【正文】 1~2 個(gè) 100Mbps1Gbps， ATM 接服務(wù)器或干線 1Gbps， ATM 支持其它網(wǎng)絡(luò) FDDI， ATM 支持 L3 路由可能支持可能支持 典型背板帶寬 100~200Mbps4Gbps10Gbps 以上 典型組網(wǎng)群組桌面聯(lián)網(wǎng)小型樓宇或園區(qū)系統(tǒng)干線大中型樓宇或園區(qū)系統(tǒng) 干線 （ 1）群組 一般集中在一個(gè)辦公室，也可能在一個(gè)樓層，數(shù)據(jù)在一個(gè)小范圍交互。 電源備份； 可采用無源母板；有備用交換引擎。每一個(gè)模塊可以熱插拔。 以太網(wǎng)交換器的分類 ： （ 1）單臺（不可堆疊） （ 2）可堆疊集成 （ 3）廂體模塊 2．各類的使用 （ 1）單臺（不可堆疊） 只能單臺使用 （ 2）可堆疊交換器 可單臺使用 多臺堆疊使用時(shí)，必須在外部附加一個(gè)集成裝置。 （ 4）穿通交換方式 /存儲轉(zhuǎn)發(fā)共用，先采用穿通交換方式，若鏈路可 *性差，則自動轉(zhuǎn)到存儲轉(zhuǎn) 發(fā)方式。 穿通交換方式 特點(diǎn)： （ 1）當(dāng)輸入端收到幀的開始 6 個(gè)字節(jié)后，交換器根據(jù)目的地址查端口 ——地址表，獲得輸出 端地 址后，就把整個(gè)幀導(dǎo)向輸出端口；縮短了時(shí)延。 （ 2）可 *性高。 存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式 特點(diǎn)： （ 1）交換時(shí)間長。 （ 2）一次連接只能傳送一幀。被稱為 “端口交換機(jī) ”。 以太網(wǎng)交換器的交換方式 靜態(tài)交換與動態(tài)交換 端口間的通道連接是事先人工預(yù)定的。 總線交換結(jié)構(gòu) 總線交換結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)： ； ； ，即客戶機(jī) —服務(wù)器的方式。 （ 4）使用廣泛，如： ATM。 以太網(wǎng)交換器工作的邏輯機(jī)理 特點(diǎn)： （ 1）交換器上可同時(shí)多個(gè)數(shù)據(jù)通道并存； （ 2）端口間既隔離又連接； （ 3）上圖中共有 30 個(gè)數(shù)據(jù)通道，如果采用雙工的方式，同時(shí)最多可通 15 個(gè)數(shù)據(jù)通道； （ 4）從上圖可看到，各端口信息流是被隔離的，如果要連通，必須進(jìn)行控制，方可交互。但如果需要的話，獨(dú)立網(wǎng)段之 間通過其端口也可建立暫時(shí)的數(shù)據(jù)通道。 交換型以太網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) （ 1）每個(gè)端口可以連接網(wǎng)段，也可連接站點(diǎn)。 ： 可解決共享型以太網(wǎng)的不足。 （ 3）共享型以太網(wǎng)存在的問題是： ?受到 CSMA/CD 的約束，一個(gè)碰撞域的帶寬是固定的； ?在一個(gè)碰撞域的系統(tǒng)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的帶寬為：系統(tǒng)帶寬 /n；（ n 為節(jié)點(diǎn)數(shù)） ?在一個(gè)碰撞域的系統(tǒng)中，可以是一個(gè)工作組，也可是多個(gè)工作組； ?在多個(gè)工作組的碰撞域中，每個(gè)工作組的數(shù)據(jù)流廣播到系統(tǒng)中所有的站，安全性不 好。整個(gè)系統(tǒng)的帶寬只有 10Mbps，處在一個(gè)沖突域 范圍。然后比較詳細(xì)地介紹以太網(wǎng)交換器的結(jié)構(gòu)、交換方式、分類和典型應(yīng)用。 （ 5）如果第一幀恰恰是一個(gè)最長幀，即 1518 字節(jié)，則標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定幀突發(fā)過程的總長度限制在3000 字 節(jié)范圍內(nèi)。 （ 3）為了使得在幀突發(fā)過程中，媒體始終處于 “忙狀態(tài) ”，必須在幀間的間隙時(shí)間中，發(fā)送站發(fā) 送非 “0”、 “1”數(shù)值符號，以避免其它站點(diǎn)在幀間隙時(shí)間中占領(lǐng)媒體 而中斷本站的幀突發(fā)過 程。 