《工业网络互联集成》课件-第八章 以太网技术

实时工业网络设计与应用智能制造与装备学院以太网技术第八章1：MAC地址为01BB.3ABA.BEA8,是单播地址还是组播地址？2：一共介绍了几种速率的以太网？本章重点知识点：3：CSMA/CD分别是什么含义？4：以太网帧结构中都包括哪些项？5：以太网流量控制的两种方式？以太网技术起源原理发展及协议标准前言我们知道局域网包含以太网、令牌环和令牌总线等等,这些技术当中以太网技术以其简明高效的特点逐渐占据了主导地位端口技术以太网技术起源原理发展及协议标准目标了解以太网的发展史掌握以太网的基本原理掌握以太网端口技术端口技术以太网技术起源原理发展及协议标准诞生以太网最初是由Xerox公司开发的一种基带局域网技术，使用同轴电缆作为网络媒体，采用载波多路访问和冲突检测（CSMA/CD）机制,数据传输速率达到10Mbps。以太网被设计用来满足非持续性网络数据传输的需要，而IEEE802.3规范则是基于最初的以太网技术于1980年制定。以太网版本2.0由DigitalEquipmentCorporation、Intel和Xerox三家公司联合开发，与IEEE802.3规范相互兼容。端口技术以太网技术起源原理发展及协议标准原理CSMA/CD端口技术CS：载波监听MA：多路访问CD：冲突检测在发送数据之前进行监听，以确保线路空闲，减少冲突的机会。每个站点发送的数据，可以同时被多个站点接收。边发送边检测，发现冲突就停止发送，然后延迟一个随机时间之后继续发送。冲突检测：由于两个站点同时发送信号，经过叠加后，会使线路上电压的摆动值超过正常值一倍。据此可判断冲突的产生。以太网技术起源原理发展及协议标准以太网帧结构端口技术DMACSMACLength/TDATA/PADFCSEthernet_IILength/Type值含义Length/T>1500Length/T<=1500代表了该帧的类型代表了该帧的长度802.3以太网技术起源原理发展及协议标准以太网的MAC地址端口技术DMACSMACLength/TDATA/PADFCSMAC地址有48位，但它通常被表示为12位的点分十六进制数00e0.fc39.8034以太网技术起源原理发展及协议标准以太网的MAC地址端口技术DMACSMACLength/TDATA/PADFCSMAC地址全球唯一，由IEEE对这些地址进行管理和分配。每个地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。其中前24位二进制代表该供应商代码。剩下的24位由厂商自己分配。00e0.fc39.8034以太网技术起源原理发展及协议标准以太网的MAC地址端口技术DMACSMACLength/TDATA/PADFCS如果48位全是1，则表明该地址是广播地址。如果第8位是1，则表示该地址是组播地址。以太网技术起源原理发展及协议标准传输距离和最小帧长端口技术DMACSMACLength/TDATA/PADFCS最大传输距离：通常由线路质量、信号衰减程度等因素决定。最小帧长（64字节）：由最大传输距离和冲突检测机制共同决定。规定最小帧长是为了避免这种情况发生：某站点已经将一个数据包的最后一个BIT发送完毕，但这个报文的第一个BIT还没有传送到距离很远的一个站点。而站点认为线路空闲而发送数据，导致冲突。以太网技术起源原理发展及协议标准以太网发展简史端口技术IEEE802.3以太网标准IEEE802.3u100BASE-T快速以太网标准IEEE802.3z/ab1000Mb/s千兆以太网标准IEEE802.3ae10GE以太网标准万兆以太网出现70年代80年代90年代以太网产生10M以太网发展成熟共享式转向LAN交换机100M快速以太网92年96年千兆以太网迅速发展2002年以太网技术起源原理发展及协议标准共享式以太网端口技术在共享式以太网之时，使用一种称为抽头的设备建立与同轴电缆的连接。须用特殊的工具在同轴电缆里挖一个小洞，然后将抽头接入。此项工作存在一定的风险：因为任何疏忽，都有可能使电缆的中心导体与屏蔽层短接，导致这个网络段的崩溃。同轴电缆的致命缺陷是：电缆上的设备是串连的，单点的故障可以导致这个网络的崩溃。以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术在共享式以太网中，所有的主机都以平等的地位连接到同轴电缆上，但如果以太网中主机数目较多，则存在以下严重问题：介质可靠性差冲突严重广播泛滥无任何安全性共享式以太网是最主要的问题以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术标准以太网（10Mbit/s）的网络定位标准以太网模型分类网络定位接入层最终用户和接入层交换机之间的连接汇聚层通常不使用核心层通常不使用三层网络架构是现在网络构成方式的一个结构分层，也就是将复杂的网络设计分成三个层次——接入层、汇聚层和核心层。核心层主要用于网络的高速交换主干；汇聚层着重于提供基于策略的连接，位于接入层和核心层之间；而接入层则负责将包括电脑、AP等在内的工作站接入到网络。以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术802.3线缆名称电缆最大区间长度10BASE-5粗同轴电缆500m10BASE-2细同轴电缆200m10BASE-T双绞线100m10BASE-F光纤2000m以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术快速以太网数据传输速率为100Mbps的快速以太网是一种高速局域网技术，能够为桌面用户以及服务器或者服务器集群等提供更高的网络带宽。