传统以太网和交换以太网
传统以太网和交换以太网
屏蔽双绞线电缆结合了屏蔽、相互抵消和电线扭绞技术。对电磁干扰和射 频干扰具有更好的抵抗能力。
屏蔽双绞线的结构
非屏蔽双绞的结构
2.双绞线的型号 按照型号来分主要有以下几类。 (1) 3类双绞线 、(2) 4类双绞线 、(3) 5类双绞线 、(4) 超5类双绞线 、 (5) 6类双绞线 、(6) 7类双绞线。
1、中继器
中继器又叫转发器，是最简单的网络互联设备，负责在 两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整 和放大功能，以此来延长网络的长度。
在以太网中使用中继器要注意5－4—3—2一l原
则，即4个中继器连接5个段，其中只有3个段可以连
接主机，另2个段是连接段，它们共处于1个广播域。
用中继器连接两个网段
•通信卫星
卫星对地面站进行广播，所有地面站都能通过天线收到 卫星发来的报文，可根据阅读报文地址段决定是否需要接收 。
通信卫星在3．3万千米高空，数据单程传输到地面的时 间为0．24 S～0．27 S，它比计算机发送数据的时间长得多， 所以不能用通常计算机网络采用的信道监听办法解决信道争 用问题
通信卫星 联网方式
第1章传统以太网和交换以太网
一、传输介质与连接器 二、网络互联设备
1.1、传输介质与连接器
• 同轴电缆
（一）、同轴电缆的概念，结构。 同轴电缆（Coax）是指有两个同心导体，而导体和屏
蔽层又共用同一轴心的电缆。
同轴电缆的结构
同轴电缆的特点：高带宽、及好的噪声抑制性。同轴电缆的带宽取决 于电缆长度。1km的电缆可以达到1Gb/s~2Gb/s的数据传输速率。
•光纤
（一）、光纤的概念 光纤为光导纤维的简称，由直径大约为0.1mm的细玻璃丝构成。 光纤通信：光纤通信就是因为光纤的这种神奇结构而发展起来
城市轨道交通网络—以太网标准
CSMA/CD与传统以太网
以太网工作原理
共享电缆
发送站A
接收站B
总线拓扑结构，共享电缆。
传送过程中，发送计算机独占使用整个电缆。
发送计算机完成数据传输后，共享电缆才能为其他计算机使用。`
CSMA/CD与传统以太网
CSMA/CD原理 基本思想：网络上任一站点要发送，先监听总线，若总线空闲，
每段电缆的最大长度100m
几种常见的以太网
几种常见的以太网
交换式以太网 核心是使用以太网交换机。 最明显的特点是能拓展整个系统带宽。 交换机的特点：每个端口直接与主机相连，每一对相互通 信的主机都能像独占通信媒体那样进行无冲突的传输数据。
几种常见的以太网
快速以太网(100BASE-T) 快速以太网采用802.3u标准。 基本思想:保留802.3的帧格式和CSMA/CD协议,只是将数据传 输速率从10Mb/s提高到100Mb/s,同时规定100BASE-T的站点 与集线器的最大距离不超过100m。
则立即发送，若总线正被占用，则等待某一时间后再发送。
CSMA/CD与传统以太网
可能出现冲突的解决方案： 在争用期时间内发生冲突，双方边发送、边监听，一旦出现冲突
就立即停止发送 (称为冲突检测CD)。 一旦出现冲突，双方停止后，等待一个随机的时间延迟D，再次
重发；若两个站点选择的延迟恰好相同，则第二次延迟时间加倍。
Байду номын сангаас
几种常见的以太网
千兆位以太网 千兆位以太网采用的标准为802.3z。 千兆位以太网引入了载波扩展和分组突发传输技术。
几种常见的以太网
万兆位以太网 万兆位以太网采用的标准为802.3ae。 传输介质只采用光纤。 只工作在全双工方式下，不存在争用期问题。
常见局域网的类型
交换网是随着多媒体通信以及客户/服务器(Client/Server)体系结构的发展而产生的， 由于网络传输变得越来越拥挤，传统的共享LAN难以满足用户需要，曾经采用的网络区段化， 由于区段越多，路由器等连接设备投资越大，同时众多区段的网络也难于管理。
目前我们学校用的比较多的是以太网。1பைடு நூலகம்
我们知道局域网-LAN(Local Area Network)是 将小区域内的各种通信设备互联在一起所形成的网络，覆盖范围一般局限在房间、大楼或园区内。局域网的特点是：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。
目前常见的局域网类型包括：以太网(Ethernet)、光纤分布式数据接口(FDDI)、异步传输模式(ATM)、令牌环网(Token Ring)、交换网Switching等，它们在拓朴结构、传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有许多不同。其中应用最广泛的当属以太网—— 一种总线结构的LAN，是目前发展最迅速、也最经济的局域网 。我们这里简单对以太网(Ethernet)、光纤分布式数据接口(FDDI)、异步传输模式(ATM)进行介绍。 1、以太网Ethernet
