高速网络技术
高速网络通信中的缓存技术研究与优化

高速网络通信中的缓存技术研究与优化随着互联网的普及和网络技术的飞速发展,高速网络通信已成为现代社会中不可或缺的一部分。
高速网络通信中的缓存技术,在网络通信过程中起着至关重要的作用。
本文将对高速网络通信中的缓存技术进行研究与优化。
高速网络通信中的缓存技术能够提高网络通信的效率和响应速度。
它通过在网络通信路径上设置缓存节点,将一部分经常访问的数据存储在离用户较近的节点上。
当用户再次请求这些数据时,缓存节点能够直接返回数据,而不需要再次从远程服务器获取。
这样就减少了数据传输的时间和网络延迟,提高了网络通信的效率。
然而,高速网络通信中的缓存技术也存在一些问题需要解决。
首先,缓存节点的存储容量有限,无法存储所有的数据。
其次,缓存数据的更新和失效机制也需要进行进一步优化。
第三,缓存技术在一定程度上会影响数据的安全性和隐私性。
因此,研究和优化高速网络通信中的缓存技术是非常重要的。
在研究高速网络通信中的缓存技术时,首先需要考虑的是如何选择合适的缓存节点。
缓存节点的选择应综合考虑用户的地理位置和访问频率等因素,以确保缓存节点的位置能够最大程度地减少数据传输的延迟。
其次,需要研究如何优化缓存数据的更新和失效机制。
传统的缓存机制通常采用基于时间的策略,即根据数据的访问时间和频率来判断是否需要更新缓存数据。
然而,这种策略在一些特定场景下效果不佳。
因此,需要研究并设计更加智能和高效的缓存更新和失效策略,以满足不同场景下的需求。
另外,高速网络通信中的缓存技术也需要注意数据的安全性和隐私性问题。
缓存节点存储的数据可能会包含用户的隐私信息,如个人身份证号码、手机号码等。
因此,在设计和实现缓存技术时,应该采取相应的安全措施,保护用户的隐私数据不被泄露。
此外,研究高速网络通信中的缓存技术还可以从以下几个方面展开:一是研究分布式缓存技术,采用分布式缓存集群,提高缓存节点的容量和吞吐量;二是探索新的缓存算法和数据结构,以提高缓存的命中率;三是研究缓存技术在移动网络通信中的应用,解决移动网络通信中的延迟和带宽瓶颈问题。
高速网络中的实时数据传输与处理技术研究

高速网络中的实时数据传输与处理技术研究随着科技的不断发展,人们对于网络的要求也越来越高,尤其是在高速网络时代,实时数据传输与处理技术就显得尤为重要。
在大数据时代,如何保障数据的实时传输和处理已经成为各行业的重要课题,涉及到数据的安全性、完整性以及实时性等方面。
在这篇文章中,我们将探讨高速网络中的实时数据传输与处理技术,并剖析其中的关键问题与挑战。
首先,高速网络中的实时数据传输技术是指在网络传输数据时,要求数据可以在瞬间被传输到指定目的地,且数据的传输速度要快。
实时数据传输的重要性在于它对于信息的及时性有着重要的意义,比如在金融交易、在线视频直播、智能交通系统等方面,都需要实时数据传输技术的支持。
所以,如何提高数据在网络中的传输速度,确保实时性是实时数据传输技术研究的重要方向。
实时数据传输涉及到的技术领域非常广泛,其中有很多关键技术需要解决。
首先,网络的带宽、延迟以及拥塞控制是影响实时数据传输的重要因素。
网络带宽决定了数据传输的速度,而延迟则影响了数据的传输时效性,拥塞控制则是保障数据传输的可靠性。
如何在高速网络中克服这些问题,提高传输效率是实时数据传输技术研究的重点之一。
其次,实时数据处理技术是指在数据到达目的地后,如何快速有效地对数据进行处理和分析。
在大数据时代,数据量巨大,传统的数据处理方式已经无法满足实时处理的需求。
因此,如何设计高效的数据处理算法,提高数据处理的速度和准确性是实时数据处理技术研究的关键问题。
实时数据处理技术需要结合分布式计算、并行计算等技术来优化数据处理过程。
