【正文】 口網橋 ——以太網交換機 ? 以太網交換機的每個端口都直接與主機相連，并且一般都工作在 全雙工方式 。 ? 交換機能同時連通許多對的端口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣，進行無碰撞地傳輸數據。 ? 以太網交換機由于使用了專用的交換結構芯片，其交換速率就較高。 以太網交換機的特點 ? 對于普通 10 Mb/s 的共享式以太網，若共有 N 個用戶，則每個用戶占有的平均帶寬只有總帶寬 (10 Mb/s)的 N 分之一。 ? 使用以太網交換機時，雖然在每個端口到主機的帶寬還是 10 Mb/s，但由于一個用戶在通信時是獨占而不是和其他網絡用戶共享傳輸媒體的帶寬，因此對于擁有 N 對端口的交換機的總容量為 N?10 Mb/s。這正是交換機的最大優(yōu)點。 獨占傳輸媒體的帶寬 ? 虛擬局域網 VLAN 是由一些局域網網段構成的與物理位置無關的邏輯組 。 ? 這些網段具有某些共同的需求 。 ? 每一個 VLAN 的幀都有一個明確的標識符 ， 指明發(fā)送這個幀的工作站是屬于哪一個 VLAN。 ? 虛擬局域網其實只是局域網給用戶提供的一種服務 ， 而并不是一種新型局域網 。 虛擬局域網 虛擬局域網的概念 以太網 交換機 A4 B1 以太網 交換機 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 以太網 交換機 以太網 交換機 三個虛擬局域網 VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 的構成 以太網 交換機 A4 B1 以太網 交換機 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 以太網 交換機 以太網 交換機 三個虛擬局域網 VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 的構成 當 B1 向 VLAN2 工作組內成員發(fā)送數據時， 工作站 B2 和 B3 將會收到廣播的信息。 以太網 交換機 A4 B1 以太網 交換機 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 以太網 交換機 以太網 交換機 三個虛擬局域網 VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 的構成 B1 發(fā)送數據時，工作站 A1, A2 和 C1 都不會收到 B1 發(fā)出的廣播信息。 以太網 交換機 A4 B1 以太網 交換機 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 以太網 交換機 以太網 交換機 三個虛擬局域網 VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 的構成 虛擬局域網限制了接收廣播信息的工作站數，使得網絡 不會因傳播過多的廣播信息 (即 “ 廣播風暴 ” )而引起性能惡化。 高速以太網 100BASET 以太網 ? 速率達到或超過 100 Mb/s 的以太網稱為高速以太網 。 ? 在雙絞線上傳送 100 Mb/s 基帶信號的星型拓撲以太網，仍使用 IEEE 的CSMA/CD 協議。 100BASET 以太網又稱為 快速以太網 (Fast Ether)。 100BASET 以太網的特點 ? 可在全雙工方式下工作而無沖突發(fā)生。因此，不使用 CSMA/CD 協議。 ? MAC 幀格式仍然是 標準規(guī)定的。 ? 保持最短幀長不變，但將一個網段的最大電纜長度減小到 100 m。 ? 幀間時間間隔從原來的 ?s 改為現在的 ?s。 三種不同的物理層標準 ? 100BASETX ?使用 2 對 UTP 5 類線或屏蔽雙絞線 STP。 ? 100BASEFX ?使用 2 對光纖。 ? 100BASET4 ?使用 4 對 UTP 3 類線或 5 類線。 吉比特以太網 ? 允許在 1 Gb/s 下全雙工和半雙工兩種方式工作。 ? 使用 協議規(guī)定的幀格式。 ? 在半雙工方式下使用 CSMA/CD 協議（全雙工方式不需要使用 CSMA/CD 協議）。 ? 與 10BASET 和 100BASET 技術向后兼容。 吉比特以太網的物理層 ? 1000BASEX 基于光纖通道的物理層： ? 1000BASESX SX表示短波長 ? 1000BASELX LX表示長波長 ? 1000BASECX CX表示銅線 ? 1000BASET ? 使用 4對 5 類線 UTP 載波延伸 (carrier extension) ? 吉比特以太網在工作在半雙工方式時，就必須進行碰撞檢測。 ? 由于數據率提高了，因此只有減小最大電纜長度或增大幀的最小長度，才能使參數 a 保持為較小的數值。 ? 