局域网技术与组成课件

第三章局域网技术与组成11/19/20221第三章局域网技术与组成11/11/20221内容提要局域网概述介质访问控制方法以太网高速网络技术11/19/20222内容提要局域网概述11/11/20222局域网概述计算机局域网自70年代以来得到飞速发展,并在计算机网络中占有非常重要的地位11/19/20223局域网概述计算机局域网自70年代以来得到飞速发展,并在计算机局域网概述LAN的特点覆盖范围小 房间、建筑物、园区范围距离≤25km高传输速率 10Mbps～1000Mbps低误码率 10-8～10-10

采用总线、星形、环形拓扑双绞线、同轴电缆、光纤为一个单位所拥有，自行建设hubhubhubSwitchServerstationstationsstations11/19/20224局域网概述LAN的特点覆盖范围小hubhubhubSwitc局域网的关键技术拓扑结构（逻辑、物理）总线型、星型、环型介质访问方法按协议实现信道共享:ALOHA、CSMA/CD和Token-passing信号传输形式基带、宽带11/19/20225局域网的关键技术拓扑结构（逻辑、物理）11/11/20225LAN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:结点通过点到点链路与相邻结点连接BusStarRingABCCADCBABCAT11/19/20226LAN典型拓扑结构总线型:所有结点都直接连接到共享信道Bu传输形式基带传输：传送数据时，以原封不动的形式把来自终端的数据送入线路宽带传输：在发送端，用基波脉冲对载波进行调制传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤等11/19/20227传输形式基带传输：传送数据时，以原封不动的形式把来自终端的数LAN参考模型IEEE802标准网络层数据链路层物理层逻辑链路控制LLC介质访问控制MAC

高层

OSI

IEEE802物理层PHY由NOS来实现11/19/20228LAN参考模型IEEE802标准网络层数据链路层物理层逻辑链IEEE802标准的主要成员802.2-逻辑链路控制LLC802.3-CSMA/CD（以太网）802.4-TokenBus（令牌总线）802.5-TokenRing（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–无线LAN11/19/20229IEEE802标准的主要成员802.2-逻辑链路控制LL……802.3CSMA/CD802.4TokenBus802.5TokenRing802.6DQDB802.8FDDI802.2LLC数据链路层

物理层LLCMAC802.1DBridge802.1A体系结构IEEE802体系结构示意图PHY11/19/202210……802.3802.4802.5802.6802.8802LAN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，降低实现的复杂度。

•局域网特点：共享信道(如总线)。需要解决介质访问控制(MAC)问题。分层可以使帧的传输独立于介质和MAC方法。

LLC：与介质、拓扑无关；MAC：与介质、拓扑相关。11/19/202211LAN的数据链路层按功能划分为两个子层：LLC和MAC11/LAN的链路层与传统的数据链路层的区别：LAN链路支持多重访问，支持成组地址和广播；支持MAC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、多路复用、流量控制、差错控制...MAC子层功能：成帧/拆帧，实现、维护MAC协议，位差错检测，寻址。LLC子层功能：向高层提供SAP，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。

LAN对LLC子层透明，仅在MAC子层才可见LAN的标准(对不同的LAN标准，区别在MAC子层)11/19/202212LAN的链路层与传统的数据链路层的区别：11/11/2022LLC的帧结构DSAPSSAP控制数据111/2长度无限制单位：字节高层PDU

LLC数据

LLC首部MAC首部MAC尾部MAC数据LLC帧和MAC帧的关系MAC控制目的MAC地址源MAC地址11/19/202213LLC的帧结构DSAPSSAP控制数据111/2长度无限MAC子层的地址IEEE802标准为每个DTE规定了一个48位的全局地址，它是站点的全球唯一的标识符，与其物理位置无关。——MAC地址（物理地址）MAC地址为6Byte（48位）。MAC地址的前3个字节（高24位）由IEEE统一分配给厂商，低24位由厂商分配给每一块网卡。网卡的MAC地址可以认为就是该网卡所在站点的MAC地址。11/19/202214MAC子层的地址IEEE802标准为每个DTE规定了一个4MAC子层的地址

高24位

低24位组织的唯一标识可变的，由生产厂家自行分配

6字节MAC地址（硬件地址，存放于网卡ROM中）11/19/202215MAC子层的地址高24位低24位组织的唯一标识可变的，LAN的网络层和高层网络层由于IEEE802局域网拓扑结构简单，一般不需中间转接，所以网络层的很多功能(如路由选择等)是没有必要的，而流量控制、寻址、排序、差错控制等功能可在数据链路层完成，故IEEE802标准没有单独设立网络层。高层局域网的高层尚未定义，一般由网络操作系统（NOS）来实现，如Unix、WindowsNT、Netware等。11/19/202216LAN的网络层和高层网络层11/11/202216内容提要局域网概述介质访问控制方法以太网高速网络技术11/19/202217内容提要局域网概述11/11/202217介质访问控制方法ALOHA局域网介质访问控制方法常见的有两种：载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect

令牌传递(TokenPassing) TokenRing(令牌环) TokenBus(令牌总线)11/19/202218介质访问控制方法ALOHA11/11/202218ALOHA20世纪70年代，NormanAbramson设计了ALOHA协议目的：解决信道的动态分配，基本思想可用于任何无协调关系的用户争用单一共享信道使用权的系统；分类：纯ALOHA协议和分槽ALOHA协议纯ALOHA协议基本思想：用户有数据要发送时，可以直接发至信道；然后监听信道看是否产生冲突，若产生冲突，则等待一段随机的时间重发;11/19/202219ALOHA20世纪70年代，NormanAbramson设ALOHA信道效率多用户共享单一信道，并由此产生冲突，这样的系统称为竞争系统；信道效率假设：帧长固定，无限个用户，按泊松分布产生新帧，平均每个帧时（frametime）产生S帧（0<S<1）；发生冲突重传，新旧帧共传k次，遵从泊松分布，平均每个帧时产生G帧；吞吐率S=GP0，P0为发送一帧不受冲突影响的概率；一个帧时内产生k帧的概率：Pr[k]= ，两个帧时平均产生2G个帧，在冲突危险区内无其它帧产生的概率为：P0=e-2G，所以S=Ge-2G；最大吞吐率发生在G=0.5，S=1/（2e）时，其值为0.184效率：信道利用率只有18.4%.11/19/202220ALOHA信道效率多用户共享单一信道，并由此产生冲突，这样的分槽ALOHA协议基本思想：把信道时间分成离散的时间槽，槽长为一个帧所需的发送时间。每个站点只能在时槽开始时才允许发送。其他过程与纯ALOHA协议相同。信道效率冲突危险区是纯ALOHA的一半，所以P0=e-G，S=Ge-G；在G=1处取得最大吞吐率S=1/e，约为0.368与纯ALOHA协议相比，降低了产生冲突的概率，信道利用率最高为36.8%。11/19/202221分槽ALOHA协议基本思想：把信道时间分成离散的时间槽，槽长CSMA：载波监听多路访问工作原理：发送前监听（先听后说）。每个站点在发送数据之前要监听信道上是否有数据在传送。若有，则此站不能发送，需等待一段时间后重试。载波监听策略：非坚持CSMA：一旦监听到信道忙，就不再监听；延迟一个随机时间后再次监听。坚持CSMA：监听到信道忙时，仍继续监听，直到信道空闲。1-坚持CSMA：一听到信道空闲就立即发送数据p-坚持CSMA：听到信道空闲时，以概率p发送数据（以概率1-p延迟一段时间后再发送）CSMA技术不能解决发送中出现的冲突现象。11/19/202222CSMA：载波监听多路访问工作原理：发送前监听（先听后说）。CSMA/CD：带冲突检测的载波监听多路访问工作原理：发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送数据。在发送时，边发边继续监听（边说边听）。若监听到冲突，则立即停止发送。等待一段随机时间（称为退避）以后，再重新尝试。CSMA/CD可归结为四句话：

发前先侦听，空闲即发送，边发边检测，冲突时退避。11/19/202223CSMA/CD：带冲突检测的载波监听多路访问工作原理：发送前最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。CSMA/CD协议

B向

D发送数据CDAE匹配电阻（用来吸收总线上传播的信号）匹配电阻不接受不接受不接受接受B只有D接受B发送的数据11/19/202224最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的二进制指数退避算法当冲突发生后，时间被分成离散的时槽。时槽长度等于在传输介质上来回传输的时间。802.3标准中规定时槽长度为512比特时间即51.2s。第一次冲突产生后，每个站点等待0或1个时槽后尝试重新发送；第二次冲突时从0、1、2、3中随机挑选一个作为等待的时槽数；第三次冲突将从023-1中挑选一个等待的时槽数。当冲突次数大于10次后，随机等待的最大时槽数固定为1023。在16次冲突后，站点放弃传输并报告一个错误。11/19/202225二进制指数退避算法当冲突发生后，时间被分成离散的时槽。时槽长CSMA/CD冲突窗口：对于IEEE802.3，两个站点的最远距离不超过2500m，由4个中继器连接而成，其冲突窗口为51.2µs(2倍电缆传播延迟加上4个中继器的双向延迟)。对于10Mbps的IEEE802.3来说，这个时间等于发送64字节，即512位的时间，64字节就是由此而来的冲突检测时间0时刻ABa)0时刻A发送数据T-δ时刻ABb)T-δ时刻B发送数据2T时刻Ac)T时刻A，B发送数据BAd)2T时刻A发送数据B11/19/202226CSMA/CD冲突窗口：对于IEEE802.3，两个站点的CSMA/CD的流程图介质忙？发送帧冲突？发送完？发送JamN≥16?YesNoNoYes发送成功Yes发送失败No延迟随机时间NoYes发送帧冲突次数N++11/19/202227CSMA/CD的流程图介质忙？发送帧冲突？发送完？发送Jam令牌环（IEEE802.5）干线耦合器ABDC站点单向环

拓扑结构：点到点链路连接，构成闭合环环路输入环路输出

传输媒体：STP、光纤，速率4/16Mbps；最多站点数：250，信号采用差分曼彻斯特编码发送缓冲区接收缓冲区接收发送线路驱动线路接收控制器DTE干线耦合器的结构TCU高层软件11/19/202228令牌环（IEEE802.5）干线耦合器ABDC站点单向环干线耦合器（TCU）工作状态：发送方式（站点发送数据时）收听/转发方式（其他时候）

收听方式下，TCU与DTE断开TCU对位流再生并转发，同时监视帧中是否出现本站地址和令牌。若出现本站地址，则将开关K闭合，TCU与DTE接通，位流复制到DTE，同时继续转发；若出现令牌且有数据要发送，则截获令牌，转为发送方式，发送数据帧。

发送方式下，数据以帧为单位从TCU的输出端发送到下一个TCU的输入端。DTETCU收听方式KKDTETCU发送方式KK11/19/202229干线耦合器（TCU）工作状态：DTETCU收听方式KKDTokenRing/802.5的操作

1）谁可以发送帧，是由一个沿着环旋转的称为“令牌”（TOKEN）的特殊帧来控制的。只有拿到令牌的站可以发送帧，而没有拿到令牌的站只能等待。

2）拿到令牌的站将令牌转变成访问控制头，后面加挂上自己的数据进行发送。11/19/202230TokenRing/802.5的操作 1）谁可以发送帧，是 3）数据帧通过任何一个站点(除源站点外)时，该站点都要把帧的目的地址和本站地址相比较：

a)如果地址相符合，则将帧拷贝到接收缓冲器，供高层软件处理，同时将帧送回环中；b)如果地址不符合，则直接将帧送回环中。4）数据循环一周后由发送站回收。即发送的帧在环上循环一周后再回到发送站时，发送站将该帧从环上移去，同时再放一个空令牌到环上，使其余的站点能获得发送帧的许可权。11/19/202231 3）数据帧通过任何一个站点(除源站点外)时，该站点都要把帧TokenRing/802.5的操作举例（c）AT=0TAT=0TAT=1TDataCTDataCTDataCTDataCData（a）（b）帧循环一圈后A将数据帧回收并放出空令牌A有数据要发送，它抓住空令牌A将令牌修改为数据帧，并加挂数据11/19/202232TokenRing/802.5的操作举例（c）AT=0IEEE802.5的帧结构起始、结束标志访问控制字段包括：优先级与预约及优先级限制位。令牌位：帧类型标识。0-令牌；1-信息/控制帧监督位：防止无效帧在环路中无限循环。起始访问控制结束1B1B1B令牌帧非令牌帧（信息帧/控制帧）起始访问控制帧控制目的地址源地址数据FCS结束帧状态1112/62/6≥0411BPPPTMRRR优先级位令牌位监督位预约位访问控制字段11/19/202233IEEE802.5的帧结构起始、结束标志优先级与预约令牌总线(IEEE802.4)特点：物理上是总线网，逻辑上是令牌网物理层：传输媒体为75宽带同轴电缆，数据速率为1Mb/s、5Mb/s或10Mb/s；传输机制为以太网和令牌环的结合：

