计算机网络基础 课件 第4章 局域网技术

打造人工智能共享实训基地，我校专业集群协调发展

系第4章局域网技术第4章局域网技术局域网的特性、种类和发展？以太网的产生、种类和发展各种高速局域网的种类及技术特点？网络交换的概念及交换是以太网？虚拟局域网的概念、特点及划分方法？局域网的连接设备及应用？【内容巡航】第4章局域网技术4.1局域网概述4.2共享式以太网4.3以太网的扩展4.4

高速以太网技术4.5虚拟局域网技术4.1局域网概述4.1.1局域网的特点4.1.2局域网层次结构4.1.3媒体接入控制4.1.4

网络适配器4.1.5

MAC地址4.1局域网概述局域网（LAN）是在一个较小的范围，比如一个办公室、一栋楼或一个校园，利用通信线路将众多计算机及其外设连接起来，以达到数据通信和资源共享的目的。局域网使用的是广播信道。广播信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。4.1.1局域网的特点

（1）网络所覆盖的地理范围比较小。通常不超过几十公里，甚至只在一个园区、一幢建筑或一个房间内。

（2）数据的传输速率比较高，从最初的1Mbps到后来的10Mbps、100Mbps，近年来已达到1000Mbps、10Gbps。

（3）具有较低的延迟和误码率，其误码率一般为10-8~10-10。

（4）局域网络的经营权和管理权属于某个单位所有，与广域网通常由服务提供商提供形成鲜明对照。

（5）便于安装、维护和扩充，建网成本低、周期短。4.1.1局域网的特点

局域网具有如下的一些主要优点：

（1）具有广播功能，从一个站点可恨方便地访问全网。局域网的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。

（2）便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变。

（3）提高了系统的可靠性、可用性和生存性。4.1.2局域网层次结构

IEEE802LAN参考模型与ISO/OSI参考模型的对应关系如图4.1所示。

由于局域网是个通信子网，只涉及有关的通信功能，因此，在IEEE802局域网参考模型中主要涉及OSI参考模型物理层和数据链路层的功能。4.1.2局域网层次结构

局域网的物理层是和OSI七层模型的物理层功能相当。1.IEEE802LAN物理层采用基带信号传输。数据的编码采用曼彻斯特编码。传输介质可以采用双绞线、同轴电缆、光缆甚至是无线传输介质。拓扑结构可以是总线型、树形、星型和环型等。传输速率有10Mb/s以太网、100M/s快速以太网、1000Mb/s千兆位以太网和10Gb/s万兆位以太网。4.1.2局域网层次结构逻辑链路控制子层（LLC）2.IEEE802LAN数据链路层将数据组成帧，进行传输，并对数据帧进行顺序控制、差错控制和流量控制，使不可靠的物理链路变为可靠的链路。介质访问控制子层（MAC）局域网可以支持多重访问，即实现数据帧的单播、广播和组播。4.1.2局域网层次结构3.IEEE802标准系列4.1.2局域网层次结构3.IEEE802标准系列IEEE802.3标准：定义了CSMA/CD媒体接入控制方式和相关物理层规范。IEEE802.3u标准:100Mbps快速以太网。IEEE802.3z标准:1000Mbps以太网(光纤、同轴电缆)。IEEE802.3ab标准:1000Mbps以太网(双绞线)。IEEE802.3ae标准:10Gbps以太网。4.1.3

媒体接入控制1.静态划分信道如何协调多个发送主机和接收主机对一个共享传输媒体的占用，即媒体接入控制（MediumAccessControl）或多址接入（MultipleAccess）。典型技术主要有频分多址、时分多址和码分多址。该方法通常在无线网络的物理层中使用，而不是在数据链路层使用。4.1.3

媒体接入控制2.动态接入控制特点是各主机动态占用信道发送数据，而不是使用预先固定分配好的信道。（1）随机接入。所有主机通过竞争，随机地在信道上发送数据。要解决的关键问题是如何尽量避免冲突及在发生冲突后如何尽快恢复通信。著名的共享式以太网采用的就是随机接入。4.1.3

