千兆以太网
GE基本介绍
GE 基本介绍1.1 1.2 GE 技术发展背景千兆以太网（也称GE ）是基于以太网系列中较新的一种网络，随着数据网络不断发展，以及各种以太网技术的成熟和进步，尤其是10Mb/s 、100Mb/s 以太网的大规模应用，为千兆以太网GE 的出现和使用提供了很好的技术基础。
最初，以太网是一种介质共享型网络，其中所有相连接的站点共享全部可用带宽。
随着用户数目和网络需求的不断增加，共享式网络逐渐让位于交换式网络，后者可以让每一个用户获得全部网络带宽。
由共享式网络向交换式网络的转变，再加上技术的不断进步以及Internet、多媒体等业务的增长，使得千兆以太网GE 得以不断的开发和标准化。
千兆以太网GE 提供了以太网的所有特点。
它使用了为人所熟知的物理层技术，而且未对以太网帧格式作任何修改，仍然支持原来以太网介质共享的特点。
随着网络的飞速发展，用户的带宽需求越来越高，WDM （密集波分复用系统）应用越来越广泛。
WDM 对数据传输的透明性和点到点的优越性，使得它不断地应用在各种骨干网，城域网。
同时，数据业务尤其是Internet/Intranet 业务的飞速发展，IP 网络的发展变得越来越迫切，而支持IP 业务传输的大部分为以太网，在以太网的应用中，GE 千兆以太网又得到了广泛的使用，于是就出现了IP over Ethernet （GE ） over WDM 的概念，也就是我们即将介绍的GE over WDM 技术。
在GE 的应用中，GE Over WDM 是一种相当合理的解决方案，它可以提供多个千兆位的通信带宽，又具有以太网的简易性，与其它类似的通信技术比较，具有价格低廉的特点，具有很大的应用前景。
GE 技术基本知识主要介绍GE 的物理结构模型，千兆以太网帧结构，以及GE 的工作方式和编码方式，最后，还对流量控制以及自协商的基本特点作一下简要介绍。
1.2.1 GE 的基本特性GE 的基本特性包括GE 的基本物理结构模型以及GE 帧结构的介绍。
5.千兆以太网组网
协调一致
Mdium Independent Interface
PCS PMA PMD MDI Medium
Media Dependent PHY Group
Tag Control info. PAD
FCS
Ext
2 Byte
802.1Q Tag type
42 - 1496 Octets
MSO 0
01 7 MS b
00
LSO
LS b 81-00
1000-0001 0000-0000 ( 33024 )
VLAN - Tagged MAC 控制信息字段 ( 802.1Q ) Pre SFD DA SA L/T Data 2 Byte
L
长度字段
G = 1 组地址 IEEE 802.3 ≤ 1500 Ethernet ≥ 1536
type 类型字段
FCS 帧校验序列
什么是 slot-time ？
slot-time 是冲突窗口标准所用的参数名。
参 数 10Mbps 100Mbps 1000Mbps 512 bit times 4096 bit times 隙时(Slot time) 51.2 s 0.96 s 0.96 s 帧间隔(Inter Frame Gap) 9.6 s 16 16 尝试次数(Attempt Limit) 16 10 10 退避次数(Back off Limit) 10 32bits 32bits 阻塞信号(Jam Size ) 32bits Max Frame Size 1518 bytes 1518bytes 1518bytes Min Frame Size 64 bytes 64bytes 64bytes 地址长度(Address Size ) 6 bytes
千兆路由器参数标准
千兆路由器参数标准千兆路由器是一种能够支持千兆以太网速度的路由器设备，通常用于家庭或办公室网络中。
它的参数标准包括以下几个方面：1. 传输速率，千兆路由器的传输速率通常指的是以太网端口的速度，即1000兆比特每秒（1Gbps），这是其最主要的参数之一。
这种速度可以满足大多数家庭和办公室网络的需求，能够提供快速稳定的网络连接。
2. 网络标准，千兆路由器通常支持多种网络标准，包括IEEE 802.11ac无线标准和IEEE 802.3以太网标准。
IEEE 802.11ac是目前最新的Wi-Fi标准之一，能够提供高速无线网络连接，而IEEE 802.3以太网标准则是有线网络的标准，支持千兆以太网速度。
