有线局域网精要.ppt

802.3标准与以太网 IEEE802.3协议定义了1-CSMA/CD系统的一个家族，可以组建各种形式的1-CSMA/CD局域网。 经过激烈的市场竞争后，以太网在局域网市场中已经取得了垄断地位，几乎成了局域网的代名词。 随着网络技术、传输技术、通信技术和电子元器件制造技术的发展，新的传输介质、网络结构和工作机制的以太网不断出现，IEEE 802.3 工作组给这些新型以太网制订了相应的一系列国际标准 Ethernet v2帧格式 类型字段： 长度为2个字节； 标识携带上层数据的类型，即来自于哪一个上层协议； 如0x0800代表IP协议数据；0x809B代表AppleTalk协议数据；0x8137代表Novell类型协议数据等。 数据字段： 携带用户数据； 长度字节数由数据量大小决定，一般在46－1500字节之间； 如果小于46字节，上层协议必须使用全0字节予以补足，以满足最小帧长要求。 千兆以太网简介 千兆以太网也是一种以太网 产品主要有：交换机、上连/下连模块、网卡、GbE路由器等。 数据传输速率是1Gbps； 千兆以太网采用1坚持-CSMA/CD协议、帧格式和帧大小，完全兼容传统以太网和快速以太网； 支持全双工操作； 传输介质是光纤。 载波扩展技术： 千兆以太网中采用了“载波扩展”技术来使最小帧长度和千兆位半双工操作中的争用期分开来。 发送操作： 发送帧时，如果帧长度大于512字节，那么MAC层将给上层返回“发送结束”状态； 如果帧长度小于512字节，则发送结束状态将被抑制，且物理层将发送一个特殊的“扩展载波”符号序列，直到512字节时间结束为止； 该特殊符号序列在帧校验比特序列后发送，不是帧的一部分，接收方以特殊的方式处理； 如果在帧发送过程中产生了冲突，即在数据发送或载波发送过程中发生了冲突，那么发送器将放弃发送，并发送一个32位的加强冲突序列。 接收操作： 如果接收到的帧长度（包括扩展域）的时间小于争用期，该帧将被丢弃，即使已经成功地接收到一个有效帧，也必须抛弃； 如果接收帧有效、争用期已过且未检测到冲突，该帧将被交给MAC层用于匹配和帧校验检查。 IEEE802.2 标准的帧结构 当LLC帧为信息帧或监督帧时，控制字段长度为两个字节； 当LLC帧为无编号帧时，控制字段长度为1个字节； 信息帧和监督帧的控制字段与HDLC帧的控制字段基本一样，可参照HDLC协议一节。 无编号帧用于无编号信息传输和控制信号传输。无编号帧定义了一系列命令，常用如下： （1）无编号信息UI： （2）交换标志XID： （3）测试TEST：测试LLC到LLC的通路。 （4）置扩充的异步平衡方式SABME： （5）断开连接DISC： 在数据链路层上扩展局域网 生成树算法的主要步骤如下： 每个网桥都设一个内置的ID。接入网络中以后，每个网桥都广播它的ID，选择ID最小的网桥作为根网桥。 采用生成树算法尝试找出从根网桥到其它每个网桥或LAN的最短路径。 最短路径的组合产生了最短的树就是该网络的生成树。 基于生成树，标记属于生成树的端口为转发端口，它转发网桥接收到的帧；标记不属于生成树的端口为阻塞端口，它阻塞网桥接收到的帧。 定时更新生成树，以适应网络的变化。 采用生产树算法以后，从任一网段到另一网段的路径是唯一的。 在数据链路层上扩展局域网 交换机的使用方式： 直接与计算机连接 每个端口连接一个共享介质的网段 多个交换机级联 在数据链路层上扩展局域网 交换式以太网的优点是： 网络带宽和利用率都很高； 端口数量多，允许多个端口对之间同时通信； 可以连接异构网、同型网等不同类型的局域网； 可扩展性能强 支持管理功能 可以隔离冲突等。 工业以太网 工业以太网协会IEA（Industrial Ethernet Association）与美国ARC Advisory Group/ARM Research研究中心等机构合作开展了工业以太网关键技术的研究和标准化工作。 国际电工委员会IEC公布了几种实时以太网标准，推动了以太网技术在工控领域中的全面应用。 在各研究机构的共同努力下，关键技术逐步被攻破，工业现场环境的安装与应用被解决。 近年来，工业以太网技术已经广泛用于工业控制领域，是现代自动化控制技术与计算机网络技术相结合的产物，是实现数字化、网络化控制的关键技术。 工业以太网的要求 （3）环境适应性好： 机械环境适应性好，如耐振动、耐冲击等；气候环境适应性好，如温度要求－40～85度、耐腐蚀、防尘、防水等；电磁环境适应性或电磁兼容性EMC应符合EN500081-2、EN50082-2标准。 （4）开放性和可扩展性好。 （5）安全性要求：防爆性能；防病毒、访问权控制、数据加密等。 （6）总线供电要求 （7）安装要求：适应工业环境安装；方便调试和维修