以太網技術日期：H3C網絡學院v3.0以太網技術日期：H3C網絡學院v3.0隨著IP技術的飛速發展，以太網作為IP的承載網絡已經成為局域網用戶必須選擇的技術之一。在眾多的局域網協議中，以太網已經占據了統治地位，并且隨著以太網技術自身的不斷發展，它已經超出了局域網的范疇而進入到城域網甚至廣域網的領域。以太網從速率到結構都已經有了全新變革。引入隨著IP技術的飛速發展，以太網作為IP的承載網絡已經成為局域了解以太網的發展歷程和相關技術標準掌握各種以太網技術的基本原理描述以太網幀格式理解線纜的規范和連接方式課程目標學習完本課程，您應該能夠：了解以太網的發展歷程和相關技術標準課程目標學習完本課程，您應以太網發展歷程標準以太網快速以太網千兆以太網萬兆以太網目錄以太網發展歷程目錄以太網發展歷程（技術回顧）在IP網絡大家庭中，以太網作為其中的一員工作在鏈路層；向上提供鏈路數據傳輸服務，向下需要物理層作為傳輸數據流的基礎；在以太網鏈路層，可以進一步劃分成如下子層：LLC子層MAC子層在以太網物理層，可以進一步分成如下子層：PLSPCSPMA以太網發展歷程（技術回顧）在IP網絡大家庭中，以太網作為其中以太網發展歷程1973年，以太網之父Dr.RobertMetcalfe在Xerox發明了以太網；1985年，IEEE正式推出標準以太網802.310Base-5的標準；1988年，IEEE正式推出標準以太網802.3a10Base-2的標準；1990年，IEEE正式推出標準以太網802.3i10Base-T的標準；1993年，IEEE正式推出標準以太網802.3j10Base-F的標準；1995年，IEEE正式推出快速以太網802.3u100Base-T的標準；1998年，IEEE正式推出千兆以太網802.3z1000Bas-X的標準；1999年，IEEE正式推出千兆以太網802.3ab1000Base-T的標準；2002年，IEEE正式推出萬兆以太網802.3ae標準，包含了10GBase-R，10GBase-W和10GBase-X；

2004年，IEEE正式推出萬兆以太網802.3ak10GBase-CX4的標準；2004年，IEEE正式推出以太接入網802.3ahEFM的標準；以太網發展歷程1973年，以太網之父Dr.RobertM以太網發展歷程（續）2005年，IEEE正式推出以太網802.3-2005基本標準；2006年，IEEE正式推出萬兆以太網802.3an10GBase-T的標準，同年還推出了萬兆以太網802.3aq10GBase-LRM的標準；2007年，IEEE正式推出背板以太網802.3ap標準；2008年，IEEE正式推出以太網802.3-2008基本標準。以太網發展歷程（續）2005年，IEEE正式推出以太網802以太網發展歷程標準以太網快速以太網千兆以太網萬兆以太網目錄以太網發展歷程目錄標準以太網標準以太網是最早的以太網技術標準，它包含如下成員：10Base-510Base-210Base-T10Base-F標準以太網標準以太網是最早的以太網技術標準，它包含如下成員：標準以太網的實現模型標準以太網的物理層：物理信令子層（PLS）實現MAC子層與PMA子層之間的數據轉換和傳輸物理介質附屬子層（PMA）實現數據在物理介質上的傳輸轉化，同時完成介質沖突檢測等功能附屬單元接口（AUI）統一數據輸入輸出實現物理介質非相關介質相關接口（MDI）提供與傳輸介質相連的接口標準以太網的實現模型標準以太網的物理層：802.3幀716622or3464到1518字節字節CRCPADDATALLC控制信息LENSADASFDPREPRE:先導字節,7個10101010SFD:幀開始標志,10101011DA:目的MAC地址SA:源MAC地址LEN:LLC幀長度DATA:數據字段PAD:填充字段CRC:校驗字段802.3幀716622or3464到1518字節字MAC地址00-E0-FC-01-23-45操作系統網絡接口卡RAMIP:10.1.1.3ROMMAC:00-E0-FC-01-23-4548位MAC地址MAC地址為48位二進制數，常用12位16進制數表示MAC地址00-E0-FC-01-23-單播與廣播接收DMAC=00E0.FC01.2222不接收MAC:00E0.FC01.1111MAC:00E0.FC01.2222MAC:00E0.FC01.3333接收DMAC=FFFF.FFFF.FFFF接收MAC:00E0.FC01.1111MAC:00E0.FC01.2222MAC:00E0.FC01.3333單播廣播接收地址包括本卡MAC地址、廣播地址和本機所屬組播組地址網卡丟棄與本卡接收地址不匹配的幀網卡解