IEEE为快速以太网制订的标准为IEEE802.3u以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术快速以太网快速以太网（100Mbit/s）的网络定位模型分类网络定位接入层为高性能的PC机和工作站提供100Mbit/s的接入汇聚层提供接入层和汇聚层的连接，提供汇聚层到核心层的连接，提供高速服务器的连接核心层提供交换设备间的连接一个大学，其用户数至少几千人，其网络机房中的网络设备，如核心交换机、路由器、防火墙等设备共同组成的区域可以看做是核心层，每个楼层中的交换机等设备可以看做是接入层，而连接接入层和核心层之间的区域就是汇聚层。以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术快速以太网传输距离技术标准线缆类型传输距离100BaseTXEIA/TIA5类（UTP）非屏蔽双绞线2对100m100BaseT4EIA/TIA3、4、5类（UTP）非屏蔽双绞线4对100m100BaseFX多模光纤（MMF）线缆550m-2km单模光纤（SMF）线缆2km-15km以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术千兆以太网千兆以太网是对IEEE802.3以太网标准的扩展，在基于以太网协议的基础之上，将快速以太网的传输速率100Mbps提高了10倍，达到了1Gbps。标准为IEEE802.3z（光纤与铜缆）和IEEE802.3ab（双绞线）以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术千兆以太网千兆（1000Mbit/s）以太网网络定位模型分类网络定位接入层一般不使用汇聚层提供接入层和汇聚层设备间的高速连接核心层提供汇聚层和高速服务器的高速连接，提供核心设备间的高速互联以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术千兆以太网千兆（1000Mbit/s）以太网的传输距离技术标准线缆类型传输距离1000BaseT铜质EIA/TIA5类（UTP）非屏蔽双绞线4对100m1000BaseCX铜质屏蔽双绞线25m1000BaseSX多模光纤，50/62.5um光纤，使用波长为850nm的激光550m/275m1000BaseLX单模光纤，9um光纤，使用波长为1300nm的激光2km-15km以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术万兆以太网已经开始部署（城域骨干网），预计未来将有大规模的应用标准为IEEE802.3ae只有全双工模式创造了一些新的概念，例如光物理媒体相关子层(PDM)以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术自协商技术10Mb/s半双工10Mb/s全双工10Mb/s自协商100Mb/s自协商100Mb/s全双工端口1自动协商端口2自动协商端口3自动协商端口4自动协商端口5自动协商以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术自协商信号约2ms约100ns约62.5μs时钟数据位0时钟数据位1数据位13时钟数据位14时钟……整个报文按16ms间隔重复，直到自协商完成一个FLP突发包含33个脉冲位置。17个奇数位置脉冲为时钟脉冲，时钟脉冲总是存在的；16个偶数位置脉冲用来表示数据：此位置有脉冲表示1，此位置没有脉冲表示0。这样1个FLP的突发就可以传输16bit的数据。自协商交互数据就这样通过物理线路被传输。以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术自协商信号不使用自协商机制会出现以下情况：无法实现端口的自动双速配置功能(如10Mbit/s和100Mbit/s)无法确定双工工作模式无法确定是否需要流量控制功能以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术自协商信号自协商优先级：•1000M全双工

注：左边从上到下优先级依次递减•1000M半双工•100M全双工•100M半双工•10M全双工•10M半双工以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术流量控制当通过交换机一个端口的流量过大，超过了它的处理能力时，就会发生端口阻塞。流量控制的作用是防止在出现阻塞的情况下丢帧。在半双工方式下，流量控制是通过反压（backpressure）技术实现的，模拟产生碰撞，使得信息源降低发送速度。在全双工方式下流量控制一般遵循IEEE802.3x标准。以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术流量控制backpressure假装有冲突了，这样你就不会发个不停了！以太网技术起源原理发展及协议标准端口技术流量控制IEEE802.3x标准定义了一种新方法，在全双工环境中去实现流量控制。交换机产生一个PAUSE帧，PAUSE帧使用一个保留的组播地址：01-80-C2-00-00-01，将它发送给正在发送的站，发送站接收到该帧后，就会暂停或停止发送。PAUSE帧利用了一个保留的组播地址，它不会被网桥和交换机所转发，这样，PAUSE帧不会产生附加信息量。感谢聆听2：在组态软件中创建一个实时报警窗在画面1中,设计一个开关量M5报警和模拟量Q5报警;更改报警窗标题为实时报警窗；报警窗列表项目包括五个信息，分别为：报警日期、报警时间、变量、报警值、报警文本（“Q5大于20”）。课堂测试3：在组态软件中创建一个