●物理传输采用广播方式；

●介质访问控制采用令牌方式。 11/19/202234令牌总线(IEEE802.4)特点：物理上是总线网，令牌总线(IEEE802.4)11/19/202235令牌总线(IEEE802.4)11/11/202235网络服务器网络服务器划分：从应用角度划分：域服务器、通信服务器、Web服务器、打印服务器从设计思想角度划分：专用服务器和通用服务器从服务器本身硬件结构角度划分：单处理机网络服务器和多处理机网络服务器11/19/202236网络服务器网络服务器划分：11/11/202236局域网的组成局域网由网络硬件和网络软件组成网络硬件由计算机和通信系统组成网络软件由网络系统软件和网络应用软件网络服务器网络工作站网卡网络设备网络硬件11/19/202237局域网的组成局域网由网络硬件和网络软件组成网络硬件由计网络接口卡网络接口卡（NIC）简称网卡，也被称为网络适配器就物理外表而言，网络接口卡是与计算机主板或外围设备上的总线扩展槽相适应的一种印刷电路板网络接口卡是网络通信的基本硬件组成部分，它能够把计算机产生的串行信号转换成可以在网络电缆上传送的串行格式。11/19/202238网络接口卡网络接口卡（NIC）简称网卡，也被称为网络适配器1网络接口卡网络接口卡工作在OSI参考模型的物理层和数据链路层的MAC子层根据网络介质访问控制方法的不同，网卡可以分为以太网、令牌环、光纤分布式接口和异步传输方式等几种。其中以太网卡是应用最广泛的网卡11/19/202239网络接口卡网络接口卡工作在OSI参考模型的物理层和数据链路层

网卡的作用

网络接口板又称为通信适配器(adapter)或网络接口卡NIC(NetworkInterfaceCard)，或“网卡”。网卡的重要功能：进行串行/并行转换。对数据进行缓存。在计算机的操作系统安装设备驱动程序。（实现无盘工作站的复位及引导）实现以太网协议。

11/19/202240网卡的作用网络接口板又称为通信适配器(adapter)网卡的分类

按传输速率分类：10Mb/s、100Mb/s、10/100Mb/s、1000Mb/s按端口分类：RJ–45端口、BNC端口、AUI端口、SC/ST端口和无线网卡按接入介质分类：接双绞线、细同轴电缆、粗同轴电缆和光纤等按微机总线结构分类：ISA、EISA、VESA、PCI和PCMCIA等总线结构的网卡11/19/202241网卡的分类按传输速率分类：10Mb/s、100Mb/s、1网卡主要的基本参数中断请求IRQDMA通道存储基地址和I/O基地址11/19/202242网卡主要的基本参数中断请求IRQ11/11/202242计算机通过网卡和局域网进行通信

CPU高速缓存存储器I/O总线计算机至局域网网络接口卡（网卡）串行通信并行通信11/19/202243计算机通过网卡和局域网进行通信CPU高存储器I/O总线计以太网卡以太网卡实现了MAC子层的CSMA/CD介质访问，物理层的编码/解码、发送接收、载波检测、冲突检测等功能，并提供了与传输介质的连接接口，如RJ45、BNC和AUI接口以太网卡包括以下几部分：发送和接收部件载波检测部件发送和接收控制部件曼彻斯特编码/译码器LAN管理部件微处理器11/19/202244以太网卡以太网卡实现了MAC子层的CSMA/CD介质访问，物曼彻斯特编码/译码器发送控制载波检测接收控制微处理器LAN管理部分发送接收11/19/202245曼彻斯特发送控制载波检测接收控制微处理器LAN发送接收11/网卡总线类型16位—ISA（行业标准结构）32位—PCI（外部设备互联）、EISA（扩展ISA）、MCA（微信道结构）其它—PCMCIA（个人计算机存储卡国际协会）、并行口、USB11/19/202246网卡总线类型16位—ISA（行业标准结构）11/11/202接口类型RJ45—无屏蔽双绞线接口AUI—粗同轴电缆接口BNC—细同轴电缆接口SC/ST—光纤接口11/19/202247接口类型RJ45—无屏蔽双绞线接口11/11/202247网卡的使用网卡地址：即网卡的物理地址或称为MAC地址，固化在网卡硬件中配置参数（跳线设置/软件设置/PnP）

•中断请求号IRQ（一般为3）

•I/O基地址I/OBase（一般为300H）

•存储器基地址MemoryBase(一般为C000H)

•全双工/半双工

•传输速率（仅10/100Mbps双速网卡可选）11/19/202248网卡的使用网卡地址：即网卡的物理地址或称为MAC地址，11提高网卡传输性能的措施并行处理：发送/接收和数据处理同步进行全双工：需集线器/交换机的支持突发传输方式（每次传送更多的帧）智能网卡（让网卡承担更多的传输任务）提高与主机的传输速度：

•与主机的存储器传输数据时采用DMA传送方式

•总线采用传输速度较快的PCI总线11/19/202249提高网卡传输性能的措施并行处理：发送/接收和数据处理同步进行网卡的安装选择网卡需要考虑的问题：网络结构操作系统介质类型数据传输速率可用的总线类型11/19/202250网卡的安装选择网卡需要考虑的问题：11/11/202250网卡的安装首先将网卡插入到一个合适的槽中（ISA或PCI）一些老的网卡配有滑动开关，DIP开关或跳线来控制网卡使用的DMA内存地址和IRQ中断号，需按使用说明进行设置。大多数网卡是通过软件来设置Window95/98/2000/xp能够识别即插即用设备，当网卡安装之后操作系统能自动识别，根据它的提示进行设置并安装网卡所带驱动程序即可如果操作系统无法识别网卡，则需手工安装（如Window3.x、WindowNT、UNIX、Linux）11/19/202251网卡的安装首先将网卡插入到一个合适的槽中（ISA或PCI）1网络操作系统网络操作系统分类

客服网络操作系统

服务器网络操作系统文件服务打印服务数据库服务通信服务信息服务分布式服务网络管理服务Internet/Intranet服务网络操作系统的基本功能11/19/202252网络操作系统客服网络操作系统