吉比特以太網仍然保持一個網段的最大長度為 100 m，但采用了“載波延伸”的辦法，使最短幀長仍為 64 字節(jié)（這樣可以保持兼容性），同時將爭用時間增大為 512 字節(jié)。 在短 MAC 幀后面加上載波延伸 ? 凡發(fā)送的 MAC 幀長不足 512 字節(jié)時，就用一些特殊字符填充在幀的后面，使 MAC 幀的發(fā)送長度增大到 512 字節(jié)，但這對有效載荷并無影響。 ? 接收端在收到以太網的 MAC 幀后，要將所填充的特殊字符刪除后才向高層交付。 目地地址 源地址 數據長度 數 據 FCS MAC 幀的最小值 = 64 字節(jié) 載波延伸 前同步碼 加上 載波延伸使 MAC 幀長度 = 爭用期長度 512 字節(jié) 在以太網上實際傳輸的幀長 全雙工方式 ? 當吉比特以太網工作在全雙工方式時（ 即通信雙方可同時進行發(fā)送和接收數據 ） ， 不使用載波延伸和分組突發(fā) 。 10 吉比特以太網 ? 10 吉比特以太網與 10 Mb/s， 100 Mb/s 和 1 Gb/s 以太網的幀格式完全相同。 ? 10 吉比特以太網還保留了 標準規(guī)定的以太網最小和最大幀長，便于升級。 ? 10 吉比特以太網不再使用銅線而只使用光纖作為傳輸媒體。 ? 10 吉比特以太網只工作在全雙工方式，因此沒有爭用問題，也不使用 CSMA/CD 協議。 吉比特以太網的物理層 ? 局域網物理層 LAN PHY。局域網物理層的數據率是 Gb/s。 ? 可選的廣域網物理層 WAN PHY。廣域網物理層具有另一種數據率，這是為了和所謂的“ Gb/s‖的 SONET/SDH（即 OC192/STM64）相連接。 ? 為了使 10 吉比特以太網的幀能夠插入到 OC192/STM64 幀的有效載荷中，就要使用可選的廣域網物理層，其數據率為 Gb/s。 端到端的以太網傳輸 ? 10 吉比特以太網的出現，以太網的工作范圍已經從局域網（校園網、企業(yè)網）擴大到城域網和廣域網，從而實現了端到端的以太網傳輸。 ? 這種工作方式的好處是： ? 成熟的技術 ? 互操作性很好 ? 在廣域網中使用以太網時價格便宜。 ? 統一的幀格式簡化了操作和管理。 以太網從 10 Mb/s 到 10 Gb/s 的演進 ? 以太網從 10 Mb/s 到 10 Gb/s 的演進證明了以太網是： ? 可擴展的（從 10 Mb/s 到 10 Gb/s）。 ? 靈活的（多種傳輸媒體、全 /半雙工、共享 /交換）。 ? 易于安裝。 ? 穩(wěn)健性好。 千兆以太網組網方法基本的硬件設備 千兆以太網的組網方法與普通以太網組網方法有一定的區(qū)別 。 組建千兆以太網 ， 需要使用以下基本硬件設備： 1000 Mbps以太網交換機； 1000 Mbps以太網卡； 100 Mbps以太網交換機或 100 Mbps集線器； 10 Mbps以太網卡 、 100 Mbps以太網卡或 10/100 Mbps以太網卡；雙絞線或光纜 。 1000 BASE—T標準使用 5類非屏蔽雙絞線 ， 雙絞線長度可以達到 100 m； 1000 BASE—LX標準使用單模光纖 ，光纖長度可以達到 3000 m；而 1000 BASE—SX標準使用多模光纖 ， 光纖長度可以達到 300～ 550 m。 千兆以太網組網方法 在千兆以太網組網方法中，如何合理地分配網絡帶是很重要的，需要根據具體網絡的規(guī)模與布局，來選擇合適的兩級或三級網絡結構。下圖給出了典型的千兆以太網組網方法示意圖。 在設計千兆以太網時，我們需要注意以下幾個問題 (1) 一般在網絡主干部分需要使用性能很好的千兆以太網主干交換機 ， 例如可以選擇 Cisco公司的 Cisco 5000、 6000系列或 3Com公司的 SuperStackⅡ 9300千兆以太網交換機 ， 以解決應用中的主干網絡帶寬的瓶頸問題 。 (2) 在網絡支干部分考慮使用性能較低一些的千兆以太網支干交換機 ， 例如可以選擇 Cisco公司的 Cisco 4000系列或 3Com公司的SuperStackⅡ 3300千兆以太網交換機 ， 以滿足實際應用對網絡帶寬的需要 。 (3) 在樓層或部門一級 ， 根據實際需要選擇 100 Mbps集線器或以太網交換機 ， 例如可以選擇 Cisco公司的 Cisco 1900系列以太網交換機或 Cisco公司的 FastHub 400系列集線器 。 (4) 用戶端使用 10 Mbps或 100 Mbps以太網卡 ， 將工作站連接到100 Mbps集線器或以太網交換機上 。 其他種類的高速局域網 ? 100VGAnyLAN 局域網 ? 使用集線器的 100 Mb/s 高速局域網 ? 光纖分布式數據接口 FDDI (Fiber Distributed Data Interface) ? 使用光纖作為傳輸媒體的令牌環(huán)形網 ? 高性能并行接口 HIPPI (HIghPerformance Parallel Interface) ? 主要用于超級計算機與一些外圍設備（如海量存儲器、圖形工作站等）的高速接口 ? 光纖通道 (Fiber Channel)