10BaseF
使用光纤进行长距离连接，最适于建筑物间的连接。
3个标准
10BaseFP - 无源星形拓扑,链路最长 1 km
10BaseFL - 异步点到点链路，链路最长 2 km
10BaseFB - 同步点到点链路，链路最长 2 km，有
15个层叠的转发器
10Broad36
使用 75?电缆连接，拓扑结构为树形
用于宽带 LAN
光纤连接
4.1.4 Ethernet网卡的构成
以太网的网络接口板是计算机与通信介质进行数据交互的中间处理部件，每个网卡有自己的控制器，用以确定何时发送，何时从网络上接受数据，并负责执行
IEEE 802.3所规定的规程，如构成帧、计算帧检验序列、执行编码译码转换等。
4.1.5 以太网组网示例不同类型 10Mbps以太网比较
IEEE 802.3
PA,前导码 - 10101010序列，用于使接收方与发送方同步
SD,帧首定界 -- 10101011
DA,目的地址 -- MAC 地址
SA,源地址 -- MAC地址
LEN:数据长度（数据部分的字节数）（ 0-1500B）
Type,类型：高层协议标识
LLC PDU+pad -- 最少 46字节,最多 1500字节
pad 填充字段，保证帧长不少于 64字节
FCS,帧校验序列（ CRC-32 ）
7 1 2/6 2/6 2 0-1500 0-46 4 字节
FCSPA SA LENSD DA LLC PDU Pad
8 6 6 2 46-1500 4字节
FCSSA TypePA DA Data Pad Ethernet
校验区间
64-1518 字节
4.1.6 MAC帧帧间隔
在相继发送的两帧之间强制插入 9.6ms的间隔
以确保想要发送数据的其他站点也能占用信道
FCSSA TypePA DA Data Pad PA
帧间隔
> 9.6 ms
2,地址字段地址字段包括目的地址和源地址两部分。在 IEEE 802.3
标准中规定，源地址字段中第 1位恒为,0”。目的地址字段有较多的规定，原因是一个帧有可能发给某一工作站，也可能发送给一组工作站，还有可能发送给所有工作站，后两种情况分别称为组广播和全局广播。
目的地址字段的格式如图所示。当该字段第一位为,0”
时，表示帧要发送给某一工作站，即单站地址（也称单目的地址）。当该字段第一位为,1”时，表示帧发送给一组工作站，即组地址（也称多目的地址）。全,1”的组地址表示全局广播地址。
I/ G 1 5 b i t 地址 1 6 位地址
I/ G U/L 4 6 b i t 地址 48 位地址
I/ G U/L
0 单站地址 0 全局地址
1 组地址 1 局部地址
4.2 交换式局域网
传统的共享 LAN都是局限于许多站点共享一个公共通信介质的访问。
缺点：分到的带宽少。
解决途径：网络区段化每个网段上只有两个站点时，不存在碰撞和竞争
4.2.1 交换的基本概念
交换技术 就是为终端用户提供专用点对点连接，它把传统以太网一次只能为一个用户服务的“独占”的网络结构，转变成一个平行处理系统，为每个用户提供一条交换通道，把它们连接到一个高速背板总线
交换可分为帧交换（ Frame Switching）和信元交换
（ Cell Switching）
与网桥和路由器的区别局域网交换器比网桥和路由器的性能以及吞吐能力高得多，因为交换器只要识别信息帧的源地址和目的地址即可，并不对帧进行拆开、检查协议等，时延比路由器小。
4.2.2 交换的实现方法
1,静态交换在静态交换中，网络管理员可以将交换器一个端口连接的用户工作站从一条共享以太总线移到另一条，这种交换叫 静态端口交换 ；
静态模块交换 是将整个模块,用户唯一可以提高网络性能的方法是将工作站从拥挤的网段移到空闲的网段。
2,动态交换工作过程如下：交换机检查来自 PC的数据包，然后识别该数据包的源地址和目的地址，动态打开一专用的 10/100Mbps
链路，将包由源地址端口传送至目的地址端口。
动态交换检查由一个工作站发往另一个工作站的数据包，在它们之间动态建立一专用的 10/100Mbps链路，
一旦端口完成通信，动态交换释放此链路。
动态段交换是每一动态段交换端口可以连接一个传统的共享以太网网段，而不只是一个工作站或服务器。
动态段交换通过对大量 MAC地址的识别来完成此功能。
用端口连结整个网段。
4.2.3 全双工交换式局域网
原因：在总线方式下采用 CSMA/CD协议，如果两台工作站同时发送就会产生碰撞，所以只能是半双工方式。
在广域网上的连接通常是全双工的，但以前局域网一直工作在半双工方式下。
（ a） 交换机全双工工作方式 （ b） 共享 HUB半双工工作方式只有采用交换器连接网络时才能使用全双工通信，交换器的每个端口只连接一个站点，不会产生碰撞，也就不用在发送时用接收电缆监听碰撞信号。
ú 12?í?ˉ÷
·￠?í
êy?Y
·￠?í
êy?Y
ó ê?