3、ATM网络
随着人们对集话音、图像和数据为一体的多媒体通信需求的日益增加，特别是为了适应今后信息高速公路建设的需要，人们又提出了的宽带综合业务数字网(B-ISDN)这种全新的通信网络， 而B-ISDN的实现需要一种全新的传输模式，此即异步传输模式(ATM)。在1990年，国际电报电话咨询委员会(CCITT)正式建议将ATM作为实现B-ISDN的一项技术基础，这样，以ATM为机制的信息传输和交换模式也就成为电信和计算机网络操作的基础和2l世纪通信的主体之一。尽管目前世界各国，都在积极开展ATM技术研究和B-ISDN的建设， 但以ATM为基础的B-ISDN的完善和普及却还要等到下一世纪，所以称ATM为一项跨世纪的新兴通信技术。不过， ATM技术仍然是当前国际网络界所注意的焦点，其相关产品的开发也是各厂商想要抢占的网络市场的一个制高点。
精品课件-现代通信网(郭娟)-第四章 以太网
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发送帧
CSMA/CD工作过程
装配帧
CSMA/CD含有两方面的 内容：载波侦听(CSMA)
Y 总线忙？ N
启动发送并检测冲突
和冲突检测(CD)。 四个步骤：
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MAC地址 网卡上的硬件地址可用来标志插有该网卡的计算机。 路由器上，网卡上的硬件地址可用来标志插有该网卡
的路由器的某个接口。 路由器由于至少同时连接到两个网络上，因此它至少
有两块网卡和两个硬件地址。
1A-24-F6-54路-1由B-器0E00-00-A2-A4-2C-02
1Gbit/s
1Gbit/s
1Gbit/s
10Gbit/s
通用名称
Xerox以太网 Ethernet I Ethernet II 10Base5(粗缆) 10Base2(细缆) 10BaseT 100BaseTX 100BaseFX
1000BaseSX
1000BaseLX
1000BaseT
10GbE
IEEE编号
DIX DIX 802.3 802.3 802.3 802.3u 802.3u 802.3z 802.3z 802.3ab 802.3ae
距离
? 500米 500米 500米
185米 100米 100米 400米
260米 550米 550米 5km
100米
65米 40公里
介质
同轴
同轴
同轴
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Ethernet 帧结构
发送方网络适配器将IP分组 (或其它网络层分组) 封装到 Ethernet 帧中。
以太网的名词解释
以太网的名词解释在当今的数字时代，以太网是我们日常生活中不可或缺的一部分。
它被广泛应用于家庭、企业和全球网络中。
然而，对于以太网这一术语的含义与其背后的技术我们可能并没有深入了解。
本文旨在通过定义和解释以太网的相关术语来揭示以太网的工作原理和应用。
以太网是一种用于计算机局域网（LAN）的标准通信协议。
它建立了一种连续的传输媒介，使得许多计算机和设备能够共享信息和资源。
在以太网中，每个设备通过一种称为“MAC地址”的唯一标识符进行身份识别。
MAC地址是一个由六组十六进制数表示的物理地址，类似于每个人拥有的独特身份证号码。
局域网适配器（LAN Adapter）是一种用于将计算机连接到以太网的硬件设备。
通常，它嵌入在计算机的主板上，负责接收和发送数据包。
此外，还有一种称为“网卡”的可插入设备可以用于将计算机连接到以太网。
以太帧（Ethernet Frame）是在以太网中传输的数据单位。
它由多个字段组成，包括目的地MAC地址和源MAC地址，用于在网络中正确地路由和传递数据。
以太帧的长度通常在64到1518字节之间，这允许在网络中传输不同大小的数据。
以太网交换机（Ethernet Switch）是一种用于连接多个设备的网络设备。
它根据MAC地址的目的地和源地址，将数据包传输到正确的设备。
与传统的以太网集线器不同，交换机可以提供更高的数据传输速率和更大的网络容量。
网络套接字（sockets）是以太网通信的一种接口。
它允许应用程序通过网络相互传输数据。
当网络套接字建立连接时，就会使用IP地址和端口号来唯一标识每个设备。
虚拟局域网（VLAN）是一种将网络分割成多个逻辑上独立的子网络的技术。
VLAN允许不同的用户和设备连接到同一个网络，同时保持彼此独立。
通过在交换机上配置VLAN，管理员可以实现网络流量的隔离和安全性的提高。
无线局域网（WLAN）是一种无线以太网技术，通过无线访问点（Access Point）将无线设备连接到局域网。