文件服务网络操作系统的基本功能内容提要局域网概述介质访问控制方法以太网高速网络技术11/19/202253内容提要局域网概述11/11/202253以太网

70年代中期由Xerox的PARC(PaloAltoResearchCenter)提出，数据率为2.94M，称为Ethernet（以太网）。经DEC,Intel和Xerox公司改进为10M标准(DIX标准)。1985年定名为IEEE802.3，即使用1坚持的CSMA/CD协议的LAN标准，数据率从1M到10M(现已发展到1000M)，支持多种传输介质。Ethernet是指基带总线LAN。Ethernet和IEEE802.3的帧格式不同。Ethernet和IEEE802.311/19/202254以太网70年代中期由Xerox的PARC(PaloIEEE802.3规范传统以太网802.3——同轴电缆Ethernet802.3a——细缆Ethernet802.3i——双绞线802.3j——光纤快速以太网FE802.3u——双绞线，光纤千兆以太网GEIEEE802.3z——屏蔽短双绞线、光纤IEEE802.3ab——双绞线11/19/202255IEEE802.3规范传统以太网11/11/2022802.3布线介质标准10Base5粗同轴10Base2细同轴10BaseT双绞线10BaseFMMF100BaseT双绞线100BaseFMMF/SMF1000BaseX屏蔽短双绞线/MMF/SMF1000BaseT双绞线数据率（Mbps）基带或宽带Base，Broad段最大长度（百米）或介质类型（T，F，X）10

Base

511/19/202256802.3布线介质标准10Base5粗同10Base5粗同轴电缆，可靠性好，抗干扰能力强收发器:发送/接收,冲突检测,电气隔离AUI:连接件单元接口总线型拓扑采用曼彻斯特编码

粗缆VampiretapBNC端子AUI电缆NIC最大段长度500米每段最多站点数100两站点间最小距离2.5米收发器网络最大跨度2.5公里

11/19/20225710Base5粗同轴电缆，可靠性好，抗干扰能力强粗缆Va10Base2细同轴电缆，可靠性稍差BNCT型接头连接总线型拓扑两站点间最短距离0.5m细缆BNC接头NIC每段最大长度185m每段最多站点数30网络最大跨度925m网络最多5个段

11/19/20225810Base2细同轴电缆，可靠性稍差两站点间最短距离010BaseT双绞线介质（UTP）以Hub（集线器）为中心节点。Hub－多端口转发器。拓扑结构为星形，逻辑上仍然是总线形。转发器/中继器的作用：将信号放大并整形后再转发，消除信号传输的失真和衰减。转发器/中继器/HUB——物理层设备(工作在物理层)。用于小型LAN。NICHUB段最大长度100m11/19/20225910BaseT双绞线介质（UTP）NICHUB段最大长度10BaseF

使用光纤进行长距离连接，例如建筑物间连接。星形拓扑结构最常见的布线标准：10BaseFL-异步点到点链路，链路最长2km11/19/20226010BaseF使用光纤进行长距离连接，例如建筑物间连接。100Mbps快速以太网

又称快速以太网(FastEthernet，FE)，包括100Base-T4

、100Base-TX和100Base-FX。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；帧结构和介质访问控制方式沿用IEEE802.3。2对5类UTP光纤4对3类UTPMAC子层100BaseFX100BaseTX100BaseT4

3种不同的物理层标准：11/19/202261100Mbps快速以太网又称快速以太网(FastEth快速以太网组成实例

网卡(外置或内置收发器)、收发器(外置)与收发器电缆集线器（双绞线或光纤接口）双绞线及光缆外置光纤收发器光纤100BaseFX集线器100BaseTX集线器100BaseTX集线器光纤插有光纤接口网卡UTP5UTP5UTP5UTP5光纤UTP511/19/202262快速以太网组成实例网卡(外置或内置收发器)、收发器(外置)FDDI(光纤分布式数据接口)网络由双环构成，可靠性高。通常作为连接LAN的主干网络。传输速率为100Mbps。传输介质主要为光纤，网络覆盖范围较大(多模光纤站间距离2km，最多500个站点，环路长度100km)。采用4B/5B编码（光纤），MLT-3（双绞线）集中器集中器令牌服务器11/19/202263FDDI(光纤分布式数据接口)网络由双环构成，可靠性高。通FDDI(光纤分布式数据接口)介质访问控制方法采用TokenPassing，类似于令牌环，但为了适应更高的数据率（100Mb/s），FDDI有一些不同之处，主要区别：在FDDI中，等待令牌的站识别出令牌后立即中止令牌的传递，以此截获令牌在FDDI中，发送数据帧的站一旦完成发送就释放令牌，因此环上可能同时存在多个帧11/19/202264FDDI(光纤分布式数据接口)11/11/202264千兆以太网(GigabitEthernet)千兆以太网(GE-GigabitEthernet)是提供1000Mbps数据传输速率的以太网两种标准：802.3z和802.3ab802.3z1000BaseX屏蔽短双绞线/MMF/SMF802.3ab1000BaseT无屏蔽双绞线(5类，6类)千兆以太网引入载波扩展（carrierextension）帧猝发（framebursting）最小帧长：512字节（10/100为64字节）采用8B/10B编码11/19/202265千兆以太网(GigabitEthernet)千兆以太网(G千兆以太网(GigabitEthernet)拓扑结构和媒体布线方法同10/100BaseT相同；传输速率比100BaseT快10倍；帧结构和介质访问控制方式仍沿用IEEE802.3。允许网络平滑升级到千兆主干，具有较好的兼容性。11/19/202266千兆以太网(GigabitEthernet)拓扑结构和媒体千兆以太网物理层标准1000Base-SX短波长激光,多模光纤，最大链路距离550米1000Base-LX长波长激光,多模或单模光纤，最大链路距离3km1000Base-CXSTP，最大链路距离25米1000Base-T（802.3ab