幀突發(fā)技術(shù) 幀突發(fā)在千兆以太網(wǎng)上是一種可選功能，它使一個(gè)站或一個(gè)服務(wù)器一次能連續(xù)發(fā)送多個(gè)幀。 和 1000Mbps 以太網(wǎng)的時(shí)隙 （ 1） 100Mbps 以太網(wǎng)的時(shí)隙： 100Mbps 以太網(wǎng)的時(shí)隙仍為 512 位時(shí)，以太網(wǎng)規(guī)定一幀的最小發(fā)送時(shí)間必須為 。 千兆位以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù) 千兆位以太網(wǎng)組網(wǎng)跨距 （ ） 幀擴(kuò)展技術(shù) 最小幀長度越長，則半雙工模式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)跨距越大。 波長工作方式最長距離 62． 5μm 全雙工 300m 50μm 全雙工 525m （雙絞線） ?最長距離： 100m； ?需要專門的、更先進(jìn)的編碼 /譯碼方案。 （ 2） 1000BASELX ?使用長波激光，可驅(qū)動單模光纖， 也可驅(qū)動多模光纖 ?對于多模：最長距離為 550m； ?對于單摸：全雙工模式下，最長距離為 3Km。 ?連接器為 9 芯。 （ 3）媒體。 3 標(biāo)準(zhǔn)符合 DIX、 802。 注意兩種不正常的情況： （ 1）如果是 3 類屏蔽線，在 10Mbps 時(shí)正常，在 100Mbps 就可能不正常； （ 2）如果集線器各端口上的速率不同，那么必須解決傳輸率不一致的問題，否則，系統(tǒng)不能正常 運(yùn)行。 （ 3）如果老的 10BASET 中使用 3 類 UTP 媒體，在新系統(tǒng)中則不能正常使用。 （ 2）原有的 10BASET 不具有自動協(xié)商功能，由于在以往的 10BASET 系統(tǒng)中，媒體鏈路正常工作時(shí)， 始終存在正常鏈路脈沖（ NLP），以檢測鏈路的完整性。 （ 4）發(fā)送快速鏈路脈沖（ FLP），一旦協(xié)商成功，就不再發(fā)快速鏈路脈沖（ FLP）。 自動協(xié)商與 10M/100Mbps 自適應(yīng)功能 （ 1）在使用雙絞線的環(huán)境中，網(wǎng)卡和集線器的端口 RJ—45 可支持多種工作模式，如：100Mbps 的 T Tx，也支持雙工方式。所以 S 小了許多。 （ 3）在全雙工情況下： ?單摸光纜段可達(dá) 40Km； ?多摸光纜段可達(dá) 2Km； （ 1）分類 按結(jié)構(gòu)劃分：共享型和交換型； 按媒體劃分：雙絞線和光纜； 按設(shè)備劃分：單臺非擴(kuò)展型、疊堆型和廂體型。 注意： （ 1）網(wǎng)卡或者外置收發(fā)器上必須配置 9 芯連接器，這和 10Mbps 以太網(wǎng)不同。 以上對雙絞線和光纜均一樣。 10/100Mbps 自適應(yīng)局域網(wǎng)保證了從 10Mbps 向 100Mbps 平穩(wěn)過渡。 4B/5B 碼： 16 進(jìn)制數(shù) 4 位 2 進(jìn)制數(shù) 4B/5B 碼 16 進(jìn)制數(shù) 4 位 2 進(jìn)制數(shù) 4B/5B 碼 00000111108100010010 10001010019100110011 202001010010101010110 300111010111101110111 401000101012110011010 501010101113110111011 601100111014111011100 701110111115111111101 “局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 ”課 堂筆記三 高速以太網(wǎng)是當(dāng)前最流行、并廣泛使用的局域網(wǎng)，包括 100Mbps 和 1000Mbps 局域網(wǎng)。 起到了抗干擾作用。任意兩站之間的距離不會超過500 米。 （ 3）容易區(qū)分 “1”、 “0“。 在 10BASEX 上采用曼徹斯特碼。