開與本卡接收地址匹配的幀，將數據遞交上層處理單播與廣播接收DMAC=00E0.FC01.2222不接收MCSMA/CD載波偵聽偵聽到載波不發送偵聽到線路上有載波時，不發送數據偵聽不到載波時，說明線路已經空閑偵聽到載波偵聽到載波不發送偵聽不到載波偵聽不到載波偵聽不到載波搶占發送線路空閑時，任一主機都可以搶占線路CSMA/CD載波偵聽偵聽到載波偵聽到線路上有載波時，不發送CSMA/CD沖突檢測和退避兩臺主機同時發送數據導致沖突全部主機停止發送，等待一個隨機退避時間退避期滿的主機首先開始發送檢測到沖突檢測到沖突檢測到沖突CSMA/CD沖突檢測和退避兩臺主機同時發送數據導致沖突全部以太網流量控制DMAC=0180.C200.0001半雙工Hub反向發送電壓信號全雙工反向發送PAUSE幀背壓式流控PAUSE流控在半雙工線路上采用背壓式流控接收方反向發送電壓信號制造沖突，使發送方停止發送在全雙工線路上采用802.3PAUSE流控接收方向保留組播地址01-80-C2-00-00-01發送PAUSE幀，通知發送方停止發送以太網流量控制DMAC=0180.C200.0001半雙工H標準以太網的編碼標準以太網采用曼切斯特編碼一個時鐘周期傳輸一個bit，在時鐘周期間使用電平翻轉來表示bit信息高電平到低電平翻轉為“0”，低電平到高電平翻轉為“1”時鐘頻率為10M0001111標準以太網的編碼標準以太網采用曼切斯特編碼0001111標準以太網的物理傳輸介質和連接器以太網技術傳輸介質連接器傳輸距離10Base-5粗同軸電纜N型連接器/同軸活栓500m10Base-2細同軸電纜BNCT型連接器185m10Base-T雙絞線RJ45連接器100m10Base-F光纖MT-RJ/SC/LC連接器2km/10km標準以太網的物理傳輸介質和連接器以太網技術傳輸介質連接器傳輸同軸電纜10base5粗同軸電纜10base2細同軸電纜同軸電纜10base5粗同軸電纜10base2細同軸電纜同軸電纜和計算機連接服務器客戶機客戶機客戶機BNCT型連接器

終端電阻終端電阻同軸電纜和計算機連接服務器客戶機客戶機客戶機BNCT型連接中繼器中繼器是一種信號放大設備中繼器中繼器是一種信號放大設備總線型以太網拓撲擴展沖突域中繼器用中繼器可以擴展10BASE5和10BASE2網絡范圍所有線纜段都屬于一個沖突域總線型以太網拓撲擴展沖突域中繼器用中繼器可以擴展10BASE雙絞線雙絞線RJ-45和AUI雙絞線雙絞線RJ-45和AUI雙絞線STP雙絞線UTP雙絞線雙絞線STP雙絞線UTP雙絞線以太網集線器集線器(Hub)與主機構成物理星型拓撲集線器內部采用總線結構，任意時間只有一臺主機能占用總線Hub連接的設備共享一個沖突域Hub連接的設備共享一個廣播域HUBA向B發送時，C向D不能發送，否則產生沖突以太網集線器集線器(Hub)與主機構成物理星型拓撲HUBA向以太網交換機以太網交換機沖突域局限于交換機一個端口上100MHUB一個沖突域10M交換機B10M100M100M10M10M100M10M10M100M交換機A10M一個沖突域一個沖突域一個沖突域一個沖突域以太網交換機以太網交換機沖突域局限于交換機一個端口上100M使用集線器對網絡拓撲進行拓展沖突域HubHubHub用集線器可以擴展10BASE-T網絡范圍全部線纜段都屬于一個沖突域使用集線器對網絡拓撲進行拓展沖突域HubHubHub用集線器用交換機擴展以太網拓撲SwitchSwitchHub隔離沖突域，避免沖突域過大進一步擴大物理連接范圍提高以太網帶寬利用率，增加吞吐量適應不同的速率和不同的雙工狀況用交換機擴展以太網拓撲SwitchSwitchHub隔離沖突光纖通信系統的基本構成光源是光波產生的根源光纖是傳輸光波的導體光發送機的功能是產生光束,將電信號轉變成光信號,再將光信號導入光纖光接收機的功能負責接收從光纖上傳輸的光信號,并將它轉變成電信號,經解碼后再作相應處理光纖通信系統的基本構成光源是光波產生的根源光纖光纖中心是光傳播的玻璃芯芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套，以使光纖保持在芯內再外面的是一層薄的塑料外套，用來保護封套

光芯玻璃封套塑料外殼一束三根光纖的剖面圖光纖光纖中心是光傳播的玻璃芯光芯玻璃封套塑料外殼一束三根光單模光纖與多模光纖多模光纖較粗的纖芯，傳輸多種不同波長不同角度的光衰耗大，傳輸距離通常在千米以內成本低單模光纖纖芯與光波長相同，傳送單一波長的激光衰耗小，傳輸距離可達數十千米成本高單模光纖與多模光纖多模光纖光纜光纜是數據傳輸中最有效的一種傳輸介質,