媒体接入控制2.动态接入控制（2）受控接入。主机不能随机地发送信息而必须服从一定的控制。这类协议的典型代表有集中控制的多点轮询协议和分散控制的令牌传递协议。采用令牌传递协议的典型网络有令牌环网（IEEE802.5）、令牌总线网（IEEE802.4）和光纤分布式数据接口（FDDI）。不过这些网络由于市场竞争已逐步推出了历史舞台。4.1.4网络适配器网络适配器（NetworkAdapter），也称网络接口卡（Network

InterfaceCard，NIC），简称网卡。网卡是组建局域网的主要部件。适配器有自己的处理器和存储器（RAM和ROM），是一个半自治的设备。适配器和局域网之间的通信是通过电缆（如双绞线）以串行传输方式进行。而适配器和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行。因此，适配器的一个重要功能就是进行数据串行传输和并行传输的转换。4.1.4网络适配器适配器接收和发送各种帧时不使用计算机的CPU。当适配器收到有差错的帧时，就把这个帧丢弃而不必通知计算机。当适配器收到正确的帧时，它就使用中断来通知计算机并交付给协议栈中的网络层。当计算机要发送IP数据报时，就由协议栈把IP数据报向下交给网卡，组装成帧后发送到局域网。计算机的硬件地址在适配器的ROM中，而计算机的软件地址（IP地址）则在计算机的存储器中。4.1.4网络适配器4.1.4网络适配器

适配器是工作在数据链路层和物理层的网络组件，是局域网中连接计算机和传输介质的接口。

物理层功能实现网卡和网络的连接、数字信号同步、数据的编码与解码。

数据链路层功能是帧的发送与接收、帧的封装与拆封、帧的差错校验、介质访问控制（以太网使用CSMA/CD协议）等功能。4.1.5

MAC地址1.MAC地址的组成IEEE802标准为局域网（以太网）规定了一种6字节（48位）的全球地址。在生产适配器时，这种6字节的MAC地址已固化在网络适配器的ROM中。因此，MAC地址也叫作硬件地址（HardwareAddress）或物理地址。当这个适配器插入或嵌入每台计算机后，适配器中的MAC地址就是这台计算机的MAC地址了，当更换适配器后，计算机的MAC也随之改变，而不随计算机的位置改变而更换。4.1.5

MAC地址

注册管理机构RA是局域网全球地址的法定管理机构，它负责分配MAC地址字段中的6个字节中前三个字节（即高位24位）。

世界上凡要生产局域网网络适配器的厂家都必须向IEEE购买由这三个字节构成的号（及地址块），即组织唯一标识符OUI（OrganizationallyUniqueIdentifier），即高位24位地址块，也称公司标识符（Company_id）。

MAC地址字段中的6个字节中后三个字节（即低位24位）则是由厂家自行指派，称为扩展标识符（Extended_id），只要保证生产出的网络适配器没有重复地址即可。4.1.5

MAC地址2.MAC地址管理IEEE规定地址字段第一个字节的最低位为I/G（Individual/Group）。当I/G位为0时，地址字段表示一个单个站地址。当I/G位为1时表示组地址，用来进行多播（以前称组播）。

另外，IEEE把地址字段第一字节的次低位规定为G/L（Global/Local）位。当G/L位为0表示全球管理（保证在全球没有相同的地址），厂商向IEEE购买的OUI都属于全球管理。G/L位为1表示本地管理，这时用户可任意分配网络上的地址。但以太网几乎不使用这个G/L位。4.1.5

MAC地址3.MAC地址分类（1）单播（unicast）帧（一对一）：即收到的帧的MAC地址与本主机的MAC地址相同。（2）广播（broadcast）帧（一对全体）：即发送给本局域网上所有主机的帧（全1地址）。（3）多播（multicast）帧（一对多）：即发送给本局域网上一部分主机的帧。4.2共享式以太网4.2.1广播信道的局域网4.2.2令牌环（TokenRing）技术4.2.1广播信道的局域网第一个以太网标准IEEE802.3，数据率为10Mbit/s。最初的局域网使用同轴电缆进行组网，采用总线型拓扑结构，当链路上的两个主机进行通信时，如主机A给主机B发送一个帧，同轴电缆会把承载该帧的数字信号传输到所有主机，链路上的所有主机都能收到（所以称为广播信道）。要在这样的一个广播信道实现点对点通信，就需要给发送的数据帧添加目的地址和源地址，这就要求网络中的主机的适配器都有唯一的一个物理地址（MAC地址），仅当帧的目的MAC地址和主机的适配器的MAC地址相同时，适配器才接收该帧；对于不是发给自己的帧，则丢弃。这样，具有广播特性的总线上就实现了一对一的通信。4.2.1广播信道的局域网4.2.2CSMA/CD协议