為了決定這個(gè)隨機(jī)時(shí)間，采用稱為二進(jìn)制指數(shù)退 避算法，算法如 下： （ 1）對每個(gè)幀，當(dāng)?shù)谝淮伟l(fā)生沖突時(shí)，設(shè)置參量為 L=2； （ 2）退避間隔取 1~L 個(gè)時(shí)間片中的一個(gè)隨機(jī)數(shù)， 1 個(gè)時(shí)間片等于 2a（雙向傳播時(shí)間 =2a， 即 :a=）； （ 3）當(dāng)幀重復(fù)一次沖突時(shí)，則將參量 L 加倍； （ 4）設(shè)置一個(gè)最大重傳次數(shù)，超過這個(gè)次數(shù)，則不再重傳，并報(bào)告出錯(cuò)。其方法是： 每個(gè)站在發(fā)送幀期間，同時(shí)有檢測沖突的能力，一旦檢測到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送，并向總線上 發(fā)送一串阻塞信號，通知總線上各站沖突已發(fā)生，這樣通道的容量不致因白白傳送一損壞的幀而 浪費(fèi)。 P 值的選擇 非常重要。介質(zhì)利用率低。降低 1堅(jiān)持的沖突概 率，又減小介質(zhì)浪費(fèi)。 假如發(fā)送被延遲一個(gè)時(shí)間單位，則重復(fù)第一步。時(shí)間單位等于最大的傳播延遲時(shí)間。 有三種 CSMA 堅(jiān)持退避算法，如下圖： （ 1）非堅(jiān)持 CSMA； 假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送； 假如介質(zhì)是忙的，等待一段隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步； （ 2） 1堅(jiān)持 CSMA； 假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送； 假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，立即發(fā)送； 假如沖突發(fā)生，則等待一段隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步。 和 1000Mbps 以太網(wǎng)的時(shí)隙 （ 1） 100Mbps 以太網(wǎng)的時(shí)隙： 100Mbps 以太網(wǎng)的時(shí)隙仍為 512 位時(shí)，以太網(wǎng)規(guī) 定一幀的最小發(fā)送時(shí)間必須為 。 沖突退避算法限制了每個(gè)主機(jī)的退避時(shí)間從 1 個(gè)時(shí)隙到最多 210=1024 個(gè)時(shí)隙，因此， 由中繼器連接的多段以太網(wǎng)中，主機(jī)數(shù)一般不超過 1024 個(gè)。 （ 3） 512 位時(shí)是主機(jī)捕獲信道的時(shí)間，如果某主機(jī)發(fā)送一個(gè)幀的 512 位時(shí)，而沒有發(fā)生沖突，以后 也就不會再發(fā)生沖突了，稱此為主機(jī)捕獲了信道。 （ 1）沖突只能發(fā)生在主機(jī)發(fā)送幀的最初一段時(shí)間，即 512 位時(shí) =64 字節(jié)的時(shí)段。這個(gè)時(shí)間定 義為以太網(wǎng)時(shí)隙。 （ 3）按照標(biāo)準(zhǔn)， 10Mbps 以太網(wǎng)采用中繼器時(shí)，連接最大長度為 2500 米，最多經(jīng)過 4 個(gè)中繼器，因 此規(guī)定對于 10Mbps 以太網(wǎng)規(guī)定一幀的最小發(fā)送時(shí)間 必須為 。 （ 2）阻塞信號將在 t+2τ 時(shí)到達(dá) A。這就 是時(shí)隙需要解決的問題。 （ 3）但 B 的阻塞信號還沒有傳輸?shù)?A， A 的幀已發(fā)送完畢，那么 A 就檢測不到?jīng)_突，而誤認(rèn)為已發(fā)送 成功，不再發(fā)送。在 A 發(fā)送的幀傳播到 B 的前一刻， B 開始發(fā)送幀。但信號傳播到整個(gè)介質(zhì)需 要一定的時(shí)間。解封后送到 LLC 層。 t=rT。（即最短幀長） （ 3） 產(chǎn)生碰撞，就會出現(xiàn)幀碎片。 碰撞槽時(shí)間在以太網(wǎng)中是一個(gè)極為重要的參數(shù)，有如下特點(diǎn)： （ 1）它是檢測一次碰撞所需的最長時(shí)間。 