3. 网络接口，千兆路由器通常具有多个以太网端口，用于连接有线设备，同时也会配备无线网络接口，支持Wi-Fi连接。
此外，一些千兆路由器还支持USB接口，用于连接外部存储设备或打印机。
4. 天线，对于无线功能的千兆路由器，天线的数量和类型也是重要的参数之一。
一般来说，天线数量越多，覆盖范围越广，信号质量也会更好。
5. 安全性，千兆路由器通常会内置防火墙和加密功能，用于保护网络安全。
支持WPA2加密协议和访客网络功能也是其安全性的重要表现。
6. 硬件配置，千兆路由器的硬件配置也是其参数标准之一，包括处理器类型和速度、内存大小、存储容量等。
这些硬件配置会直接影响路由器的性能和稳定性。
综上所述，千兆路由器的参数标准涵盖了传输速率、网络标准、网络接口、天线、安全性和硬件配置等多个方面，这些参数将直接影响到路由器的性能和适用场景。
选择合适的千兆路由器需要根据实际需求综合考虑这些参数。
千兆解决方案
千兆解决方案引言概述：随着互联网的迅猛发展，网络传输速度的要求也不断提高。
为了满足用户对高速网络的需求，千兆解决方案应运而生。
本文将详细介绍千兆解决方案的相关内容。
一、千兆解决方案的概念及特点1.1 千兆解决方案的定义千兆解决方案是指通过采用千兆以太网技术，实现高速网络传输的一种解决方案。
它能够提供比传统百兆以太网更快的传输速度，从而满足用户对大数据传输、高清视频流媒体等高带宽需求的要求。
1.2 千兆解决方案的优势千兆解决方案相对于百兆以太网具有以下优势：（1）更高的传输速度：千兆以太网的传输速率可达到1000Mbps，是百兆以太网的10倍以上，可以更快地传输大容量数据。
（2）更低的延迟：千兆以太网的延迟较低，能够提供更快的响应速度，适合于对实时性要求较高的应用场景。
（3）更大的带宽容量：千兆以太网的带宽容量更大，可以支持更多的终端设备同时进行高速传输，满足多用户同时在线的需求。
1.3 千兆解决方案的应用领域千兆解决方案广泛应用于以下领域：（1）企业网络：千兆以太网能够满足企业对高速网络传输的需求，提升办公效率和数据传输速度。
（2）数据中心：千兆以太网在数据中心中的应用，能够支持大规模数据的高速传输和处理。
（3）视频监控：千兆以太网可以提供高清视频流的实时传输，满足视频监控系统对高带宽的要求。
二、千兆解决方案的实施步骤2.1 网络设备升级实施千兆解决方案的第一步是升级网络设备。
包括更换千兆以太网交换机、路由器等网络设备，以确保整个网络链路都能够支持千兆传输速度。
2.2 网络布线优化为了保证千兆解决方案的稳定性和传输效果，需要对网络布线进行优化。
优化包括选择高质量的网络线缆、合理规划布路线径，避免信号干扰和传输损耗。
2.3 网络安全加固千兆解决方案的实施还需要考虑网络安全问题。
加固网络安全包括设置访问控制、防火墙等安全措施，保护网络免受恶意攻击和数据泄露的威胁。
三、千兆解决方案的技术支持3.1 协议支持千兆解决方案需要支持一系列的网络协议，如IEEE 802.3ab、IEEE 802.3z等，以确保网络设备之间的兼容性和互通性。
千兆以太网技术的优势和应用
千兆以太网技术的优势和应用在信息时代，网络技术的发展已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
以太网技术的出现就为人们提供了一个高速连接网络的便利。
而在以太网技术的基础上，千兆以太网技术的出现则使得网络传输速度大大提高，更为高效和稳定。
本文将详细分析千兆以太网技术的优势和应用。
一、千兆以太网技术的优势1.传输更快速千兆以太网技术相对于以前的百兆以太网技术，其传输速度更快，能够让人们更快地访问和传输网络信息和资源。
每秒传输1千兆字节的数据，网络上的高清、3D、VR等同步体验不再卡顿，实现高带宽、低延迟。
这样就可更快的传输文件和举行视频会议等。
2.稳定性更高千兆以太网技术具有更高的稳定性和可靠性。
这是由于千兆以太网技术使用更高质量的网络电缆和物理接口，有效避免了数据传输中出现的差错或丢包，确保网络设备快速响应，让网络连接稳定更加可靠。
3.拓扑结构更灵活千兆以太网技术采用多路径、分散式交换体系，不像以前的以太网技术在多个节点之间形成单向环路，因此当遇到故障的时候，也不会让整个网络瘫痪。
这使得千兆以太网技术的拓扑结构更为灵活，提高了网络的弹性和可靠度。
二、千兆以太网技术的应用1.数据中心及云计算随着互联网的迅速发展，数据中心和云计算技术越来越成熟。
而千兆以太网技术的出现对其应用起到了更加积极的作用。