CSMA/CD协议即具有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD，CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection）协议，是最常用的随机接入协议之一，是局域网的典型代表-以太网使用的介质访问控制方法，它采用的是随机访问和竞争机制（“争用型”），用于总线型拓扑结构网络。载波侦听多路访问冲突冲突域冲突检测4.2.2CSMA/CD协议载波侦听:也就是检测信道。不管在发送前，还是在发送中，每个节点都必须不停地检测信道。多路访问:允许多个节点在同一信道发送信号冲突:是指两个或更多节点同时从一条共享的传输介质上发送数据，造成不同信号的叠加互相破坏而变成无意义的噪声。冲突域:在一个共享介质中所有相互之间可能发生冲突的节点的集合冲突检测:也称“碰撞检测”，也就是“边发送边侦听”，4.2.1CSMA/CD协议电磁波在1km电缆的传播时延约为5

s。单程端到端传播时延记为

。端到端往返传播时延最多是两倍的总线端到端的传播时延（2

）4.2.2CSMA/CD协议4.2.2CSMA/CD协议在t=0时，主机A发送数据，主机B检测到信道为空闲。在=

-

时（这里

＞

＞0），主机A发送的数据还没有到达主机B时，由于主机B检测到信道是空闲，因此主机B发送数据。经过时间

/2后，即在t=

-

/2时，主机A发送的数据和主机B发送的数据发生了碰撞。但这时主机A和主机B都不知道发生了碰撞。在t=

时，主机B检测到发生了故障，于是停止发送数据。在t=2

-

A时，主机A也检测到发生了碰撞，因而也停止发送数据。4.2.2CSMA/CD协议3.截断二进制指数退避算法以太网的端到端往返时间2

称为争用期（ContentionPeriod），又称为碰撞窗口10Mbit/s以太网把争用期定为512比特时间。即51.2

s，因此其总线长度不能超过5120m，以太网规定总线长度不能超过2500m。4.2.2CSMA/CD协议4.以太网最短帧数据帧能够重传的一个条件：以太网要实现重传，必须保证这个站在收到冲突信号的时候这个帧没有传完。以太网规定了一个最短帧的长度为64个字节，即512bit。以太网还规定了帧间最小间隔为96比特时间（9.6us），即所有主机在发送帧之前要等信道空闲96比特时间。4.2.2CSMA/CD协议CSMA/CD协议的工作原理可概括成四句话，即先听后发，边发边听，冲突停止，随机延时后重发。CSMA/CD协议的要点归纳入下:（1）准备发送：网络适配器从网络层获得一个分组，加上以太网的首部和尾部，组成以太网帧，放入网络适配器的缓存中。但在发送之前，必须先检测信道。（2）检测信道：若检测到信道忙，则应不停地检测，一直等待信道转为空闲。若检测到信道空闲，并在96比特时间内信道保持空闲（保证了帧间最小间隔），就发送这个帧。4.2.2CSMA/CD协议一是发送成功：在争用期内一直未检测到碰撞。这个帧肯定能够发送成功。发送完毕后，其他什么也不做。然后回到（1）。二是发送失败：在争用期内检测到碰撞，这时立即停止发送数据，并按规定发送人为干扰信号。网络适配器接着就执行指数退避算法，等待倍512比特时间后，返回到步骤（2），继续检测信道。但若重传达16次仍不能成功，则停止重传而向上报错。（3）在发送过程中仍不停地检测信道，即网络适配器要边发送边侦听。这里只有两种可能性。以太网每发送完一帧，一定要把已发送的帧暂时保留一下。4.2.2CSMA/CD协议4.2.3

