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系第4章局域網技術第4章局域網技術局域網的特性、種類和發展？以太網的產生、種類和發展各種高速局域網的種類及技術特點？網絡交換的概念及交換是以太網？虛擬局域網的概念、特點及劃分方法？局域網的連接設備及應用？【內容巡航】第4章局域網技術4.1局域網概述4.2共享式以太網4.3以太網的擴展4.4

高速以太網技術4.5虛擬局域網技術4.1局域網概述4.1.1局域網的特點4.1.2局域網層次結構4.1.3媒體接入控制4.1.4

網絡適配器4.1.5

MAC地址4.1局域網概述局域網（LAN）是在一個較小的范圍，比如一個辦公室、一棟樓或一個校園，利用通信線路將眾多計算機及其外設連接起來，以達到數據通信和資源共享的目的。局域網使用的是廣播信道。廣播信道使用一對多的廣播通信方式，因此過程比較復雜。4.1.1局域網的特點

（1）網絡所覆蓋的地理范圍比較小。通常不超過幾十公里，甚至只在一個園區、一幢建筑或一個房間內。

（2）數據的傳輸速率比較高，從最初的1Mbps到后來的10Mbps、100Mbps，近年來已達到1000Mbps、10Gbps。

（3）具有較低的延遲和誤碼率，其誤碼率一般為10-8~10-10。

（4）局域網絡的經營權和管理權屬于某個單位所有，與廣域網通常由服務提供商提供形成鮮明對照。

（5）便于安裝、維護和擴充，建網成本低、周期短。4.1.1局域網的特點

局域網具有如下的一些主要優點：

（1）具有廣播功能，從一個站點可恨方便地訪問全網。局域網的主機可共享連接在局域網上的各種硬件和軟件資源。

（2）便于系統的擴展和逐漸地演變，各設備的位置可靈活調整和改變。

（3）提高了系統的可靠性、可用性和生存性。4.1.2局域網層次結構

IEEE802LAN參考模型與ISO/OSI參考模型的對應關系如圖4.1所示。

由于局域網是個通信子網，只涉及有關的通信功能，因此，在IEEE802局域網參考模型中主要涉及OSI參考模型物理層和數據鏈路層的功能。4.1.2局域網層次結構

局域網的物理層是和OSI七層模型的物理層功能相當。1.IEEE802LAN物理層采用基帶信號傳輸。數據的編碼采用曼徹斯特編碼。傳輸介質可以采用雙絞線、同軸電纜、光纜甚至是無線傳輸介質。拓撲結構可以是總線型、樹形、星型和環型等。傳輸速率有10Mb/s以太網、100M/s快速以太網、1000Mb/s千兆位以太網和10Gb/s萬兆位以太網。4.1.2局域網層次結構邏輯鏈路控制子層（LLC）2.IEEE802LAN數據鏈路層將數據組成幀，進行傳輸，并對數據幀進行順序控制、差錯控制和流量控制，使不可靠的物理鏈路變為可靠的鏈路。介質訪問控制子層（MAC）局域網可以支持多重訪問，即實現數據幀的單播、廣播和組播。4.1.2局域網層次結構3.IEEE802標準系列4.1.2局域網層次結構3.IEEE802標準系列IEEE802.3標準：定義了CSMA/CD媒體接入控制方式和相關物理層規范。IEEE802.3u標準:100Mbps快速以太網。IEEE802.3z標準:1000Mbps以太網(光纖、同軸電纜)。IEEE802.3ab標準:1000Mbps以太網(雙絞線)。IEEE802.3ae標準:10Gbps以太網。4.1.3

媒體接入控制1.靜態劃分信道如何協調多個發送主機和接收主機對一個共享傳輸媒體的占用，即媒體接入控制（MediumAccessControl）或多址接入（MultipleAccess）。典型技術主要有頻分多址、時分多址和碼分多址。該方法通常在無線網絡的物理層中使用，而不是在數據鏈路層使用。4.1.3

