互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)：第四章 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)

1計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解局域網(wǎng)的特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)了解局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)掌握共享信道的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法了解以太網(wǎng)（Ethernet）掌握局域網(wǎng)擴(kuò)展的方法了解高速局域網(wǎng)2

局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork），簡(jiǎn)稱LAN，是指在某一區(qū)域內(nèi)由多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)成的計(jì)算機(jī)組?！澳骋粎^(qū)域”指的是同一辦公室、同一建筑物、同一公司和同一學(xué)校等，一般是方圓幾千米以內(nèi)。局域網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)文件管理、應(yīng)用軟件共享、打印機(jī)共享、掃描儀共享、工作組內(nèi)的日程安排、電子郵件和傳真通信服務(wù)等功能。局域網(wǎng)是封閉型的，可以由辦公室內(nèi)的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，也可以由一個(gè)公司內(nèi)的上千臺(tái)計(jì)算機(jī)組成。31.局域網(wǎng)的特點(diǎn)較小的地域范圍：辦公室、企業(yè)、學(xué)校等單位內(nèi)部。0.1～2.5km高傳輸速率和低誤碼率：

傳輸速率:10~1000M/s,

誤碼率:10-8～10-9一般由單位自建。42.局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（邏輯、物理）總線型、星形、環(huán)形介質(zhì)訪問(wèn)方法CSMA/CD、Token-passing信號(hào)傳輸形式基帶、寬帶以上三種技術(shù)決定了局域網(wǎng)的特征5LAN典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型:所有結(jié)點(diǎn)都直接連接到共享信道星型

:所有結(jié)點(diǎn)都連接到中央結(jié)點(diǎn)環(huán)型

:節(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路與相鄰節(jié)點(diǎn)連接BusStarRingABCADCBABCAT63.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802（ISO8802）IEEE802是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列：IEEE802,IEEE802.1～I(xiàn)EEE802.14其體系結(jié)構(gòu)只包含了兩個(gè)層次：數(shù)據(jù)鏈路層，物理層數(shù)據(jù)鏈路層又分為邏輯鏈路控制和介質(zhì)訪問(wèn)控制兩個(gè)子層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層邏輯鏈路控制LLC介質(zhì)訪問(wèn)控制MAC

高層OSIIEEE802物理層PHY由TCP/IP和NOS實(shí)現(xiàn)IEEE802描述了最低兩層的功能以及它們?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)和接口7IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)系列802.1：高層局域網(wǎng)協(xié)議HigherLayerLANProtocols802.2：邏輯鏈路控制LogicalLinkControl802.3：以太網(wǎng)Ethernet（CSMA/CD）802.4：令牌總線TokenBus802.5：令牌環(huán)TokenRing802.6：城域網(wǎng)802.7：寬帶技術(shù)802.8：光纖技術(shù)802.9：語(yǔ)音與數(shù)據(jù)綜合局域網(wǎng)

802.10：可互操作的局域網(wǎng)的安全8802.11：無(wú)線局域網(wǎng)WirelessLAN802.12：100VGAnyLAN802.15：無(wú)線個(gè)域網(wǎng)WirelessPersonalAreaNetwork802.16：寬帶無(wú)線接入BroadbandWirelessAccess802.17：彈性分組環(huán)ResilientPacketRing802.18：無(wú)線管制RadioRegulatoryTAG802.19：共存CoexistenceTAG802.20：移動(dòng)寬帶無(wú)線接入MobileBroadbandWirelessAccess(MBWA)802.21：媒質(zhì)無(wú)關(guān)切換MediaIndependentHandoff9IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列中的主要標(biāo)準(zhǔn)802.2-邏輯鏈路控制802.3-CSMA/CD（以太網(wǎng)）

802.4-TokenBus（令牌總線）802.5-TokenRing（令牌環(huán)）802.6-分布隊(duì)列雙總線DQDB--MAN標(biāo)準(zhǔn)802.8–FDDI（光纖分布數(shù)據(jù)接口）802.11–WLAN（無(wú)線局域網(wǎng)）10IEEE802體系結(jié)構(gòu)示意圖數(shù)據(jù)鏈路層在不同的子標(biāo)準(zhǔn)中定義分別對(duì)應(yīng)于LLC子層和MAC子層……802.3CSMA/CD802.4TokenBus802.5TokenRing802.6DQDB802.8FDDI802.2邏輯鏈路控制數(shù)據(jù)鏈路層

物理層LLCMAC802.1D橋接802

體系結(jié)構(gòu)PHY網(wǎng)際互聯(lián)11局域網(wǎng)的物理層功能：位流的傳輸；同步前序的產(chǎn)生與識(shí)別；信號(hào)編碼和譯碼。IEEE802定義了多種物理層，以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)和不同的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。兩個(gè)接口：連接單元接口（AUI）－可選，僅用于粗同軸電纜介質(zhì)相關(guān)接口（MDI）屏蔽不同介質(zhì)的特性，使之不影響MAC子層的操作12局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層按功能劃分為兩個(gè)子層：LLC和MAC功能分解的目的：將功能中與硬件相關(guān)的部分和與硬件無(wú)關(guān)的部分分開(kāi)，以適應(yīng)不同的傳輸介質(zhì)。解決共享信道(如總線)的介質(zhì)訪問(wèn)控制問(wèn)題，使幀的傳輸獨(dú)立于傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。LLC：與介質(zhì)、拓?fù)錈o(wú)關(guān)；MAC：與介質(zhì)、拓?fù)湎嚓P(guān)。13局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層的特點(diǎn)：局域網(wǎng)鏈路支持多路訪問(wèn)，支持成組地址和廣播；支持介質(zhì)訪問(wèn)控制功能；提供某些網(wǎng)絡(luò)層的功能，如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(SAP)、多路復(fù)用、流量控制、差錯(cuò)控制、...MAC子層功能：實(shí)現(xiàn)、維護(hù)MAC協(xié)議，差錯(cuò)檢測(cè)，尋址。LLC子層功能：向高層提供統(tǒng)一的鏈路訪問(wèn)形式，組幀/拆幀、建立/釋放邏輯連接，差錯(cuò)控制，幀序號(hào)處理，提供某些網(wǎng)絡(luò)層功能。對(duì)不同的LAN標(biāo)準(zhǔn)，它們的LLC子層都是一樣的，區(qū)別僅在MAC子層（和物理層）。14PALLC的幀結(jié)構(gòu)DSAPSSAP控制域數(shù)據(jù)111/2長(zhǎng)度可變單位：字節(jié)高層PDU