比如,利用分布式系统来实现数据的并行处理,将数据分割成多个部分,分布到多个节点上同时处理,提高数据处理的效率。
同时,利用内存计算技术来减少数据读写的时间,提高数据处理的速度。
这些技术的运用将极大地提高实时数据处理的效率,使数据处理更加快速和准确。
在实时数据传输与处理技术研究中,还存在着一些挑战和难点需要克服。
首先,网络安全问题是实时数据传输与处理技术研究的重要环节。
5G的基本特点与关键技术

5G的基本特点与关键技术
5G是第五代移动通信技术的简称,它可以在更低的延迟、更大的容量和更快的数据传输速度等多个方面都能提供极好地网络条件,支持多种服务,它的基础是新的技术和新的信号传输技术,以及传输速度更快的技术结构。
1、高速:5G网络可以提供高达数百兆的速度,比现有的4G更快,可以满足高清视频流媒体服务、云计算等多种不同的应用需求。
2、容量大:5G网络的容量比4G网络大,可以支持更大的吞吐量,能够满足大量用户的同时使用。
3、低延迟:5G网络的延迟比4G网络低,从而支持高实时性应用,如自动驾驶等。
4、安全:5G网络提供了更强大的安全性,可以保护数据传输过程中的隐私安全,防止病毒和木马的侵入,从而保护网络的安全性。
此外,5G技术还具有可扩展性、低成本和普及性等优势,这些技术可以让更多的用户更广泛地使用5G网络服务,从而带来更多的经济和社会好处。
5G的关键技术主要包括:
1、空口有效利用率(ENU)技术:ENU技术可以改善信道利用率,从而提高信号传输的稳定性和覆盖范围。
2、多边形通信(M2M)技术:M2M技术是5G网络的关键技术。
高速网络传输技术的数据压缩与优化方案

高速网络传输技术的数据压缩与优化方案随着互联网的迅速发展和智能设备的普及,网络传输需求不断增加。
然而,由于数据量的增加和网络带宽的有限性,高速网络传输技术的数据压缩和优化方案变得至关重要。
本文将探讨一些目前常用的高速网络传输技术的数据压缩与优化方案。
数据压缩是指通过使用各种算法和技术来减少数据的存储空间和传输带宽。
数据压缩的目标是在尽可能小的存储空间或传输带宽的情况下,保持数据的完整性和质量。
一种常见的数据压缩方法是无损压缩。
这种压缩方法可以通过使用哈夫曼编码、LZW算法或算术编码等来实现。
这些算法采用不同的方式来消除数据中的冗余信息,从而减少存储空间或传输带宽的使用。
无损压缩方法适用于那些要求数据完整性和准确性的应用场景,如文件传输和数据库备份等。
另一种常见的数据压缩方法是有损压缩。
有损压缩方法通过牺牲一定的数据精度或质量来实现更高的压缩率。
这种压缩方法适用于那些对数据完整性和准确性要求较低的应用场景,如音视频传输和图像处理等。
有损压缩方法主要包括离散余弦变换(DCT)、小波压缩和运动补偿等技术。
这些技术可以减少音频、视频和图像中的冗余信息,从而显著减小数据量。
在高速网络传输中,除了数据压缩方法外,还可以采用一些优化方案来提高数据的传输效率和性能。
首先,带宽优化是提高网络传输效率的关键。
通过合理管理和分配网络带宽,可以最大限度地减少数据传输时的延迟和丢包率。
这可以通过使用数据流分类和优先级标记技术来实现。
例如,对于实时传输应用来说,如视频会议或在线游戏,可以将其标记为高优先级,以确保其始终占用足够的带宽,从而保证实时传输的稳定性和质量。
其次,缓存优化也是提高网络传输性能的重要方案。
通过在传输过程中使用缓存来存储已传输的数据块,可以最大限度地减少数据的重复传输和带宽的浪费。
这可以通过使用内容分发网络(CDN)来实现,CDN可以将内容缓存到就近的服务器中,从而提高内容的访问速度和响应性。
再次,流量控制和拥塞控制是确保网络传输稳定性和公平性的关键。
高速数据传输技术的现状与展望