êy?Y
ó ê?
êy?Y
·￠?í
êy?Y
ó ê?
êy?Y
à ìy
×2
RJ45 RJ45 RJ45RJ45
4.3 100BASE-T和千兆快速以太网络技术
目前常见的快速网络有
100BASE-T
100VG-ANYLAN
千兆位快速以太网
4.3.1 100BASE-T快速以太网
100BASE-T快速以太网是由 10BASE-T以太网标准发展而来的，保留了以太网的观念，网络速度提高了十倍。
100BASE-T标准为 IEEE 802.3u。这就严格限制了网络的传输范围在 210米以内。
1,100BASE-TX
100BASE-TX的通信介质是 5类 UTP或 1类 STP双绞线。采用 5类 UTP线时,RJ-45接口与 10BASE-T中的连接方法一样，占用其中的 2对绞线（即 1-2,3-6两对）,RJ-45的插头和插座必须也是 5类的，否则达不到传输要求。
2,100BASE-T4
100BASE-T4的通信介质采用 3类,4类,5类 UTP线路上四对线路进行 100Mbps的数据传输。其中三对双绞线用于数据传输，一对用于冲突检测。 100BASE-
T也使用 RJ-45接口，连接方法与 10BASE-T相同，即
1-2,3-6,4-5,7-8四对线一一对应连接。对于原来用 3类线布线的系统，可以通过采用 100BASE-T4把网络从 10Mbps升级到 100Mbps，无需重新线。它的带宽不超过 30MHz。
3.100BASE-FX
100BASE-FX的通信介质采用两芯 62.5/125微米的光纤。接口与 FDDI网络中设定的一样，即 MIC,ST或
SC光纤接口。传输距离远远大于 UTP线路，用于连接主干和跨楼宇间的连接。
4.3.2 千兆位（ Gigabit）以太网
千兆位以太网是近期推出的 1000Mbps高速以太网，
千兆位以太网遵从 IEEE 802.3z建议（该建议已于
1998年 6月成为标准）。该技术采用 IEEE 802.3帧格式,CSMA/CD访问控制技术，通信介质采用 100M
STP屏蔽双绞线
（ 1000BASE CX），传输距离 25m； 5类 UTP
（ 1000BASE-T）距离 100m；多模光纤
（ 1000BASE SX）距离 500m；单模光纤
（ 1000BASE LX）可达 3km。
表 千兆以太网传输介质与距离的关系
千兆以太网的链路层协议、最大和最小的帧长度和帧格式与传统的以太网相类似。千兆以太网还利用
CSMA/CD。
载体扩展和分组猝发传输新增特性
实现千兆以太网最通用的办法是采用三层设计。最下面的一层由 10Mbps以太网交换机加 100Mbps上行链路组成，第二层由 100Mbps以太网交换机加千兆以太网上行链路组成，最高层由千兆交换机或 ATM交换机组成，每一层交换机逐步提高干线交换速率。这种设计以价格低廉的交换机控制 10Mbps工作站的连接，
昂贵的大容量交换机只用在最高层。
缺点：它只是带宽的扩充，对于多媒体业务服务质量不如 ATM网络（如时延抖动，拥塞控制，带宽按需分配等）；另外与广域网连接时，因为使用标准接口将形成瓶颈；其覆盖距离比现行局域网小。
使用光纤进行长距离连接，最适于建筑物间的连接。
3个标准
10BaseFP - 无源星形拓扑,链路最长 1 km
10BaseFL - 异步点到点链路，链路最长 2 km
10BaseFB - 同步点到点链路，链路最长 2 km，有
15个层叠的转发器
10Broad36
使用 75?电缆连接，拓扑结构为树形
用于宽带 LAN
光纤连接
4.1.4 Ethernet网卡的构成
以太网的网络接口板是计算机与通信介质进行数据交互的中间处理部件，每个网卡有自己的控制器，用以确定何时发送，何时从网络上接受数据，并负责执行
IEEE 802.3所规定的规程，如构成帧、计算帧检验序列、执行编码译码转换等。
4.1.5 以太网组网示例不同类型 10Mbps以太网比较
IEEE 802.3