LLC首部

LLC數(shù)據(jù)IEEE802LAN的封裝過(guò)程：LLC幀MAC幀MAC數(shù)據(jù)分組介質(zhì)上傳輸?shù)膸琈AC首部MAC尾部MAC尾部MAC數(shù)據(jù)MAC首部15局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層和高層IEEE802標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有定義網(wǎng)絡(luò)層和更高層：沒(méi)有路由選擇功能局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，一般不需中間轉(zhuǎn)接流量控制、尋址、排序、差錯(cuò)控制等功能由數(shù)據(jù)鏈路層完成網(wǎng)絡(luò)層和更高層通常由協(xié)議軟件（如TCP/IP協(xié)議、IPX/SPX協(xié)議）和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。16介質(zhì)訪問(wèn)控制方法局域網(wǎng)使用廣播信道（多點(diǎn)訪問(wèn)，隨機(jī)訪問(wèn)），多個(gè)站點(diǎn)共享同一信道。問(wèn)題：各站點(diǎn)如何訪問(wèn)共享信道？如何解決同時(shí)訪問(wèn)造成的沖突（信道爭(zhēng)用）？解決以上問(wèn)題的方法稱為介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。兩類(lèi)介質(zhì)共享技術(shù)：靜態(tài)分配（FDM、WDM、TDM、CDM）不適用于局域網(wǎng)動(dòng)態(tài)分配（隨機(jī)接入、受控接入）CSMA/CD、Token-Passing17信道共享技術(shù)分類(lèi)信道共享技術(shù)TDMFDMSTDMATDM隨機(jī)訪問(wèn)受控訪問(wèn)CSMACSMA/CD集中控制分散控制輪詢令牌靜態(tài)分配動(dòng)態(tài)分配以太網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)WDMCDM18局域網(wǎng)中的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法常見(jiàn)的有兩種：載波檢測(cè)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect

采用隨機(jī)訪問(wèn)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)型介質(zhì)訪問(wèn)控制方法令牌傳遞（TokenPassing）TokenRingTokenBusFDDI采用受控訪問(wèn)技術(shù)的分散控制型介質(zhì)訪問(wèn)控制方法191.CSMA/CD多個(gè)站點(diǎn)如何安全地使用共享信道？最簡(jiǎn)單的思路：發(fā)送前先檢測(cè)一下其它站點(diǎn)是否正在發(fā)送（即信道忙否）。若信道空閑，是否可以立即發(fā)送？若有多個(gè)站點(diǎn)都在等待發(fā)送，必然沖突！解決：等待一段隨機(jī)時(shí)間后再發(fā)（降低了沖突概率）若信道忙，如何處理？繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)：等到信道空閑后立即發(fā)送等到信道空閑后等待隨機(jī)時(shí)間后再發(fā)送等待一段隨機(jī)時(shí)間后再重新檢測(cè)信道一旦出現(xiàn)兩個(gè)站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送的情況，如何處理？以上方法均無(wú)法處理！20CSMA/CD

它將所有設(shè)備直接連到同一物理信道上，該信道負(fù)責(zé)任何兩個(gè)設(shè)備之間的全部數(shù)據(jù)傳輸，即以多路訪問(wèn)方式進(jìn)行操作，站點(diǎn)以幀的形式發(fā)送數(shù)據(jù)，幀的頭部含有目的和源點(diǎn)的地址。幀在信道上以廣播方式傳輸，所有連接在信道上的設(shè)備隨時(shí)都能檢測(cè)到該幀。當(dāng)目的地站點(diǎn)檢測(cè)到目的地址為本站地址的幀時(shí)，就接收幀中所攜帶的數(shù)據(jù)，并按規(guī)定的線路協(xié)議給源站點(diǎn)返回一個(gè)響應(yīng)。21