【doc】高速以太网技术和交换式以太网技术剖析
高速以太网技术和交换式以太网技术剖析第l7卷第l2期1996年12月小型微型计算机系统MlNI—MICR0SYSTEMSV o1】7No.】2Dec.1996～3Z高速以太网技术和交换式以太网技术剖析弋1f;1;清华大学计算机系,jE京100084)摘要高速以太网和交换式以太网技术是解决传统以太网的带宽危机的两项重要技术.末文中,首先对高速以太网和交换式以太网技术进行了深入,全面地分析.最后.针对结合这两项技术的产品FastSwitch10/100,利用对等通信性能的驯试程序,对这.词’一船控1引言J/CD.DPP以太罔最初由Xerox公司研制成功,此后在DEC和Intel公司的支持下,联合制定了以太网的规范.1EEE在此基础上制定了IEEE802.3标准.如今,以太罔已经发展成为应用最为广泛的计算机联网形式.随着网络应用的普及以及多媒悻应用的不断发展,传统的共享带宽的以太网无法满足网上各站点对带宽的要求.于是.出现了三种主要的解决方法.徽划分技术.利用网桥和路由器设备具有隔离网络上不必要的数据流量的特点,将网络划分成多个网段,然后利用网桥,路由器设备将各个罔段连接起来.然而,随着微划分的深入,跨越网段的数据传输不断增加;并且采用大量的网桥和路由器设备,不仅会使网络投资巨增.叉会明显地增大网络通信的延迟时间.高速以太网技术通挝提高网络的共享带宽来提高各站点的实际带宽.但是仍存在着每个站点的实际带宽随网络上的站点数增加而减少的问题交换式以太网技术.为了从根本上解决站点的实际带宽随站点数增加而减少的问题,将交换技术引入传统的以太网中,为所有站点同时提供独占的带宽.本文中,首先对高速以太网技术和交挟式以太罔技术进行了深入地剖析.随后对应用这两项新技术的实际产品的性能进行了测试,从而对这两项新技术所带来的性能的提高有了定性和定量的了解.2高速以太网技术剖析在高速以太同领域中形成了两个IEEE的标准;IEEE802.3u描述的100Base—T高速以9960528收稿t国家攀壁计划研究珂目和博士点基金资助项目枉彀,博士研究生.主要研究方向是网络并行计算12期杜毅:高速以太同技术和交换式以太同技术剖析太网,仍措用csMA/cD的MAC协议HEEE802.1z描述的]00Base—vG高速以太网,采用DPP(DemandPriorityProtocol,请求优先协议)的MAC协议.由于它们都沿用了传统以太网的帧格式,因此它们都自称为高速以太网.然而,由于]00Base--VG抛弃了作为以太网根本特征的CSMA/CD,没有得到广泛地承认.因此,一般所说的高速以太网指的是100Base—T,而100Base—VG则算是一种全新的局域网标准不过.在本文中为了进行对比,仍对100Base--VG技术进行了剖析.2.1l00Base—T1OOBase—T保留了以太网的根本特征,采用csMA/cD的MAC协议.csMA/cD(具有冲突检测的载波监听多路访问,CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)是一种随机争用媒体方式,每一站点的发送都是随机发生的,当多个站点同时往媒体上发送信息时,就发生了冲突.站点检测到冲突后停止发送,并按二进制指数退避算法等待一段随机时间,然后再重新尝试发送.lOOBase—T与传统以太网的差别主要在物理层.目前,100Base—T的物理层有两种形式:100Base—X它采用的媒体是5类无屏蔽双绞线(UTP),1类屏蔽双绞线(STP)以及光纤.与]0Base—T一样,100Base--X只使用2对双绞线.1对用于数据发送,1对用于数据接收和冲突检测.它采用了多级编码技术,将来自数据链路层的位流先进行4B/5B块编码(即把4位二进制码组编码成5位二进制码组),再进行NRZI(反相不归零制)编码,最后经ML T一3编码输出.ML T一3是一种3电平编码,它有四种跳变形式.每一种跳变形式可以表示两个二进制位.利用ML T一3编码能够把信号的频率降低到原来的一半. 4T+.它采用的媒体是3类,5类UTP.4T+使用4对双绞线,其中3对用于数据的接收/发送,1对用于冲突检测.4T+也采用多级编码技术,将来自数据链路层的位流先进行8B/6T块编码(即把8位二进制码组编码成6位三进制码组),再经NRZI 编码输出到3对双绞线上2.2100Base—VG100Base—VG采用DPP的MAC协议.其主要思想是,由集线器循环查询并仲裁各个站点的网络访问请求.并为这些请求提供不同的优先级.高优先级的请求能够先于低优先级的请求得到服务.当有多个同优先级的请求时,仍以循环方式仲裁.