高速数据传输技术的现状与展望在当今数字化时代,数据已经成为人们最重要的财富之一,因此高速数据传输技术应运而生。
从以太网到无线网络再到光纤网络,人们的经验和需求正在推动着网络技术不断地发展和创新。
本文将探讨目前高速数据传输技术的现状和未来的展望。
现状当今,人们需要更快的网络传输速度。
过去,网速只能与1Mbps到10Gbps之间波动,而现在人们已经可以获得1Tbps甚至更高的传输速度。
这根据不同的设备,需要不同的传输速度。
出于这个原因,有很多不同的高速数据传输技术正在不断发展和改进。
以太网以太网络已成为局域网信息传输的主要技术。
在以太网中,数据以“帧”(frame)的形式传输,每个帧的大小在 64字节至1500字节之间。
以太网的速度从1Mbps到100Gbps,该速度取决于所使用的传输媒介的类型和长度,如铜缆、光缆等。
最近,以太网络的速度已经达到400Gbps,其应用领域也正在不断扩大。
无线网络无线网络目前已成为人们日常使用的网络之一。
无线网络使用的是无线信号,在传输过程中受到干扰,因此其传输速度不如有线网络快。
但是,新一代的无线网络,如5G,将会是一种革命性的变化。
5G网络能够达到10Gbps的传输速度,这将是移动设备领域中的巨大进步。
尽管目前5G网络需要更多的无线频谱和基础设施与投资,但未来可改变很多行业。
光纤网络光纤通信是一种可靠的高速网络传输技术。
与传统的有线网络相比,光纤网络具有更高的传输带宽和更大的通信容量。
光纤网络使用的是光信号而不是电信号,在高速的光线中传输数据。
光信号的传输速度几乎是光速的3/4,因此其传输速度天然很大。
光纤网络相对于其他传输技术的优势在于其信噪比更高,不会受到电子干扰和衰减的影响,可实现高速传输和长距离传输。
未来高速数据传输技术的主要发展方向是速度和容量的提高。
与此同时,传输效率的提高和成本的降低也是未来高速数据传输技术的两个主要目标。
量子通信量子通信是最新、也是最前沿的数据传输技术。
高速网络通信中的协议和技术

高速网络通信中的协议和技术随着互联网的迅速发展,人们对网络通信的需求也越来越高,特别是在高速网络通信的场景下。
为了确保网络通信的高效、安全和稳定,我们需要采用一些协议和技术。
本文将介绍高速网络通信中常用的协议和技术。
一、TCP/IP协议TCP/IP协议是计算机网络领域中最重要的协议之一,它是互联网常用的协议。
在网络通信中,数据通信的本质是将数据包从源地址传输到目的地址。
TCP/IP协议是一种面向连接的协议,它将数据包拆分成若干个小的数据块进行传输。
每个数据块都包括一个序列号,用来标识该数据块的位置。
TCP/IP协议具有可靠的传输特性,它可以保证数据的准确性和完整性。
同时,该协议还可以进行流量控制和拥塞控制,以确保网络通信的稳定性和高效性。
二、HTTP协议HTTP协议是Web网络通信中常用的一种协议,它是基于TCP/IP协议的协议。
HTTP协议是一种无状态的协议,它可以通过Cookie和Session等机制来实现状态管理。
在Web应用程序中,HTTP协议通常用于实现客户端和服务器之间的通信。
当我们在浏览器中访问某个网站时,首先会发送一个HTTP请求给服务器,该请求包含了我们想要获取的资源。
服务器会根据请求的内容进行处理,并返回一个HTTP响应,该响应包含了我们需要的资源内容。
三、HTTPS协议HTTPS协议是HTTP协议的安全版本,它采用SSL/TLS协议对数据进行加密和验证。
HTTPS协议的加密方式可以避免数据被窃取或篡改,确保网络通信的安全性。
HTTPS协议在数据传输的过程中会使用公钥和私钥来进行加密和解密。
公钥是公开的,它可以被任何人获取。
私钥是保密的,只有证书持有人可以获取。