媒體接入控制2.動態接入控制特點是各主機動態占用信道發送數據，而不是使用預先固定分配好的信道。（1）隨機接入。所有主機通過競爭，隨機地在信道上發送數據。要解決的關鍵問題是如何盡量避免沖突及在發生沖突后如何盡快恢復通信。著名的共享式以太網采用的就是隨機接入。4.1.3

媒體接入控制2.動態接入控制（2）受控接入。主機不能隨機地發送信息而必須服從一定的控制。這類協議的典型代表有集中控制的多點輪詢協議和分散控制的令牌傳遞協議。采用令牌傳遞協議的典型網絡有令牌環網（IEEE802.5）、令牌總線網（IEEE802.4）和光纖分布式數據接口（FDDI）。不過這些網絡由于市場競爭已逐步推出了歷史舞臺。4.1.4網絡適配器網絡適配器（NetworkAdapter），也稱網絡接口卡（Network

InterfaceCard，NIC），簡稱網卡。網卡是組建局域網的主要部件。適配器有自己的處理器和存儲器（RAM和ROM），是一個半自治的設備。適配器和局域網之間的通信是通過電纜（如雙絞線）以串行傳輸方式進行。而適配器和計算機之間的通信則是通過計算機主板上的I/O總線以并行傳輸方式進行。因此，適配器的一個重要功能就是進行數據串行傳輸和并行傳輸的轉換。4.1.4網絡適配器適配器接收和發送各種幀時不使用計算機的CPU。當適配器收到有差錯的幀時，就把這個幀丟棄而不必通知計算機。當適配器收到正確的幀時，它就使用中斷來通知計算機并交付給協議棧中的網絡層。當計算機要發送IP數據報時，就由協議棧把IP數據報向下交給網卡，組裝成幀后發送到局域網。計算機的硬件地址在適配器的ROM中，而計算機的軟件地址（IP地址）則在計算機的存儲器中。4.1.4網絡適配器4.1.4網絡適配器

適配器是工作在數據鏈路層和物理層的網絡組件，是局域網中連接計算機和傳輸介質的接口。

物理層功能實現網卡和網絡的連接、數字信號同步、數據的編碼與解碼。

數據鏈路層功能是幀的發送與接收、幀的封裝與拆封、幀的差錯校驗、介質訪問控制（以太網使用CSMA/CD協議）等功能。4.1.5

MAC地址1.MAC地址的組成IEEE802標準為局域網（以太網）規定了一種6字節（48位）的全球地址。在生產適配器時，這種6字節的MAC地址已固化在網絡適配器的ROM中。因此，MAC地址也叫作硬件地址（HardwareAddress）或物理地址。當這個適配器插入或嵌入每臺計算機后，適配器中的MAC地址就是這臺計算機的MAC地址了，當更換適配器后，計算機的MAC也隨之改變，而不隨計算機的位置改變而更換。4.1.5

MAC地址

注冊管理機構RA是局域網全球地址的法定管理機構，它負責分配MAC地址字段中的6個字節中前三個字節（即高位24位）。

世界上凡要生產局域網網絡適配器的廠家都必須向IEEE購買由這三個字節構成的號（及地址塊），即組織唯一標識符OUI（OrganizationallyUniqueIdentifier），即高位24位地址塊，也稱公司標識符（Company_id）。

MAC地址字段中的6個字節中后三個字節（即低位24位）則是由廠家自行指派，稱為擴展標識符（Extended_id），只要保證生產出的網絡適配器沒有重復地址即可。4.1.5

MAC地址2.MAC地址管理IEEE規定地址字段第一個字節的最低位為I/G（Individual/Group）。當I/G位為0時，地址字段表示一個單個站地址。當I/G位為1時表示組地址，用來進行多播（以前稱組播）。