当低优先级的请求被挂起超过一定时间时,集线器会自动提高其优先级,从而保证所有站点公平地访问网络.lOOBase—VG物理层称为Quartet,所用媒体为3类,5类UTP.Quartet 使用4对双绞线,但由于1OOBase—VG中不存在冲突,因此4对双绞线都用于数据接收/发送.Quartet也采用多级编码,将来自数据链路层的位流先进行5B/6B块编码(即把5位二进制码组编码成6位二进制码组),再经NRZI编码输出到4对双绞线上.2.3100Base—T与lOOBase—VG的比较高速以太网中没有采用传统以太网的曼彻斯特编码,这是固为要使用曼彻斯特编码实现100Mbps的数据传输率.媒体上信号的波特率将达200M,这是双绞线所无法承受的.高速以太网为了在双绞线上实现lOOMbps的数据传输率,综合采用了以下手段:提高数据信号本身的时钟频率(受双绞线物理特性的限制不能无限提高)使用多对双绞线并行传输信号编码上采取多级编码技术,压缩信息量100Base—T和]00Base—VG对比如表1所示.CSMA/CD协议是竞争性的,所有站点都小型微型计算机系统1996拒无法预先确定何时能够得到网络的控制权因此100Base--T在网络负载较轻时,效率很高}当网络负载很重时,由于频繁地发生冲突并执行退避及重发操作,造成网络带宽的浪费,效率明显降低.而与之相比,DPP协议是确定性的,所有的站点能够得到公平的访问网络的机会.因此lOOBase—VG在网络负载重或者需要保证网络的最大延迟时间时,工作得很好,能够充分利用网络的带宽.表卜lOOBase--T和lOOBase--VG的对比另外.由于两者采用了不同的MAC协议,所以100Base—T的集线器的结构要相对简单一些,而它的网卡的结构则要相对复杂一些.3交换式以太网技术剖析交换式以太网是基于帧交换(frameswitching)技术的,由交换集线器(switchinghub)进行快速的帧交换,同时为所有端口提供数据的传递服务,能给每一对端口提供独占的网络带宽.在传统的以太网中,各个站点是共享整个网络的带宽.由于采用竞争式MAC协议,当多个站点同时拉送时会发生冲突,需要执行退避和重发等操作-从而造成了带宽的浪费.这种浪费会随发送站点数的增加而迅速加剧.因此,共享式以太网上每个发送站点所实际占有的带宽会随其它发送站点数的增加而减少,而且当发送站点数超过一定值时整个网络的效率急剧下降与此相比,交换式以太网以交换所需延迟的代价来保证给每个站点提供恒定值的带宽(仅略低于共享式以太网的网络带宽,损失部分由交换延迟引起).只要各发送站点不同时向相同的目的站点发送,就不会发生冲突,此时若干对站点的发送可以同时进行.10Base~T形式的共享式以太网与交换式以太网十分相似,它们的拓扑结构在物理上都是呈现星形结构.然而10Base--T在逻辑上是总线结构的.而交换式以太网在逻辑上仍旧是星形结构的.之所以会有这个不同,是因它们所使用的集线器的不同造成的.lOBase—T集线器是将输入帧向所有其它端rn作广播转发,当发生冲突时所有的端rn都受到影响.因此,10Base—T的集线器也被称为多端口中继器.而交换集线器的转发只针对输入帧中目的地址所对应的端口当然交换集线器中也存在着冲突问题,但是当发生冲突时仅涉及相关的端口,其它端口不受影响.交换式以太网中帧交换的实现有两种形式;利用高速主干总线或开关网络实现.应用高速主干总线实现交换就是利用它的高带宽.通过共享总线达到各个端口并行交换数据的目的.FastSwitch1O/1O0的内部就是采用1Gbps的高速主干总线来实现帧交换的.4通信-能测试环境在进行通信性能的测试中.使用了两台Pentium/60,32MB内存,EISA/ISA总线的服务器.每台服务器与交换集线器FastSwitch10/100相连.使用的操作系统是NetWare3.11.下12期杜彀:高速以太网技术和交换式太网技术剖析29面将分别介绍测试环境中的两个重要组成部分:交换集线器和NetWare系统4.IFastSwiteh10/100我们所使用的交换集线器FastSwiteh10/100是美国GrandJunction公司产品.它除了采用了交换式以太网技术外,还采用了高速以太网100Base—T技术.l00Base—X晟早就是由GrandJunction公司提出的FastSwitch10/100共有26个网络端口.即2个100Mbps的高速端口,24个10Mbps的个体端口.FastSwitch10/100的所有端口都是交换式的.FastSwiteh10/100提供的极限的网络带宽可达220Mbps.相比之下,lOBase--T集线器只有lOMbps的共享带宽,只能供一对端口传送FastSwltch10/100具有三种不同的转发模式;4.1.1快速转发(FastForward)模式此时,交换集线器在接收到输入帧的目的地址(即该帧的前48位)后.就根据目的地址确定相应输出端口并建立到达输出端口的通路.进行帧的转发.由于对输入帧未做任何检查.因此对输入帧的检查与过滤工作必须由软件来完成,这无疑加重了操作系统的负担.