有線局域網(wǎng)：以太網(wǎng)

1、有線局域網(wǎng)：以太網(wǎng)有線局域網(wǎng)：以太網(wǎng)chapter 13 wired lans: ethernet目 錄1. ieee標(biāo)準(zhǔn)2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)3. 標(biāo)準(zhǔn)的變化4. 快速以太網(wǎng)5. 千兆以太網(wǎng)6. 萬(wàn)兆以太網(wǎng)7. 混合以太網(wǎng)的組建小結(jié)1. ieee標(biāo)準(zhǔn) 1985年，ieee 啟動(dòng)了一個(gè)稱為的802項(xiàng)目，定義和促進(jìn)lan標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，使得不同制造商生產(chǎn)的設(shè)備之間能相互通信，滿足以辦公室環(huán)境應(yīng)用為主要目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。 802項(xiàng)目給出了lan協(xié)議的l1和l2的功能，其目的并不想代替osi或因特網(wǎng)模式。該項(xiàng)目研究的成果-標(biāo)準(zhǔn)分別被ansi和osi采納。 802標(biāo)準(zhǔn)與osi模型之間的關(guān)系1. ieee標(biāo)準(zhǔn)1.

2、ieee標(biāo)準(zhǔn)幀幀 llc和mac兩個(gè)子層都進(jìn)行成幀處理，llc定義了一個(gè)類似于hdlc的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。但是，hdlc中定義的幀被分為llc子層的pdu和mac子層的一個(gè)幀。1. ieee標(biāo)準(zhǔn)幀幀 ieee 802項(xiàng)目定義了一個(gè)mac子層來(lái)為每個(gè)不同的lan技術(shù)定義特定的訪問(wèn)方法。例如csma/cd、令牌環(huán)等。該子層包含一些特殊的模塊，每個(gè)模塊都為相應(yīng)的lan協(xié)議定義了訪問(wèn)方法和成幀格式。mac層層物理層物理層 物理層取決于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)和使用的物理介質(zhì)，ieee為每個(gè)lan的實(shí)現(xiàn)定義了詳細(xì)的規(guī)范。如以太網(wǎng)只有一個(gè)mac層，但物理層規(guī)范卻有多個(gè)。2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 以太網(wǎng)起源于univer

3、sity of hawaii的aloha wan,它使用csma/cd訪問(wèn)控制技術(shù)。 1972年bob metcalfe和david boggs在xerox的palo alto research center(parc)設(shè)計(jì)了一套把a(bǔ)lto計(jì)算機(jī)連接起來(lái)的alto aloha網(wǎng)絡(luò)。并于1973年5月22日首次投入運(yùn)行，這一天metcalfe把該網(wǎng)絡(luò)叫作“以太網(wǎng)”，其設(shè)計(jì)靈感來(lái)自于: “電磁輻射可以通過(guò)發(fā)光的以太傳播”。 2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 1979年9月30日，dec、intel、xerox公布了第三稿的“以太網(wǎng)，一種局域網(wǎng)：數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范和物理規(guī)范1.0版”。著名的以太網(wǎng)藍(lán)皮書，又

4、稱dix版以太網(wǎng)1.0規(guī)范。 1979年6月，metcalfe等人組建了著名的3com（computer to communicate compatible ）公司。 1980年8月，3com推出第一個(gè)產(chǎn)品，用于unix的商業(yè)版tcp/ip，并于12月投入市場(chǎng)。2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 1982年9月29日，3com開(kāi)發(fā)了為pc配套的ether link產(chǎn)品，并配置了相應(yīng)的dos驅(qū)動(dòng)軟件?；趇bm - pc的isa總線，是以太網(wǎng)發(fā)展史上的里程碑。 1986年,synoptics開(kāi)始研究在utp電話線上運(yùn)行10mbps以太網(wǎng)，并于1987年8月17日推出第一個(gè)產(chǎn)品lattis net。 在

5、同一天，ieee 802.3工作組聚集一起討論在utp上實(shí)現(xiàn)10mbps以太網(wǎng)的最佳途徑，選定了該技術(shù)，并命名為10base-t。2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 10base-t問(wèn)世，導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)化步線的興起發(fā)展 80年代末，用于網(wǎng)絡(luò)分段、提高網(wǎng)絡(luò)整體帶寬的網(wǎng)橋（bridge）和多端口網(wǎng)橋出現(xiàn)。1990年，一種新型的網(wǎng)橋-kalpana ether switch eps-700面世，標(biāo)志網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的誕生。2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 1992年, grand junction開(kāi)始研制100mbps以太網(wǎng)-快速以太網(wǎng)（fast ethernet），采用保留現(xiàn)行以太網(wǎng)協(xié)議的技術(shù)路線，得到了絕大多數(shù)產(chǎn)品