采用此種方法時(shí)，在線道上可能有兩個(gè)或更多的設(shè)備在同一瞬間都有會(huì)發(fā)送幀，從而在信道上千萬(wàn)幀的重疊出現(xiàn)并有差錯(cuò)，便產(chǎn)生沖突。為減少?zèng)_突，源站點(diǎn)在發(fā)送幀之前，首先要監(jiān)聽(tīng)信道上是否有其它站點(diǎn)發(fā)送的載波信號(hào)（即進(jìn)行“載波偵聽(tīng)”），若監(jiān)聽(tīng)到信道上有載波信號(hào)，則推遲發(fā)送，直至信道恢復(fù)到安靜（空閑）為止。另外，還要采用邊發(fā)送邊監(jiān)聽(tīng)的技術(shù)（沖突檢測(cè)），若監(jiān)聽(tīng)到干擾信號(hào)，就表示檢測(cè)到?jīng)_突，于是立即停止發(fā)送，等待一隨機(jī)時(shí)間后，重發(fā)受沖突影響的幀。22CSMA/CD—帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)用于IEEE802.3以太網(wǎng)工作原理：發(fā)送前先監(jiān)聽(tīng)信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送；如果信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，一旦空閑就立即發(fā)送；在發(fā)送過(guò)程中，仍需繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)。若監(jiān)聽(tīng)到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，然后發(fā)送一串干擾信號(hào)（Jam）；發(fā)送Jam信號(hào)的目的是強(qiáng)化沖突，以便使所有的站點(diǎn)都能檢測(cè)到發(fā)生了沖突。等待一段隨機(jī)時(shí)間（稱為退避）以后，再重新嘗試。歸結(jié)為四句話：發(fā)前先聽(tīng)，空閑發(fā)送，邊發(fā)邊聽(tīng)，沖突退避先聽(tīng)后講；邊講邊聽(tīng)；沖突停止；延遲重發(fā)2324站點(diǎn)1站點(diǎn)2距離L傳播時(shí)延tCSMA/CD協(xié)議的時(shí)間槽時(shí)間槽——能夠檢測(cè)到?jīng)_突的時(shí)間區(qū)間（也稱為爭(zhēng)用時(shí)隙或碰撞窗口）若兩站點(diǎn)之間傳播時(shí)延為a，則時(shí)間槽＝2a。如下圖所示：站點(diǎn)2發(fā)送幀碰撞站點(diǎn)1在t＝0時(shí)發(fā)送幀站點(diǎn)2停止發(fā)送當(dāng)δ→0時(shí)，將不會(huì)再發(fā)生沖突。這時(shí)，時(shí)間槽→2a。25時(shí)間槽的意義：一個(gè)站點(diǎn)開(kāi)始發(fā)送后，若在時(shí)間槽內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到?jīng)_突，則本次發(fā)送不會(huì)再發(fā)生沖突；時(shí)間槽與網(wǎng)絡(luò)跨距、傳輸速率、最小幀長(zhǎng)有密切的關(guān)系！以太網(wǎng)中，時(shí)間槽＝51.2μs傳輸速率＝10Mb/s時(shí)，一個(gè)時(shí)間槽內(nèi)可發(fā)送512bits，即64字節(jié)（所以也稱一個(gè)時(shí)間槽長(zhǎng)度為64字節(jié)）。由此可知：1.沖突只可能在一幀的前64字節(jié)內(nèi)發(fā)生；2.幀長(zhǎng)度小于64字節(jié)時(shí)，將無(wú)法檢測(cè)出沖突；∴以太網(wǎng)規(guī)定，最小幀長(zhǎng)度為64字節(jié)3.長(zhǎng)度小于64字節(jié)的幀（碎片幀）都是無(wú)效幀。26與時(shí)間槽相關(guān)的幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)采用CSMA/CD的局域網(wǎng)中，由于時(shí)間槽的限制，傳輸速率R、網(wǎng)絡(luò)跨距S、最小幀長(zhǎng)Fmin三者之間必須滿足一定的關(guān)系：

Fmin＝kSRk:系數(shù)可以看出：最小幀長(zhǎng)度不變時(shí)，傳輸率越高，網(wǎng)絡(luò)跨距就越??；傳輸率固定時(shí)，網(wǎng)絡(luò)跨距越大，最小幀長(zhǎng)度就應(yīng)該越大；網(wǎng)絡(luò)跨距固定時(shí)，傳輸率越高，最小幀長(zhǎng)度就應(yīng)該越大。

非常重要的結(jié)論！27退避時(shí)間的確定（退避算法）CSMA/CD采用了截?cái)喽M(jìn)制指數(shù)退避算法算法如下：1.令基本退避時(shí)間T=2a（即時(shí)間槽長(zhǎng)度）；2.k=min（重傳次數(shù)，10）；3.r=在[0,1,…,(2k-1)]中隨機(jī)取一個(gè)數(shù)；4.退避時(shí)間=rT。限定最大重傳次數(shù)＝16，若發(fā)送16次仍不成功，則發(fā)送失敗。28CSMA/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292.令牌傳遞（TokenPassing）ABDC站點(diǎn)干線耦合器單向環(huán)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路主要用于IEEE802.5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)30TokenRing/802.5的操作哪個(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“令牌”（TOKEN）的特殊幀來(lái)控制的。只有持有令牌的站可以發(fā)送幀，而沒(méi)有拿到令牌的站只能等待；拿到令牌的站將令牌轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀頭，后面加掛上自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送；目的站點(diǎn)從環(huán)上復(fù)制該幀，幀則沿環(huán)繼續(xù)往下循環(huán)；數(shù)據(jù)幀循環(huán)一周后由源站點(diǎn)回收，并送出一個(gè)空令牌，使其余的站點(diǎn)能獲得幀的發(fā)送權(quán)。31TokenRing/802.5的操作舉例AT=0T（c）幀循環(huán)一圈后,A將數(shù)據(jù)幀回收并放出空令牌AT=0TData（a）A有數(shù)據(jù)要發(fā)送,它抓住空令牌（b）AT=1A將令牌修改為數(shù)據(jù)幀頭,并加掛數(shù)據(jù)發(fā)送TDataCData目的站點(diǎn)從環(huán)上拷貝數(shù)據(jù)TDataCTDataCTDataC32令牌環(huán)網(wǎng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)——星型環(huán)路ABCDE集線器33傳統(tǒng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展70年代中期由施樂(lè)公司（BobMetcalfe）提出，數(shù)據(jù)率為2.94Mb/s，稱為Ethernet（以太網(wǎng)）最初人們認(rèn)為電磁波是通過(guò)“以太”來(lái)傳播的經(jīng)DEC,Intel和Xerox公司改進(jìn)為10Mb/s標(biāo)準(zhǔn)（DIX標(biāo)準(zhǔn)）DIXV1（1980）、DIXV2（1982）－EthernetII特征：基帶傳輸、總線拓?fù)洹SMA/CD、同軸電纜1985年被采納為IEEE802.3，支持多種傳輸媒體。“帶有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范”EthernetII和IEEE802.3二者區(qū)別很小僅是幀格式和支持的傳輸介質(zhì)略有不同目前已發(fā)展到萬(wàn)兆以太網(wǎng)，仍在繼續(xù)發(fā)展…