）4对,cat5UTP，最大链路距离100米11/19/202267千兆以太网物理层标准1000Base-SX11/11/202以太网发展过程10M以太网粗缆的10Base5细缆的10Base2双绞线10BaseT快速以太网：三类线传输的100BaseT4快速以太网：五类线传输的100BaseTX快速以太网：光纤传输的100BaseFX千兆以太网短波长光传输1000Base-SX长波长光传输1000Base-LX五类线传输1000BaseT802.3ae：10Gbps以太网标准11/19/202268以太网发展过程10M以太网11/11/202268虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。这些网段具有某些共同的需求。每一个VLAN的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的工作站是属于哪一个VLAN。虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。虚拟局域网的概念11/19/202269虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关以太网交换机A4B1以太网交换机VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太网交换机以太网交换机三个虚拟局域网VLAN1,VLAN2和VLAN3的构成11/19/202270以太网A4B1以太网VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C以太网交换机A4B1以太网交换机VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太网交换机以太网交换机三个虚拟局域网VLAN1,VLAN2和VLAN3的构成当B1向VLAN2工作组内成员发送数据时，工作站B2和B3将会收到广播的信息。11/19/202271以太网A4B1以太网VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C以太网交换机A4B1以太网交换机VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太网交换机以太网交换机三个虚拟局域网VLAN1,VLAN2和VLAN3的构成B1发送数据时，工作站A1,A2和C1都不会收到B1发出的广播信息。11/19/202272以太网A4B1以太网VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C以太网交换机A4B1以太网交换机VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太网交换机以太网交换机三个虚拟局域网VLAN1,VLAN2和VLAN3的构成虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使得网络不会因传播过多的广播信息(即“广播风暴”)而引起性能恶化。11/19/202273以太网A4B1以太网VLAN3C3B3VLAN1VLAN2CIEEE802.3的体系结构与功能实现物理层电缆连接器收发器AUI电缆网卡站接口数据封装/解封（MAC帧）链路管理（CSMA/CD协议）曼彻斯特编码/译码发送/接收MACLLC11/19/202274IEEE802.3的体系结构与功能实现电缆连接器收发器AUEthernet/802.3操作每个站点都可以接收到所有来自其他站点的数据为决定那个站点接收，需要寻址机制来标识目的站点目的站点将该帧复制，其他站点则丢弃该帧ABCABCABCABCAA(1)C发现总线空闲(2)C发送帧，目的地址为A(3)B忽略该帧(4)A复制该帧A信号由终端电阻吸收终端电阻11/19/202275Ethernet/802.3操作每个站点都可以接收到所有来自IEEE802.3/Ethernet帧格式PA：前同步码-10101010序列，用于使接收方与发送方同步SFD：帧首定界--10101011DA：目的MAC地址；SA：源MAC地址LEN：数据长度（数据部分的字节数）（0-1500B）Type：类型。高层协议标识LLCPDU+pad--最少46字节,最多1500字节Pad：填充字段，保证帧长不少于64字节(若Data域≥46字节，则无Pad)FCS：帧校验序列（CRC-32）866246-15004字节FCSSATypePADADataPadEthernetIEEE802.3712/62/6246-15004字节FCSPASALENSFDDALLCPDUPad校验区间64-1518字节11/19/202276IEEE802.3/Ethernet帧格式PA：前同步码帧间隔

在相继发送的两帧之间强制插入9.6ms的间隔目的：确保其他站点也能占用信道帧间隔>9.6msFCSSATypePADADataPadPA帧n帧n+111/19/202277帧间隔在相继发送的两帧之间强制插入9.6ms的间隔帧间隔F第三章局域网技术与组成11/19/202278第三章局域网技术与组成11/11/20221内容提要局域网概述介质访问控制方法以太网高速网络技术11/19/202279内容提要局域网概述11/11/20222局域网概述计算机局域网自70年代以来得到飞速发展,并在计算机网络中占有非常重要的地位11/19/202280局域网概述计算机局域网自70年代以来得到飞速发展,并在计算机局域网概述LAN的特点覆盖范围小 房间、建筑物、园区范围距离≤25km高传输速率 10Mbps～1000Mbps低误码率 10-8～10-10

采用总线、星形、环形拓扑双绞线、同轴电缆、光纤为一个单位所拥有，自行建设hubhubhubSwitchServerstationstationsstations11/19/202281局域网概述LAN的特点覆盖范围小hubhubhubSwitc局域网的关键技术拓扑结构（逻辑、物理）总线型、星型、环型介质访问方法按协议实现信道共享:ALOHA、CSMA/CD和Token-passing信号传输形式基带、宽带11/19/202282局域网的关键技术拓扑结构（逻辑、物理）11/11/20225LAN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:结点通过点到点链路与相邻结点连接BusStarRingABCCADCBABCAT11/19/202283LAN典型拓扑结构总线型:所有结点都直接连接到共享信道Bu传输形式基带传输：传送数据时，以原封不动的形式把来自终端的数据送入线路宽带传输：在发送端，用基波脉冲对载波进行调制传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤等11/19/202284传输形式基带传输：传送数据时，以原封不动的形式把来自终端的数LAN参考模型IEEE802标准网络层数据链路层物理层逻辑链路控制LLC介质访问控制MAC

高层

OSI

IEEE802物理层PHY由NOS来实现11/19/202285LAN参考模型IEEE802标准网络层数据链路层物理层逻辑链IEEE802标准的主要成员802.2-逻辑链路控制LLC802.3-CSMA/CD（以太网）802.4-TokenBus（令牌总线）802.5-TokenRing（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–无线LAN11/19/202286IEEE802标准的主要成员802.2-逻辑链路控制LL……802.3CSMA/CD802.4TokenBus802.5TokenRing802.6DQDB802.8FDDI802.2LLC数据链路层

物理层LLCMAC802.1DBridge802.1A体系结构IEEE802体系结构示意图PHY11/19/202287……802.3802.4802.5802.6802.8802LAN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，降低实现的复杂度。

•局域网特点：共享信道(如总线)。需要解决介质访问控制(MAC)问题。分层可以使帧的传输独立于介质和MAC方法。

LLC：与介质、拓扑无关；MAC：与介质、拓扑相关。11/19/202288LAN的数据链路层按功能划分为两个子层：LLC和MAC11/LAN的链路层与传统的数据链路层的区别：LAN链路支持多重访问，支持成组地址和广播；支持MAC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、多路复用、流量控制、差错控制...MAC子层功能：成帧/拆帧，实现、维护MAC协议，位差错检测，寻址。LLC子层功能：向高层提供SAP，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。

LAN对LLC子层透明，仅在MAC子层才可见LAN的标准(对不同的LAN标准，区别在MAC子层)11/19/202289LAN的链路层与传统的数据链路层的区别：11/11/2022LLC的帧结构DSAPSSAP控制数据111/2长度无限制单位：字节高层PDU

