn)生空閑令牌 ， 下一站獲得該空閑令牌后就可發(fā)送數(shù)據(jù)幀 ， 而此時前一個站發(fā)出的幀可能還沒有到達(dá)它的源站 ， 因此環(huán)中可能同時存在多幀數(shù)據(jù)同時傳輸 ， 大大提高了傳輸效率 。 單連接站 （ SAS） ： 只能連接到一個環(huán)路上 ， 而且須通過集中器 。 106 FDDI網(wǎng)絡(luò)組成 ?FDDI網(wǎng)絡(luò)由兩個數(shù)據(jù)傳輸方向相反的環(huán)組成 。 ? 站管理 （ SMT） ： 提供 FDDI網(wǎng)絡(luò)管理功能 ， 包括連接管理 、 環(huán)管理及 SMT幀服務(wù)三個主要部分 。 0 令牌； 1 信息 /控制幀 ? M： 監(jiān)督位，防止無效幀在環(huán)路中無限循環(huán)。 每個站檢測所經(jīng)過的數(shù)據(jù)幀中的目的地址， 如果與 本站地址相符，則復(fù)制該幀，然后將該幀轉(zhuǎn)發(fā)給下一個站；否則僅轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀。 101 令牌環(huán)網(wǎng)和 FDDI技術(shù) 令牌環(huán)網(wǎng) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán) 傳輸媒體： STP、 光纖，速率 4/16Mbps； 最多站點(diǎn)數(shù)： 250， 信號采用差分曼徹斯特編碼 A B D C 站點(diǎn) 環(huán)接口 單向環(huán) 發(fā)送緩沖區(qū) 接收緩沖區(qū) 接收 發(fā)送 線路驅(qū)動 線路接收 控制器 DTE 環(huán)路輸入 環(huán)路輸出 環(huán)接口的結(jié)構(gòu) TCU 高層軟件 102 令牌環(huán)工作過程 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)空閑時，只有令牌在環(huán)路上不停流動。 使用雙環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ， 以確保網(wǎng)絡(luò)具有容錯能力 。 99 ?速度提高到 10Gb/s所遇到的問題： ? 不采用特殊措施，網(wǎng)絡(luò)跨距將只有 2米 ； ? 若使用 “ 載波擴(kuò)展 ” （幀長至少 4096字節(jié)），短幀的傳輸效率將降低到 ％； ? 同時使用 “ 分組突發(fā) ” ，最大效率也只能達(dá)到 30％； ? “ 載波擴(kuò)展 ” 的額外開銷使吞吐率下降，沖突概率增大 。當(dāng)發(fā)送一幀時，如果幀長小于 512字節(jié)，那么物理層將發(fā)送一個特殊的“擴(kuò)展載波”符號序列進(jìn)行填充，直至幀長達(dá)到 512字節(jié)。極端情況下，只有正常時的 12%。 ? 1000BaseCX使用了一種特殊規(guī)格的高質(zhì)量 平衡屏蔽雙絞線 ，最長有效距離為 25米，使用 9芯D型連接器連接電纜。 92 Gigabit Ether物理層標(biāo)準(zhǔn)二 ? 1000BaseLX ? 1000BaseLX使用長波長激光作為信號源的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)技術(shù)，配置波長為 12701355nm（一般為 1300nm）的激光傳輸器，既可以驅(qū)動多模光纖，也可以驅(qū)動單模光纖。 90 千兆位以太網(wǎng)（ Gigabit Ether） ?千兆位以太網(wǎng)產(chǎn)生的背景； ? 千兆位以太網(wǎng)同樣保留著傳統(tǒng)的 100BaseT的所有特征。 ?交換機(jī)會監(jiān)測發(fā)送到每個端口的數(shù)據(jù)幀，通過數(shù)據(jù)幀中的有關(guān)信息（源節(jié)點(diǎn)的 MAC地址、目的節(jié)點(diǎn)的 MAC地址），就會得到與每個端口所連接的節(jié)點(diǎn) MAC地址，并在交換機(jī)的內(nèi)部建立一個“端口 MAC地址”映射表。 83 快速以太網(wǎng)的應(yīng)用 ?采用快速以太網(wǎng)集線器作為中央設(shè)備（ 100BaseTX集線器），使用非屏蔽 5類雙絞線以星型連接的方式連接以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)（工作站和服務(wù)器），以及連接另一個快速以太網(wǎng)集線器和 10BaseT的共享集線器。 ?100BaseFX ?支持 2芯的多?；騿文９饫w。其中 1對用于發(fā)送，另 1對用于接收，因此100BaseTX可以全雙工方式工作，每個節(jié)點(diǎn)可以同時以100Mbps的速率發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。 69 根據(jù)其性能，雙絞線又可分為 1類 ~6類 類型 傳輸速率 傳輸信號 應(yīng)用 1類 20K 模擬信號 電話線路 2類 1M 模擬信號和 1M的數(shù)字信號 一般通信線路 3類 10M 模擬信號和數(shù)字信號 以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng) 4類 20M 模擬信號和 1M的數(shù)字信號 令牌環(huán)網(wǎng) 5類 100M 模擬信號和高速數(shù)字信號 高速以太網(wǎng)、 ATM、 FDDI 超 5類 155M 模擬信號和高速數(shù)字信號 高速以太網(wǎng)、 ATM 6類 200M 模擬信號和高速數(shù)字信號 高速以太網(wǎng)、 ATM 常見的 10BASET及 100BASET局域網(wǎng)均是采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)， 10BASET中采用 3類 或 4類雙絞線作為傳輸介質(zhì)，進(jìn)行基帶傳輸，速率可達(dá) 10M， 100BASET中采用 5類雙絞線作為傳輸介質(zhì)，進(jìn)行基帶傳輸，速率可達(dá) 100M。 無效的 MAC 幀 65 以太網(wǎng)常用的 4種電纜 傳統(tǒng)以太網(wǎng) 10Base5 粗同軸電纜 10Base2 細(xì)同軸電纜 10BaseT 雙絞線 10BaseF 光纖 66 同軸電纜以太網(wǎng) 粗纜以太網(wǎng)（ 10BASE5） ? 粗同軸電纜，可靠性好，抗干擾能力強(qiáng) ? 收發(fā)器 : 發(fā)送 /接收 , 沖突檢測 , 電氣隔離 ? 總線型拓?fù)? 粗纜 收發(fā)器 AUI 電纜 NIC Vampire tap 最大段長度 500m 每段最多站點(diǎn)數(shù) 100 ≥ 網(wǎng)絡(luò)最大跨度 網(wǎng)絡(luò)最多 5個段 終端匹配器 67 細(xì)纜 BNC接頭 NIC 細(xì)纜以太網(wǎng)（ 10Base2 ） ? 細(xì)同軸電纜，