6、廠家的支持，他們?cè)趇eee 802.3工程組尚未作出決定前，成立了快速以太網(wǎng)聯(lián)盟（fea），公布了100base -tx標(biāo)準(zhǔn)，并推出了符合標(biāo)準(zhǔn)的集線器和nic。 1995年3月，ieee 802.3u通過(guò)，快速以太網(wǎng)時(shí)代來(lái)臨。2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 快速以太網(wǎng)的問(wèn)世在技術(shù)上講是一個(gè)分水嶺， 確立了以太網(wǎng)技術(shù)在桌面的統(tǒng)治地位。千兆以太網(wǎng)以及隨后出現(xiàn)的萬(wàn)兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是兩個(gè)比較重要的標(biāo)準(zhǔn)，以太網(wǎng)技術(shù)通過(guò)這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從桌面的局域網(wǎng)技術(shù)延伸到校園網(wǎng)以及城域網(wǎng)的匯聚和骨干。其后的發(fā)展和對(duì)社會(huì)的價(jià)值證明了：2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 the value of a network increases p

7、roportionately with the square of the number of its users. 著名的metcalfe law，即： 2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 1996年3月，ieee組建802.3z工作組研究千兆以太網(wǎng)（gigabit ethernet），并制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)草案。 1997年底，3com推出符合802.3z標(biāo)準(zhǔn)草案的全套以太網(wǎng)產(chǎn)品。1998年6月，標(biāo)準(zhǔn)得到通過(guò)。 2002年7月18日ieee通過(guò)了萬(wàn)兆網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.3ae，10gbit/s以太網(wǎng)又稱萬(wàn)兆以太網(wǎng)。2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 目前，以太網(wǎng)主要有四代：2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 mac子層

8、 幀格式：2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 mac子層 幀格式： 幀的長(zhǎng)度：2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 mac子層 幀格式： 幀的長(zhǎng)度： 尋址： 網(wǎng)卡地址，一個(gè)6字節(jié)的物理地址（mac地址）。通常用十六進(jìn)制表示法來(lái)表示，字節(jié)間用冒號(hào)斷開(kāi)。 地址類型： 單播地址，多播地址，廣播地址三類。2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 mac子層 the least significant bit of the first byte defines the type of address.if the bit is 0, the address is unicast ;oth- erwise, it is multi

9、cast. the broadcast destination address is a special case of the multicast address in which all bits are 1s.2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 mac子層 例如例如：判斷下面三個(gè)地址類型 a. 4a:30:10:21:10:1a b. 47:20:1b:2e:08:ee c. ff:ff:ff:ff:ff:ffunicastmulticast broadcast2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 mac子層 example：show how the address 47:20:1b:2e:08:ee

10、 is sent out on line.solution：the address is sent left-to-right, byte by byte; for each byte, it is sent right-to-left, bit by bit, as shown below:2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 mac子層 訪問(wèn)方法：使用1-持續(xù)的csma/cd 最大網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度：2500米 物理層 編碼：2. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)傳奇 mac子層 訪問(wèn)方法：使用1-持續(xù)的csma/cd 最大網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度：2500米 類型：標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)定義了多種物理層的實(shí)現(xiàn)，最通用的有四種。 物理層 編碼：2.

11、 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)3. 標(biāo)準(zhǔn)的變化 橋接以太網(wǎng) 使用網(wǎng)橋分割以太網(wǎng) 提高帶寬3. 標(biāo)準(zhǔn)的變化 橋接以太網(wǎng) 使用網(wǎng)橋分割以太網(wǎng) 提高帶寬 分割沖突域3. 標(biāo)準(zhǔn)的變化 橋接以太網(wǎng) 使用網(wǎng)橋分割以太網(wǎng) 交換式以太網(wǎng)3. 標(biāo)準(zhǔn)的變化 橋接以太網(wǎng) 使用網(wǎng)橋分割以太網(wǎng) 交換式以太網(wǎng) 全雙工以太網(wǎng)4. 快速以太網(wǎng) 以太網(wǎng)因其協(xié)議簡(jiǎn)單、構(gòu)建容易、性價(jià)比相對(duì)較高逐漸成為局域網(wǎng)重要的技術(shù)實(shí)現(xiàn)之一。 但是：但是：隨著各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)新應(yīng)用（如多媒體應(yīng)用的vod和語(yǔ)音、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)控制數(shù)據(jù)等）的不斷出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量迅速增加，原有的10mbps lan已經(jīng)難以滿足通信需要。 原因原因：“共享介質(zhì)共享介質(zhì)”csma/cdcsma

12、/cd當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)增加時(shí)，網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷加重，沖突和重發(fā)大量出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)效率急劇下降，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲增大，服務(wù)質(zhì)量下降。4. 快速以太網(wǎng) 于是催生了快速以太網(wǎng)于是催生了快速以太網(wǎng) 快速以太網(wǎng)（fast ethernet）即百兆以太網(wǎng)，它是在保持幀格式、mac機(jī)制和mtu質(zhì)量的前提下，其速率比10baset的以太網(wǎng)增加了10倍。二者之間的相似性使得10baset以太網(wǎng)的所有應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)管理工具能夠無(wú)縫（seamless）移植到快速以太網(wǎng)環(huán)境中。 技術(shù)要點(diǎn)：4. 快速以太網(wǎng) 保留總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的csma/cd半雙工方法。增加星型結(jié)構(gòu)的全雙工訪問(wèn)方法。 mac子層子層 增加了一個(gè)自動(dòng)協(xié)商機(jī)制，它允許兩個(gè)設(shè)備（站

