第四章以太网接入实施技术
工业互联网平台的设备连接与管理方案设计
工业互联网平台的设备连接与管理方案设计第一章设备连接概述 (3)1.1 设备连接背景 (3)1.2 设备连接需求分析 (4)1.2.1 设备类型多样 (4)1.2.2 实时性要求高 (4)1.2.3 安全性保障 (4)1.2.4 易用性要求 (4)1.3 设备连接发展趋势 (4)1.3.1 通信协议标准化 (4)1.3.2 边缘计算与云计算融合 (4)1.3.3 人工智能技术融入 (4)1.3.4 网络切片技术发展 (4)1.3.5 安全防护能力提升 (4)第二章设备接入技术选型 (5)2.1 有线接入技术 (5)2.2 无线接入技术 (5)2.3 接入技术比较与选择 (6)第三章设备识别与注册 (6)3.1 设备识别技术 (6)3.1.1 概述 (6)3.1.2 物理标识识别 (6)3.1.3 网络标识识别 (7)3.1.4 设备特性识别 (7)3.2 设备注册流程 (7)3.2.1 设备注册概述 (7)3.2.2 设备信息采集 (7)3.2.3 设备识别 (7)3.2.4 设备注册审核 (7)3.2.5 设备接入 (8)3.3 设备信息管理 (8)3.3.1 设备信息管理概述 (8)3.3.2 设备基本信息管理 (8)3.3.3 设备运行状态管理 (8)3.3.4 设备维护保养管理 (8)3.3.5 设备信息共享与协同 (8)第四章设备数据采集与传输 (8)4.1 数据采集方法 (8)4.2 数据传输协议 (9)4.3 数据传输安全 (9)第五章设备监控与运维 (10)5.1 设备状态监控 (10)5.1.1 监控内容 (10)5.1.2 监控方法 (10)5.1.3 监控策略 (10)5.2 设备故障诊断 (10)5.2.1 故障诊断方法 (10)5.2.2 故障诊断流程 (11)5.3 设备运维管理 (11)5.3.1 运维管理内容 (11)5.3.2 运维管理方法 (11)5.3.3 运维管理策略 (11)第六章设备数据存储与管理 (11)6.1 数据存储技术 (11)6.1.1 概述 (11)6.1.2 关系型数据库 (12)6.1.3 非关系型数据库 (12)6.1.4 分布式存储系统 (12)6.1.5 云存储 (12)6.2 数据管理策略 (12)6.2.1 概述 (12)6.2.2 数据清洗 (12)6.2.3 数据整合 (12)6.2.4 数据备份 (13)6.2.5 权限控制 (13)6.3 数据挖掘与应用 (13)6.3.1 概述 (13)6.3.2 设备运行状态分析 (13)6.3.3 故障诊断与预测 (13)6.3.4 优化方案 (13)6.3.5 数据可视化与应用 (13)第七章设备功能优化 (13)7.1 设备功能评估 (13)7.1.1 评估指标体系构建 (13)7.1.2 评估方法与流程 (14)7.2 设备功能优化策略 (14)7.2.1 设备选型与配置 (14)7.2.2 设备维护与保养 (14)7.2.3 设备升级与改造 (14)7.3 设备功能监控与预警 (15)7.3.1 监控系统设计 (15)7.3.2 预警机制建立 (15)7.3.3 预警信息处理 (15)第八章设备安全与隐私保护 (15)8.1 设备安全风险分析 (15)8.1.1 物理安全风险 (16)8.1.2 网络安全风险 (16)8.1.3 系统安全风险 (16)8.2 安全防护措施 (16)8.2.1 物理安全防护 (16)8.2.2 网络安全防护 (16)8.2.3 系统安全防护 (16)8.3 隐私保护策略 (17)8.3.1 数据分类与标识 (17)8.3.2 数据脱敏 (17)8.3.3 数据访问控制 (17)8.3.4 数据加密 (17)8.3.5 用户隐私设置 (17)8.3.6 安全审计与合规 (17)第九章平台集成与兼容 (17)9.1 平台架构设计 (17)9.2 