計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)(1)(文件)
【正文】 兆以太網(wǎng)的物理層技術(shù) 1000BaseX 信號(hào)編碼與解碼 1000BaseT 信號(hào)編碼與解碼 1000BaseCX 短銅纜收發(fā)器 1000BaseLX 1300nm 長(zhǎng)波光纖收發(fā)器 1000BaseSX 850nm 短波光纖收發(fā)器 1000BaseT UTP收發(fā)器 25米 2對(duì) 短屏蔽銅纜 5000米 9μm 單模光纖 550/220米 50/ μm 多模光纖 100米 4對(duì) 5類 UTP MAC子層（全雙工 /半雙工） 更高層 千兆位介質(zhì)無關(guān)接口（ GMII） 59 ? 千兆以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 在半雙工方式時(shí)，網(wǎng)絡(luò)跨距減小很多： ? 任意兩個(gè)站點(diǎn)間最多只能有一個(gè)中繼器（ p139圖 ） ? 在全雙工方式時(shí)，網(wǎng)絡(luò)跨距僅與介質(zhì)和收發(fā)器的特性有關(guān)： ? 站點(diǎn)間允許有多臺(tái)千兆設(shè)備，可以構(gòu)造較大范圍的網(wǎng)絡(luò)（ p140圖 ） 千 兆 位 路 由 器千 兆 位 交 換 機(jī) 千 兆 位 交 換 機(jī)1 0 / 1 0 0 M b p s交 換 機(jī)1 0 / 1 0 0 M b p s交 換 機(jī)千兆位交換機(jī) 千兆位交換機(jī) 千兆位路由器 60 ? 千兆以太網(wǎng)的應(yīng)用 ? 交換機(jī)到交換機(jī)的連接或 園區(qū)網(wǎng)之間的主干連接，例如兩個(gè)校區(qū)之間的鏈路 （ P141圖 ） ； ? 將網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)之間的 10/100M鏈路用 1000M鏈路代替，可以顯著地提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能。 ? 提供了 10/100Mb/s自適應(yīng)功能； ? 4種不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)（ p128） ? 100BaseTX：使用兩對(duì) 5類雙絞線 ? 100BaseFX：使用 ? 100BaseT4：使用四對(duì) 3類雙絞線 ? 100BaseT2：使用兩對(duì) 3類雙絞線 53 ? 100BaseTX的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) max. 5m HUB HUB 任意兩個(gè)站點(diǎn)間最多允許 3個(gè)鏈路段 工作站 工作站 max. 100m 54 ? 快速以太網(wǎng)的應(yīng)用 ? 主干連接 ? 需要高帶寬的服務(wù)器和高性能工作站 ? 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、圖形工作站、工程工作站、網(wǎng)管工作站 ? 向桌面系統(tǒng)普及 10Mb/s 10M HUB 企業(yè)網(wǎng) 100Mb/s 100M HUB 100Mb/s 服務(wù)器 100Mb/s 小型機(jī) 100Mb/s 100M HUB 55 ? 千兆位以太網(wǎng)（ Gigabit Ether， GE） ? 技術(shù)進(jìn)步的必然 ? 新的應(yīng)用 ? 網(wǎng)絡(luò)分布計(jì)算、計(jì)算機(jī)視頻、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ) ? 快速以太網(wǎng)的迅速普及 ? 要求主干有更高的帶寬 ? 兩個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn) ? IEEE ， ? 1000BaseSX， MMF/550m ? 1000BaseLX， SMF/5000m ? 1000BaseCX，屏蔽短銅纜 /25m ? IEEE ， ? 1000BaseT， UTP/100m 56 ? 千兆位以太網(wǎng)的特征 ? 1000Mb/s，全雙工或半雙工 ? 沿用 10Mb/s傳統(tǒng)以太網(wǎng)幀格式 ? 半雙工仍使用 CSMS/CD協(xié)議 ? 兼容 10BaseT和 100BaseT ? 節(jié)點(diǎn)能力的自動(dòng)協(xié)商 ? 速率提高到 1000Mb/s時(shí)的 網(wǎng)絡(luò)跨距 問題： ? 