另外，IEEE把地址字段第一字節的次低位規定為G/L（Global/Local）位。當G/L位為0表示全球管理（保證在全球沒有相同的地址），廠商向IEEE購買的OUI都屬于全球管理。G/L位為1表示本地管理，這時用戶可任意分配網絡上的地址。但以太網幾乎不使用這個G/L位。4.1.5

MAC地址3.MAC地址分類（1）單播（unicast）幀（一對一）：即收到的幀的MAC地址與本主機的MAC地址相同。（2）廣播（broadcast）幀（一對全體）：即發送給本局域網上所有主機的幀（全1地址）。（3）多播（multicast）幀（一對多）：即發送給本局域網上一部分主機的幀。4.2共享式以太網4.2.1廣播信道的局域網4.2.2令牌環（TokenRing）技術4.2.1廣播信道的局域網第一個以太網標準IEEE802.3，數據率為10Mbit/s。最初的局域網使用同軸電纜進行組網，采用總線型拓撲結構，當鏈路上的兩個主機進行通信時，如主機A給主機B發送一個幀，同軸電纜會把承載該幀的數字信號傳輸到所有主機，鏈路上的所有主機都能收到（所以稱為廣播信道）。要在這樣的一個廣播信道實現點對點通信，就需要給發送的數據幀添加目的地址和源地址，這就要求網絡中的主機的適配器都有唯一的一個物理地址（MAC地址），僅當幀的目的MAC地址和主機的適配器的MAC地址相同時，適配器才接收該幀；對于不是發給自己的幀，則丟棄。這樣，具有廣播特性的總線上就實現了一對一的通信。4.2.1廣播信道的局域網4.2.2CSMA/CD協議

CSMA/CD協議即具有沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD，CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection）協議，是最常用的隨機接入協議之一，是局域網的典型代表-以太網使用的介質訪問控制方法，它采用的是隨機訪問和競爭機制（“爭用型”），用于總線型拓撲結構網絡。載波偵聽多路訪問沖突沖突域沖突檢測4.2.2CSMA/CD協議載波偵聽:也就是檢測信道。不管在發送前，還是在發送中，每個節點都必須不停地檢測信道。多路訪問:允許多個節點在同一信道發送信號沖突:是指兩個或更多節點同時從一條共享的傳輸介質上發送數據，造成不同信號的疊加互相破壞而變成無意義的噪聲。沖突域:在一個共享介質中所有相互之間可能發生沖突的節點的集合沖突檢測:也稱“碰撞檢測”，也就是“邊發送邊偵聽”，4.2.1CSMA/CD協議電磁波在1km電纜的傳播時延約為5