教材P108一種在以前被假定為電磁波的傳播介質(zhì)，具有絕對(duì)連續(xù)性、高度彈性、極其稀薄等特性。34以太網(wǎng)依據(jù)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)傳輸速度不同分為:1）10Base-5（粗纜以太網(wǎng)）2）10Base-2（細(xì)纜以太網(wǎng)）3）10Base-T（雙絞線以太網(wǎng)）4）10Base-F（光纖以太網(wǎng)）5）100Base-TX（使用5類(lèi)UTP的快速以太網(wǎng)）6）100Base-FX（使用光纖的快速以太網(wǎng)）7）100Base-T4（使用4對(duì)3類(lèi)UTP的快速以太網(wǎng)）8）100Base-T2（使用2對(duì)3類(lèi)UTP的快速以太網(wǎng)）9）1000Base-SX（使用1對(duì)短波長(zhǎng)光光纖的千兆以太網(wǎng)）以太網(wǎng)執(zhí)行IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，傳輸數(shù)據(jù)方式為CSMA/CD，可使用光纖、雙絞線、細(xì)纜和粗纜作為傳輸介質(zhì)。以太網(wǎng)屬于“基帶”，即在一條傳輸線路上、同一時(shí)刻只傳輸一個(gè)教據(jù)。35現(xiàn)有產(chǎn)品對(duì)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)支持情況在工程實(shí)踐中，標(biāo)準(zhǔn)需產(chǎn)品的支持。就以太網(wǎng)而言，目前生產(chǎn)的10M和100Mbs網(wǎng)卡、集線器和交換機(jī)一般都支持10Base-5、10Base-2、10Base-T、10Base-F、100Base-TX和100Base-FX等幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。而支持100Base-T4和100Base-T2標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備則比較少。此外，目前生產(chǎn)的多數(shù)1000M設(shè)備一般同時(shí)支持1000Base-TX、1000Base-SX和1000Base-FX標(biāo)準(zhǔn)。需要指出的是，不同速度的以太網(wǎng)具有高度的兼容性，同一以太網(wǎng)中可存在多種數(shù)據(jù)傳輸速度。在組建以太網(wǎng)的過(guò)程中，不必考慮幀結(jié)構(gòu)的兼容性。36MAC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(wú)關(guān)。注意：MAC地址是在數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行處理，而不是在物理層。網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口都有一個(gè)MAC地址。MAC地址大多固化在網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的硬件中。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)。例如：安裝有多塊網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)；有多個(gè)以太網(wǎng)接口的路由器。網(wǎng)絡(luò)接口的MAC地址可以認(rèn)為就是宿主設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址。37IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：MAC地址的長(zhǎng)度為6個(gè)字節(jié)，共48位；可表示246≈70萬(wàn)億個(gè)地址（有2位用于特殊用途）高24位稱為機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)識(shí)符OUI

，由IEEE統(tǒng)一分配給設(shè)備生產(chǎn)廠商；如3COM公司的OUI=02608C低24位稱為擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符EI，由廠商自行分配給每一塊網(wǎng)卡或設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)硬件接口。也可以是2個(gè)字節(jié)，但這種格式的地址很少使用。I/GOUI（22位）G/LEI（24位）0=全局管理地址1=本地管理地址（一般不用）0=單播地址1=組播地址38MAC地址的三種類(lèi)型：?jiǎn)尾サ刂罚海↖/G＝0）擁有單播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中惟一一個(gè)由單播地址指定的站點(diǎn)?！c(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸多播地址：（I/G＝1）擁有多播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中由組播地址指定的一組站點(diǎn)?！c(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸廣播地址：（全1地址，F(xiàn)F-FF-FF-FF-FF-FF）擁有廣播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中所有的站點(diǎn)?！獜V播傳輸注意，以上分類(lèi)只適用于目的地址。39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(cè),電氣隔離總線型拓?fù)?/p>

粗纜收發(fā)器AUI電纜NICVampiretap最大段長(zhǎng)度500m每段最多站點(diǎn)數(shù)100≥2.5m網(wǎng)絡(luò)最大跨度2.5km

網(wǎng)絡(luò)最多5個(gè)段

終端匹配器40細(xì)纜BNC接頭NIC細(xì)纜以太網(wǎng)（10Base2

）細(xì)同軸電纜，可靠性稍差無(wú)外置收發(fā)器輕便、靈活、成本較低總線型拓?fù)涿慷巫畲箝L(zhǎng)度185m每段最多站點(diǎn)數(shù)30≥0.5m網(wǎng)絡(luò)最大跨度

925m網(wǎng)絡(luò)最多5個(gè)段

終端匹配器

41雙絞線的連接標(biāo)準(zhǔn)在以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)中，10Mbps與100Mbps雙絞線系統(tǒng)采用相同的線序：1、2兩根線為一對(duì)，3、6兩根線為另一對(duì)。色標(biāo) Pin# Signal白橙

1 TD+橙

2 TD-白綠

3 RD+藍(lán)

4 不用白藍(lán)

5 不用綠

6 RD-白棕

7 不用棕

8 不用1234567842當(dāng)兩個(gè)HUB連接時(shí)，要使用交叉連接方法。兩臺(tái)微機(jī)直接連接時(shí)，也可參考此接法。43全雙工以太網(wǎng)只能在雙絞線和光纖鏈路上實(shí)現(xiàn)；收、發(fā)使用了不同的物理信道不再使用CSMA/CD機(jī)制，因此傳輸距離不受時(shí)間槽的限制；但要受到信號(hào)衰減的影響全雙工操作的條件：使用雙絞線或光纖；鏈路兩端的設(shè)備都必須支持全雙工操作；支持全雙工的設(shè)備包括全雙工網(wǎng)卡、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。44常見(jiàn)的局域網(wǎng)通訊協(xié)議NETBEUI協(xié)議IPX/SPX兼容協(xié)議TCP/IP協(xié)議45NETBEUI協(xié)議NetBEUI(NetBIOSExtendedUserInterface,網(wǎng)絡(luò)基本輸入輸出系統(tǒng)用戶擴(kuò)展接口），由IBM公司于1985年開(kāi)發(fā)的。也可記為NetBIOS協(xié)議，又稱作局域網(wǎng)內(nèi)部協(xié)議。優(yōu)點(diǎn)：體積小、效率高、速度快、無(wú)需配置缺點(diǎn)：不具備路由功能46IPX/SPX協(xié)議IPX/SPX（InternetworkPacketExchange/

