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1、以太网技术,日期：,H3C网络学院v3.0,随着IP技术的飞速发展，以太网作为IP的承载网络已经成为局域网用户必须选择的技术之一。在众多的局域网协议中，以太网已经占据了统治地位，并且随着以太网技术自身的不断发展，它已经超出了局域网的范畴而进入到城域网甚至广域网的领域。以太网从速率到结构都已经有了全新变革。,引入,了解以太网的发展历程和相关技术标准掌握各种以太网技术的基本原理描述以太网帧格式理解线缆的规范和连接方式,课程目标,学习完本课程，您应该能够：,以太网发展历程标准以太网快速以太网千兆以太网万兆以太网,目录,以太网发展历程（技术回顾）,在IP网络大家庭中，以太网作为其中的一员工作在链路层；
2、向上提供链路数据传输服务，向下需要物理层作为传输数据流的基础；在以太网链路层，可以进一步划分成如下子层：LLC子层MAC子层在以太网物理层，可以进一步分成如下子层：PLSPCSPMA,以太网发展历程,1973年，以太网之父Dr. Robert Metcalfe在Xerox发明了以太网；1985年，IEEE正式推出标准以太网802.3 10Base-5的标准；1988年，IEEE正式推出标准以太网802.3a 10Base-2的标准；1990年，IEEE正式推出标准以太网802.3i 10Base-T的标准；1993年，IEEE正式推出标准以太网802.3j 10Base-F的标准；1995年，
3、IEEE正式推出快速以太网802.3u 100Base-T的标准；1998年，IEEE正式推出千兆以太网802.3z 1000Bas-X的标准；1999年，IEEE正式推出千兆以太网802.3ab 1000Base-T的标准；2002年，IEEE正式推出万兆以太网802.3ae标准，包含了 10GBase-R，10GBase-W和10GBase-X； 2004年，IEEE正式推出万兆以太网802.3ak 10GBase-CX4的标准；2004年，IEEE正式推出以太接入网802.3ah EFM的标准；,以太网发展历程（续）,2005年，IEEE正式推出以太网802.3-2005基本标准；200
4、6年，IEEE正式推出万兆以太网802.3an 10GBase-T的标准，同年还推出了万兆以太网802.3aq 10GBase-LRM的标准；2007年，IEEE正式推出背板以太网802.3ap 标准；2008年，IEEE正式推出以太网802.3-2008基本标准。,以太网发展历程标准以太网快速以太网千兆以太网万兆以太网,目录,标准以太网,标准以太网是最早的以太网技术标准，它包含如下成员：10Base-510Base-210Base-T10Base-F,标准以太网的实现模型,标准以太网的物理层：物理信令子层（PLS）实现MAC子层与PMA子层之间的数据转换和传输物理介质附属子层（PMA）实现数
5、据在物理介质上的传输转化，同时完成介质冲突检测等功能附属单元接口（AUI）统一数据输入输出实现物理介质非相关介质相关接口（MDI）提供与传输介质相连的接口,802.3 帧,PRE: 先导字节, 7个10101010 SFD: 帧开始标志, 10101011 DA: 目的 MAC地址 SA: 源MAC地址 LEN: LLC帧长度DATA: 数据字段PAD: 填充字段CRC: 校验字段,MAC地址,MAC地址为48位二进制数，常用12位16进制数表示,单播与广播,接收地址包括本卡MAC地址、广播地址和本机所属组播组地址网卡丢弃与本卡接收地址不匹配的帧网卡解开与本卡接收地址匹配的帧，将数据递交上层处
6、理,CSMA/CD载波侦听,CSMA/CD冲突检测和退避,以太网流量控制,在半双工线路上采用背压式流控接收方反向发送电压信号制造冲突，使发送方停止发送在全双工线路上采用802.3 PAUSE流控接收方向保留组播地址01-80-C2-00-00-01发送PAUSE帧，通知发送方停止发送,标准以太网的编码,标准以太网采用曼切斯特编码一个时钟周期传输一个bit，在时钟周期间使用电平翻转来表示bit信息高电平到低电平翻转为“0”，低电平到高电平翻转为“1”时钟频率为10M,标准以太网的物理传输介质和连接器,同轴电缆,同轴电缆和计算机连接,中继器,中继器是一种信号放大设备,总线型以太网拓扑扩展,用中继器
7、可以扩展10BASE5和10BASE2网络范围所有线缆段都属于一个冲突域,双绞线,双绞线,以太网集线器,集线器(Hub)与主机构成物理星型拓扑集线器内部采用总线结构，任意时间只有一台主机能占用总线Hub连接的设备共享一个冲突域Hub连接的设备共享一个广播域,以太网交换机,以太网交换机冲突域局限于交换机一个端口上,100M HUB,一个冲突域,10M交换机B,10M,100M,100M,10M,10M,100M,10M,10M,100M交换机A,10M,一个冲突域,一个冲突域,一个冲突域,一个冲突域,使用集线器对网络拓扑进行拓展,用集线器可以扩展10BASE-T网络范围全部线缆段都属于一个冲突域