s。單程端到端傳播時延記為

。端到端往返傳播時延最多是兩倍的總線端到端的傳播時延（2

）4.2.2CSMA/CD協議4.2.2CSMA/CD協議在t=0時，主機A發送數據，主機B檢測到信道為空閑。在=

-

時（這里

＞

＞0），主機A發送的數據還沒有到達主機B時，由于主機B檢測到信道是空閑，因此主機B發送數據。經過時間

/2后，即在t=

-

/2時，主機A發送的數據和主機B發送的數據發生了碰撞。但這時主機A和主機B都不知道發生了碰撞。在t=

時，主機B檢測到發生了故障，于是停止發送數據。在t=2

-

A時，主機A也檢測到發生了碰撞，因而也停止發送數據。4.2.2CSMA/CD協議3.截斷二進制指數退避算法以太網的端到端往返時間2

稱為爭用期（ContentionPeriod），又稱為碰撞窗口10Mbit/s以太網把爭用期定為512比特時間。即51.2

s，因此其總線長度不能超過5120m，以太網規定總線長度不能超過2500m。4.2.2CSMA/CD協議4.以太網最短幀數據幀能夠重傳的一個條件：以太網要實現重傳，必須保證這個站在收到沖突信號的時候這個幀沒有傳完。以太網規定了一個最短幀的長度為64個字節，即512bit。以太網還規定了幀間最小間隔為96比特時間（9.6us），即所有主機在發送幀之前要等信道空閑96比特時間。4.2.2CSMA/CD協議CSMA/CD協議的工作原理可概括成四句話，即先聽后發，邊發邊聽，沖突停止，隨機延時后重發。CSMA/CD協議的要點歸納入下:（1）準備發送：網絡適配器從網絡層獲得一個分組，加上以太網的首部和尾部，組成以太網幀，放入網絡適配器的緩存中。但在發送之前，必須先檢測信道。（2）檢測信道：若檢測到信道忙，則應不停地檢測，一直等待信道轉為空閑。若檢測到信道空閑，并在96比特時間內信道保持空閑（保證了幀間最小間隔），就發送這個幀。4.2.2CSMA/CD協議一是發送成功：在爭用期內一直未檢測到碰撞。這個幀肯定能夠發送成功。發送完畢后，其他什么也不做。然后回到（1）。二是發送失?。涸跔幱闷趦葯z測到碰撞，這時立即停止發送數據，并按規定發送人為干擾信號。網絡適配器接著就執行指數退避算法，等待倍512比特時間后，返回到步驟（2），繼續檢測信道。但若重傳達16次仍不能成功，則停止重傳而向上報錯。（3）在發送過程中仍不停地檢測信道，即網絡適配器要邊發送邊偵聽。這里只有兩種可能性。以太網每發送完一幀，一定要把已發送的幀暫時保留一下。4.2.2CSMA/CD協議4.2.3

以太網的信道利用率4.2.3

以太網的信道利用率要提高以太網的信道利用率，就必須減小

與T0之比。以太網中定義了參數

，它是要以太網單程端到端時延

與幀的發送時間T0之比：

=

/T0要提高以太網的信道利用率，就必須減小

與T0之比，也就是分子

的數值要小些，分母T0的數值要大些。也就是說，當數據率一定時，以太網的連線的長度受到限制（否則

的數值會太大），同時以太網的幀不能太短（否則的T0值會太小，使

值太大）。4.2.4以太網標準

傳統以太網也稱標準以太網、十兆位以太網10Base-510:傳輸速率為10Mbps邏輯信道Base:基帶傳輸10Base-210Base-T10Base-F5:粗同軸電纜，500m2:細同軸電纜，185mT:雙絞線，100mF:光纜，2km4.2.4標準以太網規范4.2.4以太網標準（1）使用集線器的以太網在邏輯上仍是一個總線網，各主機共享邏輯上的總線，使用的還是CSMA/CD協議。網絡中的各主機必須競爭對傳輸媒體的控制，并且在同一時刻至多允許一個主機發送數據。因此，稱為共享式以太網。這種10Base-T以太網又稱為星型總線。（2）一個集線器有多個接口。（3）集線器工作在物理層，它的每個接口僅僅簡單地轉發比特（收到1就轉發1，收到0就轉發0）。（4）集線器采用了專門的芯片，進行自適應串音回波抵消。4.2.5以太網幀格式4.2.5以太網幀格式4.2.5標準以太網規范(1)IEEE802.3規定的MAC幀的第三個字段是“長度/類型”。

當這個字段值大于0x0600時（相當于十進制的1536），就表示“類型”。這樣的幀和以太網V2幀完全一樣。當這個字段值小于0x0600時才表示“長度”，即MAC幀的數據部分長度。(2)當“長度/類型”字段值小于0x0600時，數據字段必須裝入上面的邏輯鏈路控制LLC子層的LLC幀。