这种转发方式也被称为cut—through.4.1.2无碎片转发(FragmentFree)模式此时,交换集线器只有在完整地接收到输入帧的前512位(即前64个字节)后开始转发.这是因为在以太网上,由于冲突会产生碎片(即断帧),其长度小于512位无碎片转发模式能自动过滤掉这些碎片,减少不必要的网络流量.4.1.3存储转发(Store—and—Forward)模式.此时,交换集线器在完整地接收并存储输入帧之后,对输入帧做适当的完整性和合法性检查,过滤掉有错误的帧,然后再转发.不同交换模式具有不同的交换延迟以两个个体端口的数据转发为倒.快速转发模式的延迟时间最短,为3O微秒’无碎片转发模式次之,为70微秒;存储转发模式最长,其延迟时间随所转发帧的长度而线性增长(70~1228微秒).在我们的测试中,FastSwltch10/100使用的是快速转发模式.4.2NetWare系统由于我们所使用的1OOMbps的FastNIC100EISA网卡,只提供了NetWare的驱动程序因此,为了保证所测得数据的可比性,我们所有的测试均是在NetWare环境中进行的.NetWare是Novell公司的32位的多线程的网络操作系统.NetWare 的一个重要特点是.它是非抢先式的操作系统,即所有的线程都拥有同样的优先级,只有当正在运行的线程主动地放弃对CPU的控制权时,其它的线程才有机会得到运行.如果某个正在运行的线程出现问题时,有可能会因为它始终不让出控制权,而使整个系统崩溃.所以,NetWare又被称为”好人环境”.Novell公司认为,这种非抢先的环境有助于提高系统的运行效率. NetWare系统中所有的应用程序都是以NLM(NetWareLoadableModule)的形式出现由于NetWare的非抢先的特点,因此在我们所编写的通信性能的测试程序中,为了保证每个线程不会过多地占用CPU资源,利用了NetWare提供的信号量(semaphore)机制并且每个线程都主动地放弃对CPU的控制权,以保证整个系统的正常工作.这一点对于编写NLM程序来说,是至关重要的小型微型计算机系统5通信性能测试结果及分析决定网络系统的通信性能的两个重要因素是网络的延迟时间和吞吐率在实际应用中,用户对网络性能所关心的主要是两个方面:传输长度较小的消息时的延迟时间和传输长度较大消息时的吞吐率.因此,我们的测试工作主要是围绕着这两个方面展开的.测试程序的伪码如图1所示.传输数据时使用的是IPX协议(每一帧中最大的数据量为1470字节)在测试中,为避免偶然因素对测试数据准确性的干扰,本文中所列举的数据均是两百次测试结果之平均值.另外,通过对数据传输往返时间的测定,可以避开两台机器的时钟同步问题.’图1对等通信的性能测试程序的[为码为了比较lOOMbps的高速以太网与传统的lOMbps以太网的性能差异,我们针对GrandJunction公司的FastNIC100EISA网卡(1OOMbps),Intel公司的Flash32EIsA和EtherEx-press16ISA网卡(均为lOMbps),利用对等通信的测试程序分别进行了性能测试.测试结果如图2和强3所示(图中Express8所示血线表示,利用EtherExpressl6提供的设置程序,将其数据交换宽度强制设为8位时的测试结果).从强中我们很容易看出,利用100Mbps的高速以太网进行数据传输所达到的吞吐率并不是1OMbps以太网的10倍.事实上,在传输64KB的数据时,FastNIC32的吞吐率只有6.49Mbps(带宽的利用率仅为6.5),只是Flash32的1.40倍,是Expressl6的2.05倍,是Ex—press8的3.25倍不过,相对lOMbps的以太网来说,1OOMbps的高速以太网的确具有更小的网络延迟和更大的网络带宽.只是其各项性能并未超过许多而已从中我们可以发现,在制约网络性能的各项因素中,最主要的固索还是网络的接口部分(包括,总线,网卡等硬件,以及接口驱动程序等软件)另外,高速以太网更适合于连续的大量数据的传输.例如.用于连接多媒体数据库的服务器时,将会提高它的带宽利用率.频繁的大数据量的传输环境是高速以太同的最佳应用环境.为了对比交换式以太网和传统的共享式以太网的性能差异,我们只测试了10Mbps的交换端口的性能.我们利用另外两台计算机动态地为网络制造恒定的背景数据流量,来模拟实际应用中的网络状态.通过改变数据流量的大小,来模拟网络的轻载(背景数据流量为3Mbps,12期杜毂:高速以太网技术和交换式以太网技术削析3l占网络带宽的3O)和重载(背景数据流量为6Mbps,占网络带宽的60~)状态+井测试在这两种状态下网络的通信性能.,I—=_!lI===l乏士,一1—o一r_二==——:≤::E一『消息的长度(单位:字节}:量s哥】意.