例如，通过使用千兆以太网技术能够实现高性能的数据中心网络，应对高容量和高速率的数据中心网络流量要求。
2.高速路由器传统以太网路由器无法满足高速数据交换的要求。
而千兆以太网技术的出现，可以让网络带宽更大、网络流量更加畅通，竞争力更加强劲。
同时可满足家庭日常网络及职场办公等交换机和路由器需求，在多媒体、游戏和在线商店应用中提供优异的传输性能。
3.智能家居和物联网智能家居和物联网的出现，使得人们的生活更加智能化和便利。
但是，这些网络设备之间都需要进行连接和传输数据。
千兆以太网技术则能够更好地满足这种连接和传输要求。
尤其是在更多媒体丰富、设备类型多样的情况下，在数据安全方面表现更为出色。
以太网的三种以太网标准
以太网的三种以太网标准以太网是一种局域网技术，它使用双绞线或光纤作为传输介质，采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议来实现数据的传输。
在以太网的发展历程中，出现了多种不同的标准，其中最为常见的有以太网、快速以太网和千兆以太网。
本文将对这三种以太网标准进行介绍和比较。
首先，以太网是最早的以太网标准，它使用10Mbps的传输速率，采用基带传输技术，传输距离最远为100米。
在以太网中，数据帧的最小长度为64字节，最大长度为1518字节。
以太网使用CSMA/CD协议来解决数据冲突问题，但随着网络规模的扩大，以太网的传输速率已经无法满足需求，因此出现了更高速的以太网标准。
其次，快速以太网是在以太网的基础上进行改进的，它使用100Mbps的传输速率，采用基带传输技术，传输距离最远为100米。
快速以太网在数据帧的最小长度和最大长度上与以太网保持一致，但由于传输速率的提升，快速以太网能够更快地传输数据，适用于对传输速度要求较高的场景。
快速以太网的出现，使得局域网的传输速度得到了显著提升，大大改善了网络性能。
最后，千兆以太网是目前应用最为广泛的以太网标准，它使用1Gbps的传输速率，采用基带传输技术，传输距离最远为100米。
千兆以太网在数据帧的最小长度和最大长度上与以太网和快速以太网保持一致，但由于传输速率的进一步提升，千兆以太网能够更快地传输大容量数据，适用于对传输带宽要求较高的场景。
千兆以太网的出现，进一步提升了局域网的传输速度和带宽，满足了现代网络应用对高速数据传输的需求。
综上所述，以太网的发展经历了以太网、快速以太网和千兆以太网三种不同的标准，它们分别采用了不同的传输速率和技术，适用于不同的网络场景。
随着网络应用的不断发展，以太网标准也在不断演进，未来可能会出现更高速的以太网标准，以满足日益增长的网络传输需求。
在选择以太网标准时，需要根据实际需求和网络环境来进行合理的选择，以实现最佳的网络性能和传输效果。
千兆以太网的两种标准
千兆以太网的两种标准千兆以太网是一种高速的局域网技术，其传输速率可达到1Gbps，比起传统的百兆以太网有着更快的速度和更大的带宽。
在千兆以太网的发展过程中，出现了两种不同的标准，分别是1000BASE-T和1000BASE-X。
本文将对这两种标准进行详细介绍，以便读者更好地了解千兆以太网技术。
首先，我们来介绍1000BASE-T标准。
1000BASE-T是一种采用双绞线作为传输介质的千兆以太网标准，其传输距离最长可达100米。
在1000BASE-T标准中，使用了四对双绞线进行数据传输，其中每对双绞线只使用了两根线进行数据传输，另外两根线用于信号衰减和抑制串扰。
这种设计使得1000BASE-T标准可以在现有的双绞线基础上进行升级，而无需更换传输介质，这对于现有网络设施的升级具有重要意义。
此外，1000BASE-T标准还采用了自适应均衡和抗干扰技术，可以有效地降低信号衰减和串扰对数据传输的影响，保证数据传输的稳定性和可靠性。
因此，1000BASE-T标准在现有网络环境中得到了广泛的应用。
其次，我们来介绍1000BASE-X标准。
1000BASE-X是一种采用光纤作为传输介质的千兆以太网标准，其传输距离可达数十公里甚至更远。
与1000BASE-T标准相比，1000BASE-X标准具有更高的传输速率和更远的传输距离，适用于对网络带宽和传输距离有较高要求的场景。
在1000BASE-X标准中，主要包括了1000BASE-SX、1000BASE-LX/LH和1000BASE-ZX等不同的变种，它们分别适用于不同类型的光纤和传输距离要求。
1000BASE-X标准的应用范围涵盖了数据中心互连、长距离传输和光纤到桌面等多个领域，成为了大型企业和运营商网络中的重要组成部分。