LLC数据

LLC首部MAC首部MAC尾部MAC数据LLC帧和MAC帧的关系MAC控制目的MAC地址源MAC地址11/19/202290LLC的帧结构DSAPSSAP控制数据111/2长度无限MAC子层的地址IEEE802标准为每个DTE规定了一个48位的全局地址，它是站点的全球唯一的标识符，与其物理位置无关。——MAC地址（物理地址）MAC地址为6Byte（48位）。MAC地址的前3个字节（高24位）由IEEE统一分配给厂商，低24位由厂商分配给每一块网卡。网卡的MAC地址可以认为就是该网卡所在站点的MAC地址。11/19/202291MAC子层的地址IEEE802标准为每个DTE规定了一个4MAC子层的地址

高24位

低24位组织的唯一标识可变的，由生产厂家自行分配

6字节MAC地址（硬件地址，存放于网卡ROM中）11/19/202292MAC子层的地址高24位低24位组织的唯一标识可变的，LAN的网络层和高层网络层由于IEEE802局域网拓扑结构简单，一般不需中间转接，所以网络层的很多功能(如路由选择等)是没有必要的，而流量控制、寻址、排序、差错控制等功能可在数据链路层完成，故IEEE802标准没有单独设立网络层。高层局域网的高层尚未定义，一般由网络操作系统（NOS）来实现，如Unix、WindowsNT、Netware等。11/19/202293LAN的网络层和高层网络层11/11/202216内容提要局域网概述介质访问控制方法以太网高速网络技术11/19/202294内容提要局域网概述11/11/202217介质访问控制方法ALOHA局域网介质访问控制方法常见的有两种：载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect

令牌传递(TokenPassing) TokenRing(令牌环) TokenBus(令牌总线)11/19/202295介质访问控制方法ALOHA11/11/202218ALOHA20世纪70年代，NormanAbramson设计了ALOHA协议目的：解决信道的动态分配，基本思想可用于任何无协调关系的用户争用单一共享信道使用权的系统；分类：纯ALOHA协议和分槽ALOHA协议纯ALOHA协议基本思想：用户有数据要发送时，可以直接发至信道；然后监听信道看是否产生冲突，若产生冲突，则等待一段随机的时间重发;11/19/202296ALOHA20世纪70年代，NormanAbramson设ALOHA信道效率多用户共享单一信道，并由此产生冲突，这样的系统称为竞争系统；信道效率假设：帧长固定，无限个用户，按泊松分布产生新帧，平均每个帧时（frametime）产生S帧（0<S<1）；发生冲突重传，新旧帧共传k次，遵从泊松分布，平均每个帧时产生G帧；吞吐率S=GP0，P0为发送一帧不受冲突影响的概率；一个帧时内产生k帧的概率：Pr[k]= ，两个帧时平均产生2G个帧，在冲突危险区内无其它帧产生的概率为：P0=e-2G，所以S=Ge-2G；最大吞吐率发生在G=0.5，S=1/（2e）时，其值为0.184效率：信道利用率只有18.4%.11/19/202297ALOHA信道效率多用户共享单一信道，并由此产生冲突，这样的分槽ALOHA协议基本思想：把信道时间分成离散的时间槽，槽长为一个帧所需的发送时间。每个站点只能在时槽开始时才允许发送。其他过程与纯ALOHA协议相同。信道效率冲突危险区是纯ALOHA的一半，所以P0=e-G，S=Ge-G；在G=1处取得最大吞吐率S=1/e，约为0.368与纯ALOHA协议相比，降低了产生冲突的概率，信道利用率最高为36.8%。11/19/202298分槽ALOHA协议基本思想：把信道时间分成离散的时间槽，槽长CSMA：载波监听多路访问工作原理：发送前监听（先听后说）。每个站点在发送数据之前要监听信道上是否有数据在传送。若有，则此站不能发送，需等待一段时间后重试。载波监听策略：非坚持CSMA：一旦监听到信道忙，就不再监听；延迟一个随机时间后再次监听。坚持CSMA：监听到信道忙时，仍继续监听，直到信道空闲。1-坚持CSMA：一听到信道空闲就立即发送数据p-坚持CSMA：听到信道空闲时，以概率p发送数据（以概率1-p延迟一段时间后再发送）CSMA技术不能解决发送中出现的冲突现象。11/19/202299CSMA：载波监听多路访问工作原理：发送前监听（先听后说）。CSMA/CD：带冲突检测的载波监听多路访问工作原理：发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送数据。在发送时，边发边继续监听（边说边听）。若监听到冲突，则立即停止发送。等待一段随机时间（称为退避）以后，再重新尝试。CSMA/CD可归结为四句话：

发前先侦听，空闲即发送，边发边检测，冲突时退避。11/19/2022100CSMA/CD：带冲突检测的载波监听多路访问工作原理：发送前最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。CSMA/CD协议

B向

D发送数据CDAE匹配电阻（用来吸收总线上传播的信号）匹配电阻不接受不接受不接受接受B只有D接受B发送的数据11/19/2022101最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的二进制指数退避算法当冲突发生后，时间被分成离散的时槽。时槽长度等于在传输介质上来回传输的时间。802.3标准中规定时槽长度为512比特时间即51.2s。第一次冲突产生后，每个站点等待0或1个时槽后尝试重新发送；第二次冲突时从0、1、2、3中随机挑选一个作为等待的时槽数；第三次冲突将从023-1中挑选一个等待的时槽数。当冲突次数大于10次后，随机等待的最大时槽数固定为1023。在16次冲突后，站点放弃传输并报告一个错误。11/19/2022102二进制指数退避算法当冲突发生后，时间被分成离散的时槽。时槽长CSMA/CD冲突窗口：对于IEEE802.3，两个站点的最远距离不超过2500m，由4个中继器连接而成，其冲突窗口为51.2µs(2倍电缆传播延迟加上4个中继器的双向延迟)。对于10Mbps的IEEE802.3来说，这个时间等于发送64字节，即512位的时间，64字节就是由此而来的冲突检测时间0时刻ABa)0时刻A发送数据T-δ时刻ABb)T-δ时刻B发送数据2T时刻Ac)T时刻A，B发送数据BAd)2T时刻A发送数据B11/19/2022103CSMA/CD冲突窗口：对于IEEE802.3，两个站点的CSMA/CD的流程图介质忙？发送帧冲突？发送完？发送JamN≥16?YesNoNoYes发送成功Yes发送失败No延迟随机时间NoYes发送帧冲突次数N++11/19/2022104CSMA/CD的流程图介质忙？发送帧冲突？发送完？发送Jam令牌环（IEEE802.5）干线耦合器ABDC站点单向环

