使用广播信道的以太网.ppt

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1、课件制作人：谢希仁,计算机网络（第 5 版）,第 3 章 数据链路层,课件制作人：常革新,3.3 使用广播信道的数据链路层 3.3.1 局域网的数据链路层 3.3.2 CSMA/CD 协议 3.4 使用广播信道的以太网 3.4.1 使用集线器的星形拓扑 3.4.2 以太网的信道利用率 3.4.3 以太网的 MAC 层,第 3 章 数据链路层,课件制作人：常革新,课前提问 局域网有那些特点？哪些种拓扑结构？ 共享信道有哪两种介质访问控制技术？ 试解释CSMA/CD协议？ 以太网的争用期是多少？ 扩展局域网需要哪些设备？,第 3 章 数据链路层,课件制作人：常革新,3.3 使用广播信道的数据链路层

2、3.3.1 局域网的数据链路层,局域网最主要的特点： 网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。 局域网具有的主要优点： （1）能方便地共享信道、共享外部设备、主机以及软件、数据。从一个站点可访问全网。 （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、可用性和残存性。,课件制作人：常革新,3.3 使用广播信道的数据链路层3.3.1 局域网的数据链路层,局域网最主要的特点： 网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。 局域网的技术要素： （1）网络拓扑结构 （2）介质访问控制方法,课件制作人：常革新,局域网的拓扑结构,星形网,树形网,共

3、享媒体,课件制作人：常革新,静态划分信道 频分复用、时分复用、波分复用和码分复用 动态媒体接入控制（多点接入） 随机接入随机接入的特点是所有的用户可随机地发送信息。如以太网的CSMA/CD。 受控接入受控接入的特点是用户不能随机地发送信息而必须服从一定的控制。如令牌环网的Token Ring。,共享媒体技术,课件制作人：常革新,B向 D 发送数据,C,D,A,E,匹配电阻（用来吸收总线上传播的信号）,匹配电阻,不接受,不接受,不接受,接受,B,只有 D 接受 B 发送的数据,最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。,总线拓扑的以

4、太网,课件制作人：常革新,最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。 总线的特点 当一台计算机发送数据时，总线上的所有计算机都能检测到这个数据。这种通信方式是广播通信。 仅当数据帧中的目的地址与计算机的地址一致时，该计算机才能接收这个数据帧。计算机对不是发送给自己的数据帧，则一律不接收。 具有广播特性的总线上实现了一对一的通信。,总线拓扑的以太网,课件制作人：常革新,CSMA/CD 协议,CSMA/CD 表示 载波监听多点接入/碰撞检测。 “多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。 “载波监听”是指每一个站在发送

5、数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。 “碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上是否有“碰撞”发生。,课件制作人：常革新,CSMA/CD 协议,实际上“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上信号的电压值的变化。 当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。 当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。 所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰撞检测”也称为“冲突检测”。,课件制作人：常革新,CSMA/CD 协议,“碰撞检测”就是计算机边发送

6、数据边检测信道上是否有“碰撞”发生。 在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了严重的失真，无法从中恢复出有用的信息来。 每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络资源，然后等待一段随机时间后再次发送。,课件制作人：常革新,CSMA/CD 协议,在有了“载波监听”的信道上为什么还会发生“碰撞”呢？这是由于电磁波在总线上的有限传播速率的影响。 当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非真正是空闲的。 A向B发出的信息要经过一定的时间后才能传送到B。 B若在A发送的信息到达B之前发送自己的帧(因为这时B的载波监听检测不到A所发送的信息)，则必然要在某个时间和A发

7、送的帧发生碰撞。 碰撞的结果是两个帧都变得无用。,课件制作人：常革新,CSMA/CD 协议,在有了“载波监听”的信道上为什么还会发生“碰撞”呢？这是由于电磁波在总线上的有限传播速率的影响。,1 km,A,B,t,t = 0,单程端到端 传播时延记为,传播时延对载波监听的影响,1 km,A,B,t,t = B 检测到信道空闲 发送数据,t = / 2 发生碰撞,A,B,A,B,t = 0 A 检测到 信道空闲 发送数据,A,B,t = 0,A,B,单程端到端 传播时延记为,课件制作人：常革新,CSMA/CD 协议,强化碰撞 当发送数据的站一旦发现发生了碰撞时：立即停止发送数据；再继续发送若干比特