PA,前导码 - 10101010序列，用于使接收方与发送方同步
SD,帧首定界 -- 10101011
DA,目的地址 -- MAC 地址
SA,源地址 -- MAC地址
LEN:数据长度（数据部分的字节数）（ 0-1500B）
Type,类型：高层协议标识
LLC PDU+pad -- 最少 46字节,最多 1500字节
pad 填充字段，保证帧长不少于 64字节
FCS,帧校验序列（ CRC-32 ）
7 1 2/6 2/6 2 0-1500 0-46 4 字节
FCSPA SA LENSD DA LLC PDU Pad
8 6 6 2 46-1500 4字节
FCSSA TypePA DA Data Pad Ethernet
校验区间
64-1518 字节
4.1.6 MAC帧帧间隔
在相继发送的两帧之间强制插入 9.6ms的间隔
以确保想要发送数据的其他站点也能占用信道
FCSSA TypePA DA Data Pad PA
帧间隔
> 9.6 ms
2,地址字段地址字段包括目的地址和源地址两部分。在 IEEE 802.3
标准中规定，源地址字段中第 1位恒为,0”。目的地址字段有较多的规定，原因是一个帧有可能发给某一工作站，也可能发送给一组工作站，还有可能发送给所有工作站，后两种情况分别称为组广播和全局广播。
目的地址字段的格式如图所示。当该字段第一位为,0”
时，表示帧要发送给某一工作站，即单站地址（也称单目的地址）。当该字段第一位为,1”时，表示帧发送给一组工作站，即组地址（也称多目的地址）。全,1”的组地址表示全局广播地址。
I/ G 1 5 b i t 地址 1 6 位地址
I/ G U/L 4 6 b i t 地址 48 位地址
I/ G U/L
0 单站地址 0 全局地址
1 组地址 1 局部地址
4.2 交换式局域网
传统的共享 LAN都是局限于许多站点共享一个公共通信介质的访问。
缺点：分到的带宽少。
解决途径：网络区段化每个网段上只有两个站点时，不存在碰撞和竞争
4.2.1 交换的基本概念
交换技术 就是为终端用户提供专用点对点连接，它把传统以太网一次只能为一个用户服务的“独占”的网络结构，转变成一个平行处理系统，为每个用户提供一条交换通道，把它们连接到一个高速背板总线
交换可分为帧交换（ Frame Switching）和信元交换
（ Cell Switching）
与网桥和路由器的区别局域网交换器比网桥和路由器的性能以及吞吐能力高得多，因为交换器只要识别信息帧的源地址和目的地址即可，并不对帧进行拆开、检查协议等，时延比路由器小。
4.2.2 交换的实现方法
1,静态交换在静态交换中，网络管理员可以将交换器一个端口连接的用户工作站从一条共享以太总线移到另一条，这种交换叫 静态端口交换 ；
静态模块交换 是将整个模块,用户唯一可以提高网络性能的方法是将工作站从拥挤的网段移到空闲的网段。
2,动态交换工作过程如下：交换机检查来自 PC的数据包，然后识别该数据包的源地址和目的地址，动态打开一专用的 10/100Mbps
链路，将包由源地址端口传送至目的地址端口。
动态交换检查由一个工作站发往另一个工作站的数据包，在它们之间动态建立一专用的 10/100Mbps链路，
一旦端口完成通信，动态交换释放此链路。
动态段交换是每一动态段交换端口可以连接一个传统的共享以太网网段，而不只是一个工作站或服务器。
动态段交换通过对大量 MAC地址的识别来完成此功能。
用端口连结整个网段。
4.2.3 全双工交换式局域网
原因：在总线方式下采用 CSMA/CD协议，如果两台工作站同时发送就会产生碰撞，所以只能是半双工方式。
在广域网上的连接通常是全双工的，但以前局域网一直工作在半双工方式下。
（ a） 交换机全双工工作方式 （ b） 共享 HUB半双工工作方式只有采用交换器连接网络时才能使用全双工通信，交换器的每个端口只连接一个站点，不会产生碰撞，也就不用在发送时用接收电缆监听碰撞信号。
ú 12?í?ˉ÷
·￠?í
êy?Y
·￠?í
êy?Y
ó ê?