現在市場上流行的都是以太網V2幀，但大家也常常不嚴格地把它稱為IEEE802.3標準的MAC幀。4.3以太網的擴展

當局域網的覆蓋范圍超過傳輸介質的傳輸距離限制時，可以通過以太網擴展來達到擴展網絡傳輸的距離。下面我們將從使用物理層和數據鏈路層的設備來擴展以太網。但這種擴展的以太網在網絡層看來仍然是一個網絡。4.3擴展的以太網4.3.1以太網中繼器4.3.2以太網集線器4.3.3網橋4.3.4多端口網橋-以太網交換機4.3.1以太網中繼器中繼器和集線器

使用中繼器應遵守以下兩條原則：

一是用中繼器連接的以太網不能形成環形網；

另一個必須遵守MAC（介質訪問控制）協議的定時特性，即用中繼器將電纜連接起來的網段數是有限的。對于以太網，最多只能使用4個中繼器，意味著只能連接5個網段，即遵守以太網的5-4-3-2-1規則。物理層4.3.1以太網中繼器（1）從任一個發送端到接收端之間只能有5個網段；（2）從任一個發送端到接收端之間只能經過4個中繼器；（3）其中的3個網段可增加站點；（4）另兩個網段只能作為中繼鏈路，不能連接站點；（5）整個網絡組成了1個沖突域。以太網的5-4-3-2-1規則：4.3.2以太網集線器

集線器是一種共享的網絡設備，即每個時刻只能有一個端口在發送數據，采用集線器組建的以太網就是共享式以太網。1、集線器的工作原理

集線器不需任何軟件配置，是一種完全即插即用的純硬件式設備。

集線器并不處理或檢查其上的通信量，僅通過將一個端口接收的信號重復分發給其他端口來擴展物理介質。4.3.2以太網集線器

所有連接到集線器的設備共享同一介質，其結果是它們也共享同一沖突域、廣播和帶寬。因此集線器和它所連接的設備組成了一個單一的沖突域。1、集線器的工作原理

如果一個節點發出一個廣播信息，集線器會將這個廣播傳輸給所有同它相連的節點，因此它也是一個單一的廣播域。當網絡中有兩個或多個節點同時進行數據傳輸時，將會產生沖突。4.3.2以太網集線器4.3.2以太網集線器集線器是一種共享的網絡設備，即每個時刻只能有一個接口在發送數據，采用集線器組建的以太網就是共享式以太網。。所有連接到集線器的設備共享同一介質，其結果是它們也共享同一沖突域、廣播和帶寬。因此集線器和它所連接的設備組成了一個單一的沖突域。

共享式以太網采用CSMA/CD介質訪問控制協議來獲得信道的訪問使用權。4.3.2使用網橋優先以太網網橋

網橋工作在數據鏈路層，它根據MAC幀的目的地址對收到的幀進行轉發和過濾。透明網橋源路由網橋也稱生成樹網橋，標準是IEEE802.1D。以太網上的主機都看不見以太網上的網橋是在發送幀時，把詳細的路由信息放在幀的首部中。4.3.2網橋

透明網橋是一種即插即用設備（plug-and-playdevice），即只要把網橋接入局域網，不用人工配置轉發表網橋就能工作。轉發過濾將幀送到最終的目的地。丟棄目的地與源主機在同一網絡上的幀。自學習當網橋接收到一幀，而在網橋表中不包含該幀目的地主機的地址時，網橋具有自學習該目的主機地址的能力。4.3.2網橋

網橋剛接入以太網時，其轉發表是空的。這時若網橋收到一個幀，網橋就按照自學習（Self-learning）算法處理收到的幀（這樣就逐步建立起轉發表），并且按照轉發表把幀轉發出去。網橋只要每收到一個幀，就記下其源地址和接入網橋的端口，作為轉發表中的一個項目。而在轉發表中并沒有“源地址”這一欄，而只有“地址”一欄。在建立轉發表時吧幀首部中的源地址寫在“地址”這一欄的下面。在轉發幀時，則是根據收到的幀首部中的目的地址來轉發的。1.自學習4.3.2網橋