接口规范与集成 (17)9.3 兼容性与扩展性 (18)第十章项目实施与运维管理 (18)10.1 项目实施流程 (18)10.1.1 项目启动 (18)10.1.2 项目规划 (19)10.1.3 项目执行 (19)10.1.4 项目验收 (19)10.2 运维组织与管理 (19)10.2.1 运维组织架构 (19)10.2.2 运维管理制度 (20)10.2.3 运维流程优化 (20)10.3 项目评估与优化 (20)10.3.1 项目评估指标 (20)10.3.2 项目评估方法 (20)10.3.3 项目优化策略 (20)第一章设备连接概述1.1 设备连接背景工业4.0和智能制造的快速发展，工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，正逐渐成为产业转型升级的关键驱动力。
以太环网解决方案
网络调试与优化
测试网络连通性
01
通过网络连通性测试，确保网络能够正常通信。
优化网络性能
02
根据网络性能测试结果，对网络进行优化，如调整设备参数、
修改配置文件等。
解决网络故障
03
针对出现的网络故障，进行故障排查和修复，确保网络的稳定
性和可靠性。
培训与知识转移
采用高性能以太网交换 机，构建环形的网络结 构，确保数据传输的稳 定性和可靠性。同时， 采用数据中心桥接技术 ，将不同的数据服务器 连接起来，实现更高效 的数据存储和处理。
建设完成后的数据中心 网络，提高了数据存储 和处理的效率，同时提 高了网络的稳定性和可 靠性。
CHAPTER 07
总结与展望
总结
CHAPTER 03
以太环网解决方案的核心组件
环网交换机
01
02
03
硬件和软件
以太网环网交换机通常由 高性能的硬件和专门的软 件组成，以确保高吞吐量 和低延迟。
端口配置
环网交换机通常具有多个 端口，可以连接网络中的 多个节点。
环网接口
环网交换机配备了多个环 网接口，用于连接环网光 纤。
环网光纤
标准化和开放性
以太环网解决方案在标准化和开放性方面取得了重要进展 ，支持多种协议和接口，实现了不同厂商设备的互联互通 。
高可靠性和灵活性
以太环网解决方案具有高可靠性和灵活性，能够满足不同 领域的需求，如工业控制、城市轨道交通、电力等。
高效传输和低成本
以太环网解决方案具有高效传输和低成本的优势，能够降 低网络建设和运营成本，提高网络性能和可靠性。
案例二：某大型企业网络升级项目
接入技术业务培训材料
接入技术业务培训材料一、接入技术的基本概念1. 接入技术的定义：接入技术是指将用户终端设备与通信网络连接起来，使用户能够正常使用网络服务的技术。
2. 接入技术的重要性：接入技术是信息技术的基础，决定了用户能够使用的网络速度、稳定性和安全性。
3. 接入技术的分类：接入技术根据传输介质可以分为有线接入技术和无线接入技术；根据接入方式可以分为固定接入技术和移动接入技术。
二、常见的接入技术1. 有线接入技术1) DSL技术：DSL（数字用户线）技术是一种利用普通的电话线实现高速数据传输的技术。
它可以同时传输电话和网络数据，是家庭宽带接入的主要方式之一。
2) 光纤接入技术：光纤接入技术是通过光纤传输数据的接入技术，具有传输速度快、带宽大等优点，适用于大型企业、学校等需要高速互联网接入的场所。
3) 以太网接入技术：以太网接入技术是指使用以太网协议进行数据传输的接入技术。
它具有成本低、传输距离远等优点，广泛应用于家庭和小型企业的网络接入。
2. 无线接入技术1) Wi-Fi技术：Wi-Fi（无线局域网）技术是一种基于无线电波传输数据的接入技术。
它可以提供无线的互联网接入，广泛应用于公共场所、家庭和企业网络中。
2) 4G/5G技术：4G/5G技术是一种基于移动通信网络的接入技术，可以提供高速、稳定的移动互联网接入。
它适用于移动设备如手机、平板电脑等的网络接入。