8、的人为干扰信号，以便让所有用户都知道现在已经发生了碰撞。,课件制作人：常革新,CSMA/CD 协议,强化碰撞,A,B,t,信 道 占 用 时 间,课件制作人：常革新,使用CSMA/CD的以太网,重要特征 使用 CSMA/CD 协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）。 每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性。 这种发送的不确定性使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率。,课件制作人：常革新,以太网的争用期,争用期 最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至多经过时间 2 （两倍的端到端往返时延）就可知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。 以太网的端到端

9、往返时延 2 称为争用期，或碰撞窗口。 经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。,课件制作人：常革新,以太网的争用期,以太网的争用期 以太网取 51.2 s 为争用期的长度。 对于 10 Mb/s 以太网，在争用期内可发送512 bit，即 64 字节。 以太网在发送数据时，若前 64 字节没有发生冲突，则后续的数据就不会发生冲突。 以太网规定了最短有效帧长为 64 字节，凡长度小于 64 字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。,课件制作人：常革新,二进制指数类型退避算法,发生碰撞的站在停止发送数据后，要推迟（退避）一个随机时间才能再发送数据。以太网采用一种“二进制

10、指数类型退避算法” 确定基本退避时间，一般是取为争用期 2。 定义重传次数 k ，k 10，即 k = Min重传次数, 10 从整数集合0,1, (2k 1)中随机地取出一个数，记为 r。重传所需的时延就是 r 倍的基本退避时间。 当重传达 16 次仍不能成功时即丢弃该帧，并向高层报告。,课件制作人：常革新,以太网的信道利用率,以太网的信道被占用的情况： 争用期长度为 2，即端到端传播时延的两倍。检测到碰撞后不发送干扰信号。 帧长为 L (bit)，数据发送速率为 C (b/s)，因而帧的发送时间为 L/C = T0 (s)。,发 送 成 功,争用期,争用期,争用期,2,2,2,T0,t,占

11、用期,发生碰撞,发送一帧所需的平均时间,课件制作人：常革新,在理想化的情况下，以太网上的各站发送数据都不会产生碰撞（这显然已经不是CSMA/CD，而是需要使用一种特殊的调度方法），即总线一旦空闲就有某一个站立即发送数据。 发送一帧占用线路的时间是 T0 + ，而帧本身的发送时间是 T0。于是我们可计算出理想情况下的极限信道利用率 Smax为：,信道利用率的最大值 Smax,课件制作人：常革新,以太网的信道利用率,参数：= / T0 以太网的发送时延与单程端到端时延 和帧的发送时间 T0有关： 在T0 确定时，0，表示一发生碰撞就立即可以检测出来，并立即停止发送，因而信道利用率很高；反之，越大，

12、 值越大，表明争用期所占的比例增大，每发生一次碰撞就浪费许多信道资源，使得信道利用率明显降低。,课件制作人：常革新,以太网的信道利用率,参数：= / T0 以太网的发送时延与单程端到端时延 和帧的发送时间 T0有关。 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。 以太网的帧长不能太短，否则 T0 的值会太小，使 值太大。,课件制作人：常革新,星形拓扑的以太网,传统以太网最初是使用粗同轴电缆，后来演进到使用比较便宜的细同轴电缆，最后发展为使用更便宜和更灵活的双绞线。,这种以太网采用星形拓扑，在星形的中心则增加了一种可靠性非常高的设备，叫做集线器(hub),集线器,站点,课件制

13、作人：常革新,星形拓扑的以太网,集线器的特点： 使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。 使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是 CSMA/CD 协议，并共享逻辑上的总线。 集线器很像一个多 接口的转发器，工作 在物理层。,课件制作人：常革新,星形拓扑的以太网,10BASE-T 的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过 100 m。 这种 10 Mb/s 速率的无屏蔽双绞线星形网的出现，既降低了成本，又提高了可靠性。 10BASE-T 双绞线以太网的出现，是局域网发展史上的一个非常重要的里程碑，它为以太网在局域网中的统治地位奠定了