HTTPS协议可以识别伪造的证书和篡改过的数据,因此它可以确保通信的安全性。
四、MQTT协议MQTT协议是一种轻量级的协议,它是为物联网通信而设计的。
MQTT协议适用于低带宽和高延迟的网络通信环境,例如传感器网络和移动设备等。
高速公路网络通信技术及其实现方法

交换 等技术 内容 的全新 的高速通信技术 。其信息 的传输 、 复用
和 交 换 都 以 信 元 为 基 本 单 位 。A M信 元 是 固定 长 度 的 分 组 , T 共
重要 的数据或造成 事故处理不 当 , 因此要求 系统必须具备 高可
靠性。
有 5 个 字节 , 为 2 3 分 个部分 :前面 5 个字节 为信 头 , 主要完 成寻 址 的功 能。后面的 4 个字节 为信息段 , 8 用来装载来 自不 同用户
行 网 络 配 置 和控 制 , 得 功 能 开 发 、 能 改 变 较 为方 便 , 适 应 使 性 可 将 来 的不 断 发 展 。 2A M技 术 。A M异 步 传 输 模 式 是 一 种 包 含 传 输 、 网 和 .T T 组
、
高 速公 路 通 信 系统 的特 点 与 要 求
高 速公路通信 系统是一 个多业务 、 输 距离长 的专用多媒 传
数 字 序 列 S H 自愈 环 光 缆 系 统 , 现 了 所 有 数 据 、 制 指 令 、 D 实 控 电
全 世界统一 的网络结点接 口( N ) N T 。有 一套标准化的信息结构
等 级 , 为 同 步 传 输 模 块 (T 1 S M一 、T 1 、T 6 ) 称 S M一 、T 4 S M一 6 S M一4 。 帧 结 构 为 页 面 式 , 有 丰 富 的 用 于 维 护 管 理 的 功 能 。所 有 网 络 具
3通信 方式 和传 输信 号种类繁 多 , . 对各类 信号 的传输有 明
确 要 求 。 如 控 制 指 令 和 报 警 信 号 的 高 可 靠 性 、 费 数 据 严 格 的 收 连 续性 等 。
体通信网络全球标准 , 简化了交换过程 , 并 去除 了不必要 的数据 校验 , 采用 易于处 理的 固定 信元格 式 , 以A M交换速 率大大 所 T 高于传 统的数据 网 ( x2 、 D 帧 中继 等 ) 已成为新 一代 网 如 .5 D N、 ,
高速网络中的拥塞控制技术

高速网络中的拥塞控制技术拥塞控制是保证高速网络稳定运行的重要环节,尤其是在如今信息爆炸的时代,网络流量的急剧增加给网络带来了更大的挑战。
拥塞控制技术可以帮助网络有效地处理大量的数据流量,提高网络的性能和可靠性。
本文将介绍高速网络中的拥塞控制技术及其应用。
一、拥塞控制的定义和重要性拥塞控制是指在网络中采取一系列的措施,以确保网络在高负荷情况下仍能提供稳定的服务质量。
它是防止网络拥塞或减轻网络拥塞的一种手段。
拥塞控制的重要性在于它可以避免网络中的拥塞崩溃,保持网络的稳定性,提高用户的满意度。
二、拥塞控制的原理和方法1. 拥塞检测拥塞检测是拥塞控制的第一步,它通过对网络中的各个节点和链路进行监测,以确定是否出现了拥塞现象。
拥塞检测可以通过监测网络的流量、延迟、丢包等参数来实现,一旦发现网络出现拥塞,就需要采取相应的措施进行拥塞控制。
2. 路由选择路由选择是拥塞控制的一种方法,它通过根据不同的网络条件选择合适的路由,以避免网络拥塞。
在高速网络中,路由器可以根据网络的负载情况动态地选择最佳路径,以平衡网络中的流量,从而减少拥塞现象的发生。
3. 流量控制流量控制是拥塞控制的一种重要手段,它通过限制网络中的数据流量,使得网络的吞吐量不会超过其所能承受的范围。
流量控制可以通过设置缓冲区大小、调整传输速率等措施来实现,以确保网络中的数据流量在可承受的范围内运行。