拓扑结构：点到点链路连接，构成闭合环环路输入环路输出

传输媒体：STP、光纤，速率4/16Mbps；最多站点数：250，信号采用差分曼彻斯特编码发送缓冲区接收缓冲区接收发送线路驱动线路接收控制器DTE干线耦合器的结构TCU高层软件11/19/2022105令牌环（IEEE802.5）干线耦合器ABDC站点单向环干线耦合器（TCU）工作状态：发送方式（站点发送数据时）收听/转发方式（其他时候）

收听方式下，TCU与DTE断开TCU对位流再生并转发，同时监视帧中是否出现本站地址和令牌。若出现本站地址，则将开关K闭合，TCU与DTE接通，位流复制到DTE，同时继续转发；若出现令牌且有数据要发送，则截获令牌，转为发送方式，发送数据帧。

发送方式下，数据以帧为单位从TCU的输出端发送到下一个TCU的输入端。DTETCU收听方式KKDTETCU发送方式KK11/19/2022106干线耦合器（TCU）工作状态：DTETCU收听方式KKDTokenRing/802.5的操作

1）谁可以发送帧，是由一个沿着环旋转的称为“令牌”（TOKEN）的特殊帧来控制的。只有拿到令牌的站可以发送帧，而没有拿到令牌的站只能等待。

2）拿到令牌的站将令牌转变成访问控制头，后面加挂上自己的数据进行发送。11/19/2022107TokenRing/802.5的操作 1）谁可以发送帧，是 3）数据帧通过任何一个站点(除源站点外)时，该站点都要把帧的目的地址和本站地址相比较：

a)如果地址相符合，则将帧拷贝到接收缓冲器，供高层软件处理，同时将帧送回环中；b)如果地址不符合，则直接将帧送回环中。4）数据循环一周后由发送站回收。即发送的帧在环上循环一周后再回到发送站时，发送站将该帧从环上移去，同时再放一个空令牌到环上，使其余的站点能获得发送帧的许可权。11/19/2022108 3）数据帧通过任何一个站点(除源站点外)时，该站点都要把帧TokenRing/802.5的操作举例（c）AT=0TAT=0TAT=1TDataCTDataCTDataCTDataCData（a）（b）帧循环一圈后A将数据帧回收并放出空令牌A有数据要发送，它抓住空令牌A将令牌修改为数据帧，并加挂数据11/19/2022109TokenRing/802.5的操作举例（c）AT=0IEEE802.5的帧结构起始、结束标志访问控制字段包括：优先级与预约及优先级限制位。令牌位：帧类型标识。0-令牌；1-信息/控制帧监督位：防止无效帧在环路中无限循环。起始访问控制结束1B1B1B令牌帧非令牌帧（信息帧/控制帧）起始访问控制帧控制目的地址源地址数据FCS结束帧状态1112/62/6≥0411BPPPTMRRR优先级位令牌位监督位预约位访问控制字段11/19/2022110IEEE802.5的帧结构起始、结束标志优先级与预约令牌总线(IEEE802.4)特点：物理上是总线网，逻辑上是令牌网物理层：传输媒体为75宽带同轴电缆，数据速率为1Mb/s、5Mb/s或10Mb/s；传输机制为以太网和令牌环的结合：

●物理传输采用广播方式；

●介质访问控制采用令牌方式。 11/19/2022111令牌总线(IEEE802.4)特点：物理上是总线网，令牌总线(IEEE802.4)11/19/2022112令牌总线(IEEE802.4)11/11/202235网络服务器网络服务器划分：从应用角度划分：域服务器、通信服务器、Web服务器、打印服务器从设计思想角度划分：专用服务器和通用服务器从服务器本身硬件结构角度划分：单处理机网络服务器和多处理机网络服务器11/19/2022113网络服务器网络服务器划分：11/11/202236局域网的组成局域网由网络硬件和网络软件组成网络硬件由计算机和通信系统组成网络软件由网络系统软件和网络应用软件网络服务器网络工作站网卡网络设备网络硬件11/19/2022114局域网的组成局域网由网络硬件和网络软件组成网络硬件由计网络接口卡网络接口卡（NIC）简称网卡，也被称为网络适配器就物理外表而言，网络接口卡是与计算机主板或外围设备上的总线扩展槽相适应的一种印刷电路板网络接口卡是网络通信的基本硬件组成部分，它能够把计算机产生的串行信号转换成可以在网络电缆上传送的串行格式。11/19/2022115网络接口卡网络接口卡（NIC）简称网卡，也被称为网络适配器1网络接口卡网络接口卡工作在OSI参考模型的物理层和数据链路层的MAC子层根据网络介质访问控制方法的不同，网卡可以分为以太网、令牌环、光纤分布式接口和异步传输方式等几种。其中以太网卡是应用最广泛的网卡11/19/2022116网络接口卡网络接口卡工作在OSI参考模型的物理层和数据链路层

网卡的作用

网络接口板又称为通信适配器(adapter)或网络接口卡NIC(NetworkInterfaceCard)，或“网卡”。网卡的重要功能：进行串行/并行转换。对数据进行缓存。在计算机的操作系统安装设备驱动程序。（实现无盘工作站的复位及引导）实现以太网协议。

11/19/2022117网卡的作用网络接口板又称为通信适配器(adapter)网卡的分类

按传输速率分类：10Mb/s、100Mb/s、10/100Mb/s、1000Mb/s按端口分类：RJ–45端口、BNC端口、AUI端口、SC/ST端口和无线网卡按接入介质分类：接双绞线、细同轴电缆、粗同轴电缆和光纤等按微机总线结构分类：ISA、EISA、VESA、PCI和PCMCIA等总线结构的网卡11/19/2022118网卡的分类按传输速率分类：10Mb/s、100Mb/s、1网卡主要的基本参数中断请求IRQDMA通道存储基地址和I/O基地址11/19/2022119网卡主要的基本参数中断请求IRQ11/11/202242计算机通过网卡和局域网进行通信