14、牢固的基础。,课件制作人：常革新,令牌环网的拓扑结构,令牌环(Token Ring)网的拓扑结构是环形网，各站点通过多站访问单元(MAU)与环连接，MAU的两个末端端口分别称为入环和出环端口。在使用屏蔽双绞线条件下的一个网络上最多可连接260个工作站。,课件制作人：常革新,令牌环的工作原理,只有持有令牌的结点才能发送数据。令牌是一种特殊的MAC控制帧，有忙/闲两种标志。当环正常工作时，令牌总是沿着物理环单向逐站传送，某一结点要发送数据时，必须等待空闲的令牌环的到来。这时，将令牌置为忙，然后传送数据，网中个站都会依次收到数据帧。当目标站正确收到数据后，给出确认标志。当发送站收到自己发出的数据帧时

15、，将令牌置回闲，转向下一结点。,持有令牌方发送帧码位,非目标结点让码位通过,目标结点复制码位并让其通过,非目标结点数据帧通过,接收帧码位令牌发往下一结点,课件制作人：常革新,令牌环的特点,网中结点两次获得令牌之间的最大间隔时间是确定的，因此适用于对数据传输实时性要求较高的应用环境，如过程控制领域。 在网络通信负荷较重时表现出很好的吞吐率与较低的传输延迟，因此适用于通信负荷较重的应用环境。 令牌环的维护工作非常复杂，有环的初始化、结点的加入和撤出、环的恢复和优先级等。所以实现起来较困难。,课件制作人：常革新,令牌总线(Token Bus)技术,拓扑结构 总线型拓扑物理拓扑为总线型拓扑，而逻辑拓扑

16、为令牌环拓扑。 工作原理 仍由令牌控制发送数据。令牌的传递是由高地址向底地址传递，从而在总线上形成一个逻辑环。,总线,课件制作人：常革新,3.5 扩展的局域网,3.5.1 在物理层扩展局域网 3.5.2 在数据链路层扩展局域网,课件制作人：常革新,3.5.1 在物理层扩展局域网,主机使用光纤和一对光纤调制解调器连接到集线器，实现远距离连接。,课件制作人：常革新,某大学有三个系，各自有一个局域网,3.5.1 在物理层扩展局域网,三个独立的碰撞域,一系,二系,三系,碰撞域,碰撞域,碰撞域,用主干集线器可连成更大的局域网,主干集线器,更大的碰撞域,课件制作人：常革新,用集线器扩展局域网的优点 使原来

17、属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信。 扩大了局域网覆盖的地理范围。 用集线器扩展局域网的缺点 碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高。 如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们互连起来。,3.5.1 在物理层扩展局域网,课件制作人：常革新,在数据链路层扩展局域网是使用网桥。 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。 网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口,3.5.2 在数据链路层扩展局域网,课件制作人：常革新,网桥的内部结构,3.5

18、.2 在数据链路层扩展局域网,课件制作人：常革新,使用网桥带来的好处 过滤通信量。 扩大了物理范围。 提高了可靠性。 可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率（如10Mb/s 和 100 Mb/s 以太网）的局域网。,3.5.2 在数据链路层扩展局域网,课件制作人：常革新,使用网桥带来的好处 网桥使各网段成为隔离开的碰撞域。,3.5.2 在数据链路层扩展局域网,B2,B1,碰撞域,碰撞域,碰撞域,A,B,C,D,E,F,课件制作人：常革新,使用网桥带来的缺点 存储转发增加了时延。 在MAC 子层并没有流量控制功能。 具有不同 MAC 子层的网段桥接在一起时时延更大。 网桥只适合于用户数不

