基于以太网技术的宽带ip城域网建设

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1、基于以太网技术的宽带IP城域网建设第一章以太网技术及其特点以太网技术起源于Xerox公司的一个实验网络，该实验网络的目的是把几台个人计算机以3M的速率连接起来，由于该实验网络的成功建立和突出表现，引起YDEC、Intel、Xerox三家公司的注意，这三家公司借助该实验网络的经验，最终在1980年发布了第一个以太网协议标准建议书，该建议书的核心思想是在～个IOM带宽的共享物理介质上把最多1024个计算机和其他数字设备进行连接，之后以太网技术在1980年建议书的基础上逐渐成熟和完善，并逐渐占据了局域网的主导地位。1．1以太网技术基本特性

2、：1．1．1OSI与IEEE参考模型OSI与IEEE参考模型之间的相互关系如图1．1所示：OSJ参芬模型层1Er!ES02：参考模4刊圈1．1IEEE802参考模型J吾OSI参考模型的对比IEEE802工作组制定的与以太网有关的协议：801．1——概述、体系结构、网络互联、网络管理和性能测量。802．2——逻辑链路控制。802．3——定义cs姒／cD网的MAC子层和物理层的规约。8023u——快速以太网(100Base--T、lOOBase--TX、lOOBase--T2、lOOBase--FX)802．3z——千兆以太网(1000

3、Base—T、1000Base--X)8023ae——10G以太网厦门大学硕士论文802．3x——全双工以太网802．1p、802．1廿——-vLAN802．1d——生长树协议802．1w一快速生长树协议802．1ad——链路聚合技术802．17——弹性分组环RPR技术1．1．2CSMA／CD以太网采用的是载波侦听多路访问／冲突检测(CSMA／CD)技术(10G以太网采用全双工，无需csMA／CD)，它由MAC层实现。1．1．3以太网的数据帧格式以太网帧结构如图1．2所示：前导码7字节TYPE：类型2字节SFD：帧首定界符l字节’D

4、ATA：数据46～1500字节DA：目的地址6字节FCS：帧检验序列4字节SA：源地址6字节图1．2以太网帧结构1．2以太网家族以太网系列技术比较如表t．1所示表1．1以太网系列技术比较各以太网技术层次结构如图1．3所示4基于以太网技术的宽带IP城域网建设逻辑链路控制层(LLC)l应用层表示层会话层传输层网络层数据链路堪PLSMACGMACMACL物理层RSMIIGMIIXGMIIAUIPCSP姒．PMAPmPMDMDI邶IMDI以太网快速以太网干兆以太网]OGPA太网劁1．3以太刚家腹接次结构1．2．1千兆以太网在图1．3千兆以太

5、网层次结构中：协调子层RS的功能是将千兆MAC(GMAC)层的操作映射到千兆介质无关接口GMII的电气信号上去。千兆介质无关接口GMII是GMAC与物理层之间的逻辑接口，GMII中的数据通路宽度是8位，发送和接收时钟工作在125E'IZ，因此数据率为iGbps。另外GMII也支持25MHZ和2．5MHZ的频率，使之工作在100Mbps和10Mbps。物理编码子层PCS的功能是使用8B／10B编码方法将8位的数据转换成lO位在物理介质上传输。物理介质接入子层PMA提供了PCS层和PMD层之间的串／并转换。物理介质相关子层PMI)负责提

6、供到物理介质的接口。介质相关子层接口MDI对于光纤介质来讲，相当于光纤接口。1．3全双工交换式以太网把双绞线作为以太网的传输介质不但提高了灵活性和降低了成本，而且引入了一种高效的运行模式一一全双工模式。要实现全双工通信必须引入一种新的设备，即现在的交换机。交换机内部不是一条共享总线，而是一个数字交叉网络，该数字交叉网络能把各个终端进行暂时的连接，互相独立地传输数据，而且交换机还为每个端口设置了缓冲区，可以暂时缓存终端发送过来的数据。等资源空闲之后再进行交换。交换机的出现使以太网技术由原来的10M／100M共享结构转变为20M／200

7、M独占带宽的结构，大大提高了效率。而且可以在交换机上施加一些软件策略来实现附加的服务，比如VLAN虚拟局域网、优先级冗余链路等，这些技术增加了业务的丰富性，是以太网技术的灵魂所在。5厦门大学硕士论文以太网上的两个节点以全双工模式连接时，其CSMA／CD机制可以完全关闭，它们之间的通信不会造成任何冲突。交换式以太网使得两点间独享带宽。交换机之所以能做到根据MAC地址进行选择端口是依赖内部的一个重要的数据结构一一cAM表。交换机接收到一个数据帧依靠该数据帧的目的MAC地址来查找CAM表，查找的结果是一个或一组端口，根据查找的结果把数据包

8、送到相应端口的发送队列。CAM表包含MAC地址、一个或一组端口号，如果交换机上划分YVLAN，还包括VLANID。交换机根据接收到的数据帧的目的MAC地址来查找该表格，根据找到的端口号把数据帧发送出去。注意上面一个MAC地址可能对应多