以太网的信道利用率4.2.3

以太网的信道利用率要提高以太网的信道利用率，就必须减小

与T0之比。以太网中定义了参数

，它是要以太网单程端到端时延

与帧的发送时间T0之比：

=

/T0要提高以太网的信道利用率，就必须减小

与T0之比，也就是分子

的数值要小些，分母T0的数值要大些。也就是说，当数据率一定时，以太网的连线的长度受到限制（否则

的数值会太大），同时以太网的帧不能太短（否则的T0值会太小，使

值太大）。4.2.4以太网标准

传统以太网也称标准以太网、十兆位以太网10Base-510:传输速率为10Mbps逻辑信道Base:基带传输10Base-210Base-T10Base-F5:粗同轴电缆，500m2:细同轴电缆，185mT:双绞线，100mF:光缆，2km4.2.4标准以太网规范4.2.4以太网标准（1）使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各主机共享逻辑上的总线，使用的还是CSMA/CD协议。网络中的各主机必须竞争对传输媒体的控制，并且在同一时刻至多允许一个主机发送数据。因此，称为共享式以太网。这种10Base-T以太网又称为星型总线。（2）一个集线器有多个接口。（3）集线器工作在物理层，它的每个接口仅仅简单地转发比特（收到1就转发1，收到0就转发0）。（4）集线器采用了专门的芯片，进行自适应串音回波抵消。4.2.5以太网帧格式4.2.5以太网帧格式4.2.5标准以太网规范(1)IEEE802.3规定的MAC帧的第三个字段是“长度/类型”。

当这个字段值大于0x0600时（相当于十进制的1536），就表示“类型”。这样的帧和以太网V2帧完全一样。当这个字段值小于0x0600时才表示“长度”，即MAC帧的数据部分长度。(2)当“长度/类型”字段值小于0x0600时，数据字段必须装入上面的逻辑链路控制LLC子层的LLC帧。

现在市场上流行的都是以太网V2帧，但大家也常常不严格地把它称为IEEE802.3标准的MAC帧。4.3以太网的扩展

当局域网的覆盖范围超过传输介质的传输距离限制时，可以通过以太网扩展来达到扩展网络传输的距离。下面我们将从使用物理层和数据链路层的设备来扩展以太网。但这种扩展的以太网在网络层看来仍然是一个网络。4.3扩展的以太网4.3.1以太网中继器4.3.2以太网集线器4.3.3网桥4.3.4多端口网桥-以太网交换机4.3.1以太网中继器中继器和集线器

使用中继器应遵守以下两条原则：

一是用中继器连接的以太网不能形成环形网；

另一个必须遵守MAC（介质访问控制）协议的定时特性，即用中继器将电缆连接起来的网段数是有限的。对于以太网，最多只能使用4个中继器，意味着只能连接5个网段，即遵守以太网的5-4-3-2-1规则。物理层4.3.1以太网中继器（1）从任一个发送端到接收端之间只能有5个网段；（2）从任一个发送端到接收端之间只能经过4个中继器；（3）其中的3个网段可增加站点；（4）另两个网段只能作为中继链路，不能连接站点；（5）整个网络组成了1个冲突域。以太网的5-4-3-2-1规则：4.3.2以太网集线器

集线器是一种共享的网络设备，即每个时刻只能有一个端口在发送数据，采用集线器组建的以太网就是共享式以太网。1、集线器的工作原理

集线器不需任何软件配置，是一种完全即插即用的纯硬件式设备。

集线器并不处理或检查其上的通信量，仅通过将一个端口接收的信号重复分发给其他端口来扩展物理介质。4.3.2以太网集线器

所有连接到集线器的设备共享同一介质，其结果是它们也共享同一冲突域、广播和带宽。因此集线器和它所连接的设备组成了一个单一的冲突域。1、集线器的工作原理

如果一个节点发出一个广播信息，集线器会将这个广播传输给所有同它相连的节点，因此它也是一个单一的广播域。当网络中有两个或多个节点同时进行数据传输时，将会产生冲突。4.3.2以太网集线器4.3.2以太网集线器集线器是一种共享的网络设备，即每个时刻只能有一个接口在发送数据，采用集线器组建的以太网就是共享式以太网。。所有连接到集线器的设备共享同一介质，其结果是它们也共享同一冲突域、广播和带宽。因此集线器和它所连接的设备组成了一个单一的冲突域。