三、接入技术的发展趋势1. 集成化发展：未来的接入技术将趋向于集成化，不同的接入技术将会融合在一起，提供多种接入方式供用户选择，以满足不同需求。
2. 高速化发展：随着网络应用的不断增多，用户对网络速度的要求也越来越高。
未来的接入技术将会不断提升传输速度，满足用户对高速网络的需求。
3. 无线化发展：未来的接入技术将会趋向于无线化，通过无线通信技术实现终端设备与网络的连接，提供更灵活、便捷的网络接入方式。
4. 安全化发展：网络安全问题日益凸显，未来的接入技术将注重提供更加安全可靠的网络接入方式，以保护用户的隐私和数据安全。
(中级)通信专业综合能力-现代通信网-第4节接入网
（中级）通信专业综合能力-现代通信网-第4节接入网[单选题]1.根据接入光纤的末端到用户的距离分类，FTTx可分为FTTC、FTTB、FTTO、FTTH。
其中（（江南博哥））直接放在楼内，再经铜钱将业务分送到各个用户。
A.FTTCB.FTTOC.FTTBD.FTTH正确答案：C参考解析：FTTC：设置在路边的人孔、电线杆的分钱盒、交接箱等位置。
FTTB：直接放在楼内，再经铜钱将业务分送到各个用户。
FTTO：通常位于大企事业用户（公司、大学、研究所、政府机关等）的终端设备处。
FTTH：位于用户家中。
[单选题]4.根据()所在位置和应用类型等，光纤接入技术可以分为FTTC、FTTO、FTTH和FTTR等。
A.OLTB.ONUC.AFD.ODN正确答案：B参考解析：FTTC：FTTC的ONU设置在路边的人孔、电线杆的分线盒、交接箱等位置，从ONU到用户之间采用双绞线、同轴电缆等，是一种光缆/铜缆混合系统。
FTTB：FTTBONU直接放在楼内，再经铜线将业务分送到各个用户。
FTTB的光纤化程度比FTTC更进一步，适合于高密度用户区如写字楼等，通常采用点到多点的结构。
FTTO：FTTO的ONU通常位于大企事业用户（公司、大学、研究所、政府机关等）的终端设备处，由于这些用户业务量大，因此这种类型发展很快，一般采用点对多点结构。
FTTH：FTTH的ONU位于用户家中，将光纤的距离延伸到终端用户家中，为家庭提供各种不同的宽带服务。
[单选题]5.某小区EPON网络，采用FTTB的接入方式，下行信号由OLT发送以太帧信号，()可接收信号。
A.网络中全部B.本单元门内C.本楼栋D.只有指定的一个正确答案：C参考解析：FTTB的ONU直接放在楼内，再经铜线将业务分送到各个用户。
FTTB 的光纤化程度比FTTC更进一步，适合于高密度用户区如写字楼等，通常采用点到多点的结构。
[单选题]6.在以太网接入系统中，边缘接入设备一般为()。
计算机网络之接入网技术
计算机网络之接入网技术在当今信息技术高速发展的时代，计算机网络的快速发展已经成为现代社会的一种必然趋势。
而作为计算机网络的基础设施之一，接入网技术在实现计算机网络广泛连接的过程中起到了重要作用。
本文将就接入网技术进行讨论，主要内容包括接入网技术的概念、发展历程、主要类型以及未来趋势。
一、接入网技术的概念接入网技术是指将终端用户连接到广域网或互联网的网络技术。
它是计算机网络的入口，为用户提供与互联网交互的通道。
接入网技术的发展与用户对高速、稳定、安全的网络连接需求密切相关。
二、接入网技术的发展历程接入网技术的发展经历了几个重要阶段。
早期的拨号上网技术是用户通过电话线路连接到ISP（互联网服务提供商）的方式，其速度较慢、连接不稳定。
后来，随着宽带接入技术的发展，如ADSL、光纤等，用户可以享受到更快速、稳定的网络连接。
目前，随着5G技术的应用，无线接入网技术也得到了快速的发展。
三、接入网技术的主要类型1. 宽带接入技术宽带接入技术是指使用宽带传输介质，如光纤、同轴电缆等，提供高速网络接入服务。
其中，光纤接入技术由于其较高的传输带宽和抗干扰能力得到了广泛应用。
2. 无线接入技术无线接入技术是指利用无线信号将用户连接到网络的方式。