19、太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞。这就是所谓的广播风暴。,3.5.2 在数据链路层扩展局域网,课件制作人：常革新,网桥和集线器（或转发器）不同 集线器在转发帧时，不对传输媒体进行检测。 网桥在转发帧之前必须执行 CSMA/CD 算法。若在发送过程中出现碰撞，就必须停止发送和进行退避。,3.5.2 在数据链路层扩展局域网,课件制作人：常革新,用户层,IP,MAC,站 1,用户层,IP,MAC,站 2,物理层,网桥 1,网桥 2,A,B,用户数据,IP-H,MAC-H,MAC-T,PPP-H,PPP-T, , , ,物理层,DL,R,MAC

20、,物理层,物理层,DL,R,物理层,物理层,LAN,LAN,两个网桥之间还可使用一段点到点链路,网桥不改变它转发的帧的源地址,课件制作人：常革新,透明网桥 目前使用得最多的网桥是透明网桥(transparent bridge)。 “透明”是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，因为网桥对各站来说是看不见的。 透明网桥是一种即插即用设备，其标准是 IEEE 802.1D。,3.5.2 在数据链路层扩展局域网,课件制作人：常革新,透明网桥转发表的建立和对收到帧的处理 网桥每收到一个帧，就记下其源地址和进入网桥的接口，作为转发表中的一个项目。 在建立转发表时是把帧首部中的源地址写在“地

21、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。这时就把在“地址”栏下面已经记下的源地址当作目的地址，而把记下的进入接口当作转发接口。,3.5.2 在数据链路层扩展局域网,课件制作人：常革新,地址 接口,转发表的建立过程举例,B2,B1,A,B,C,D,E,F,1,2,1,2,地址 接口,课件制作人：常革新,网桥在转发表中登记以下三个信息 在网桥的转发表中写入的信息除了地址和接口外，还有帧进入该网桥的时间。 把每个帧到达网桥的时间登记下来，就可以在转发表中只保留网络拓扑的最新状态信息。这样就使得网桥中的转发表能反映当前网络的最新拓扑状态。因为以太网的拓扑可能经常会发生

22、变化。,3.5.2 在数据链路层扩展局域网,课件制作人：常革新,网桥的自学习和转发帧的步骤归纳 自学习。查找转发表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。如没有，就在转发表中增加一个项目（源地址、进入的接口和时间）。如有，则把原有的项目进行更新。,3.5.2 在数据链路层扩展局域网,课件制作人：常革新,网桥的自学习和转发帧的步骤归纳 自学习。 转发帧。查找转发表中与收到帧的目的地址有无相匹配的项目。 如没有，则通过所有其他接口（但进入网桥的接口除外）按进行转发。 如有，则按转发表中给出的接口进行转发。 若转发表中给出的接口就是该帧进入网桥的接口，则应丢弃这个帧（因为这时不需要经过网桥进行转发）。,

23、3.5.2 在数据链路层扩展局域网,课件制作人：常革新,在有多个网桥的局域网中，可能会产生转发的帧在网络中不断地兜圈子的现象。,3.5.2 在数据链路层扩展局域网,局域网 2,局域网 1,网桥 2,网桥 1,A,F,不停地 兜圈子,A 发出的帧,网络资源白白消耗了,课件制作人：常革新,透明网桥采用生成树的方法，将互连一起的网桥在进行彼此通信后，就能找出原来的网络拓扑的一个子集。在这个子集里，整个连通的网络中不存在回路，即在任何两个站之间只有一条路径。 为了得出能够反映网络拓扑发生变化时的生成树，在生成树上的根网桥每隔一段时间还要对生成树的拓扑进行更新。,3.5.2 在数据链路层扩展局域网,课件

24、制作人：常革新,透明网桥容易安装，但网络资源的利用不充分。 源路由(source route)网桥在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部中。 源站以广播方式向欲通信的目的站发送一个发现帧，每个发现帧都记录所经过的路由。 发现帧到达目的站时就沿各自的路由返回源站。源站在得知这些路由后，从所有可能的路由中选择出一个最佳路由。凡从该源站向该目的站发送的帧的首部，都必须携带源站所确定的这一路由信息。,3. 源路由网桥,课件制作人：常革新,交换式集线器(switching hub) 1990 年问世的，可明显地提高局域网的性能。 交换式集线器常称为以太网交换机(switch)或第二层交换机（表明此交换机