查找轉發表中與收到幀中的目的地址有無相匹配的項目。如沒有，則通過所有其他端口（但進入網橋的端口除外）進行轉發。如有，則按轉發表中給出的端口進行轉發。若轉發表中給出的端口就是該幀進入網橋的端口，則應丟棄這個（這時不需要經過網橋進行轉發）。2.轉發幀4.3.4多端口網橋-以太網交換機（1）端口獨享帶寬。交換機的每個接口獨享帶寬，1.交換機的特點（2）全雙工通信。

（3）安全（4）全雙工模式不使用CSMA/CD協議（5）接口可以工作在不同的速率下。（6）轉發廣播幀（7）交換機的沖突域僅局限于交換機的一個端口上。用交換機連接起來的以太網是一個廣播域。網絡層設備路由器負責在不同網段轉發數據，廣播數據報不能跨越路由器，路由器隔絕廣播。4.3.4多端口網橋-以太網交換機2.交換機自動構建MAC地址表（1）自學習2.轉發幀。交換機接口收到一個幀，就檢查MAC地址表中有沒有與該幀的目的AMC地址相對應的接口，如果有，就按轉發表中給出的接口進行轉發。如果沒有，則通過所有其他接口（但進入交換機的端口除外）進行轉發。若轉發表中給出的端口就是該幀進入網橋的接口，則應丟棄這個幀（這時不需要經過網橋進行轉發）。4.34.4多端口網橋-以太網交換機4.3.4多端口網橋-以太網交換機3.生成樹協議交換機組建的網絡就是一個大的廣播域，交換機會把廣播幀發送到全部接口（除了發送接口），有了環路以后，只要有主機發送一個廣播幀，該幀就在環路中進行無數次轉發，這就形成了廣播風暴。4.3.4多端口網橋-以太網交換機3.生成樹協議交換機組建的網絡就是一個大的廣播域，交換機會把廣播幀發送到全部接口（除了發送接口），有了環路以后，只要有主機發送一個廣播幀，該幀就在環路中進行無數次轉發，這就形成了廣播風暴。4.4高速以太網技術4.4.1快速以太網4.4.2吉比特以太網技術4.4.3萬兆位以太網技術4.4.440GB/100GB以太網4.4.1快速以太網1995年頒布的IEEE802.3u（100Base），可支持100Mbps的數據傳輸速率。與10Base-T相比，有很多相同的地方，主要包括：支持CAMA/CD和半雙工；支持自動協商；用相同的五類／超五類線纜；有相同的線纜長度的限制（100m）；有相同的幀格式；RJ-45連接器的線序相同；在相同條件下可以關閉CSMA/CD，用全雙工取代（802.3X）。1.快速以太網概述4.4.1快速以太網1995年6月，發布快速以太網標準IEEE802.3u。4.快速以太網規范標準傳輸介質傳輸距離100Base-TX5類或超5類級別或更高雙絞線100m采用兩對芯線的雙絞線電纜一對用于發送數據，另一對用于接收數據100Base-FX多模光纖（62.5um）LED，820nm2km(全雙工)兩條光纖一條用于發送數據，一條用于接收數據。412（節點直連，半雙工）單模光纖（9um）激光，1300nm10km一條光纖同時用于發送和接收數據100Base-T43、4、5類非屏蔽雙絞線100m使用四對線三對用于一起發送數據，同時第四對用于沖突檢測。4.4.1快速以太網一個以太網幀可以由一種類型的以太網設備發送，然后毫無問題地沿不同類型的以太網鏈路傳送－因為他們使用相同的幀。4.在不同類型的以太網上發送幀4.4.2吉比特以太網技術千兆位以太網是IEEE802.3標準的擴展，在保持與以太網和快速以太網設備兼容的同時，提供1000Mb/s的數據帶寬。1998年6月，IEEE802.3委員會推出了千兆位以太網標準-IEEE802.3z，1999年6月，發布千兆位以太網IEEE802.3ab標準，其數據傳輸率均達到了1000Mbps即1Gbps，因此也稱吉比特以太網。4.4.2吉比特以太網技術吉比特以太網的標準IEEE802.3Z有以下幾個特點：（1）允許在1Gbit/s以下全雙工和半雙工兩種模式工作。（2）使用IEEE802.3協議規定的幀格式。（3）在半雙工模式下，使用CSMA/CD協議，全雙工模式下不需要使用CSMA/CD協議。（4）與10Base-T和100Base-T技術向后兼容。1.千兆位以太網的特點4.4.2吉比特以太網技術千兆位以太網對傳輸介質的訪問，可以采用半雙工或全雙工兩種方式進行通信2.吉比特以太網的MAC幀（1）半雙工方式下的千兆位以太網的AMC幀。半雙工千兆位以太網工作在半雙工方式下，還是遵循以太網的CSMA/CD介質訪問控制協議，但千兆位以太網和快速以太網相比，速度提高了10倍，如果其MAC幀的長度還是和原來一樣，保持最小幀長度為64字節，那么網絡沖突域直徑將會降到20m，這會給實際應用帶來了麻煩。4.4.2吉比特以太網技術為了使千兆位以太網在保持吉比特速率的條件下仍能維持200多米的網絡直接，采用了載體擴展和數據包突發技術兩種技術。

