做系统前的浏览网站能找回吗,希音跨境平台入驻条件,学校网站建设成功,加强网站内容建设创新文章目录 局域网局域网的主要特征 以太网以太网的发展100BASE-T 以太网物理层标准 吉比特以太网载波延伸物理层标准 10吉比特以太网汇聚层交换机物理层标准 40/100吉比特以太网传输媒体 局域网
局域网#xff08;Local Area Network, LAN#xff09;是一种计算机网络#x… 文章目录 局域网局域网的主要特征 以太网以太网的发展100BASE-T 以太网物理层标准 吉比特以太网载波延伸物理层标准 10吉比特以太网汇聚层交换机物理层标准 40/100吉比特以太网传输媒体 局域网
局域网Local Area Network, LAN是一种计算机网络用于连接地理位置相对较近的计算机和其他网络设备。这些设备通常位于一个建筑物或一组邻近的建筑物内如办公室、学校、实验室等。LAN 的设计目的是为了使这些设备能够方便地共享资源如打印机、文件服务器等以及交换数据。
局域网的主要特征 地理范围LAN 通常覆盖较小的地理区域如单个办公室或校园内。 传输速率相比广域网WANLAN 的传输速率通常更高可以达到几百兆比特每秒Mbps到几十吉比特每秒Gbps。 所有权LAN 一般由单个组织拥有并管理可以针对特定的需求进行配置和优化。 可靠性与安全性由于 LAN 处于一个受控的环境中因此通常具有较高的安全性和可靠性。
以太网
以太网Ethernet以曾经被假想的电磁波传播介质 —— 以太(Ether)来命名是一种广泛应用于局域网LAN的常见网络技术用于在计算机和其他网络设备之间进行数据通信。
以太网目前已经从传统的共享式以太网发展到交换式以太网传输速率已经从 10Mb/s 提高到 100Mb/s、1Gb/s 甚至 10Gb/s。
工作原理 以太网使用 CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access with Collision Detection协议来控制多个设备在共享媒介上的访问。 CSMA/CD 协议允许设备在发送数据之前监听信道以检测是否有其他设备正在发送数据。如果信道是空闲的设备将发送数据如果检测到冲突多个设备同时发送数据则设备将等待一段随机时间后再次尝试发送。
物理层特点 以太网通常使用双绞线或光纤作为传输介质其中双绞线包括常见的 Cat5、Cat6 等类型。 传输速率可以从几百 Mbps百兆以太网到数 Gbps千兆以太网不等而光纤以太网的速率甚至可以更高。
数据帧格式 以太网数据帧包括目标地址、源地址、类型/长度字段 和 数据字段。 目标地址和源地址分别指示数据帧的接收者和发送者类型/长度字段表示数据字段的类型或长度。 以太网数据帧的最小长度为 64 字节最大长度为 1518 字节不包括物理层的 Preamble 和 SFD并且要求所有数据帧的长度至少达到最小长度。
应用场景 以太网在局域网LAN中广泛应用包括家庭网络、企业内部网络和学校网络等。 它支持各种网络协议的封装包括 TCP/IP 协议套件中的 IP、TCP 和 UDP 等因此可以用于传输各种类型的数据如网页、电子邮件、文件等。
以太网的发展 100BASE-T 以太网
100BASE-T 以太网是指在双绞线上传输基带信号的速率为100Mb/s的以太网也称为速以太网(Fast Ethernet) 100BASE-T 以太网与 10Mb/s 标准以太网(传统以太网)一样仍然使用 IEEE 802.3的帧格式 和 CSMA/CD 协议。 100BASE-T 以太网为了与10Mb/s标准以太网保持兼容需要以太网最小帧长保持不变即仍为64字节。 网段的最大电缆长度从 1000m 减小到100m争用期缩短为 5.12 μ s \mu s μs帧间最小间隔缩短为0.96 μ s \mu s μs 100BASE-T 以太网还可以使用以太网交换机来提供比集线器更好的服务质量即在全双工方式下无碰撞工作。因此使用交换机的 100BASE-T 以太网工作在全双工方式下并不使用CSMA/CD协议。