8、,用交换机扩展以太网拓扑,Switch,Switch,Hub,隔离冲突域，避免冲突域过大进一步扩大物理连接范围提高以太网带宽利用率，增加吞吐量适应不同的速率和不同的双工状况,光纤通信系统的基本构成,光源是光波产生的根源光纤是传输光波的导体光发送机的功能是产生光束,将电信号转变成光信号,再将光信号导入光纤光接收机的功能负责接收从光纤上传输的光信号,并将它转变成电信号,经解码后再作相应处理,光纤,光纤中心是光传播的玻璃芯芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套,单模光纤与多模光纤,多模光纤较粗的纤芯，传输多种不同波长不同角度的光衰耗大，传输
9、距离通常在千米以内成本低单模光纤纤芯与光波长相同，传送单一波长的激光衰耗小，传输距离可达数十千米成本高,光缆,光缆是数据传输中最有效的一种传输介质, 它有几个优点：频带较宽电磁绝缘性能好衰减较小中继器的间隔较大,常用光纤连接器,ST：卡接式圆形光纤接头FC：带螺纹的圆形光纤接头,常用光纤连接器（续）,SC：矩型光纤接头LC：一种Mini型连接器,以太网发展历程标准以太网快速以太网千兆以太网万兆以太网线缆的制作,目录,快速以太网,快速以太网在标准以太网的基础上进行了改进，速率得到大幅提升，并同时兼容了标准以太网技术。,MDI与MDI-X概念,MDI是介质相关接口的简称，使物理层与传输介质之间的一
10、种接口MDI-X也是介质非相关接口，也位于物理层和传输介质之间。MDI-X实际上是是MDI的一个变种，仅仅在输入输出的引脚上进行了交换。主要应用于两个实体之间的连接而产生。,MDI与MDIX接口连线,同类接口互连用交叉线，异类接口互连用直连线H3C以太网交换机支持MDI/MDIX自适应，不必考虑连线类型,交叉于直连网线线序,Side 2,12345678,12345678,1=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕,Side 1,Side 2,Side 1,12345678,12345678,1=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕,1=白/橙2=
11、橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕,1=白/绿2=绿3=白/橙4=蓝5=白/蓝6=橙7=白/棕8=棕,直连线,交叉线,RJ-45接头,以太网发展历程标准以太网快速以太网千兆以太网万兆以太网,目录,千兆以太网,千兆以太网仍然使用IEEE 802.3帧格式，在半双工方式下仍然使用CSMA/CD处理冲突，并且将以太网速率提升至1Gbps。,以太网自协商,在以太网自协商中，需要根据优先级从高到低，与对方匹配。这种优先级基本按照高速率优于低速率、全双工优于半双工、低传输频率优于高传输频率的规则进行排序。,目录,以太网发展历程标准以太网快速以太网千兆以太网万兆以太网,万兆以太网标准,万兆以
12、太网除了在速率上有了进一步提高，同时还为了兼容广域网的连接而产生了新的技术应用，由802.3ae规范：10GBase-R专用光纤传输，同千兆以太网10GBase-W采用SDH/SONET作为传输10GBase-X采用WDM技术传输,万兆以太网传输距离,10GE接口工作模式,H3C 10GE接口根据其物理特性，可以分为两种工作模式：LAN模式：工作在该模式下的10GE接口传输以太网报文，用于连接以太网。WAN模式：工作在该模式下的10GE接口传输SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）报文，用于连接SDH网络。接口工作在WAN模式下仅支持点到点的报文传输
13、。,本章总结,以太网技术经历了标准以太网（10M）、快速以太网(100M)、千兆以太网（1000M）和万兆以太网（10GE）的发展，目前仍继续向更高的传输速率发展。 标准以太网由于采用不同的传输介质进行数据传输，所以出现了不同的标准。它们主要是10Base-5、10Base-2、10Base-T和10Base-F，分别采用粗同轴电缆、细同轴电缆、双绞线和光纤作为传输介质。,本章总结（续）,以太网的运行模式分为半双工模式和全双工模式。半双工模式采用CSMA/CD技术检测和避免冲突，全双工模式下没有冲突。 快速以太网仍然沿用标准以太网的机制，在双绞线或光纤上进行数据传输，但是采用了更高的传输时钟频率，可以以更快的速率传输数据。快速以太网主要包含100Base-T4、100Base-TX、100Base-FX和100Base-T2，其中使用最广泛的是100Base-TX。,本章总结（续二）,1000Base-X以太网技术，包含1000Base-SX、1000Base-LX以及1000Base-CX。后续开发的1000Base-T标准，对10Base-T和100Base-T具有很好的兼容性。,