总的来说，1000BASE-T和1000BASE-X是千兆以太网中两种主要的标准，它们分别采用了双绞线和光纤作为传输介质，在不同的应用场景中发挥着重要作用。
计算机网络原理 千兆位以太网
计算机网络原理千兆位以太网随着以太网技术的深入应用和发展，企业用户对网络连接速度的要求越来越高，研究组研究（Higher Speed Study Group，即高速研究组）了将快速以太网速度增至1000Mbps的可行性和方法。
1996年6月，IEEE标准委员会批准了千兆位以太网方案授权申请（Gigabit Ethernet Project Authorization Request）。
随后IEEE802.3工作组成立了802.3z工作委员会。
IEEE802.3z委员会的目的是建立千兆位以太网标准：包括在1000Mbps通信速率的情况下的全双工和半双工操作、802.3以太网帧格式、载波侦听多路访问和冲突检测（CSMA／CD）技术、在一个冲突域中支持一个中继器（Repeater）、10BASE－T和100BASE－T向下兼容技术千兆位以太网具有以太网的易移植、易管理特性。
千兆以太网在处理新应用和新数据类型方面具有灵活性，它是在10Mbps和100Mbps 的IEEE802.3以太网标准上的延伸，提供了1000Mbps的数据带宽。
这使得千兆位以太网成为高速、宽带网络应用的战略性选择。
IEEE802.3z工作组负责制定光纤（单模或多模）和电缆的全双工链路标准，产生IEEE802.3z 标准及其协议。
千兆以太网目前主要有以下三种技术：1000BASE－CX，1000BASE－LX和1000BASE－SX技术。
●1000BASE-CX一种基于铜缆的标准，使用8B/10B编码解码方式，最大传输距离为25米。
●1000BASE-LX基于1300nm的单模光缆标准时，使用8B/10B编码解码方式，最大传输距离为3000米。
基于50微米或62.5微米多模光缆标准，使用8B/10B编码解码方式，传输距离为300到550米。
●1000BASE-SX基于780nm的Fibre Channel optics，使用8B/10B编码解码方式，使用50微米或62.5微米多模光缆，最大传输距离为300米到500米。
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局域网的数据链路层
按功能划分为两个子层：LLC和MAC 功能分解的目的：
• 将功能中与硬件相关的部分和与硬件无关的部分 分开，以适应不同的传输介质。 • 解决共享信道(如总线)的介质访问控制问题，使 帧的传输独立于传输介质和介质访问控制方法。
• 分别对应于LLC子层和MAC子层
7
局域网的物理层
功能：
• 位流的传输； • 同步前序的产生与识别； • 信号编码和译码。
IEEE802定义了多种物理层，以适应不同的网络介 质和不同的介质访问控制方法。 两个接口：
• 连接单元接口（AUI）－可选，仅用于粗同轴电缆 • 介质相关接口（MDI）
6
IEEE802体系结构示意图
8 0 2 体 系 结 构
802.3 CSMA/CD 802.4 Token Bus
802.1D Bridge 802.2 LLC
802.5 Token Ring
网际互联 LLC
数据链路层
MAC
802.6 DQDB 802.8 FDDI
……
PHY
物理层
数据链路层在不同的子标准中定义
PA
MAC首部
MAC数据
MAC尾部
11
局域网的网络层和高层
IEEE 802标准没有定义网络层和更高层：
• 没有路由选择功能
局域网拓扑结构比较简单，一般不需中间转接
• 流量控制、寻址、排序、差错控制等功能由数据 链路层完成
网络层和更高层通常由协议软件（如TCP/IP 协议、IPX/SPX协议）和网络操作系统来实 现。
A B C D
A
Bus
A
B A B C
T
C
Ring
Star
4
3. 局域网体系结构
局域网的标准：IEEE802（ISO8802）
• IEEE802是一个标准系列：IEEE802, IEEE802.1～IEEE802.14
其体系结构只包含了两个层次：数据链路层，物理层
• 数据链路层又分为逻辑链路控制和介质访问控制两个子层
第4章 计算机局域网络
本章内容 • 局域网的特点及关键技术 • 局域网的体系结构 • 共享信道的介质访问控制方法 • 以太网（Ethernet） • *高速局域网 • *无线局域网（WLAN）