消息的长度【单位:宇节J图2对等通信中消息长度与延迟时间的关系曲线图3对等通信中消息长度与吞吐辜的关系曲线由于交换式以太网能够为每一对通信空鲁点提供独占的带宽,困此在测试一对站点的通信性能时,用另一对站点制造的背景数据流量对其没有影响.而对于共享式以太网来说,网络的状态直接影响着网络的通信性能.具体的数据如表2所示.表2不同网络状况下对等通信的延迟时间(单位:毫秒)的比较从表中明显可见,网络平静情况下共享式以太网的延迟时间略低于交换式以太网的延迟时间+这是因为交换式以太网存在着交换延迟+如果交换集线器使用的是存储转发模式,那么性能的差距会更大.以传输64KB的消息为例,轻载时的共享式以太网中,延迟时间为199.37毫秒,比网络平静时增加了22+而网络重载时延迟时间为238.84毫秒.增加了46.由此可见,在共享式以太网中网络负载状况对网络通信的性能有着显着的影响,并且随着网络负载的加重+对其的影响也越来越明显.而在交换式以太网中网络通信的性能不受背景数据流量的影响.6结论事实上,最为成熟的100Mbps的高速网络技术是FDDI(光纤分布式数据接口).然而.FDDI的生产成本较高,安装和维护十分复杂,使其难以替代现有的以太网.虽然,现在也已有了廉价的所谓的铜缆FDDI(即CDDI),但是由于它与以太网的不兼容,因而难以实现从现有的以太网向CDDI的平稳过镀.另外,FDDI还是共享网络带宽的.同样存在着共享式网络的通病.在交换式网络方面,还有现在非常热门的基于信元交换(cellswitching)技术的A TM.A TM除了具有交换的特点外,还可以提供更高的网络带宽.然而由于A TM价格昂贵.尚未制定出统一的标准.并且也难以实现从现有的以太网的平稳过渡.小型微型计算机系境而高速以太网和交换式以太网与传统的以太网兼容,并且价格又相对便宜.因此,在很长的一段时问内,高速以太网技术和交换式以太网技术会成为应用晟广泛的网络技术.当然,它们也将会不断发展,例如,现在已经有了基于100Mbps的太网交换集线器,并且在交换集线器中也逐步增加了网桥,路由器的功能.国外目前正在研制1Gbps的高速以太网技术.此外,要想提高网络的利用率,光靠改进网络设备还是远远不够的.还需要努力减少网络与计算机的接口部分的开销.参考文献GrandJunctionNetworksInc..FastSwish10/1O0InstallationGukle.Rev.10 .Ottobet1993DaveAndrews.HighStakesfor一speedEthernet.Byte,October1993]aekT.Moes,FastEth…t:AnEv~lutI㈣yAherniforHigh—SpedNe 【wnrkg,DataCommunication,August1993ThomasE.Andersonetal,High——SpeedSwitchSchedulingforL~’al——AreaNetworks.ACMTrans.onCom—puttrSystem.Novumbetl993 RoBerlMandeviIlEthernetSwitchesEvaluat~1.D|LtnCommunications.M arch1994RoBertMandevil1e,Client—ServcrChallengeiFDDl0rEThernetSwitches ,DataCommunue~tions…M1994STephenSaunders,EthernetGearsUpfor100Mhit/s.DataCommunications. JanuaTy1993ANAL YSISOFFASTETHERNETANDSWITCHED ETHERNETTECHNIOUESDuYiComputerDepartment?TsinghuaUniversitytBelji~g10~)84) AbstractFastEthernetandSwitchedEthernetaretwoveryimportanttechniqu esthatwe canapplytosolvethebandwidthproblemofthetraditionalEthernet.Inthispap er,weana—lyzethetechniquesofFastEthernetandSwitchedEthernetcomprehensivelT hen,wein+trodueeanetworkprodfietFastSwiteh10/100,whichcombinesthetechnique sofFastEthernetandSwitchedEthernet,Throughtheanalysisbaaedonthepeer——to——peercommunica—t0nperformance.weunderstandtheperformanceimprovementthatthesetwo techniquesleadto.KeywordsFastE~herner,SwitchedEtherner.SharedEthernet.MediaAceess Contro1.CSMA/CD.DPP。