共享式以太网采用CSMA/CD介质访问控制协议来获得信道的访问使用权。4.3.2使用网桥优先以太网网桥

网桥工作在数据链路层，它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发和过滤。透明网桥源路由网桥也称生成树网桥，标准是IEEE802.1D。以太网上的主机都看不见以太网上的网桥是在发送帧时，把详细的路由信息放在帧的首部中。4.3.2网桥

透明网桥是一种即插即用设备（plug-and-playdevice），即只要把网桥接入局域网，不用人工配置转发表网桥就能工作。转发过滤将帧送到最终的目的地。丢弃目的地与源主机在同一网络上的帧。自学习当网桥接收到一帧，而在网桥表中不包含该帧目的地主机的地址时，网桥具有自学习该目的主机地址的能力。4.3.2网桥

网桥刚接入以太网时，其转发表是空的。这时若网桥收到一个帧，网桥就按照自学习（Self-learning）算法处理收到的帧（这样就逐步建立起转发表），并且按照转发表把帧转发出去。网桥只要每收到一个帧，就记下其源地址和接入网桥的端口，作为转发表中的一个项目。而在转发表中并没有“源地址”这一栏，而只有“地址”一栏。在建立转发表时吧帧首部中的源地址写在“地址”这一栏的下面。在转发帧时，则是根据收到的帧首部中的目的地址来转发的。1.自学习4.3.2网桥

查找转发表中与收到帧中的目的地址有无相匹配的项目。如没有，则通过所有其他端口（但进入网桥的端口除外）进行转发。如有，则按转发表中给出的端口进行转发。若转发表中给出的端口就是该帧进入网桥的端口，则应丢弃这个（这时不需要经过网桥进行转发）。2.转发帧4.3.4多端口网桥-以太网交换机（1）端口独享带宽。交换机的每个接口独享带宽，1.交换机的特点（2）全双工通信。

（3）安全（4）全双工模式不使用CSMA/CD协议（5）接口可以工作在不同的速率下。（6）转发广播帧（7）交换机的冲突域仅局限于交换机的一个端口上。用交换机连接起来的以太网是一个广播域。网络层设备路由器负责在不同网段转发数据，广播数据报不能跨越路由器，路由器隔绝广播。4.3.4多端口网桥-以太网交换机2.交换机自动构建MAC地址表（1）自学习2.转发帧。交换机接口收到一个帧，就检查MAC地址表中有没有与该帧的目的AMC地址相对应的接口，如果有，就按转发表中给出的接口进行转发。如果没有，则通过所有其他接口（但进入交换机的端口除外）进行转发。若转发表中给出的端口就是该帧进入网桥的接口，则应丢弃这个帧（这时不需要经过网桥进行转发）。4.34.4多端口网桥-以太网交换机4.3.4多端口网桥-以太网交换机3.生成树协议交换机组建的网络就是一个大的广播域，交换机会把广播帧发送到全部接口（除了发送接口），有了环路以后，只要有主机发送一个广播帧，该帧就在环路中进行无数次转发，这就形成了广播风暴。4.3.4多端口网桥-以太网交换机3.生成树协议交换机组建的网络就是一个大的广播域，交换机会把广播帧发送到全部接口（除了发送接口），有了环路以后，只要有主机发送一个广播帧，该帧就在环路中进行无数次转发，这就形成了广播风暴。4.4高速以太网技术4.4.1快速以太网4.4.2吉比特以太网技术4.4.3万兆位以太网技术4.4.440GB/100GB以太网4.4.1快速以太网1995年颁布的IEEE802.3u（100Base），可支持100Mbps的数据传输速率。与10Base-T相比，有很多相同的地方，主要包括：支持CAMA/CD和半双工；支持自动协商；用相同的五类／超五类线缆；有相同的线缆长度的限制（100m）；有相同的帧格式；RJ-45连接器的线序相同；在相同条件下可以关闭CSMA/CD，用全双工取代（802.3X）。1.快速以太网概述4.4.1快速以太网1995年6月，发布快速以太网标准IEEE802.3u。4.快速以太网规范标准传输介质传输距离100Base-TX5类或超5类级别或更高双绞线100m采用两对芯线的双绞线电缆一对用于发送数据，另一对用于接收数据100Base-FX多模光纤（62.5um）LED，820nm2km(全双工)两条光纤一条用于发送数据，一条用于接收数据。412（节点直连，半双工）单模光纤（9um）激光，1300nm10km一条光纤同时用于发送和接收数据100Base-T43、4、5类非屏蔽双绞线100m使用四对线三对用于一起发送数据，同时第四对用于冲突检测。4.4.1快速以太网一个以太网帧可以由一种类型的以太网设备发送，然后毫无问题地沿不同类型的以太网链路传送－因为他们使用相同的帧。4.在不同类型的以太网上发送帧4.4.2吉比特以太网技术千兆位以太网是IEEE802.3标准的扩展，在保持与以太网和快速以太网设备兼容的同时，提供1000Mb/s的数据带宽。1998年6月，IEEE802.3委员会推出了千兆位以太网标准-IEEE802.3z，1999年6月，发布千兆位以太网IEEE802.3ab标准，其数据传输率均达到了1000Mbps即1Gbps，因此也称吉比特以太网。4.4.2吉比特以太网技术吉比特以太网的标准IEEE802.3Z有以下几个特点：（1）允许在1Gbit/s以下全双工和半双工两种模式工作。（2）使用IEEE802.3协议规定的帧格式。（3）在半双工模式下，使用CSMA/CD协议，全双工模式下不需要使用CSMA/CD协议。（4）与10Base-T和100Base-T技术向后兼容。1.千兆位以太网的特点4.4.2吉比特以太网技术千兆位以太网对传输介质的访问，可以采用半双工或全双工两种方式进行通信2.吉比特以太网的MAC帧（1）半双工方式下的千兆位以太网的AMC帧。半双工千兆位以太网工作在半双工方式下，还是遵循以太网的CSMA/CD介质访问控制协议，但千兆位以太网和快速以太网相比，速度提高了10倍，如果其MAC帧的长度还是和原来一样，保持最小帧长度为64字节，那么网络冲突域直径将会降到20m，这会给实际应用带来了麻烦。4.4.2吉比特以太网技术为了使千兆位以太网在保持吉比特速率的条件下仍能维持200多米的网络直接，采用了载体扩展和数据包突发技术两种技术。

