第五章 快速以太网技术
《计算机网络基础》局域网组网技术
二、局域网的组成
第5章 局域网组网技术
11
通信介质
通信介质是网络中信息传输的载体，是网络通信的物质基础之一。在局域网中， 常用的通信介质有同轴电缆、双绞电缆和光缆，有的场合还采用无线介质（Wireless Medium）如微波、激光、红外线和无线电等。 1. 同轴电缆
同轴电缆由中心导体、绝缘层、导体网和保护套组成。同轴电缆按带宽分为两类： 基带同轴电缆和宽带同轴电缆。 2. 双绞电缆
总线上只能有一台计算机发送数据，否则数据信号在信道中会叠加，相 互干扰，产生数据冲突，使发出数据无效。由于站点都是随机发送数据的， 如果没有一个协议来规范，所有站点都来争用同一个站点，必然会发生冲突。 载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）正是解决这种冲突的协议。该协 议实际上可分为“载波侦听”和“冲突检测”。
四、局域网介质访问控制方式
载波侦听多路访问/冲突检测法
第5章 局域网组网技术
21
1. 工作过程 CSMA/CD又被称之为“先听后讲，边听边讲”，其具体工作过程概括如下： （1）先侦听信道，如果信道空闲则发送信息。 （2）如果信道忙，则继续侦听，直到信道空闲时立即发送。 （3）发送信息后进行冲突检测，如发生冲突，立即停止发送，并向总线发出一串阻塞信号 （连续几个字节全1），通知总线上各站点冲突已发生，使各站点重新开始侦听与竞争。
802.1 网际互连
网际互连
802.2 逻辑链路控制
逻辑链路
802.3 MAC
802.4 MAC
802.5 MAC
802.6 MAC
802.7 MAC
介质访问控 制
802.1 寻址、管理 802.1 体系结构
802.3 物理
802.4 物理
以太网技术基本原理
以太网技术基本原理以太网是一种局域网技术，其基本原理是基于CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议，采用共享介质的方式实现各个终端设备之间的数据通信。
以下是以太网技术的基本原理的详细介绍。
1.CSMA/CD协议：CSMA/CD协议是以太网的核心协议，用于解决多个终端设备同时访问共享介质时产生的冲突问题。
其工作原理是，在发送数据之前，终端设备会先监听共享介质上是否有信号传输，如果没有，则可以开始发送自己的数据。
如果检测到有信号传输，表示介质正在被占用，终端设备会等待一段随机的时间后再次进行监听，以便选择合适的时机进行数据发送。
如果在发送数据的过程中，终端设备检测到介质上有冲突，就会终止发送并等待一段时间，再次检测介质是否被占用，然后重新开始发送数据。
通过这种方式，CSMA/CD协议可以有效地解决冲突问题，实现数据的可靠传输。
2.介质访问控制：以太网采用的是共享介质的方式，多个终端设备共享同一根传输介质。
为了保证每个终端设备的公平性和均衡性，以太网采用了介质访问控制机制。
具体来说，以太网将共享介质分割为多个时隙，并将每个时隙划分为一个最小的数据传输单元（称为“帧”）。
终端设备在进行数据传输之前，需要等待一个空闲的时隙，然后按照时隙进行数据发送。
这种介质访问控制机制能够有效地保证每个终端设备的公平访问权，并避免了数据传输的混乱和冲突。
3.MAC地址：以太网使用MAC（媒体访问控制）地址来唯一标识网络中的每个终端设备。
MAC地址是一个48位的全球唯一标识符，由6个字节组成。
其中前3个字节是由IEEE管理的组织唯一标识符（OUI），用于标识设备的生产厂商，后3个字节由设备厂商自行分配。
每个终端设备在生产时都会被分配一个唯一的MAC地址，以太网通过这个地址来确定数据应该发送到哪个设备。
4.帧格式：以太网的数据传输通过帧来进行，每个帧是一个完整的数据包。
以太网的帧格式包括了源MAC地址、目标MAC地址、协议类型和数据部分。