4. 拥塞避免拥塞避免是一种在网络中避免出现拥塞的方法。
它通过控制发送方的传输速率,使得网络能够承受发送方的数据流量。
拥塞避免可以根据网络的时延和丢包的情况来调整发送方的传输速率,以避免网络拥塞。
三、拥塞控制技术的应用拥塞控制技术广泛应用于各种高速网络中,包括互联网、局域网、无线网络等。
在互联网中,拥塞控制技术可以帮助网络提供商(ISP)管理网络的流量,以避免网络拥塞和性能下降。
在局域网中,拥塞控制技术可以保证网络中的各个节点和用户之间的数据传输不会导致网络拥塞。
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第五章高速网络技术5.1 高速以太网5.1.1 100BASE-T从10Mbps以太网到100BaseT非常简单,无需对软件和上层协议进行任何修改,无需对网络用户进行任何新的培训。
●采用和10Mbps以太网相同的帧结构。
●以太网帧的最小帧长仍然为64个字节。
●缩短了网络所能覆盖的范围,从原来10Base5的2500米缩短为只有大概200米左右。
●采用相同的媒体访问控制协议CSMA/CD(具有冲突检测的载波侦听多路访问)。
100BaseT采用星型拓扑结构。
100BaseT支持多达4种传输介质,包括:100BaseTX、100BaseFX、100BaseT4和100BaseT2。
100BaseT支持介质的自动协商。
⏹IEEE 以太网标准/工作组⏹物理介质选择●100BaseX 包括100BaseTx和100BaseFx,两结点间使用两条物理链路:一条用来传输,一条用来接收。
100BASE-TX采用2对5类以上UTP或STP100BASE-FX使用1对光纤。
100BASE-T4使用4对3类以上UTP,其中3对用于数据传输100BASET2采用2对3类以上UTP,采用PAM5编码来获得100Mbps的速率。
⏹连接接口单元AUI●10Mbps以太网采用AUI接口来连接介质无关的控制器和介质相关的收发器早期10Base5的设计中,由于电气方面的原因,收发器与同轴电缆在物理上必须连接到一起,这样控制器和收发器之间就必须通过相应的接口连接。
物理层协议在收发器中实现,包括信号在传输媒体的收发以及冲突检测功能。
●控制器实现MAC逻辑,采用高集成度数字逻辑实现,完全从物理介质的细节中隔离出来。
●控制器主要采用数字技术,而收发器包含了模拟部件,两者之间存在一条逻辑分界线。
AUI接口中的控制器包括总线接口、缓冲区、MAC逻辑以及曼彻斯特编码解码器 10BaseT也采用类似于10Base5的设计,采用低效(编码效率只有50%)的曼彻斯特编码。
⏹介质无关接口MII●100Base-T通过MII(Media Independent Interface)连接控制器和收发器,要求能够支持10Mbps和100Mbps的收发器,支持多种传输介质,而每种介质各自使用不同的编码方案编码器移到了收发器端。
●MII接口共40针,提供了控制器和收发器之间的接口。
●MII可以驱动一个比较短(最长50米)的屏蔽电缆,这种使得控制器和收发器可以从物理上分割开来⏹100BASE-TX●使用两对屏蔽双绞线STP或者两对五类以上的非屏蔽双绞线,一对用来传输,一对用来接收。
●100BaseTX限制所连接的双绞线电缆的长度为最多100米。
●MLT-3编码方案:4B/5B中将4位数据一起编码,每4位数据被编成5位信号。
4B5B编码确保编码后的比特流不会出现连续多个0的情形。
为了获得100Mbps的数据速率,需要125Mbps的信号速率。
NRZI采用差分编码,通过跳变来表示1,从而在连续多个1的情况下也有信号的跳变,从而可以进行同步。
5类UTP支持的频率范围有限,如果125MHz的信号通过5类UTP传输时会导致信号的大幅衰减。
