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以太网技术基础 尹显胜-93928 参考资料 网络技术专题 数据网络基本原理专题 SDH原理与ATM和 IP技术专题 课程目标 学习完此课程，您应能： 了解以太网物理层的工作过程 掌握以太网端口自协商的原理 掌握MAC地址概念和以太网帧数据收发过程 掌握以太网VLAN基本概念 掌握802.1Q帧格式和各个字段的含义 了解二层组播协议和生成树协议的工作过程 内容介绍 内容介绍 起源和设计目标 起源 起源于Xerox公司的一个实验网，该网络运行的经验是Xerox、DEC、Intel 1980年提出的以太网建议的基础。 目标 简明和成本低 寻址灵活：应该有一种机制来确定网络中的一台计算机、全部计算机或一组计算机－MAC地址。 公平高速：各个终端应该公平的享有带宽－CSMA/CD，高速－数据链路层－无连接，尽力传送-“best－effort” 稳定和低延迟 内容介绍 以太网分类 以太网按照传输速度可分成如下几类： 标准以太网（10Mbps） 快速以太网（100Mbps） 千兆以太网（1000Mbps） 万兆以太网（10000Mbps） 目前，千兆以太网已经应用非常普遍，万兆以太网是我们下一个的发展方向。 以太网的几种类型 标准以太网（10Mbit/s）的网络定位： 以太网的几种类型 快速以太网（100Mbit/s）的网络定位： 快速以太网传输距离 以太网的几种类型 千兆（1000Mbit/s）以太网网络定位： 千兆以太网传输距离 以太网主要应用领域 以太网主要应用领域： 高速网络设备之间互连 城域网中用户接入的手段 小结 内容介绍 以太网物理层标准 10BASE2 10BASE5 10BASE-T 100BASE-TX 100BASE-FX 100BASE-T4 100BASE-T2 半双工 任一时刻只能接收或发送 采用CSMA/CD访问机制 物理上有距离限制 CSMA/CD 最小帧长与最大传输距离 最大传输距离：通常由线路质量、信号衰减程度等因素决定。 最小帧长（64字节）：由最大传输距离和冲突检测机制共同决定。 规定最小帧长是为了避免这种情况发生：某站点已经将一个数据包的最后一个BIT发送完毕，但这个报文的第一个BIT还没有传送到距离很远的一个站点。而站点认为线路空闲而发送数据，导致冲突。 全双工物理层 同一时刻可以发送和接收，不用预先判断链路的忙闲状态 最大吞吐量达到双倍速率 从根本上消除了半双工的物理距离限制 自动协商 自动协商实现基础 自协商基本页信息 自协商信号 整个报文按16ms间隔重复，直到自协商完成 编码支持能力 自协商优先级 协商原则 与没有自协商机制的设备连接 不使用自协商机制会出现以下情况： 无法实现端口的自动双速配置功能（如10Mbit/s和100Mbit/s） 无法确定双工工作模式 无法确定是否需要流量控制功能 光纤上的自协商 对光纤以太网而言，得出的结论是： 链路两端的工作模式必须使用手工配置（速度、双工模式、流控等），如果光纤两端的配置不同，是不能正确通信的。 千兆以太网的自协商机制已经实现。 集线器HUB——I类 集线器——II类 总结与思考 总结与思考 小结 内容介绍 内容介绍 数据链路层位置和结构 MAC子层——位置与功能 半双工MAC（CSMA/CD） 全双工MAC MAC地址 MAC地址用来标识网络上的唯一的一个站点；它是一个48比特的数字，但通常被表示为12位的点分十六进制数。 MAC地址举例：00.e0.fc.39.80.34 物理MAC地址：全球唯一，由IEEE对这些地址进行管理和分配。每个地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。其中前24位二进制代表该供应商代码。剩下的24位由供应商自己分配。 例如某设备的MAC的前24位就是00.e0.fc 广播MAC地址：如果48位全是1，则表明该地址是广播地址。 组播MAC地址：如果最高字节的第8位是1，则表示该地址是组播地址。 几种主要的以太网帧结构 以太网帧结构 Ethernet_II帧结构 Ethernet_II帧结构 LLC子层——帧结构和服务 LLC子层——数据的上层分发 问题 小结 内容介绍 内容介绍 以太网交换机－基础结构 以太网交换机－硬件结构 以太网交换机－工作过程 以太网交换机－工作过程 以太网交换机－工作过程 以太网交换机－交换方式 以太网交换机－交换方式 以太网交换机－交换方式 问题 小结 内容介绍 内容介绍 VLAN基本概念 划分VLAN的目的： 抑制广播 安全性考虑 管理方便 VLAN划分方式： 基于端口划分 基于MAC地址划分 基于协议划分 基于子网划分 划分方式——基于端口 划分方式——基于MAC地址 基于协议的VLAN 基于子网的VLAN VLAN