其中，Wi-Fi是最常见的无线接入技术之一，用户可以通过无线路由器接入网络。
此外，蜂窝网络、卫星网络等也是常用的无线接入技术。
3. 其他接入技术除了宽带和无线接入技术，还存在一些其他接入技术。
例如，以太网接入技术是使用以太网协议实现用户接入的方式，具有成本低、易于扩展等优点。
另外，光纤到户（FTTH）接入技术也是一种高速接入技术。
四、接入网技术的未来趋势随着计算机网络的快速发展，接入网技术也将迎来新的挑战和机遇。
未来，接入网技术将朝着更高速、更稳定、更安全、更智能化的方向发展。
例如，随着5G技术的商用，无线接入网将进一步提速，用户可以享受到更低的延迟和更高的带宽。
此外，随着物联网技术的普及，接入网技术也需要支持更多设备的连接和数据传输。
智能家居家居智能化系统设计与实施技术方案
智能家居家居智能化系统设计与实施技术方案第一章绪论 (2)1.1 项目背景 (2)1.2 项目目标 (2)1.3 技术路线 (3)第二章智能家居系统需求分析 (3)2.1 功能需求 (3)2.2 功能需求 (4)2.3 可靠性需求 (4)2.4 安全性需求 (4)第三章系统架构设计 (5)3.1 总体架构 (5)3.2 硬件架构 (5)3.3 软件架构 (5)3.4 通信架构 (6)第四章智能家居硬件选型与设计 (6)4.1 控制器选型 (6)4.2 传感器选型 (7)4.3 执行器选型 (7)4.4 网络通信模块选型 (7)第五章智能家居软件系统设计 (8)5.1 系统模块划分 (8)5.2 数据库设计 (8)5.3 界面设计 (8)5.4 系统集成与测试 (9)第六章智能家居网络通信技术 (9)6.1 通信协议选择 (9)6.2 网络传输技术 (9)6.3 数据加密与安全 (10)6.4 网络优化与故障处理 (10)第七章智能家居控制系统设计 (10)7.1 控制策略设计 (10)7.1.1 设计原则 (10)7.1.2 设计方法 (11)7.1.3 应用实例 (11)7.2 控制算法实现 (11)7.2.1 逆推算法 (11)7.2.2 模糊控制 (11)7.2.3 神经网络控制 (11)7.3 控制模块集成 (11)7.3.1 硬件集成 (12)7.3.2 软件集成 (12)7.4 系统联动与自适应 (12)7.4.1 系统联动 (12)7.4.2 自适应 (12)第八章智能家居安全与隐私保护 (12)8.1 安全防护措施 (12)8.2 隐私保护策略 (13)8.3 数据安全存储与传输 (13)8.4 用户身份认证与权限管理 (13)第九章智能家居系统实施与部署 (14)9.1 实施计划与步骤 (14)9.2 系统部署与调试 (14)9.3 用户培训与支持 (15)9.4 系统维护与升级 (15)第十章项目总结与展望 (15)10.1 项目成果总结 (15)10.2 项目不足与改进方向 (16)10.3 行业发展趋势分析 (16)10.4 智能家居市场前景预测 (16)第一章绪论1.1 项目背景科技的发展和人们生活水平的提高，智能家居系统逐渐成为现代家庭生活的重要组成部分。
第4章 以太网接入技术
② DIX Ethernet V2标准的MAC帧格式
· TCP/IP体系经常使用DIX Ethernet V2 标准的MAC帧格式，此时局域网参考模型
中的链路层不再划分LLC子层，即链路层
只有MAC子层。
· DIX Ethernet V2标准的MAC帧格式
如图4-6所示。
· DIX Ethernet V2标准的MAC帧格式由
第 4章 以太网接入技术
· 本章介绍以太网接入技术，主要内容 包括： ● 以太网技术基础 ● 以太网接入技术的基本概念 ● 以太网接入技术的管理
4.1
以太网技术基础
4.2
以太网接入技术基本概念
4.3
以太网接入技术的管理
4.1 以太网技术基础
4.1.1 传统以太网
1、传统以太网的概念
· 以太网(Ethernet)是总线形局域网的一