①載體擴展。MAC的載體擴展是將MAC幀長度擴展到512字節（4096位），如圖4.18所示。當MAC幀長度小于512字節時，在MAC幀的FCS后面發送擴展位（0~448字節），大于512字節的包則不做擴充。例如幀長度為120字節時，發送擴展位392位，但原來的幀格式不改變。4.4.2吉比特以太網技術4.5.3吉比特以太網技術（1）半雙工方式下的千兆位以太網的AMC幀

②數據包突發技術。為了進一步提高網絡性能和帶寬利用率，在CSMA/CD算法中加入數據包突發技術。數據包突發技術是允許發送端每次發送多個幀，如果幀的長度太短，只需要在第一幀添加載體擴展信號。如果第一幀發送成功，后續幀可連續發送，而不需要添加載體擴展信號。數據包突發技術允許服務器、交換機和其他網絡設備發送較短的幀，充分利用網絡帶寬。4.4.2吉比特以太網技術4.4.2吉比特以太網技術3.千兆位以太網規范千兆位以太網標準IEEE802.3zIEEE802.3ab1000Base-SX1000Base-LX1000Base-CX1000Base-T工業應用規范1000Base--LH1000Base-ZX1000Base-LX101000Base-BX101000Base-TX4.4.2吉比特以太網技術千兆位以太網規范使用的傳輸介質波長有效距離1000Base-CX150W雙絞線

25m1000Base-SX

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

單模光纖1310nm5km多模光纖62.5mm和50mm1310nm550m1000Base-LH單模光纖1300nm/1310nm10km4.4.2吉比特以太網技術千兆位以太網規范使用的傳輸介質波長有效距離1000Base-ZX單模光纖1550nm70km1000Base-LX10單模光纖1310nm10km1000Base-BX10單模光纖下行方向（從網絡中心到網絡邊緣）波長1490nm上行方向波長1310nm10km1000Base-T用5類、超5類、6類或者7類雙絞線全部4對（每對都可以同時進行全雙工數據收發）100m1000Base-TX6類、7類雙絞線兩對線發送，兩對線接收100m4.4.2吉比特以太網技術1000Base-T標準

采用5類、超5類、6類或者7類雙絞線的全部四對芯線作為傳輸介質的千兆以太網規范，對應標準為IEEE802.3ab。它的最大傳輸距離為100m。在全部的四對雙絞芯線中，每對都可以同時進行全雙工數據收發，所以即使是相同設備間的連接，也無須制作交叉線，兩端都用相同的布線標準即可。4.5.3吉比特以太網技術4.4.2吉比特以太網技術1000Base-TX標準