為保持兼容，半雙工時(shí)的最小幀長(zhǎng)度仍規(guī)定為 64字節(jié)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)跨距縮短為不足 20米，實(shí)用價(jià)值大大降低！ ? 解決方法： ? 1. 將時(shí)間槽擴(kuò)展為 512字節(jié)（是以前的 8倍）； ? 2. “載波擴(kuò)展”技術(shù)：幀長(zhǎng)不足 512字節(jié)時(shí)，在其后填充特殊的符號(hào)至 512字節(jié)；（ 想一想，是否完美？ ） ? “幀突發(fā)”技術(shù)：允許站點(diǎn)連續(xù)發(fā)送多個(gè)短幀 ? 解決短幀較多時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸效率低的問題 短幀較多時(shí)將使網(wǎng)絡(luò)傳輸效率大大降低。 ? 優(yōu)缺點(diǎn)： ? 沖突被限制在小范圍內(nèi)，甚至可被消除； ? 地域范圍不再受時(shí)間槽的限制； ? 遠(yuǎn)程網(wǎng)橋可將局域網(wǎng)的范圍擴(kuò)展到幾十公里以上 ? 轉(zhuǎn)發(fā)速度有所降低； ? 不能隔離廣播幀。 ? 兩臺(tái)微機(jī)直接連接時(shí)，也可參考此接法。 ——廣播傳輸 ? 注意，以上分類只適用于 目的地址 。 也可以是 2個(gè)字節(jié)，但這種格式的地址很少使用。 ? 一個(gè)站點(diǎn)允許有多個(gè) MAC地址，個(gè)數(shù)取決于該站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)接口的個(gè)數(shù)。 A B C A C 發(fā)送幀，目的地址為 A A B C A 復(fù)制該幀 A 信號(hào)由終端電阻吸收 A B C C 發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空閑 終端電阻 A B C B 忽略該幀 A 33 Ether / PR： 前導(dǎo)碼 10101010序列，用于使接收方與發(fā)送方同步 SFD： 幀首定界符 – 10101011，表示一幀的開始 DA/SA：目的 /源 MAC地址 LEN： 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（數(shù)據(jù)部分的字節(jié)數(shù)），取值范圍： 01500 Type： 類型，高層協(xié)議標(biāo)識(shí) LLCPDU（ Data）：數(shù)據(jù)，最少 46字節(jié) , 最多 1500字節(jié)，不夠時(shí)以 Pad填充 Pad： 填充字段（可選），其作用是保證幀長(zhǎng)不小于 64字節(jié) FCS： 幀校驗(yàn)序列（ CRC32） 6 6 2 461500 4字節(jié) FCS SA Type DA Data Pad Ether IEEE 2/6 2/6 2 461500 4 字節(jié) FCS SA LEN DA LLCPDU Pad 校驗(yàn)區(qū)間 641518 字節(jié) PR SFD 7 1 PR SFD 7 1 用途：保證幀長(zhǎng) ≥64字節(jié) 34 MAC地址 ? 又稱為 物理地址 ，它是網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的全球唯一的標(biāo)識(shí)符，與其物理位置無關(guān)。 0：令牌幀； 1：信息 /控制幀 ? 監(jiān)督位 ：防止無效幀無限循環(huán)。 23 CSMA/CD的優(yōu)缺點(diǎn) ? 控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)； ? 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載輕時(shí)，有較好的性能： ? 30％－ 40％以內(nèi) ? 延遲時(shí)間短、速度快 ? 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載重時(shí)，性能急遽下降： ? 70％－ 80％以上 ? 沖突數(shù)量的增長(zhǎng)使網(wǎng)絡(luò)速度大幅度下降 24 2. 令牌傳遞（ Token Passing） A B D C 站點(diǎn) 干線耦合器 單向環(huán) 點(diǎn)到點(diǎn)鏈路 ? 主要用于 ? 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán) 25 Token Ring/ ? 哪個(gè)站點(diǎn)可以發(fā)送幀，是由一個(gè)沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱為“
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