物理层标准
1995年IEEE 的 802 委员会正式批准 100BASE-T 以太网的标准为 802.3u。实际上IEEE 902.3u 只是对原有 IEEE802.3 标准的补充。
除 100BASE-T 以太网外百兆以太网有多种不同的物理层标准: 吉比特以太网
吉比特以太网也称为干兆以太网(Gigabt Ethernet)。1998年干兆以太网的标准802.3z成为正式标准。近几年来干兆以太网已迅速占领市场成为了以太网的主流产品。
IEEE 802.3z 千兆以太网的主要特点有:
速率为1000Mb/s(1Gb/s)使用IEEE 802.3的帧格式(与10Mb/s和100Mb/s以太网相同)支持半双工方式使用 CSMA/CD 协议和全双工方式(不使用 CSMA/CD 协议)兼容10BASE-T和100BASE-T技术
当干兆以太网工作在半双工方式时需要使用 CSMA/CD 协议。由于速率已经提高到了1000Mb/s因此只有减小网段最大长度或增大最小帧长才能使以太网的参数 a τ T 0 {a} \frac{\tau}{T_0} aT0τ保持为较小的数值。 若将网段最大长度减小到10m则网络基本失去了应用价值。 若将最小帧长增大到 640 字节则当上层交付的待封装的协议数据单元 PDU 很短时开销就会太大。 干兆以太网的网段最大长度仍保持为10m最小帧长仍保持为64字节(与 10BASE-T 和 100BASE-T 兼容)
这就需要使用载波延伸Carrier Extension的办法将争用期增大为512字节的发送时间而保持最小帧长仍为64字节。
载波延伸
只要发送的 MAC帧 的长度不足512字节时就在 MAC帧尾部 填充一些特殊字符使 MAC帧 的长度增大到512字节 在使用载波延伸的机制下如果原本发送的是大量的64字节长的短帧则每一个短帧都会被填充448字节的特殊字符这样会造成很大的开销 物理层标准 10吉比特以太网
2002年6月IEEE802.3ae委员会通过10吉比特以太网(10GE)的正式标准10GE也称为万兆以太网。万兆以太网并不是将干兆以太网的速率简单地提高了10倍。
万兆以太网的目标是将以太网从局域网范围(校园网或企业网)扩展到城域网与广域网成为城域网和广域网的主干网的主流技术之一IEEE 802.3ae万兆以太网的主要特点有: 速率为10Gb/s 使用IEEE 802.3标准的帧格式(与10Mb/s、100Mb/s和1Gb/s以太网相同) 保留IEEE 802.3标准对以太网最小帧长和最大帧长的规定。这是为了用户升级以太网时仍能和较低速率的以太网方便地通信。 只工作在全双工方式而不存在争用媒体的问题因此不需要使用CSMA/CD协议这样传输距离就不再受碰撞检测的限制。 增加了支持城域网和广域网的物理层标准准
汇聚层交换机
万兆以太网交换机常作为干兆以太网的汇聚层交换机与干兆以太网交换机相连以连接对传输速率要求极高的视频服务文件服务器等设备。 物理层标准 40/100吉比特以太网
2010年IEEE发布了40吉比特/100吉比特以太网(40GE/100GE)的IEEE 802.3ba标准40GE/100GE也称为四万兆/十万兆以太网。
为了使以太网能够更高效、更经济地浦足局域网、城域网和广域网的不同应用需求IEEE 802.3ba标准定义了两种速率类型:
40Gb/s主要用于计算应用100Gb/s主要用于汇聚应用
IEEE 802.3ba标准只工作在全双工方式不使用CSMA/CD协议)但仍使用IEEE 802.3标准的帧格式并遵守最小帧长和最大帧长的规定。
传输媒体
IEEE 802.3ba标准的两种速率各有4种不同的传输媒体