SequencesPacketExchange,網(wǎng)際包交換/順序包交換）是NOVELL公司的通信協(xié)議集。其中，IPX負(fù)責(zé)選擇最佳的路徑,將數(shù)據(jù)送到目的地，而SPX主要負(fù)責(zé)通信中的差錯(cuò)管理。IPX/SPX比較龐大，在復(fù)雜環(huán)境下具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，具有強(qiáng)大的路由功能，適合于大型網(wǎng)絡(luò)使用。優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)、支持多網(wǎng)段，具有路由功能，是NETWARE服務(wù)器最好的接入選擇。缺點(diǎn)：占用空間較大，在非NOVELL環(huán)境中，IPX/SPX一般不使用。47TCP/IP協(xié)議TCP/IP(TransmissionControlProtocol/

InternetProtocol)傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議，是因特網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議。優(yōu)點(diǎn)：靈活性強(qiáng)，支持任意規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，具有路由功能。缺點(diǎn)：需要配置。4849通信協(xié)議選擇策略為局域網(wǎng)選擇通信協(xié)議時(shí)，應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)間的兼容性和網(wǎng)絡(luò)管理等幾個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮。對(duì)于不與外部連接的、小型的、單網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)，最好使用NetBEUI通信協(xié)議。對(duì)于從NetWare遷移到WindowsNT的網(wǎng)絡(luò)，或NetWare與WindowsNT共存的網(wǎng)絡(luò)，選擇IPX/SPX及其兼容協(xié)議，無(wú)疑可提供一個(gè)比較理想的傳輸環(huán)境。如果正在規(guī)劃一個(gè)高效率、可互連、可擴(kuò)展性的網(wǎng)絡(luò)，TCP/IP將是理想的選擇。此外，在選擇通信協(xié)議時(shí)，還應(yīng)遵循以下的原則：首先，要選擇適合于網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的協(xié)議。其次，應(yīng)盡量少選用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。第三，應(yīng)注意協(xié)議的版本。最后，還要注意協(xié)議的一致性。50對(duì)等網(wǎng)定義：指局域網(wǎng)上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)（節(jié)點(diǎn)）都運(yùn)行一個(gè)支持網(wǎng)絡(luò)連接的，允許其他用戶共享文件和外設(shè)的操作系統(tǒng)，各計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的地位完全相同，每一臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠平等的享有訪問(wèn)其他用戶資源權(quán)利的局域網(wǎng)。51對(duì)等網(wǎng)PeertoPeerLAN也稱工作組。在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)的數(shù)量通常不會(huì)超過(guò)10臺(tái)。所以對(duì)等網(wǎng)絡(luò)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)等網(wǎng)上各臺(tái)計(jì)算機(jī)具有相同的功能，無(wú)主從之分，網(wǎng)上任一節(jié)臺(tái)計(jì)算機(jī)既可以作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，其資源為其它計(jì)算機(jī)共享，也可以作為工作站，以分享其它服務(wù)器的資源。任一臺(tái)計(jì)算機(jī)均可同時(shí)兼作服務(wù)器和工作站，也可只作其中之一。同時(shí)，對(duì)等網(wǎng)除了共享文件之外，還可以共享打印機(jī)。也就是說(shuō)，對(duì)等網(wǎng)上的打印機(jī)可被網(wǎng)絡(luò)上的任一節(jié)點(diǎn)使用，如同使用本地打印機(jī)一樣方便。因?yàn)閷?duì)等網(wǎng)不需要專門(mén)的服務(wù)器來(lái)做網(wǎng)絡(luò)支持，也不需要其他組件來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)的性能，因而對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的價(jià)格相對(duì)要便宜很多。52對(duì)等網(wǎng)的缺點(diǎn)數(shù)據(jù)保密性差文件管理分散計(jì)算機(jī)資源占用大53局域網(wǎng)擴(kuò)展