组成，分配给这两部分的位数随地址类（
A类、B类、C类等）的不同而不同。
网络地址用于路由选择，而主机地址
用于在网络或子网内部寻找一个单独的主 机。
我们可以把“个人电脑”比作“一台 电话”，那么“IP地址”就相当于“电话 号码”，而Internet中的路由器，就相当于 电信局的“程控式交换机”。
同时使用IP地址和MAC地址主要原因
种典型应用，它是美国施乐(Xerox)公司于
1975年研制成功的。
· 传统以太网具有以下典型的特征：
●
采用灵活的无连接的工作方式；
●
●
Байду номын сангаас
采用曼彻斯特编码作为线路传输码型；
传统以太网属于共享式局域网，即传输 共享式局域网要进行介质访问控制，以
介质作为各站点共享的资源；
以太网技术规范
⒈ IEEE802.3z
IEEE802.3z 工作组负责制定光纤（单模或多模）和同轴电缆的全双工链路标准。 IEEE802.3z 定义了基于光纤和短距离铜缆的 1000Base-X，采用 8B/10B 编码技术，信道 传输速度为 1.25Gbit/s，去耦后实现 1000Mbit/s 传输速度。IEEE802.3z 具有下列千兆以太 网标准：
以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
用同 10BASE－T 相同的 RJ－45 连接器。它的最大网段长度为 100 米。它支持全双工的数 据传输。
· 100BASE－FX：是一种使用光缆的快速以太网技术，可使用单模和多模光纤（62.5 和 125um）。多模光纤连接的最大距离为 550 米。单模光纤连接的最大距离为 3000 米。 在传输中使用 4B/5B 编码方式，信号频率为 125MHz。它使用 MIC/FDDI 连接器、ST 连接 器或 SC 连接器。它的最大网段长度为 150m、412m、2000m 或更长至 10 公里，这与所 使用的光纤类型和工作模式有关，它支持全双工的数据传输。100BASE－FX 特别适合于有 电气干扰的环境、较大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。
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802.3标准族是以太网最为核心的内容，也是一个不断发展中的协 议体系。IEEE802.3定义了传统以太网、快速以太网、全双工以太 网、千兆以太网以及万兆以太网的架构，同时也定义了5类屏蔽双 绞线和光缆类型的传输介质。该工作组还明确了不同厂商设备之 间、不同速率、不同介质类型下的互操作方式。
但无论如何，从传统以太网的10Mbit/s，再到快速以太网的 100Mbit/s，到千兆以太网的1Gbit/s，直至万兆以太网的10Gbit/s， 所有的以太网技术都保留了最初的帧格式和帧长度，无论从技术 上还是应用上都保持了高度的兼容性，确保为上层协议提供一致 的接口，给用户升级提供了极大的方便。
IETF主要研究如何在分组网络（如IP/MPLS）中提供以太网业务。 IETF内与以太网相关的工作组有PWE3和L2VPN工作组。其中， PWE3工作组主要负责制定伪线的框架结构和与业务相关的技术（伪 线：封装和承载不同业务的PDU的隧道），L2VPN工作组负责制订运 营商的L2VPN实施方案。
MEF的工作动态尤其值得关注，它成立于2001年6月，专注于解决城 域以太网技术问题的非盈利性组织，目的是要将以太网技术作为交换 技术和传输技术广泛应用于城域网建设。它首要的目标是统一光以太 网实现的一致性，并以此影响现有的标准；其次是对其它相关标准组 织的工作提出一些建议；最后也制定一些其它标准组织未制定的标准。
第四章以太网接入实施技术
4.1 以太网的发展