MLT-3的基本思想是:采用3级的信号电平并通过相应的编码方法将传输信号的能量集中在30MHz以下,由此减少了由于干扰而产生的问题。
●MLT-3编码对于每个1都有一次跳变采用3种电平:正电压(+V)、负电压(-V)、零电压(0) 。
如果下一个输入位是0,下一位输出值与前面的那一位一样。
如果下一个输入位是1,下一位输出值将包含一个跳变。
如果前一位的输出是+V或-V,下一位的输出是0;如果前一位的输出是0,下一位的输出是非0。
其符号与最近的那个非0输出的符号相反。
10011110000101110111+V-V●100BaseTx采用MLT-3进行编码的基本步骤:把4B5B/NRZI信号转变回NRZ信号经过扰频技术产生一个更一致的频谱分布避免出现连续多个0或者连续多个1在数据流增加一些随机性扰频一般是通过多项式的除法和乘法运算来实现扰频后的比特流采用MLT-3编码100BASE-FX使用两条光纤。
一条用于发送,一条用于接收。
100BASE-FX限制媒体的跨段距离(连接的网段中最长的直径)最长可达415米。
100BaseFX采用4B/5B- NRZI码编码方案采用了强度调制技术:1用一个光脉冲表示,0用无脉冲或极小强度的光脉冲表示。
⏹集线器/转发器●通过集线器连接的所有站点处在同一个冲突域中。
●100BASE-T标准定义了两种转发器,用罗马数字表示。
I类转发器用于连接不同的物理介质。
由于不同物理介质所采用的编码方案的不同,要将一种信号转换成另一种信号,转发器内部的时延相对来说要长一些,一个冲突域中只能有一个I类转发器。
II类转发器只限于单一物理介质类型,无需把信号从一种编码转换为另外一种编码,时延相对要短一些,一个冲突域中可以使用2个II类转发器。
⏹自动协商●以太网设备具有不同的能力支持多种数据速率支持全双工方式等●自动协商:连接在一条链路上的两个设备交换关于它们能力的信息,自动以合适的数据速率或模式来进行通信只用在那些采用非屏蔽双绞线的传输媒体选项中(比如10Base-T、100Base-TX 等)。
●如何在UTP上支持自动协商?传统的10BASE-T标准中包括了一个链路测试机制来维持链路网络空闲(没有数据传输)时,收发器会每隔16ms发送一个100纳秒的正常链路脉冲NLP。
如果在50到150ms内都没有收到数据分组或者NLP,说明链路出现了故障。
自动协商采用了NLP的改进版本来实现,将协商信息嵌入一阵间隔紧密的链路整体脉冲中加以传送来实现自动协商。
●自动协商传统10Base-T中网络空闲时每隔16ms发送100纳秒的NLP(Normal Link Pulse)自动协商中,每隔16ms发送一串由多个持续100纳秒的NLP组成的快速链路脉冲FLP(Fast Link Pulse),每个FLP包括33个脉冲位:17个奇数位是时钟脉冲,进行时钟同步16个偶数位用于传递信息,如果对应的位置有脉冲,则代表比特1,如果没有脉冲,则代表0。
这样FLP可传递16比特信息。
传统的10BASE-T接收器或不支持自动协商的设备将FLP当成NLP来处理,从而可以与传统的不支持自动协商的设备兼容●自动协商是可选的,控制器可以通过MII接口来关闭自动协商、强制重新协商、设置具体的媒体模式等。
●DTE和链路的另一端通过互相交换LCW(Link Code Word 链路码字)来告知对方自身的能力当以太网设备加电、重置或者要求重新协商时,才开始自动协商过程接收方在收到三个连续的相同FLP之后,从FLP中取得链路码字LCW,选择双方所能支持的具有最小能力的媒体选项,并且通过FLP发送ACK来进行确认自动协商完成之后按照协商的结果进行正常的数据通信,无需再进行自动协商,直到链路重新加电、重置或者强制重新协商后才重新开始自动协商过程。