什么情況下需要擴(kuò)展？網(wǎng)絡(luò)范圍擴(kuò)大更多的站點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)多個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)如何擴(kuò)展？主要在三個(gè)層次上物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層54在物理層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備：總線網(wǎng)：中繼器星形/環(huán)形網(wǎng)：集線器(HUB)特點(diǎn)：一個(gè)網(wǎng)段上的信號(hào)不加選擇地被復(fù)制到另一個(gè)網(wǎng)段；擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)仍是一個(gè)沖突域。優(yōu)缺點(diǎn)：簡(jiǎn)單、成本低網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不能太大站點(diǎn)數(shù)量：沖突隨站點(diǎn)數(shù)量的增多而變得越來(lái)越嚴(yán)重地域范圍：時(shí)間槽的限制只能互聯(lián)相同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)55例：從分離的部門(mén)網(wǎng)絡(luò)到統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)集線器人力資源部集線器市場(chǎng)部集線器技術(shù)開(kāi)發(fā)部集線器財(cái)務(wù)部56物理層擴(kuò)展的限制10Base5滿足以太網(wǎng)的5-4-3規(guī)則：最多用4個(gè)中繼器連接5個(gè)干線段，工作站只允許鏈接在其中的3個(gè)干線段上，另外兩個(gè)干線段用于延長(zhǎng)距離。最大干線距離為2500m10Base2滿足5-4-3規(guī)則最大網(wǎng)絡(luò)干線距離為925m10BaseT最遠(yuǎn)兩個(gè)工作站之間的介質(zhì)段最多為5段（即中間的集線器最多串聯(lián)4臺(tái)）最遠(yuǎn)兩臺(tái)工作站的距離為500m最多能鏈接1023臺(tái)工作站57在數(shù)據(jù)鏈路層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備：網(wǎng)橋、交換機(jī)(Switch)特點(diǎn)：一個(gè)網(wǎng)段上的幀有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)段；擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)被網(wǎng)橋/交換機(jī)隔離成多個(gè)沖突域；擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)仍是一個(gè)廣播域。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。58在鏈路層上擴(kuò)展局域網(wǎng)網(wǎng)橋/交換機(jī)獨(dú)立的沖突域網(wǎng)段1HUB網(wǎng)段2HUB廣播域59在網(wǎng)絡(luò)層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備：路由器特點(diǎn)：一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的分組有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)；擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)被路由器分隔成多個(gè)子網(wǎng)。優(yōu)缺點(diǎn)：隔離廣播域，限制了廣播幀的泛濫；地域范圍可以任意擴(kuò)展；能根據(jù)最佳路由轉(zhuǎn)發(fā)分組；可以互聯(lián)不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)；轉(zhuǎn)發(fā)速度低，成本較高，維護(hù)復(fù)雜。60財(cái)務(wù)部集線器技術(shù)開(kāi)發(fā)部集線器市場(chǎng)部集線器人力資源部集線器在網(wǎng)絡(luò)層上擴(kuò)展局域網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)部路由器集線器財(cái)務(wù)部路由器集線器市場(chǎng)部路由器集線器路由器人力資源部集線器企業(yè)網(wǎng)/廣域網(wǎng)61高速局域網(wǎng)技術(shù)從10Mb/s向100Mb/s、1000Mb/s遷移起因：對(duì)主干帶寬的需求主要產(chǎn)品分布式光纖數(shù)據(jù)接口（FDDI）快速以太網(wǎng)100VG-AnyLAN千兆以太網(wǎng)、萬(wàn)兆以太網(wǎng)關(guān)鍵：兼容(保護(hù)投資)、靈活、簡(jiǎn)易、技術(shù)成熟621.快速以太網(wǎng)（FastEthernet，F(xiàn)E）傳輸速率為100Mb/s的以太網(wǎng)，比傳統(tǒng)以太網(wǎng)快10倍標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.3u拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基于集線器的星形結(jié)構(gòu)；傳輸介質(zhì)只支持雙絞線和光纖；幀結(jié)構(gòu)和介質(zhì)訪問(wèn)控制方式沿用IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。提供了10/100Mb/s自適應(yīng)功能；IEEE802.3u定義了4種不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)100Base-TX：使用兩對(duì)5類(lèi)雙絞線100Base-FX：使用62.5/125μm多模光纖100Base-T4：使用四對(duì)3類(lèi)雙絞線100Base-T2：使用兩對(duì)3類(lèi)雙絞線63100BASE－TX：是一種使用5類(lèi)數(shù)據(jù)級(jí)無(wú)屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。它使用兩對(duì)雙絞線，一對(duì)用于發(fā)送，一對(duì)用于接收數(shù)據(jù)。在傳輸中使用4B／5B編碼方式，信號(hào)頻率為125MHz。符合EIA586的5類(lèi)布線標(biāo)準(zhǔn)和IBM的SPT1類(lèi)布線標(biāo)準(zhǔn)。使用同10BASE－T相同的RJ－45連接器。它的最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100米。它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。注：4B/5B編碼方案是把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成5位符號(hào),供傳輸。

64100Base-TX的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)max.5mHUBHUB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.100m65100BASE－FX：是一種使用光纜的快速以太網(wǎng)技術(shù)，可使用單模和多模光纖（62.5和125um）多模光纖連接的最大距離為550米。單模光纖連接的最大距離為3000米。在傳輸中使用4B／5B編碼方式，信號(hào)頻率為125MHz。它使用MIC／FDDI連接器、ST連接器或SC連接器。它的最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為150m、412m、2000m或更長(zhǎng)至10公里，這與所使用的光纖類(lèi)型和工作模式有關(guān)，它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。100BASE－FX特別適合于有電氣干擾的環(huán)境、較大距離連接、或高保密環(huán)境等情況下的適用。66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/s10MHUB企業(yè)網(wǎng)100Mb/s100MHUB100Mb/s服務(wù)器100Mb/s小型機(jī)100Mb/s100MHUB67交換式以太網(wǎng)在交換式以太網(wǎng)中，交換機(jī)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)幀中的MAC地址決定數(shù)據(jù)幀應(yīng)發(fā)向交換機(jī)的哪個(gè)端口。因?yàn)槎丝陂g的幀傳輸彼此屏蔽，因此節(jié)點(diǎn)就不擔(dān)心自己發(fā)送的幀在通過(guò)交換機(jī)時(shí)是否會(huì)與其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的幀產(chǎn)生沖突。減少?zèng)_突：交換機(jī)將沖突隔絕在每一個(gè)端口（每個(gè)端口都是一個(gè)沖突域），避免了沖突的擴(kuò)散。

提升帶寬：接入交換機(jī)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以使用全部的帶寬，而不是各個(gè)節(jié)點(diǎn)共享帶寬。68生成樹(shù)協(xié)議在由交換機(jī)構(gòu)成的交換網(wǎng)絡(luò)中通常設(shè)計(jì)有冗余鏈路和設(shè)備。這種設(shè)計(jì)的目的是防止一個(gè)點(diǎn)的失敗導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能的丟失。雖然冗余設(shè)計(jì)可能消除的單點(diǎn)失敗問(wèn)題，但也導(dǎo)致了交換回路的產(chǎn)生，它會(huì)導(dǎo)致以下問(wèn)題。廣播風(fēng)暴同一幀的多份拷貝不穩(wěn)定的MAC地址表

因此，在交換網(wǎng)絡(luò)中必須有一個(gè)機(jī)制來(lái)阻止回路，而生成樹(shù)協(xié)議（SpanningTreeProtocol）的作用正在于此。

69生成樹(shù)協(xié)議的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.1b。運(yùn)行生成樹(shù)算法的網(wǎng)橋/交換機(jī)在規(guī)定的間隔（默認(rèn)2秒）內(nèi)通過(guò)網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（BPDU）的組播幀與其他交換機(jī)交換配置信息。工作的過(guò)程：通過(guò)比較網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)選取根網(wǎng)橋（給定廣播域內(nèi)只有一個(gè)根網(wǎng)橋）。其余的非根網(wǎng)橋只有一個(gè)通向根交換機(jī)的端口稱為根端口。每個(gè)網(wǎng)段只有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)端口。根交換機(jī)所有的連接端口均為轉(zhuǎn)發(fā)端口。注意：生成樹(shù)協(xié)議在交換機(jī)上一般是默認(rèn)開(kāi)啟的，不經(jīng)人工干預(yù)即可正常工作。但這種自動(dòng)生成的方案可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂讲⒎亲顑?yōu)化。因此，可以通過(guò)人工設(shè)置網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)的方法影響生成樹(shù)的生成結(jié)果。