①载体扩展。MAC的载体扩展是将MAC帧长度扩展到512字节（4096位），如图4.18所示。当MAC帧长度小于512字节时，在MAC帧的FCS后面发送扩展位（0~448字节），大于512字节的包则不做扩充。例如帧长度为120字节时，发送扩展位392位，但原来的帧格式不改变。4.4.2吉比特以太网技术4.5.3吉比特以太网技术（1）半双工方式下的千兆位以太网的AMC帧

②数据包突发技术。为了进一步提高网络性能和带宽利用率，在CSMA/CD算法中加入数据包突发技术。数据包突发技术是允许发送端每次发送多个帧，如果帧的长度太短，只需要在第一帧添加载体扩展信号。如果第一帧发送成功，后续帧可连续发送，而不需要添加载体扩展信号。数据包突发技术允许服务器、交换机和其他网络设备发送较短的帧，充分利用网络带宽。4.4.2吉比特以太网技术4.4.2吉比特以太网技术3.千兆位以太网规范千兆位以太网标准IEEE802.3zIEEE802.3ab1000Base-SX1000Base-LX1000Base-CX1000Base-T工业应用规范1000Base--LH1000Base-ZX1000Base-LX101000Base-BX101000Base-TX4.4.2吉比特以太网技术千兆位以太网规范使用的传输介质波长有效距离1000Base-CX150W双绞线

25m1000Base-SX

多模光纤62.5mm850nm275m多模光纤50mm850550m1000Base-LX

单模光纤1310nm5km多模光纤62.5mm和50mm1310nm550m1000Base-LH单模光纤1300nm/1310nm10km4.4.2吉比特以太网技术千兆位以太网规范使用的传输介质波长有效距离1000Base-ZX单模光纤1550nm70km1000Base-LX10单模光纤1310nm10km1000Base-BX10单模光纤下行方向（从网络中心到网络边缘）波长1490nm上行方向波长1310nm10km1000Base-T用5类、超5类、6类或者7类双绞线全部4对（每对都可以同时进行全双工数据收发）100m1000Base-TX6类、7类双绞线两对线发送，两对线接收100m4.4.2吉比特以太网技术1000Base-T标准