●链路码字LCW总共16比特5个比特的选择因子字段指明了紧随的技术能力字段的具体取值范围,对于IEEE 802.3来说,选择因子取值为00001。
远端错误RF(Remote Fault)位用于向链路另一端表明错误。
确认ACK位:在连续收到3个相同的LCW之后通过设置ACK为1来确认下一页NP(Next Page)位:表明后面还有一个16比特的码字,用于扩展16比特的LCW8比特的技术能力字段给出了该设备所支持的介质技术●行连接●自动协商技术出现之前,已经支持一些包括10BASE-T、100BASE-TX和100BASE-T4在内的介质选项,自动协商的设备与其相连时可以采用并行检测技术:对于设备支持的介质选项都有一个对应的链路监控模块收到的链路脉冲信号同时传递给该设备的所有链路监控模块,如果只有一个模块检测到链路的质量比较好,则采用对应的技术来连接,从而跳过自动协商过程●对于自动协商出现之后的介质选项必须以自动协商为基础而不是并行检测来进行自动选择。
●自动协商并不能测试链路所采用的电缆类型,局域网的管理者必须保证采用的电缆能够支持协商后的介质技术,或者通过设置以太网设备的工作模式来保证假设一个集线器和站点都支持10BASE-T和100BASE-TX,它们之间通过3类UTP连接自动协商的结果是采用100BASE-TX连接,但是100BASE-TX要求采用5类双绞线5.1.2 全双工以太网●IEEE 802.3x提出了全双工(Full-duplex)以太网:传统以太网采用的CSMA/CD是半双工的:一个站点要么传输,要么接收,它不可以同时做这两件事全双工方式下,允许两个站点通过支持全双工数据传输的点到点链路来交换数据,站点能同时传输和接收。
吞吐率是原有半双工以太网的一倍●全双工以太网要求:只能在连接两个站点的点到点链路上使用没有别的站点来竞争对链路的访问权限,从而也不会出现冲突不需要采用CSMA/CD协议的限制,有帧要传输就可以马上发送。
链路必须能够支持同时传输和接收信号,而不会互相干扰10BASE5、10BASE2、10BASE-FP、10BASE-FB和100BASE-T4不能支持全双工模式。
链路两端的站点都必须支持全双工方式。
●全双工方式的以太网和半双工方式的以太网一样,仍然使用同样的以太网帧格式、同样的最小帧长、同样的物理层协议●采用了和CSMA/CD不同的媒体访问协议,即在接收的同时也可以发送支持的吞吐率是半双工方式的两倍没有CSMA/CD协议,不再有冲突域,不需要有载波监听和冲突检测,从而也没有因为冲突而带来的站点的重传站点和交换机之间的连接距离也不再受最短帧长(512比特)的限制,而纯粹考虑的是链路的物理特性。
比如100BASE-FX在半双工方式时限制网段的直径最大为412米,而采用全双工方式后可以长达2千米。
●全双工以太网的局限:由于必须是点到点的链路,中间不能有转发器可能会出现站点发送过快的情况,需要能够暂时缓存站点发送的帧已经进行流量控制⏹流量控制●在引入全双工方式后,流量控制非常重要,802.3X即为解决流量控制而在MAC层采取的流量控制方式●802.3X给出了一个通用的结构和协议来进行MAC控制MAC控制子层位于传统的MAC层和MAC客户之间MAC控制子层是可选的,对下面的MAC(半双工或全双工)是透明的流量控制是MAC控制子层提供的一种控制机制⏹MAC控制帧●MAC控制帧是一种特殊类型的以太网帧如果以太网的帧类型字段为0x8808,则表示该帧为MAC控制帧,由MAC控制子层来处理,否则递交给高层的MAC用户MAC控制帧长度64个字节,和原有以太网帧格式一样:首先是前导、目的地址、源地址字段,帧类型字段取值为0x8808。