êy?Y
ó ê?
êy?Y
·￠?í
êy?Y
ó ê?
êy?Y
à ìy
×2
RJ45 RJ45 RJ45RJ45
4.3 100BASE-T和千兆快速以太网络技术
目前常见的快速网络有
100BASE-T
100VG-ANYLAN
千兆位快速以太网
4.3.1 100BASE-T快速以太网
100BASE-T快速以太网是由 10BASE-T以太网标准发展而来的，保留了以太网的观念，网络速度提高了十倍。
100BASE-T标准为 IEEE 802.3u。这就严格限制了网络的传输范围在 210米以内。
1,100BASE-TX
100BASE-TX的通信介质是 5类 UTP或 1类 STP双绞线。采用 5类 UTP线时,RJ-45接口与 10BASE-T中的连接方法一样，占用其中的 2对绞线（即 1-2,3-6两对）,RJ-45的插头和插座必须也是 5类的，否则达不到传输要求。
2,100BASE-T4
100BASE-T4的通信介质采用 3类,4类,5类 UTP线路上四对线路进行 100Mbps的数据传输。其中三对双绞线用于数据传输，一对用于冲突检测。 100BASE-
T也使用 RJ-45接口，连接方法与 10BASE-T相同，即
1-2,3-6,4-5,7-8四对线一一对应连接。对于原来用 3类线布线的系统，可以通过采用 100BASE-T4把网络从 10Mbps升级到 100Mbps，无需重新线。它的带宽不超过 30MHz。
3.100BASE-FX
100BASE-FX的通信介质采用两芯 62.5/125微米的光纤。接口与 FDDI网络中设定的一样，即 MIC,ST或
SC光纤接口。传输距离远远大于 UTP线路，用于连接主干和跨楼宇间的连接。
4.3.2 千兆位（ Gigabit）以太网
千兆位以太网是近期推出的 1000Mbps高速以太网，
千兆位以太网遵从 IEEE 802.3z建议（该建议已于
1998年 6月成为标准）。该技术采用 IEEE 802.3帧格式,CSMA/CD访问控制技术，通信介质采用 100M
STP屏蔽双绞线
（ 1000BASE CX），传输距离 25m； 5类 UTP
（ 1000BASE-T）距离 100m；多模光纤
（ 1000BASE SX）距离 500m；单模光纤
（ 1000BASE LX）可达 3km。
表 千兆以太网传输介质与距离的关系
千兆以太网的链路层协议、最大和最小的帧长度和帧格式与传统的以太网相类似。千兆以太网还利用
CSMA/CD。
载体扩展和分组猝发传输新增特性
实现千兆以太网最通用的办法是采用三层设计。最下面的一层由 10Mbps以太网交换机加 100Mbps上行链路组成，第二层由 100Mbps以太网交换机加千兆以太网上行链路组成，最高层由千兆交换机或 ATM交换机组成，每一层交换机逐步提高干线交换速率。这种设计以价格低廉的交换机控制 10Mbps工作站的连接，
昂贵的大容量交换机只用在最高层。
缺点：它只是带宽的扩充，对于多媒体业务服务质量不如 ATM网络（如时延抖动，拥塞控制，带宽按需分配等）；另外与广域网连接时，因为使用标准接口将形成瓶颈；其覆盖距离比现行局域网小。