70運(yùn)行生成樹(shù)協(xié)議的交換機(jī)上的端口，總是處于下面四個(gè)狀態(tài)中的一個(gè)。在正常操作期間，端口處于轉(zhuǎn)發(fā)或阻塞狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備識(shí)別網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化時(shí)，交換機(jī)自動(dòng)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，在這期間端口暫時(shí)處于監(jiān)聽(tīng)和學(xué)習(xí)狀態(tài)。阻塞：所有端口以阻塞狀態(tài)啟動(dòng)以防止回路。由生成樹(shù)確定哪個(gè)端口轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，處于阻塞狀態(tài)的端口不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)但可接受BPDU。監(jiān)聽(tīng)：不轉(zhuǎn)發(fā)，檢測(cè)BPDU，（臨時(shí)狀態(tài)）。學(xué)習(xí)：不轉(zhuǎn)發(fā)，學(xué)習(xí)MAC地址表（臨時(shí)狀態(tài)）。轉(zhuǎn)發(fā)：端口能轉(zhuǎn)送和接受數(shù)據(jù)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí)，生成樹(shù)協(xié)議重新計(jì)算，以生成新的生成樹(shù)結(jié)構(gòu)。當(dāng)所有交換機(jī)的端口狀態(tài)變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)或阻塞時(shí)，意味著重新計(jì)算完畢。這種狀態(tài)稱為會(huì)聚（Convergence）。

712.千兆位以太網(wǎng)和萬(wàn)兆位以太網(wǎng)千兆位以太網(wǎng)（GigabitEthernet，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)IEEE802.3z，1998.6正式公布1000Base-SX，MMF/550m1000Base-LX，SMF/5000m1000Base-CX，屏蔽短銅纜/25mIEEE802.3ab，1999.6正式公布1000Base-T，UTP/100m72千兆位以太網(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10Base-T和100Base-T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(wèn)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)；“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(wèn)題短幀較多時(shí)將使網(wǎng)絡(luò)傳輸效率大大降低。極端情況下，只有正常時(shí)的12%。使用“幀突發(fā)”技術(shù)后，效率可提高到72%，達(dá)到快速以太網(wǎng)的95％。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?lèi)型、半/全雙工）并自動(dòng)選擇合適的工作模式。73

千兆以太網(wǎng)的工作參數(shù)2/62/6246-150040-448字節(jié)≥64字節(jié)≥512字節(jié)FCSSALEN/TypeDALLC-PDU/DataPad載波擴(kuò)展參數(shù)千兆以太網(wǎng)

快速以太網(wǎng)

傳統(tǒng)以太網(wǎng)

時(shí)間槽(載波擴(kuò)展)512字節(jié)時(shí)間64字節(jié)時(shí)間64字節(jié)時(shí)間幀間間隔

0.096μs0.96μs9.6μs重發(fā)上限

161616回退上限

101010擁塞序列長(zhǎng)度

32位

32位

32位

最大幀長(zhǎng)度

1518字節(jié)

1518字節(jié)

1518字節(jié)

最小幀長(zhǎng)度64字節(jié)64字節(jié)64字節(jié)突發(fā)長(zhǎng)度上限

8192字節(jié)

－－當(dāng)幀長(zhǎng)小于512字節(jié)時(shí)，需填充“載波擴(kuò)展”符號(hào)74千兆以太網(wǎng)的物理層技術(shù)1000Base-X信號(hào)編碼與解碼1000Base-T信號(hào)編碼與解碼1000Base-CX短銅纜收發(fā)器1000Base-LX1300nm長(zhǎng)波光纖收發(fā)器1000Base-SX850nm短波光纖收發(fā)器1000Base-TUTP收發(fā)器25米2對(duì)短屏蔽銅纜5000米9μm單模光纖550/220米50/62.5μm多模光纖100米4對(duì)5類(lèi)UTPMAC子層（全雙工/半雙工）更高層千兆位介質(zhì)無(wú)關(guān)接口（GMII）75千兆以太網(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4.42）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4.43）千兆位交換機(jī)千兆位交換機(jī)千兆位路由器76千兆以太網(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4.44）；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。

具有高帶寬需求的服務(wù)器集群或某些高性能工作站與網(wǎng)絡(luò)主干之間的連接（P141圖4.45）；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中配置的千兆以太網(wǎng)卡，可以建立與交換機(jī)之間的1000M連接，極大地提高了服務(wù)器的傳輸帶寬。

企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的主干（P142圖4.46）；千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)能同時(shí)支持多臺(tái)100Mbit/s交換機(jī)、路由器、集線器和服務(wù)器等設(shè)備。同時(shí)，以千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)為核心的主干網(wǎng)絡(luò)能支撐更多的網(wǎng)段，每個(gè)網(wǎng)段有更多的節(jié)點(diǎn)及更高的帶寬。

多機(jī)系統(tǒng)主機(jī)之間的互聯(lián)。77萬(wàn)兆位以太網(wǎng)萬(wàn)兆位以太網(wǎng)的特征傳輸速率為10Gb/s；保留了802.3的幀格式、最大幀長(zhǎng)度和最小幀長(zhǎng)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(lèi)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(gè)萬(wàn)兆位以太網(wǎng)可以通過(guò)SONET/SDH網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)廣域連接，使用單模光纖時(shí)端到端的傳輸距離可達(dá)上百公里。

標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3ae，2002年公布局域網(wǎng)物理層：10GBase-X和10GBase-R，MMF:300m，SMF:幾十km；廣域網(wǎng)物理層：10GBase-W，SMF:幾百km以上。78速度提高到10Gb/s所遇到的問(wèn)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(zhǎng)至少4096字節(jié)），短幀的傳輸效率將降低到1.5％；同時(shí)使用“幀突發(fā)”，最大效率也只能達(dá)到30％；“載波擴(kuò)展”的額外開(kāi)銷(xiāo)使吞吐率下降，沖突概率增大。解決方法：前提：保持與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容、低功耗和低成本拋棄CSMA/CD，只工作在全雙工方式；只使用光纖介質(zhì)（雙絞線目前成本太高）。萬(wàn)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。