虚拟局域网(VLAN)原理
虚拟局域网(VLAN) 课程目标：● 了解VLAN的特点，原理● 了解端口类型、封装标准目录第1章虚拟局域网(VLAN) 11.1 VLAN产生背景 11.1.1 传统以太网基本概念 11.2 传统以太网与交换式以太网比较 21.3 VLAN概述 21.4 VLAN 特点： 31.5 VLAN成员划分的方式： 41.6 VLAN 的运作 51.7 缺省VLAN 61.8 链路类型 61.9 IEEE 802.1Q 71.10 配置静态 VLANs 81.11 VLANs 的两种设计方式 81.11.1 端－端 VLANs 91.11.2 本地化VLANs 10第一章虚拟局域网(VLAN)知识点● 了解VLAN的作用，特点。
● 掌握VLAN的工作原理及划分方法。
● 掌握VLAN端口（或链路）类型，TURNK链路的封装协议。
● VLAN是一个纯粹的2层的概念。
不同的VLAN属于不同的广播域，相当于物理上隔离的不同网络。
一.1 VLAN产生背景一.1.1 传统以太网基本概念传统以太网使用CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access withCollision Detection，带有冲突监测的载波侦听多址访问）。
我们可以将CSMA/CD比做一种文雅的交谈。
在这种交谈方式中，如果有人想阐述观点，他应该先听听是否有其他人在说话（即载波侦听），如果这时有人在说话，他应该耐心地等待，直到对方结束说话，然后他才可以开始发表意见。
有一种情况，有可能两个人在同一时间都想开始说话，那会出现什么样的情况呢？显然，如果两个人同时说话，这时很难辨别出每个人都在说什么。
但是，在文雅的交谈方式中，当两个人同时开始说话时，双方都会发现他们在同一时间开始讲话（即冲突检测），这时说话立即终止，随机地过了一段时间后，说话才开始。
说话时，由第一个开始说话的人来对交谈进行控制，而第二个开始说话的人将不得不等待，直到第一个人说完，然后他才能开始说话。
交互式以太网实验心得
交互式以太网实验心得
交换式以太网是以交换机设备（交换机为核心）为中心构成的以太网络，是一种星型拓扑结构的网络。
这种网络在近几年运用的非常广泛。
优点：交换式以太网不需要改变网络其它硬件，包括线缆和用户的网卡，仅需要用交换机，节省用户网络的费用。
它同时提供多个通道，比传统的共享式集线器提供更多的带宽，传统的共享式10MBPS/100MPS以太网采用广播式通信方式，每次只能在一对用户间进行通信，如果发生碰撞还得重试，而交换式以太网允许不同用户间进行传送，比如，一个16端口的以太网交换机允许16个站点在8条链路间通信。
特别是在时间响应方面的优点，使的局域网交换机倍受青睐。
它以比路由器低的成本却提供了比路由器宽的带宽、高的速度，除非有上广域网（WAN）的要求，否则，交换机有替代路由器的趋势。
在本次课程设计中我做的是对网络拓扑图的设计，从刚开始选拓扑结构到设计合适的拓扑结构，中间翻阅了很多资料也和同学讨论了很多，这些让我了解到局域网络建设作为一项重要的系统工程，它的所用到的各种技术是多方面的。
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(3) 细缆结构网络的特点 细缆结构的总线型网络主要特点有： 容易安装；造价较
低；网络抗干扰能力强；网络维护和扩展比较困难；电缆系统的断点较 多，影响网络系统的可靠性。
同轴细缆网络采用总线型拓扑结构
（六）、 网络实施 1.细缆网络的硬件配置 (1) 网络接口适配器： (2) T型连接器： (3) 电缆系统：(4) 中继器
光纤较电缆导线有四大优点： 抗干扰性能好、传输距离远、传输速率高、单芯可实现传输。 光纤本身也有缺点：质地较脆、机械强度低就是它的致命弱点，稍不 注意，就会折断于光缆外皮当中、光纤的安装需要专门设备，以保证光纤 的端面平整，以便光能透过，施工人员要有比较好的切断、连接、分路和 耦合技术、当一根光纤在护套中断裂（如被弯成直角），要确定其位置是 非常困难的。
•光纤
（一）、光纤的概念 光纤为光导纤维的简称，由直径大约为0.1mm的细玻璃丝构成。 光纤通信：光纤通信就是因为光纤的这种神奇结构而发展起来
的以光波为载波，光导纤维为传输介质的一种通信方式。 光纤通信系统的基本构成如图所示。
光纤电缆不易受到电磁干扰的影响，并且它比其他网络介质有更高 的数据传输速率。在光纤电缆上，表示比特值的信号被转变成光束，然 后加以传输。
第1章传统以太网和交换以太网
