数据通信基础知识培训——以太网交换技术

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1、数据通信基础知识培训江苏十方通信有限公司南通分公司2010年11月以太网发展简史1973年，Xerox公司提出并实现了最初的以太网。RobertMetcalfe博士被公认为以太网之父，他研制的实验室原型系统运行速度是2.94兆比特每秒（3Mb/s)1980年，DigitalEquipmentCorporation，Intel，Xerox三家联合推出10MbpsDIX以太网标准[DIX80]。IEEE802.3标准规范是基于这个最初的以太网技术制定的。1995年，IEEE正式通过了802.3u快速以太网标准。1998年，IEEE802.3z千兆以太网标准正式发布。1

2、999年，发布IEEE802.3ab标准，即1000BASE-T标准。2002年7月8日，IEEE通过了802.3ae，即10Gbit/s以太网，又称为万兆以太网2004年3月，IEEE批准铜缆10G以太网标准802.3ak。5类双绞线的线序网络设备接口分MDI和MDI_X两种。一般路由器的以太网接口、主机的NIC的接口类型为MDI；交换机的接口类型可以为MDI或MDI_X。Hub的接口类型为MDI_X。直连网线用于连接MDI和MDI_X。交叉网线用于连接MDI和MDI，或者MDI_X和MDI_X。设备连接方式：主机路由器交换机MDIX交换机MDIHub主机交叉交

3、叉直连N/A直连路由器交叉交叉直连N/A直连交换机MDIX直连直连交叉直连交叉交换机MDIN/AN/A直连交叉直连Hub直连直连交叉直连交叉标准以太网标准以太网（10Mbit/s）由IEEE802.3定义技术标准线缆类型传输距离10BASE-5粗同轴电缆500m10BASE-2细同轴电缆200m10BASE-T双绞线100m10BASE-F光纤2km快速以太网快速以太网的数据传输速率为100Mbps，其标准为IEEE802.3u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

4、（UTP）非屏蔽双绞线4对100m100BaseFX多模光纤（MMF）线缆550m-2km单模光纤（SMF）线缆大于2km千兆以太网千兆以太网的传输速率为1Gbps，有两个标准IEEE802.3z（光纤与铜缆）和IEEE802.3ab（双绞线）。IEEE802.3ab定义了1000BaseT线缆标准。IEEE802.3z定义了1000BaseCX、1000BaseSX和1000BaseLX三种线缆标准。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

5、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万兆以太网标准为IEEE802.3ae（光纤）、IEEE802.3ak（铜缆）和IEEE802.3an（双绞线）。IEEE802.3ae包括10GBASE-X、10GBASE-R和10GBASE-WIEEE802.3ak包括10GBase-CX4IEEE802.3an包括10GBase-TCSMA/CD无论何种Ethernet，其MAC层均采用CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）介质访问控制协议。其基

6、本规则为：（1）若介质空闲，发送数据；否则，转（2）（2）若介质忙，一直监听到信道空闲，然后立即发送数据（3）若检测到冲突，即线路上电压的摆动值超过正常值一倍，则发出一个短小的干扰信号，使得所有站点都知道发生了冲突并停止数据的发送。（4）发完干扰信号，等待一段随机的时间后，再次试图传输，回到（1）重新开始。Hub的工作原理从共享式以太网发展到交换式以太网过渡时期，出现了中继器和集线器两种互连的网络设备。网络范围扩大后，信号在发送的过程中容易失真，导致误码。中继器的功能是恢复失真信号，并放大信号。集线器(Hub)和中继器都是物理层上的连接设备。Hub就是一种基于CS

7、MA/CD机制工作的以太网设备，其工作原理为：从任何一个接口收到的数据帧不加选择地转发给其他的任何端口（除接收的那个端口外），所以所有的Hub都是半双工的。故Hub和中继器仅仅改变了以太网的物理拓扑，其逻辑结构仍然是总线拓扑。Hub没有用MAC地址，只是对数据进行复制转发，没有过滤功能。共享式以太网的缺陷冲突严重广播泛滥无任何安全性网桥/二层交换机的工作模式交换机是工作在数据链路层的设备。以太网交换机/网桥需要完成二个基本功能：MAC地址学习转发和过滤决定802.3帧结构在802.3帧格式中，跟随在后面的事3字节的802.2LLC和5字节的802.2SNAP。目的

8、服务访问点