793.FDDI（FiberDistributedDataInterface）光纖分布式數(shù)據(jù)接口

傳輸速率為100Mb/s；網(wǎng)絡(luò)由光纖介質(zhì)的雙環(huán)構(gòu)成，可靠性高；介質(zhì)訪問(wèn)控制方法采用TokenPassing；網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍較大（幾十km～幾百km）。

FDDI的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)集中器集中器服務(wù)器主環(huán)次環(huán)FDDIDASSASSAS:雙連站DAS:雙連站

FDDI環(huán)的連接方式80FDDI的優(yōu)缺點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：令牌傳遞協(xié)議消除了數(shù)據(jù)沖突；雙環(huán)結(jié)構(gòu)提供了優(yōu)秀的容錯(cuò)能力；內(nèi)建的網(wǎng)絡(luò)管理能力；令牌傳遞協(xié)議能保證預(yù)知的、確定的時(shí)延；在現(xiàn)有的100Mbit/s的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍最大，適用于大型LAN和MAN。主要缺點(diǎn)：協(xié)議比較復(fù)雜；安裝和管理相對(duì)困難；價(jià)格昂貴，與快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)相比，性能價(jià)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。目前正逐漸被快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)所替代。8182VLAN

隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展，接入設(shè)備逐漸增多，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，必須使用更多的路由器才能將不同的用戶劃分到各自的廣播域中，在不同的局域網(wǎng)之間提供網(wǎng)絡(luò)互連。

這樣做的一個(gè)缺陷就是隨著網(wǎng)絡(luò)中路由器數(shù)量的增多，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延逐漸加長(zhǎng)，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度的下降。這主要是因?yàn)閿?shù)據(jù)在從一處局域網(wǎng)傳遞到另一處局域網(wǎng)時(shí)，必須經(jīng)過(guò)路由器的路由操作，路由器根據(jù)數(shù)據(jù)包中的相應(yīng)信息確定數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址，然后再選擇合適的路徑轉(zhuǎn)發(fā)出去。83VLAN的目的VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）即虛擬局域網(wǎng)，是一種通過(guò)將局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備邏輯地而不是物理地劃分成一個(gè)個(gè)網(wǎng)段從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組的新興技術(shù)。IEEE于1999年頒布了用以標(biāo)準(zhǔn)化VLAN實(shí)現(xiàn)方案的802.1Q協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)草案。

VLAN技術(shù)的出現(xiàn)，主要為了解決交換機(jī)在進(jìn)行局域網(wǎng)互連時(shí)無(wú)法限制廣播的問(wèn)題。這種技術(shù)可以把一個(gè)LAN劃分成多個(gè)邏輯的LAN——VLAN，每個(gè)VLAN是一個(gè)廣播域，VLAN內(nèi)的主機(jī)間通信就和在一個(gè)LAN內(nèi)一樣，而VLAN間則不能直接互通，這樣，廣播報(bào)文被限制在一個(gè)VLAN內(nèi)。84VLAN與普通局域網(wǎng)從原理上講沒(méi)有什么不同，但從用戶使用和網(wǎng)絡(luò)管理的角度來(lái)看，VLAN與普通局域網(wǎng)最基本的差異體現(xiàn)在：VLAN并不局限于某一網(wǎng)絡(luò)或物理范圍，VLAN中的用戶可以位于一個(gè)園區(qū)的任意位置，甚至位于不同的國(guó)家。85VLAN的優(yōu)點(diǎn)1.限制廣播域。廣播域被限制在一個(gè)VLAN內(nèi)，節(jié)省了帶寬，提高了網(wǎng)絡(luò)處理能力。

2.增強(qiáng)局域網(wǎng)的安全性。不同VLAN內(nèi)的報(bào)文在傳輸時(shí)是相互隔離的，即一個(gè)VLAN內(nèi)的用戶不能和其它VLAN內(nèi)的用戶直接通信，如果不同VLAN要進(jìn)行通信，則需要通過(guò)路由器或三層交換機(jī)等三層設(shè)備。

3.靈活構(gòu)建虛擬工作組。用VLAN可以劃分不同的用戶到不同的工作組，同一工作組的用戶也不必局限于某一固定的物理范圍，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和維護(hù)更方便靈活。86組建VLAN的條件VLAN是建立在物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的一種邏輯子網(wǎng)，因此建立VLAN需要相應(yīng)的支持VLAN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的不同VLAN間進(jìn)行相互通信時(shí)，需要路由的支持，這時(shí)就需要增加路由設(shè)備——要實(shí)現(xiàn)路由功能，既可采用路由器，也可采用三層交換機(jī)來(lái)完成。87VLAN的劃分技術(shù)基于端口劃分的VLAN：按VLAN交換機(jī)上的物理端口和內(nèi)部的PVC（永久虛電路）端口來(lái)劃分。

優(yōu)點(diǎn)：定義VLAN成員時(shí)非常簡(jiǎn)單，只要將所有的端口都定義為相應(yīng)的VLAN組即可。

缺點(diǎn)：如果某用戶離開(kāi)原來(lái)的端口到一個(gè)新的交換機(jī)的某個(gè)端口，必須重新定義。

適合于任何大小的網(wǎng)絡(luò)

88基于MAC地址劃分VLAN：這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個(gè)用戶主機(jī)的MAC地址來(lái)劃分。

優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)用戶物理位置從一個(gè)交換機(jī)換到其他的交換機(jī)時(shí)，VLAN不用重新配置。

缺點(diǎn)：初始化時(shí)，所有的用戶都必須進(jìn)行配置。適用于小型局域網(wǎng)

89基于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議劃分VLAN：VLAN按網(wǎng)絡(luò)