它有幾個優點：頻帶較寬電磁絕緣性能好衰減較小中繼器的間隔較大光纜光纜是數據傳輸中最有效的一種傳輸介質,常用光纖連接器ST：卡接式圓形光纖接頭FC：帶螺紋的圓形光纖接頭常用光纖連接器ST：卡接式圓形光纖接頭常用光纖連接器（續）SC：矩型光纖接頭LC：一種Mini型連接器常用光纖連接器（續）SC：矩型光纖接頭以太網發展歷程標準以太網快速以太網千兆以太網萬兆以太網線纜的制作目錄以太網發展歷程目錄快速以太網快速以太網在標準以太網的基礎上進行了改進，速率得到大幅提升，并同時兼容了標準以太網技術。名稱速度介質類型最大線纜長度協議標準100BASE-TX100Mbps2對5類UTP100m802.3u100BASE-FX100Mbps多模光纖2000m100BASE-T4100Mbps4對3類UTP100m快速以太網快速以太網在標準以太網的基礎上進行了改進，速率得到MDI與MDI-X概念MDI是介質相關接口的簡稱，使物理層與傳輸介質之間的一種接口MDI-X也是介質非相關接口，也位于物理層和傳輸介質之間。MDI-X實際上是是MDI的一個變種，僅僅在輸入輸出的引腳上進行了交換。主要應用于兩個實體之間的連接而產生。MDI與MDI-X概念MDI是介質相關接口的簡稱，使物理層與MDI與MDIX接口連線同類接口互連用交叉線，異類接口互連用直連線H3C以太網交換機支持MDI/MDIX自適應，不必考慮連線類型主機網卡(MDI)路由器以太口(MDI)交換機/集線器接入口(MDIX)交換機/集線器級連口(MDI)主機網卡(MDI)交叉線交叉線直連線N/A路由器以太口(MDI)交叉線交叉線直連線N/A交換機/集線器接入口(MDIX)直連線直連線交叉線直連線交換機/集線器級連口(MDI)N/AN/A直連線交叉線MDI與MDIX接口連線同類接口互連用交叉線，異類接口互連用交叉于直連網線線序Side212345678123456781=白/橙2=橙3=白/綠4=藍5=白/藍6=綠7=白/棕8=棕Side1Side2Side112345678123456781=白/橙2=橙3=白/綠4=藍5=白/藍6=綠7=白/棕8=棕1=白/橙2=橙3=白/綠4=藍5=白/藍6=綠7=白/棕8=棕1=白/綠2=綠3=白/橙4=藍5=白/藍6=橙7=白/棕8=棕直連線交叉線RJ-45接頭交叉于直連網線線序Side2123456781234567以太網發展歷程標準以太網快速以太網千兆以太網萬兆以太網目錄以太網發展歷程目錄千兆以太網名稱速度介質類型最大線纜長度協議標準1000BASE-SX1Gbps多模光纖275m/550m802.3z1000BASE-LX1Gbps單模光纖550m/5000m1000BASE-CX1Gbps2對STP25m1000BASE-T1Gbps4對5類UTP100m802.3ab千兆以太網仍然使用IEEE802.3幀格式，在半雙工方式下仍然使用CSMA/CD處理沖突，并且將以太網速率提升至1Gbps。千兆以太網名稱速度介質類型最大線纜長度協議標準1000BAS以太網自協商在以太網自協商中，需要根據優先級從高到低，與對方匹配。這種優先級基本按照高速率優于低速率、全雙工優于半雙工、低傳輸頻率優于高傳輸頻率的規則進行排序。技術能力級別優先級1000BASE-T全雙工91000BASE-T半雙工8100BASE-T2全雙工7100BASE-TX全雙工6100BASE-T2半雙工5100BASE-T44100BASE-TX半雙工310BASE-T全雙工210BASE-T半雙工1以太網自協商在以太網自協商中，需要根據優先級從高到低，與對方目錄以太網發展歷程標準以太網快速以太網千兆以太網萬兆以太網目錄以太網發展歷程萬兆以太網標準萬兆以太網除了在速率上有了進一步提高，同時還為了兼容廣域網的連接而產生了新的技術應用，由802.3ae規范：10GBase-R專用光纖傳輸，同千兆以太網10GBase-W采用SDH/SONET作為傳輸10GBase-X采用WDM技術傳輸萬兆以太網標準萬兆以太網除了在速率上有了進一步提高，同時還為萬兆以太網傳輸距離波長(nm)62.5MMF50MMFSMF10GBaseER1550——40km10GBaseEW1550——40km10GBaseLR1310——10km10GBaseLW1310——10km10GBaseSR85035m300m—10GBaseSW85035m300m—10GBase-LX41310—300m10km萬兆以太網傳輸距離波長(nm)62.5MMF50MMFSMF10GE接口工作模式H3C10GE接口根據其物理特性，可以分為兩種工作模式：LAN模式：工作在該模式下的10GE接口傳輸以太網報文，用于連接以太網。WAN模式：工作在該模式下的10GE接口傳輸SDH（