13、點(diǎn)、集線器）協(xié)商它們的運(yùn)行模式和傳輸速率。 物理物理層 使用了交換機(jī)和集線器設(shè)備，出現(xiàn)了星型拓?fù)?4. 快速以太網(wǎng) 5. 千兆以太網(wǎng) 在快速以太網(wǎng)的官方標(biāo)準(zhǔn)802.3u提出后不到一年，對(duì)千兆以太網(wǎng)的研究工作也開(kāi)始了。 快速以太網(wǎng)滿足了1 5年來(lái)人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量不斷膨脹的需要，它以驚人的速度在新安裝和升級(jí)的l a n中得到廣泛的部署。 然而交換技術(shù)與快速以太網(wǎng)的結(jié)合無(wú)疑對(duì)網(wǎng)絡(luò)服網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器務(wù)器和園區(qū)主干網(wǎng)園區(qū)主干網(wǎng)施加了更大的壓力。千兆以太網(wǎng)正是為滿足這種需要而發(fā)展起來(lái)的。5. 千兆以太網(wǎng) 1997年1月，通過(guò)了ieee 802.3z第一版草案1997年6月，草案v3.1獲得通過(guò)，最終技術(shù)細(xì)節(jié)就此制

14、定； 1998年6月，正式批準(zhǔn)ieee 802.3z標(biāo)準(zhǔn)； 1999年6月，正式批準(zhǔn)ieee 802.3ab標(biāo)準(zhǔn)(1000base-t)，可以把雙絞線用于千兆以太網(wǎng)中。 5. 千兆以太網(wǎng) 1、數(shù)據(jù)速率升到1千兆 2、與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)兼容3、使用相同的48位地址 4、使用相同的幀格式 5、保留幀的最大值和最小值 6、支持快速以太網(wǎng)的自動(dòng)協(xié)商機(jī)制主要技術(shù)特點(diǎn)主要技術(shù)特點(diǎn)（6點(diǎn)）5. 千兆以太網(wǎng) 支持全雙工和半雙工，一般使用全雙工。 mac子層子層 物理物理層 星型拓?fù)?. 千兆以太網(wǎng)5. 千兆以太網(wǎng) 支持全雙工和半雙工，一般使用全雙工。 mac子層子層 物理物理層 星型拓?fù)?5. 千兆以太

15、網(wǎng) 支持全雙工和半雙工，一般使用全雙工。 mac子層子層 物理物理層 星型拓?fù)?5. 千兆以太網(wǎng)6. 萬(wàn)兆以太網(wǎng) 2002年7月18日ieee通過(guò)了萬(wàn)兆網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.3ae。主要技術(shù)特點(diǎn)主要技術(shù)特點(diǎn)（7點(diǎn)） 1、數(shù)據(jù)速率升到10千兆 2、與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)兼容3、使用相同的48位地址 4、使用相同的幀格式 5、保留幀的最大值和最小值 6、允許將現(xiàn)有的lan與man、wan相互連接 7、使得以太網(wǎng)與fr、atm等技術(shù)兼容。全雙工 mac子層子層 物理物理層 星型拓?fù)?6. 萬(wàn)兆以太網(wǎng) 快速以太網(wǎng)7. 混合以太網(wǎng)的組建1、10/100m自適應(yīng)的鏈路決定于連接方式和網(wǎng)卡類型2、各鏈

16、路的實(shí)際帶寬 3、在構(gòu)建純純共享式100m以太網(wǎng)時(shí)應(yīng)使用5類utp、10/100m網(wǎng)卡和hub 網(wǎng)卡是pci總線的說(shuō)明： 快速以太網(wǎng)7. 混合以太網(wǎng)的組建 快速以太網(wǎng)7. 混合以太網(wǎng)的組建1、10/100m自適應(yīng)的鏈路決定于連接方式和網(wǎng)卡類型2、各鏈路的實(shí)際帶寬 3、在構(gòu)建純純共享式100m以太網(wǎng)時(shí)應(yīng)使用5類utp、10/100m網(wǎng)卡和交換 機(jī)、 網(wǎng)卡是pci總線的說(shuō)明： 快速以太網(wǎng)實(shí)例7. 混合以太網(wǎng)的組建 千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)7. 混合以太網(wǎng)的組建交換機(jī)到服務(wù)器連接的升級(jí)應(yīng)用 千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)交換機(jī)到服務(wù)器連接的升級(jí)應(yīng)用交換機(jī)到交換機(jī)之間的升級(jí)7. 混合以太網(wǎng)的組建 千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)交換機(jī)到服務(wù)器連接的升級(jí)應(yīng)用交換機(jī)到交換機(jī)之間的升級(jí)快速以太網(wǎng)主干部分的升級(jí)7.