采用5类、超5类、6类或者7类双绞线的全部四对芯线作为传输介质的千兆以太网规范，对应标准为IEEE802.3ab。它的最大传输距离为100m。在全部的四对双绞芯线中，每对都可以同时进行全双工数据收发，所以即使是相同设备间的连接，也无须制作交叉线，两端都用相同的布线标准即可。4.5.3吉比特以太网技术4.4.2吉比特以太网技术1000Base-TX标准

1000Base-TX也是基于四对双绞线，但却采用快速以太网中100Base-TX标准类似的传输机制，是以两对线发送，两对线接收。

在5类和超5类的系统中不能支持该类型的网络。一定需要6类或者7类双绞线系统的支持。4.4.2吉比特以太网技术4.5.4万兆位以太网技术1.万兆以太网的技术特色

在物理层面上。万兆以太网是一种采用全双工与光纤的技术

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,升级简单

万兆标准意味着以太网将具有更高的带宽（10Gbps）和更远的传输距离（最长传输距离可达40km）。4.4.3

10吉比特以太网技术1.万兆以太网的特点（1）10吉比特以太网的帧格式与以太网、快速以太网、吉比特以太网的帧格式完全相同。（2）10吉比特以太网只工作在全双工模式，因此不存在争用问题，也不使用CSMA/CD协议，（3）在物理拓扑上，10吉比特以太网既支持星型连接或扩展星型连接，也支持点到点连接及星型连接与点到点连接的组合。4.4.3

10吉比特以太网技术1.万兆以太网的特点（4）以太网能够适应多种传输媒体，如铜缆、双绞线以及各种光缆。（5）在广域网中使用以太网时，其价格大约只有同步光纤网络（SONET）的1/5和ATM的1/10。（6）802.3ae不支持自协商，可简化故障定位，并提供广域网物理层接口。4.4.3万兆位以太网技术2.万兆以太网标准和规范万兆位以太网标准IEEE802.3aeIEEE802.3ak10GBase-SR10GBase-LR10GBase-ERIEEE

802.3an10GBase-T10GBase-LRM10GBase-KRIEEE

802.3aqIEEE

802.3ap10GBase-LX410GBase-SW10GBase-LW/EW10GBase-CX410GBase-KX44.5.4万兆位以太网技术万兆位以太网规范使用的传输介质波长有效距离应用领域10GBase-SR多模光纤，50μm的OM3光纤850nm300m局域网10GBase-LR单模光纤1310nm10km10GBase-LRM62.5μm多模光纤，OM3光纤

260m10GBase-ER单模光纤1550nm40km10GBase-ZR单模光纤1550nm80km10GBase-LX4

多模光纤1300nm300m单模光纤1300nm10km10GBase-CX4屏蔽双绞线（CX4铜缆）

15m10GBase-T

6类双绞线

55m6a类双绞线

100m4.4.3万兆位以太网技术万兆位以太网规范使用的传输介质波长有效距离应用领域10GBase-KX4铜线（并行接口）

1m背板以太网

10GBase-KR铜线（串行接口）

1m10GBase-SW多模光纤，50μm的OM3光纤850nm300mSDH/SONET广域网10GBase-LW单模光纤1310nm10km10GBase-EW单模光纤1550nm40km10GBase-ZW单模光纤1550nm80km4.4.440GB/100GB以太网

40G/100G以太网标准在2010年中制定完成,IEEE802.3ba。

40GBASE-KR4：背板方案，最少距离1米。40GBASE-CR4/100GBASE-CR10：短距离铜缆方案，最大长度大约7米。40GBASE-SR4/100GBASE-SR10：用于短距离多模光纤，长度至少在100米以上。40GBASE-LR4/100GBASE-LR10：使用单模光纤，距离超过10公里。100GBASE-ER4--使用单模光纤，距离超过40公里。4.5虚拟局域网技术4.5.1虚拟局域网的概念4.5.2VLAN的组网方法4.5虚拟局域网技术以太网交换机的一个重要特性是能建立虚拟局域网（VLAN）。VLAN是一个能够跨越多重物理区域的逻