以太網(wǎng)與 （ CSMA/CD 標(biāo)準(zhǔn)）幀結(jié)構(gòu)的比較 7 1 6 6 2 46~1500 4 前導(dǎo)碼幀首定界符（ SFD）目的地址（ DA）源地址（ SA）類型 （ TYPE）數(shù)據(jù)區(qū)（ DATA）幀檢驗(yàn)序列（ FCS） 以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu) 7 1 2/6 2/ 6 2 46~1500 0~46 4 前導(dǎo)碼幀首定界符（ SFD）目的地址（ DA）源地址（ SA）長度（ L） 邏輯鏈路層協(xié)議單元 LLC—PDU 填充字段 PAD 幀檢驗(yàn)序列（ FCS） （ CSMA/CD 標(biāo)準(zhǔn)）幀結(jié)構(gòu) 說明： 如果 LLC—PDU＜ 46 字節(jié)，則發(fā)送站的 MAC 子層自動填 “0”代碼于填充段 PAD 中。 （ DATA） 它的范圍為： 46~1500 字節(jié)，如不夠 46 字節(jié)，則必須填充到 46 字節(jié)。 （ 1）單地址：最高位是 “0”； （ 2）多地址和廣播地址：最高位是 “1”。 （ DA） 為 MAC 的物理地址，共 6 字節(jié)。共 56 位，為了同步。 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)系列 年份代號標(biāo)準(zhǔn)類型 198210BASE5802． 3 粗同軸電纜 198510BASE2802． 3a 細(xì)同軸電纜 199010BASET802． 3I 雙絞線 199310BASEF802． 3j 光纖 1995100BASET802． 3u 雙絞線 1997 全雙工以太網(wǎng) 802． 3x 雙絞線、光纖 19981000BASEX802． 3z 短屏蔽雙絞線、光纖 20202000BASET802． 3ab 雙絞線 以太網(wǎng)的功能模塊 幀結(jié)構(gòu) 以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu) 7 1 6 6 2 46~1500 4 前導(dǎo)碼幀首定界符（ SFD）目的地址（ DA）源地址（ SA）類型 （ TYPE）數(shù)據(jù)區(qū)（ DATA）幀檢驗(yàn)序列（ FCS） 為 101010。 ,網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)在同一 時(shí)刻要么發(fā)送數(shù)據(jù) ,要么接收數(shù)據(jù) ,而不能同發(fā)送和接收。交換型以太網(wǎng) 逐漸代替了共享型以太網(wǎng)，并使用了全雙工以太網(wǎng)技術(shù)。 以太網(wǎng)有 10Mbps、 100Mbps 和 1000Mbps 的網(wǎng)絡(luò)。 ： （ 1）單協(xié)議路由器：對具有相同網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互連； （ 2）多協(xié)議路由器：對具有多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互連。 路由器 ： （ 1）選擇最佳的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的路徑，建立非常靈活的連接，均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。連接兩個(gè) LAN 只需一個(gè)網(wǎng)橋。 （ 2）網(wǎng)橋具有尋址和路徑選擇功能；網(wǎng)橋?qū)V播信息不能識別，也不能過濾； （ 3）網(wǎng)橋又分為本地網(wǎng)橋和遠(yuǎn)程網(wǎng)橋。 （ 1）網(wǎng)橋有它的軟件和硬件。集線器分為有源集線器， 無源集線器和智能集線器。 中繼器 中繼器，又稱重發(fā)器，主要是將信號再生放大，主要作用為： （ 1）將沖突域延長、擴(kuò)大； （ 2）但不能將電路形成環(huán)路；中繼的個(gè)數(shù)有限，主要為時(shí)延及負(fù)荷情況； （ 3）多口中繼器又稱為集線器，可分為電纜中繼器（雙絞線、同軸電纜）和光纜中繼器。 散射 IR(DFIR):范圍較小 ,但收發(fā)之間可有障礙物； 直射 IR(DBIR) :范圍較大 ,但收發(fā)之間不能有障礙物。 單模：纖芯半徑降低到波長的量級時(shí)，只有單個(gè)角度或單個(gè)模，即只有軸向光束能通過。