ITU-T主要关注运营商网络的体系结构，重点是规范如何在不同的传 送网上承载以太网帧。ITU-T内与以太网相关的标准主要由SG13和 SG15研究组负责制订，其中ITU-TSG13工作组主要研究以太网的性 能管理、流量管理和以太网OAM，ITU-TSG15工作组主要负责制订 传送网承载以太网的标准。
第四章以太网接入实施技术
4.1 以太网的发展
2002年底IEEE802工作委员会又通过了802.3ae： 10Gbit/s以太网（万兆以太网）。在以太网技术中， 100Base-T是一个里程碑，确立了以太网技术在局域网中 的统治地位。而千兆以太网以及随后万兆以太网标准的推 出，使得以太网技术从局域网延伸到了城域网的汇聚和骨 干层。
一个2.94Mbit/s以太网原型系统（Alto Aloha Network）。该 系统可以实现不同计算机系统之间的互连，并共享打印机设备。 1973年，Metcalfe将自己的系统更名为以太网（Ethernet）， 并指出该系统的设计原理不局限于PARC的Alto计算机互连， 也适用于其它计算机系统。自此，以太网诞生了。
第四章 以太网接入技术
以太网的发展 以太网的帧格式 千兆以太网的关键技术 10G以太网的关键技术 以太网的流量控制 VLAN技术及其他 以太网的供电机制 宽带接入对以太网的特殊要求
第四章以太网接入实施技术
4.1 以太网的发展
以太网标准是一个古老而又充满活力的标准。 1972年，Metcalfe博士在Xerox公司PARC研究中心试验了第
第四章以太网接入实施技术
4.1 以太网的发展
在以太网标准发展的过程中，电器和电子工程师协会 （IEEE）802工作委员会是以太网标准的主要制订者， IEEE802.3标准在1983年获得正式批准，该标准确定以太 网采用带冲突检测的载波侦听多路访问机制（CSMA/CD， Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection） 作为介质访问控制方法，标准带宽为10Mbit/s。
第四章以太网接入实施技术
以太网技术的发展
IEEE802.3 以太网标准
IEEE802.3u 100BASE-T快速以太网 标准
IEEE802.3z/ab 1000Mb/s千兆以太网
万兆以太网出现
标准
千以太网标准
100M快速以太网
第四章以太网接入实施技术
MAN
传统以太网基本特征
共享：
共享总线型以太网，同一网段上的计算机共享一条通信总线。
广播：
网段上的某一计算机发送的数据，会以广播方式发送出去，同一网段上 的其它所有计算机都会接收到，但只有目的计算机才会处理这个数据。
冲突：
当两台计算机同时发送数据时，会产生冲突。因此，同一时刻只允许一 台计算机发送数据，效率较低。
第四章以太网接入实施技术
4.1 以太网的发展
根据开放系统互连参考模型（OSIRM）的七层协议分层模型， IEEE802标准体系与这一分层模型的物理层和链路层相对应。 IEEE802协议将数据链路层分为介质访问控制子层（MAC，Media Access Control）和逻辑链路子层（LLC，Logic Link Control）， 另外，802标准还规定了多种物理层介质的要求。
第四章以太网接入实施技术
LAN的体系结构-IEEE802家族
IEEE：Institute of Electrical and Electronics Engineers
IEEE802.1 High Level Interface IEEE802.2 Logical Link Control
802.3 MAC
802.4 MAC
802.5 MAC
802.6 MAC
802.3 802.4 802.5 802.6 Physical Physical Physical Physical
Data Link Layer
Physical layer
Ethernet CSMA/CD
Token-Bus
Token-Ring