25、工作在数据链路层）。 以太网交换机通常都有十几个接口。因此，以太网交换机实质上就是一个多接口的网桥，可见交换机工作在数据链路层。,4. 多接口网桥以太网交换机,课件制作人：常革新,以太网交换机的每个接口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。 交换机能同时连通许多对的接口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰撞地传输数据。 以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片，其交换速率就较高。,以太网交换机的特点,课件制作人：常革新,对于普通 10 Mb/s 的共享式以太网，若共有 N 个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(10 Mb/s)的 N 分之一。 使用以太网交换机

26、时，虽然在每个接口到主机的带宽还是 10 Mb/s，但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，因此对于拥有 N 对接口的交换机的总容量为 N10 Mb/s。这正是交换机的最大优点。,独占传输媒体的带宽,课件制作人：常革新,用以太网交换机扩展局域网,一系,三系,二系,10BASE-T,至因特网,100 Mb/s,100 Mb/s,100 Mb/s,万维网 服务器,电子邮件 服务器,以太网 交换机,路由器,课件制作人：常革新,虚拟局域网 VLAN 是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。 这些网段具有某些共同的需求。 每一个 VLAN 的帧都有一个明确的标识符，指

27、明发送这个帧的工作站是属于哪一个 VLAN。 虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。,利用以太网交换机可以很方便地实现虚拟局域网,以太网 交换机,A4,B1,以太网 交换机,VLAN3,C3,B3,VLAN1,VLAN2,C1,A2,A1,A3,C2,B2,以太网 交换机,以太网 交换机,三个虚拟局域网: VLAN1, VLAN2 和 VLAN3,以太网 交换机,A4,B1,以太网 交换机,VLAN3,C3,B3,VLAN1,VLAN2,C1,A2,A1,A3,C2,B2,以太网 交换机,以太网 交换机,三个虚拟局域网 VLAN1, VLAN2 和 VLAN3

28、的构成,当 B1 向 VLAN2 工作组内成员发送数据时， 工作站 B2 和 B3 将会收到广播的信息。,以太网 交换机,A4,B1,以太网 交换机,VLAN3,C3,B3,VLAN1,VLAN2,C1,A2,A1,A3,C2,B2,以太网 交换机,以太网 交换机,三个虚拟局域网 VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 的构成,B1 发送数据时，工作站 A1, A2 和 C1 都不会收到 B1 发出的广播信息。,以太网 交换机,A4,B1,以太网 交换机,VLAN3,C3,B3,VLAN1,VLAN2,C1,A2,A1,A3,C2,B2,以太网 交换机,以太网 交换机,三个虚拟局域网 VLA

29、N1, VLAN2 和 VLAN3 的构成,虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使得网络 不会因传播过多的广播信息(即“广播风暴”)而引起性能恶化。,课件制作人：常革新,虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入4 字节的标识符，称为 VLAN 标记(tag)，用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。,虚拟局域网使用的以太网帧格式,802.3 MAC 帧,字节,6,6,2,46 1500,4,目地地址,源地址,长度/类型,数 据,FCS,长度/类型 = 802.1Q 标记类型 标记控制信息 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 VID,2 字节,2 字节,插入

30、 4 字节的 VLAN 标记,4,用户优先级,CFI,课件制作人：常革新,传统以太网可使用的传输媒体有四种，即粗缆、细缆、铜线和光缆。其物理层标准如表所示：,传统以太网的物理层标准,课件制作人：常革新,传统以太网可使用的传输媒体有四种，即粗缆、细缆、铜线和光缆。其连线如图所示：,以太网的物理层标准,课件制作人：常革新,传统以太网可使用的传输媒体有四种，即粗缆、细缆、铜线和光缆。其布线如图所示：,以太网的物理层标准,课件制作人：常革新,高速以太网,高速以太网：速率达到100 Mb/s以上的以太网称为。 100M以太网（又称为快速以太网）。 吉比特以太网 10吉比特以太网,课件制作人：常革新,高速