CPU高速缓存存储器I/O总线计算机至局域网网络接口卡（网卡）串行通信并行通信11/19/2022120计算机通过网卡和局域网进行通信CPU高存储器I/O总线计以太网卡以太网卡实现了MAC子层的CSMA/CD介质访问，物理层的编码/解码、发送接收、载波检测、冲突检测等功能，并提供了与传输介质的连接接口，如RJ45、BNC和AUI接口以太网卡包括以下几部分：发送和接收部件载波检测部件发送和接收控制部件曼彻斯特编码/译码器LAN管理部件微处理器11/19/2022121以太网卡以太网卡实现了MAC子层的CSMA/CD介质访问，物曼彻斯特编码/译码器发送控制载波检测接收控制微处理器LAN管理部分发送接收11/19/2022122曼彻斯特发送控制载波检测接收控制微处理器LAN发送接收11/网卡总线类型16位—ISA（行业标准结构）32位—PCI（外部设备互联）、EISA（扩展ISA）、MCA（微信道结构）其它—PCMCIA（个人计算机存储卡国际协会）、并行口、USB11/19/2022123网卡总线类型16位—ISA（行业标准结构）11/11/202接口类型RJ45—无屏蔽双绞线接口AUI—粗同轴电缆接口BNC—细同轴电缆接口SC/ST—光纤接口11/19/2022124接口类型RJ45—无屏蔽双绞线接口11/11/202247网卡的使用网卡地址：即网卡的物理地址或称为MAC地址，固化在网卡硬件中配置参数（跳线设置/软件设置/PnP）

•中断请求号IRQ（一般为3）

•I/O基地址I/OBase（一般为300H）

•存储器基地址MemoryBase(一般为C000H)

•全双工/半双工

•传输速率（仅10/100Mbps双速网卡可选）11/19/2022125网卡的使用网卡地址：即网卡的物理地址或称为MAC地址，11提高网卡传输性能的措施并行处理：发送/接收和数据处理同步进行全双工：需集线器/交换机的支持突发传输方式（每次传送更多的帧）智能网卡（让网卡承担更多的传输任务）提高与主机的传输速度：

•与主机的存储器传输数据时采用DMA传送方式

•总线采用传输速度较快的PCI总线11/19/2022126提高网卡传输性能的措施并行处理：发送/接收和数据处理同步进行网卡的安装选择网卡需要考虑的问题：网络结构操作系统介质类型数据传输速率可用的总线类型11/19/2022127网卡的安装选择网卡需要考虑的问题：11/11/202250网卡的安装首先将网卡插入到一个合适的槽中（ISA或PCI）一些老的网卡配有滑动开关，DIP开关或跳线来控制网卡使用的DMA内存地址和IRQ中断号，需按使用说明进行设置。大多数网卡是通过软件来设置Window95/98/2000/xp能够识别即插即用设备，当网卡安装之后操作系统能自动识别，根据它的提示进行设置并安装网卡所带驱动程序即可如果操作系统无法识别网卡，则需手工安装（如Window3.x、WindowNT、UNIX、Linux）11/19/2022128网卡的安装首先将网卡插入到一个合适的槽中（ISA或PCI）1网络操作系统网络操作系统分类

客服网络操作系统

服务器网络操作系统文件服务打印服务数据库服务通信服务信息服务分布式服务网络管理服务Internet/Intranet服务网络操作系统的基本功能11/19/2022129网络操作系统客服网络操作系统

文件服务网络操作系统的基本功能内容提要局域网概述介质访问控制方法以太网高速网络技术11/19/2022130内容提要局域网概述11/11/202253以太网

70年代中期由Xerox的PARC(PaloAltoResearchCenter)提出，数据率为2.94M，称为Ethernet（以太网）。经DEC,Intel和Xerox公司改进为10M标准(DIX标准)。1985年定名为IEEE802.3，即使用1坚持的CSMA/CD协议的LAN标准，数据率从1M到10M(现已发展到1000M)，支持多种传输介质。Ethernet是指基带总线LAN。Ethernet和IEEE802.3的帧格式不同。Ethernet和IEEE802.311/19/2022131以太网70年代中期由Xerox的PARC(PaloIEEE802.3规范传统以太网802.3——同轴电缆Ethernet802.3a——细缆Ethernet802.3i——双绞线802.3j——光纤快速以太网FE802.3u——双绞线，光纤千兆以太网GEIEEE802.3z——屏蔽短双绞线、光纤IEEE802.3ab——双绞线11/19/2022132IEEE802.3规范传统以太网11/11/2022802.3布线介质标准10Base5粗同轴10Base2细同轴10BaseT双绞线10BaseFMMF100BaseT双绞线100BaseFMMF/SMF1000BaseX屏蔽短双绞线/MMF/SMF1000BaseT双绞线数据率（Mbps）基带或宽带Base，Broad段最大长度（百米）或介质类型（T，F，X）10

Base

511/19/2022133802.3布线介质标准10Base5粗同10Base5粗同轴电缆，可靠性好，抗干扰能力强收发器:发送/接收,冲突检测,电气隔离AUI:连接件单元接口总线型拓扑采用曼彻斯特编码

粗缆VampiretapBNC端子AUI电缆NIC最大段长度500米每段最多站点数100两站点间最小距离2.5米收发器网络最大跨度2.5公里

11/19/202213410Base5粗同轴电缆，可靠性好，抗干扰能力强粗缆Va10Base2细同轴电缆，可靠性稍差BNCT型接头连接总线型拓扑两站点间最短距离0.5m细缆BNC接头NIC每段最大长度185m每段最多站点数30网络最大跨度925m网络最多5个段

11/19/202213510Base2细同轴电缆，可靠性稍差两站点间最短距离010BaseT双绞线介质（UTP）以Hub（集线器）为中心节点。Hub－多端口转发器。拓扑结构为星形，逻辑上仍然是总线形。转发器/中继器的作用：将信号放大并整形后再转发，消除信号传输的失真和衰减。转发器/中继器/HUB——物理层设备(工作在物理层)。用于小型LAN。NICHUB段最大长度100m11/19/202213610BaseT双绞线介质（UTP）NICHUB段最大长度10BaseF

使用光纤进行长距离连接，例如建筑物间连接。星形拓扑结构最常见的布线标准：10BaseFL-异步点到点链路，链路最长2km11/19/202213710BaseF使用光纤进行长距离连接，例如建筑物间连接。100Mbps快速以太网

又称快速以太网(FastEthernet，FE)，包括100Base-T4

、100Base-TX和100Base-FX。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；帧结构和介质访问控制方式沿用IEEE802.3。2对5类UTP光纤4对3类UTPMAC子层100BaseFX100BaseTX100BaseT4

3种不同的物理层标准：11/19/2022138100Mbps快速以太网又称快速以太