计算机网络技术与应用新教材课后复习题答案
《计算机网络技术及应用》第1章认识计算机网络参考答案一、填空题：1．计算机网络是现代计算机技术与通信技术密切组合的产物。
它可以把在区域上分散的单个计算机有机的连接在一起，组成功能更强大的计算机网络，以此来达到数据通信和资源共享的目的。
2．计算机网络的功能表现在资源共享、信息传递、实时的集中处理、提高可靠性、均衡负荷和分布式处理及增加服务项目等6个方面。
3．通常根据网络范围和计算机之间的距离将计算机网络分为局域网、城域网和广域网。
4．从网络功能上，计算机网络由通信子网和资源子网两部分组成。
5．信号可以双向传输，但不能同时进行双向传送，只能交替进行。
在任何时刻，通道中只有在某一方向传输的信号，这种通信方式叫做半双工通信。
6．OSI的会话层处于传输层提供的服务之上，为表示层提供服务。
7．在TCP/IP层次模型中与OSI参考模型第四层（运输层）相对应的主要协议有TCP 协议和 UDP协议，其中后者提供无连接的不可靠传输任务。
8．在传输一个字符时，有一个起始位，一个停止位，中间由5~8位组成，这种传输方式称为异步传输。
9．报文交换和分组交换均采用存储转发的传送方式。
二、选择题：1．公用电话网属于（ C ）。
A．局域网B．城域网C．广域网D．因特网2．Internet采用的是（ A ）拓扑结构。
A．网状B．树型 C．星型 D．环型3．一座大楼内的一个计算机网络系统，属于（ B ）。
A．PAN B．LAN C．MAN D．WAN4．一所大学拥有一个跨校园中许多办公楼的网络，其中几座办公楼分布在各个城区，它们组成网络教育中心，这种网络属于（ C ）。
A．有线网B．广域网C．校园网D．城域网5. 计算机网络中负责节点间通信任务的那一部份称为（ D ）。
A．节点交换网 B．节点通信网C．用户子网 D．通信子网6. 调制解调器（Modem）的主要功能是（ C ）。
A．模拟信号的放大 B．数字信号的整形C．模拟信号与数字信号的转换 D．数字信号的编码7. 在计算机网络系统的远程通信中，通常采用的传输技术是（ C ）。
第五章 车载以太网【车载网络及信息技术】
Ethernet Ethernet
Ethernet
6
图5-1：以车载以太网为骨干网的车上通信网络架构
7
第一节 以太网简介
➢一、定义 • 符合IEEE802.3规范的计算机网络就称为以太网。以太网最
早由Xerox（施乐）公司推出，于1980年DEC、Intel和Xerox 三家公司联合开发成为一个标准。以太网是应用最为广泛 的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网 （100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网。它们都符合 IEEE802.3。
1
字节 1
27
第一节 以太网简介
• 2．数据包格式
字节数 7
1
6
6
2 46~1500 4
功能 前导码 帧起始定界符 目的MAC地址 源 MAC 地址 类型/长度 数据 帧校验序列
图5-5 以太网数据包格式
28
表5-4 以太网数据包参数
序号 1
2
3 4 5 6
表 5-4 以太网数据包参数
字段名
长度（字
3
车载以太网
• 由于车载以太网的特点，在车辆上主要作为信息主干网络和车载 信息系统的通信网络，图5-1是一个以车载以太网为骨干网的车 上通信网络示例。
• 其中，车辆电子控制系统、动力传动系统以及车身控制等这些要 求实时性可靠性高、传输的数据短、数据量少的系统会仍继续使 用CAN、FlexRay等网络
• 1．MAC地址 • 一个节点把信息发送给另一个网络上的节点时，通过网
络间的路由器通过查询路由表，找到目的节点的下一跳 的IP地址，而找到一个路由器须知道它的物理地址， MAC地址就是一个找寻路由器的标识。
26
计算机网络——高速以太网.