31、以太网,100BASE-T（又称为快速以太网）。其特点： 在双绞线上传送 100 Mb/s 基带信号的星型拓扑以太网。使用IEEE 802.3u协议。MAC 帧格式仍然是 802.3 标准规定的。 保持最短帧长不变，一个网段的最大电缆长度仍是100 m。帧间时间间隔从原来的 9.6 s 改为现在的 0.96 s。 可在全双工方式下工作而无冲突发生。因此，不使用 CSMA/CD 协议。,课件制作人：常革新,高速以太网,三种不同的物理层标准 100BASE-TX 使用 2 对 UTP 5 类线或屏蔽双绞线 STP。 100BASE-FX 使用 2 对光纤。 100BASE-T4 使用 4 对 UT

32、P 3 类线或 5 类线。,课件制作人：常革新,吉比特以太网,使用IEEE 802.3z和802.3ab 协议。 与 10BASE-T 和 100BASE-T 技术向后兼容。 可工作在全双工和半双工两种方式下。 在半双工方式下使用 CSMA/CD 协议，并在协议中增加了载波延伸和分组突发机制。 载波延伸就是将争用期增大为512字节，但最短帧仍是64字节； 分组突发就是允许多个短帧连接成一个帧。,在半双工方式下使用 CSMA/CD 协议。,课件制作人：常革新,吉比特以太网,吉比特以太网的物理层 1000BASE-X 1000BASE-SX SX表示短波长 1000BASE-LX LX表示长波长

33、1000BASE-CX CX表示铜线 1000BASE-T 使用 4对 5 类线 UTP,课件制作人：常革新,吉比特以太网的配置举例,1 Gb/s 链路,吉比特 交换 集线器,百兆比特或吉比特集线器,100 Mb/s 链路,中央服务器,课件制作人：常革新,10 吉比特以太网,10 吉比特以太网与 10 Mb/s，100 Mb/s 和 1 Gb/s 以太网的帧格式完全相同。 10 吉比特以太网还保留了 802.3 标准规定的以太网最小和最大帧长，便于升级。 10 吉比特以太网不再使用铜线而只使用光纤作为传输媒体。 10 吉比特以太网只工作在全双工方式，因此没有争用问题，也不使用 CSMA/CD

34、协议。,课件制作人：常革新,10吉比特以太网,局域网物理层 LAN PHY。局域网物理层的数据率是 10.000 Gb/s。 可选的广域网物理层 WAN PHY。广域网物理层具有另一种数据率，这是为了和所谓的“Gb/s”的 SONET/SDH（即OC-192/STM-64）相连接。 为了使 10 吉比特以太网的帧能够插入到 OC-192/STM-64 帧的有效载荷中，就要使用可选的广域网物理层，其数据率为 9.95328 Gb/s。,课件制作人：常革新,10吉比特以太网,端到端的以太网传输 。10 吉比特以太网的出现，以太网的工作范围已经从局域网（校园网、企业网）扩大到城域网和广域网，从而实现

35、了端到端的以太网传输。 这种工作方式的好处是： 成熟的技术 互操作性很好 在广域网中使用以太网时价格便宜。 统一的帧格式简化了操作和管理。,课件制作人：常革新,以太网从 10 Mb/s 到10 Gb/s 的演进,以太网从 10 Mb/s 到 10 Gb/s 的演进证明了以太网是： 可扩展的（从 10 Mb/s 到 10 Gb/s）。 灵活的（多种传输媒体、全/半双工、共享/交换）。 易于安装。 稳健性好。,课件制作人：常革新,3.6.4 使用高速以太网进行宽带接入,以太网已成功地把速率提高到 1 10 Gb/s ，所覆盖的地理范围也扩展到了城域网和广域网，因此现在人们正在尝试使用以太网进行宽带接入。 以太网接入的重要特点是它可提供双向的宽带通信，并且可根据用户对带宽的需求灵活地进行带宽升级。 采用以太网接入可实现端到端的以太网传输，中间不需要再进行帧格式的转换。这就提高了数据的传输效率和降低了传输的成本。,课件制作人：常革新,以太网接入举例：光纤到大楼 FTTB,100 M,10 M,10 M,100 M,吉比特以太网,光结点汇接点,1 Gb/s,1 Gb/s,高速汇接点 GigaPoP,