1000Base-TX也是基于四對雙絞線，但卻采用快速以太網中100Base-TX標準類似的傳輸機制，是以兩對線發送，兩對線接收。

在5類和超5類的系統中不能支持該類型的網絡。一定需要6類或者7類雙絞線系統的支持。4.4.2吉比特以太網技術4.5.4萬兆位以太網技術1.萬兆以太網的技術特色

在物理層面上。萬兆以太網是一種采用全雙工與光纖的技術

萬兆以太網技術基本承襲了以太網、快速以太網及千兆以太網技術,升級簡單

萬兆標準意味著以太網將具有更高的帶寬（10Gbps）和更遠的傳輸距離（最長傳輸距離可達40km）。4.4.3

10吉比特以太網技術1.萬兆以太網的特點（1）10吉比特以太網的幀格式與以太網、快速以太網、吉比特以太網的幀格式完全相同。（2）10吉比特以太網只工作在全雙工模式，因此不存在爭用問題，也不使用CSMA/CD協議，（3）在物理拓撲上，10吉比特以太網既支持星型連接或擴展星型連接，也支持點到點連接及星型連接與點到點連接的組合。4.4.3

10吉比特以太網技術1.萬兆以太網的特點（4）以太網能夠適應多種傳輸媒體，如銅纜、雙絞線以及各種光纜。（5）在廣域網中使用以太網時，其價格大約只有同步光纖網絡（SONET）的1/5和ATM的1/10。（6）802.3ae不支持自協商，可簡化故障定位，并提供廣域網物理層接口。4.4.3萬兆位以太網技術2.萬兆以太網標準和規范萬兆位以太網標準IEEE802.3aeIEEE802.3ak10GBase-SR10GBase-LR10GBase-ERIEEE

802.3an10GBase-T10GBase-LRM10GBase-KRIEEE

802.3aqIEEE

802.3ap10GBase-LX410GBase-SW10GBase-LW/EW10GBase-CX410GBase-KX44.5.4萬兆位以太網技術萬兆位以太網規范使用的傳輸介質波長有效距離應用領域10GBase-SR多模光纖，50μm的OM3光纖850nm300m局域網10GBase-LR單模光纖1310nm10km10GBase-LRM62.5μm多模光纖，OM3光纖

260m10GBase-ER單模光纖1550nm40km10GBase-ZR單模光纖1550nm80km10GBase-LX4

多模光纖1300nm300m單模光纖1300nm10km10GBase-CX4屏蔽雙絞線（CX4銅纜）

15m10GBase-T

6類雙絞線

55m6a類雙絞線

100m4.4.3萬兆位以太網技術萬兆位以太網規范使用的傳輸介質波長有效距離應用領域10GBase-KX4銅線（并行接口）

1m背板以太網

10GBase-KR銅線（串行接口）

1m10GBase-SW多模光纖，50μm的OM3光纖850nm300mSDH/SONET廣域網10GBase-LW單模光纖1310nm10km10GBase-EW單模光纖1550nm40km10GBase-ZW單模光纖1550nm80km4.4.440GB/100GB以太網

40G/100G以太網標準在2010年中制定完成,IEEE802.3ba。

40GBASE-KR4：背板方案，最少距離1米。40GBASE-CR4/100GBASE-CR10：短距離銅纜方案，最大長度大約7米。40GBASE-SR4/100GBASE-SR10：用于短距離多模光纖，長度至少在100米以上。40GBASE-LR4/100GBASE-LR10：使用單模光纖，距離超過10公里。100GBASE-ER4--使用單模光纖，距離超過40公里。4.5虛擬局域網技術4.5.1虛擬局域網的概念4.5.2VLAN的組網方法4.5虛擬局域網技術以太網交換機的一個重要特性是能建立虛擬局域網（VLAN）。VLAN是一個能夠跨越多重物理區域的邏