FDDI的四种应用环境
（1）计算机机房网（称为后端网络），用于计算机机房 中大型计算机与高速外设之间的连接，以及对可靠性、 传输速率与系统容错要求较高的环境。
51.2us，即以太网的争用期。 一个网上的最大站数为1024。 每个同轴电缆最多只能安装100个站点。 网络的每个段最长为185m。 细缆以太网采用BNC T标准型接头。
以太网的最大作用距离（2.8KM）
共享型以太网及其特点
包括10BASE 5、10BASE 2和10BASE T 系统。
万兆位以太网
其次，万兆以太网技术基本承袭了以太网、 快速以太网及千兆以太网技术，因此在用 户普及率、使用方便性、网络互操作性及 简易性上皆占有极大的引进优势。
第三，万兆标准意味着以太网将具有更高 的带宽（10G）和更远的传输距离（最长 传输距离可达40公里）。
万兆位以太网
第四、在企业网中采用万兆以太网可以最 好地连接企业网骨干路由器，这样大大简 化了网络拓扑结构，提高网络性能。
所有站点共享带宽，站点越多，带宽越窄。
交换型以太网及其特点
以交换型集线器为核心设备连接网络站点。 摆脱CSMA/CD的访问控制方式束缚。 系统带宽可达端口带宽的n倍（n为交换机
端口数）。
交换式集线器（交换机）
特点：平时所有端口不开通，工作站需要 通信时，交换式集线器同时连通许多对端 口，使每一对相互通信的工作站能够像独 享通信媒体一样，进行无冲突的传输数据。 通信完成后，断开连接。
快速以太网体系结构
OSI
数据链路层 物理层
快速以太网标准
快速以太网标准快速以太网（Fast Ethernet）是一种局域网技术，它提供了比传统以太网更快的数据传输速度。
快速以太网标准定义了一种能够以100兆比特每秒的速度传输数据的网络。
它是IEEE 802.3u标准的一部分，这一标准于1995年发布，迅速成为了当时大多数网络的标配。
快速以太网标准的出现，使得局域网的数据传输速度得到了显著提升，这对于当时的网络应用来说是一大进步。
在当今互联网高速发展的背景下，快速以太网标准仍然具有重要的意义。
本文将对快速以太网标准进行详细介绍，包括其技术特点、应用场景和未来发展趋势。
首先，快速以太网标准的技术特点主要包括以下几点，1. 传输速度快，快速以太网标准的传输速度达到了100Mbps，是传统以太网的10倍。
这种高速传输能力使得网络用户能够更快地传输大容量数据，提高了网络的整体性能。
2. 兼容性强，快速以太网标准兼容传统以太网，可以在不改变原有网络结构的情况下进行升级，降低了网络升级的成本和风险。
3. 成本低廉，由于快速以太网标准兼容传统以太网，因此网络设备的升级成本相对较低，这也是其受到广泛应用的重要原因之一。
其次，快速以太网标准的应用场景非常广泛。
它可以用于各种企业、学校、医院、政府机关等组织的局域网中，为这些组织提供了高速、稳定的网络传输服务。
同时，快速以太网标准也逐渐在家庭网络中得到应用，为家庭用户提供了更快速、更稳定的网络连接，满足了他们对高清视频、在线游戏等高带宽应用的需求。
最后，随着云计算、大数据、人工智能等新兴技术的发展，对网络传输速度的要求越来越高。
因此，快速以太网标准在未来仍然具有重要的发展前景。
未来的快速以太网标准可能会进一步提高传输速度，提升网络的带宽，满足更多应用的需求。
同时，快速以太网标准也可能会与其他新兴技术相结合，为用户提供更加丰富、便捷的网络体验。
总的来说，快速以太网标准作为局域网技术的重要发展阶段，为网络传输速度的提升做出了重要贡献。
认识100M快速以太网
认识100M快速以太网认识100M快速以太网快速以太网（Fast Ethernet）是一类新型的局域网，其名称中的“快速”是指数据速率可以达到100Mbps，是标准以太网的数据速率的十倍。
它具体包括两种技术：100BASE－T和100VG－AnyLAN。
100BASE－T100BASE－T是由DEC、Sun、Intel、3Com、SMC等公司组成的高速以太网联盟提出的。
其目标是加快100BASE－T的速度。
许多厂商在1994年底就开始推出与100BASE－T有关的产品。
高速以太网联盟同时建立了工业标准的测试规程来保证各个厂商生产的100BASE－T产品的互操作性。
100BASE－T的一个显著特性是它尽可能地采用了IEEE802．3以太网的成熟技术。
因而，它很容易被移植到传统的标准以太网环境中。
100BASE－T和传统的以太网的不同之处在物理层。
原10Mbps 以太网的附属单元接口由新的媒体无关接口所代替，接口下采用的物理媒体也相应地发生了变化。
为了在5类非屏蔽双绞线上传输超过100Mbps的数据流，100BASE－T采用了多级电平方式MLT－3，信道编码则采用了4B/5B 编码方法。