1
4.1 局域网（LAN）概述
1. 特点
• 覆盖范围小
房间、建筑物、园区范围 距离≤25km
• 对不同的LAN标准，它们的LLC子层都是一样的，区别 仅在MAC子层（和物理层）。
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LLC的帧结构
1 1 1/2 长度可变 单位：字节DSAPSSAP
控制域
数据
IEEE802 LAN的封装过程：
分组
LLC帧
LLC首部 高层PDU
LLC数据
MAC帧
MAC首部
MAC数据
MAC尾部
介质上传 输的帧
15
1. CSMA/CD
多个站点如何安全地使用共享信道？
• 最简单的思路：发送前先检测一下其它站点是否 正在发送（即信道忙否）。
若信道空闲，是否可以立即发送？ • 若有多个站点都在等待发送，必然冲突！ • 解决：等待一段随机时间后再发（降低了冲突概率） 若信道忙，如何处理？ • 继续监听：
hub stations
hub stations
• 高传输速率 10Mb/s～1000Mb/s • 低误码率 10-8 ～ 10-11 • 拓扑：总线、星形、环形 • 介质：UTP、Fiber、COAX • 私有性：自建、自管、自用
hub
station
Switch
Server farm
2
2. 局域网的关键技术
• 拓扑结构（逻辑、物理）
总线型、星形、环形、树形
• 介质访问方法
CSMA/CD、Token-passing
• 信号传输形式
基带、宽带
• 以上三种技术决定了局域网的特征
3
LAN典型拓扑结构
总线型:
所有结点都直接连接到共享信道 星型 : 所有结点都连接到中央结点 环型 : 节点通过点到点链路与相邻节点连接
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4.2 介质访问控制方法
局域网使用广播信道（多点访问，随机访问），多 个站点共享同一信道。问题：
• 各站点如何访问共享信道？ • 如何解决同时访问造成的冲突（信道争用）？
解决以上问题的方法称为介质访问控制方法。 两类介质共享技术：
• 静态分配（FDM、WDM、TDM、CDM）
不适用于局域网
OSI
高层 网络层
IEEE 802
由TCP/IP和NOS实现
IEEE802描述了最低 两层的功能以及它们 为网络层提供的服务 和接口
数据链路层
物理层
逻辑链路控制 LLC 介质访问控制 MAC 物理层PHY
5
IEEE802标准系列中的主要标准
802.2 - 逻辑链路控制 802.3 - CSMA/CD（以太网） 802.4 - Token Bus （令牌总线） 802.5 - Token Ring（令牌环） 802.6 - 分布队列双总线DQDB -- MAN标准 802.8 – FDDI（光纤分布数据接口） 802.11 – WLAN（无线局域网）
• 动态分配（随机接入、受控接入）
CSMA/CD、Token-Passing
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信道共享技术分类
信道共享技术
TDM FDM WDM CDM
静态分配
STDM
ATDM
随机访问 CSMA CSMA/CD
受控访问
动态分配
集中控制 轮询
分散控制 令牌
以太网
令牌环网
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局域网中的介质访问控制方法
常见的有两种：
LLC： 与介质、拓扑无关； MAC：与介质、拓扑相关。
9
局域网的数据链路层的特点：
• 局域网链路支持多路访问，支持成组地址和广播； • 支持介质访问控制功能； • 提供某些网络层的功能，如网络服务访问点(SAP)、多路 复用、流量控制、差错控制、...
MAC子层功能：实现、维护MAC协议，差错检测， 寻址。 LLC子层功能：向高层提供统一的链路访问形式， 组帧/拆帧、建立/释放逻辑连接，差错控制，帧序 号处理，提供某些网络层功能。
• 载波检测多路访问/冲突检测（CSMA/CD）
Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect 采用随机访问技术的竞争型介质访问控制方法
• 令牌传递（Token Passing）
• Token Ring • Token Bus • FDDI 采用受控访问技术的分散控制型介质访问控制方法