一、传输介质与连接器 二、网络互联设备
1.1、传输介质与连接器
• 同轴电缆
（一）、同轴电缆的概念，结构。 同轴电缆（Coax）是指有两个同心导体，而导体和屏
蔽层又共用同一轴心的电缆。
同轴电缆的结构
同轴电缆的特点：高带宽、及好的噪声抑制性。同轴电缆的带宽取决 于电缆长度。1km的电缆可以达到1Gb/s~2Gb/s的数据传输速率。
光纤研磨连接位置示意图。
•微波
一般把微波扩频连网技术应用在不易布线、覆盖面积大的 地方。通信双方各安装一台微波收发机与微波天线，可实现点 对点或点对多点数据、语音的通信。
微波两站点传输距离可达 50千米，全双工同步传输速率 1.2 kbps－ 2.04 Mbps，异步传输速率 0．05 kbps－ 38．4 kbps，支持 RS－232接口，误码率非常小。
压接式BNC接头制作步骤如下: (1)剥线 (2) Байду номын сангаас接芯线 (3) 装配BNC接头 (4) 压线
（五）、同轴细缆网络的实施与电缆段的测试 (1) 10 Base 2技术规定阻抗：50欧姆、最大长度：185m 、电缆
中抽头的最大数目：30(包括终结器) 、抽头间的最短距离：0.5m 、最 高速度：10Mbps 、带的类型：基带、连接的段的最大数目：5 、转发 器(用来放大信号并为信号重新分配时间)的最大数目：4 、通过转发器 的总长度的最大值：925m
用于连接细缆以太网的电缆系统，包括： 细缆（RG-58A/U）、BNC连接器插头 、 BNC桶型连接器 、 BNC终端匹配器
（七）、网络实施步骤 同轴细缆网络的实施步骤如下：
(1) 分析线路走向 、(2) 材料预算 、(3) 工具准备 、(4) 为第一个电 缆段制作BNC连接线，并进行测试。(5) 在每台计算机中插入网卡，T型头连接在 网卡的BNC口上。(6) 用第4步中制作的对应段的细缆将这些计算机连接起来。 (7) 在整个网段的两端装上终端匹配电阻。
（5）. LC型连接器 （6）. MU型连接器
（四）、光纤熔接 概念：将一条制作精良的跳线剪成两半，用其中的一半与光缆的一条线芯进行 熔接。采用熔接方式的光纤连接如图所示。 步骤如下：(1) 端面的准备 ：剥覆、清洁和切割 、（2）. 光纤熔接
（3）. 盘纤 (4) 光缆接续质量的确保
（五）、光纤研磨 概念：光纤研磨是直接将光纤连接器与光纤相接。
（二）、光纤的种类： 1. 按照光纤中光的传输模式来分： （1）.单模光纤。 （2）. 多模光纤 2. 按照主要用途来分： （1）. 单芯互联光缆。（2）.双芯互联光缆 （3）.分布式光缆 （4）.室外光缆
（三）、常用光纤连接器的结构形式： （1）.FC型
（2）.SC型
（3）.双维型 （4）. MT-RJ型
（八）、同轴细缆的电缆段测试 对电缆进行测试的主要参数有：(1) 导体或屏蔽层的开路情况；(2) 导
体和屏蔽层之间的短路情况；(3) 导体接地情况；(4) 在各屏蔽接头之间的短路 情况
•双绞线
1. 非屏蔽双绞（UTP）、屏蔽双绞线（STP） 非屏蔽双绞线只依赖于扭纹的线对产生的相互抵消效应来避免由电磁干扰
（三）、同轴细缆的主要技术参数： 1. 电气参数：特性阻抗、衰减、传播速度、直流回路电阻。 2. 物理参数：弯曲半径、中心导体直径、绝缘材料、屏蔽层、外
部隔离材料。
（四）、同轴细缆连接器及制作： 1.连接器：T型连接头、BNC连接器、终端匹配电阻
T型连接头
BNC连接器
终端匹配电阻
2. 同轴细缆与BNC头的连接工艺：BNC接头有压接式、组装式和焊 接式，制作压接式BNC接头需要专用卡线钳和剥线器。
•通信卫星
卫星对地面站进行广播，所有地面站都能通过天线收到 卫星发来的报文，可根据阅读报文地址段决定是否需要接收 。
通信卫星在3．3万千米高空，数据单程传输到地面的时 间为0．24 S～0．27 S，它比计算机发送数据的时间长得多， 所以不能用通常计算机网络采用的信道监听办法解决信道争 用问题
（二）、同轴电缆的分类： 1. 按传输信号分类：
（1）基带同轴缆：基带同轴缆主要用于数字信号的基带通信，如 10Base-2以太网中使用的RG-58同轴缆。
（2）宽带同轴缆：宽带同轴缆主要用于模拟信号的宽带通信，如闭 路电视系统中的传输线路。
2. 按直径的不同分类：粗缆、细缆。 计算机网络一般选用RG-8以太网粗缆和RG-58以太网细缆。
和射频干扰引起的信号恶化 ,必须遵循其规范精确定义的每英尺电缆允许有多少 个扭绞 。
屏蔽双绞线电缆结合了屏蔽、相互抵消和电线扭绞技术。对电磁干扰和射 频干扰具有更好的抵抗能力。
屏蔽双绞线的结构
非屏蔽双绞的结构
2.双绞线的型号 按照型号来分主要有以下几类。 (1) 3类双绞线 、(2) 4类双绞线 、(3) 5类双绞线 、(4) 超5类双绞线 、 (5) 6类双绞线 、(6) 7类双绞线。