同时为了方便用户网络从10Mbps升级到100Mbps，100BASE－T标准还包括有自动速度侦听功能。
这个功能使一个适配器或交换机能以10Mbps和100Mbps两种速度发送，并以另一端的设备所能达到的最快的速度进行工作。
100VG－AnyLAN100VG－AnyLAN是基于100BASE－VG的技术，这里VG代表声音级（Voice Grade），表示采用音频非屏蔽双绞线作为物理媒体。
美国联邦通信委员会规定非屏蔽双绞线上的信号频率必须低于30MHz,为了利用现有音频非屏蔽双绞线传输100Mbps的数据流，100VG－AnyLAN采用了四重信号技术。
这种技术在每个节点和集线器间连接有4对非屏蔽双绞线，信息分四路在4对双绞线上同时传输，进行半双工通信。
第五章 网络技术与教育
5.信号的加油站——中继器和集线器 中继器：用于连接同类型的两个局域网或延 伸一个局域网。
集线器称为HUB，是一种集中完成多台设备 连接的专用设备，提供了检错能力和网络管理等 有关功能。
端口数：常见的有8，12，16，24口
用集线器搭建简单的网络
以1台服务器，3台PC机为例：
一台HUB 4块UTP接口的网卡 UTP NIC
2. 资源共享 资源共享是使用网络的主要目的。计算机系 统资源可分成数据资源、软件资源和硬件资源三 大类，因此资源共享也分为数据共享、软件共享 和硬件共享三类。数据共享是共享网络中设置的 各种专门数据库；软件共享是指共享各种语言处 理程序和各类应用程序；硬件共享是指共享巨型 计算机系统及其特殊外围设备，它是共享其他资 源的物质基础。通过资源共享，可使网络中各地 区的资源互通有无，分工协作，从而大大提高系 统的利用率。
在Internet中采用统一的IP地址，在TCP/IP协 议中，IP地址是以二进制数字形式出现的饿， 采用“点分十进制表示法”表示，即把由四段 构成的32比特的IP地址表示为四个圆点隔开的 十进制整数。比如：202.200.32.1 IP地址解决了Internet的地址统一的问题。
OSI模型
③网络应用软件：用来实现网上业务的软件，比 如各种数据库管理软件系统，网络浏览软件等。
4. 100Mbps 快速以太网
又称快速以太网(Fast Ethernet，FE) 。 与10Mbps网络的比较： •拓扑结构和媒体布线方法几乎完全一样； •传输率快10倍； •双绞线为传输介质； •帧结构和介质访问控制方式沿用IEEE802.3。
备。
调制解调器的作用是当计算机发送信息时， 将计算机内部使用的数字信号转换成可以用电话 线传输的模拟信号，通过电话线传送给计算机， 供其接收和处理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
、局域网的拓扑结构
装帧发送、接收拆帧、传输介质共享与竞争。
目的工作站时保留某个帧。
且，当以太网络交换机的端口增加时，交换矩阵变的越来越复杂，实现起来
间的协同工作。
六、第二层和第三层交换及其与路由器方案的竞争
局域网交换机是工作在OSI第二层的，可以理解为一个多端口网桥，传统上称为第二层交换；交换技术已经延伸到OSI第三层的部分功能，即所谓第三层交换，第三层交换可以不将广播封包扩散，直接利用动态建立的MAC地址来通信，具有多路广播和虚拟网间基于IP、IPX等协议的路由功能。
七、虚拟局域网技术
虚拟局域网（VLAN）：
允许区域分散的用户在逻辑上成为一个新的工作组，而且同一工作组的成员能够改变其物理地址而不必重新配置节点。
VLAN主要特点：
¾子网分段：用交换机建立虚拟网就是使原来的一个大广播区（交换机的所有端口）逻辑的分为若干个“子广播区”，在子广播区里的广播封包只会在该广播区内传送，其它的广播区是收不到的。
¾逻辑隔离：VLAN通过交换技术将通信量进行有效分离，从而更好地利用带宽，并可从逻辑的角度将实际的LAN基础设施分割成多个子网，它允许各个局域网运行不同的应用协议和拓扑结构。
三、千兆以太网类型
1、1000BASE-LX：较长波长的光纤，支持550m长的多模光纤（62.5um或50um）或5Km长的单模光纤（10um），波长范围为1270到1355nm；
2、1000BASE-SX：较短波长的光纤，支持275m长的多模光纤（62.5um）或550m长的多模光纤（50um），波长范围为770到860nm；
3、1000BASE-CX：支持25m长的短距离屏蔽双绞线，主要用于单个房间内或机架内的端口连接；
4、1000BASE-T：支持4对100m长的UTP5线缆，每对线缆传输250Mbps数据。
5.5 应用实例
一、快速以太网典型拓扑
它由快速以太网交换机（100M交换机）构成主干，10M集线器构成分支接入PC机及服务器，局域网再通过路由器连接到广域网。