自考31004局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程復(fù)習資料（5）

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        高速以太網(wǎng)是當前最流行、并廣泛使用的局域網(wǎng)，包括100Mbps和1000Mbps局域網(wǎng)。

        3.1概述

        高速以太網(wǎng)是在10BASET和10BASEFL（光纖鏈路）技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的100Mbps傳輸速率的以太網(wǎng)，現(xiàn)廣泛使用100BASETX和10BASEFX，它們的拓撲結(jié)構(gòu)與10BASET和10BASEFL相同，并向下兼容。

        10/100Mbps自適應(yīng)局域網(wǎng)保證了從10Mbps向100Mbps平穩(wěn)過渡。

        3.2高速以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與分類

        1.體系結(jié)構(gòu)

        MII：媒體獨立接口

        2.四種不同的100Mbps以太網(wǎng)物理層結(jié)構(gòu)（P.35）

        3.3高速以太網(wǎng)系統(tǒng)的組成

        1.網(wǎng)卡與集線器的連接

        （1）若網(wǎng)卡上內(nèi)置收發(fā)機，則用RJ—45連接器連接；

        （2）若網(wǎng)卡上外置收發(fā)機，則在網(wǎng)卡上配置一個40芯MII連接器。

        以上對雙絞線和光纜均一樣。安裝在站中的網(wǎng)卡也是一樣的。

        2.媒體

        注意：

        （1）網(wǎng)卡或者外置收發(fā)器上必須配置9芯連接器，這和10Mbps以太網(wǎng)不同。

        （2）屏蔽雙絞線的阻抗為150Ω。

        （3）在全雙工情況下：

        單摸光纜段可達40Km；

        多摸光纜段可達2Km；

        3.線器

        （1）分類

        按結(jié)構(gòu)劃分：共享型和交換型；

        按媒體劃分：雙絞線和光纜；

        按設(shè)備劃分：單臺非擴展型、疊堆型和廂體型。

        3.4高速以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

        3.4.1高速以太網(wǎng)系統(tǒng)的跨距

        1.速以太網(wǎng)碰撞時間槽（St）

        St=2S/0.7C+2tPHY

        考慮中繼器的時延tr，并考慮中繼器的個數(shù)為N，則有：St=2S/0.7C+2N tr+2tPHY所以：S=0.35（L/R-2N tr-2tPHY）注意，L沒有變，但R比10Mbps大了10倍。所以S小了許多。

        2.跨距

        跨距實際上反映了一個碰撞域，具體值見P.39。

        3.4.2自動協(xié)商與10M/100Mbps自適應(yīng)功能

        1.自動協(xié)商功能

        （1）在使用雙絞線的環(huán)境中，網(wǎng)卡和集線器的端口RJ—45可支持多種工作模式，如：100Mbps的T2、Tx，也支持雙工方式。

        （2）屏蔽雙絞線及光纜不支持自動協(xié)商功能；

        （3）在加電后，首先在端口上進行自動協(xié)商，協(xié)商結(jié)果，獲得雙方擁有的最佳工作模式。

        （4）發(fā)送快速鏈路脈沖（FLP），一旦協(xié)商成功，就不再發(fā)快速鏈路脈沖（FLP）。

        （5）10M/100Mbps自適應(yīng)功能

        分幾種情況進行分析：

        （1）原有的10BASET具有自動協(xié)商功能，得到協(xié)商結(jié)果。

        （2）原有的10BASET不具有自動協(xié)商功能，由于在以往的10BASET系統(tǒng)中，媒體鏈路正常工作時，始終存在正常鏈路脈沖（NLP），以檢測鏈路的完整性。因此可以適應(yīng)。

        （3）如果老的10BASET中使用3類UTP媒體，在新系統(tǒng)中則不能正常使用。

        （4）在自動協(xié)商后，各端口的速率可能不同。

        注意兩種不正常的情況：

        （1）如果是3類屏蔽線，在10Mbps時正常，在100Mbps就可能不正常；

        （2）如果集線器各端口上的速率不同，那么必須解決傳輸率不一致的問題，否則，系統(tǒng)不能正常運行。

        3.4.3高速以太網(wǎng)與10BASET/FL組網(wǎng)性能比較

        10BASET/FL100BASETX/FX

        IEEE標準802．3i/j802．3u

        拓撲結(jié)構(gòu)星型星型

        傳輸率10Mbps100Mbps

        媒體3、4、5類UTP、MMF5類UTP、STP、SMF、MMF

        最長媒體段UTP：100m；MMF：2KmUTP、STP：100m；MMF：2Km；SMF：40Km

        編碼：曼徹斯特碼4B/5BNRZI

        幀結(jié)構(gòu)符合DIX802。3標準符合DIX、802。3標準

        CSMA/CD同上同上

        碰撞槽時間51．2μs（512bit）5．12μs（512bit）

        碰撞域范圍UTP：500m（四個中繼器）2個中繼器：UTP、STP：205m；MMF：228m；

        UTP+MMF：216m；無中繼器：UTP：100m；MMF：412m

        3.4.4高速以太網(wǎng)典型組網(wǎng)方案

        S——交換機

        3.5千兆位以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與分類

        3.5.1千兆位以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和功能模塊

        1.體系結(jié)構(gòu)

        2.功能模塊

        PHY層中包括了：

        （1）編碼/譯碼；

        （2）收發(fā)器；

        ?包括長波光纖激光傳輸器；波長：1270nm~1355nm

        ?短波光纖激光傳輸器；波長：770nm~860nm

        ?銅纜收發(fā)器。

        （3）媒體。

        3.5.2千兆位以太網(wǎng)按PHY層分類

        1.1000BASEX類

        （1）1000BASECX

        1000BASECX是一種短距離屏蔽銅纜，最長距離為25m。

        連接器為9芯。但只用了四芯，1、5、6、9

        該纜的特性阻抗為150Ω。

        （2）1000BASELX

        使用長波激光，可驅(qū)動單模光纖，也可驅(qū)動多模光纖

        對于多模：最長距離為550m；

        對于單摸：全雙工模式下，最長距離為3Km。

        （3）1000BASESX

        僅支持多模光纖。

        波長工作方式最長距離

        62．5μm全雙工300m

        50μm全雙工525m

        2.1000BASET（雙絞線）

        最長距離：100m；

        需要專門的、更先進的編碼/譯碼方案。

        特殊的驅(qū)動電路方案。

        3.6千兆位以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

        3.6.1千兆位以太網(wǎng)組網(wǎng)跨距

        1.無中繼器連接（P.46）

        2.有中繼器連接

        3.6.2幀擴展技術(shù)

        最小幀長度越長，則半雙工模式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)跨距越大。

        1.各種速率下的位長：

        速率10Mbps100Mbps1000Mbps

        位長512比特512比特512字節(jié)（4096比特）

        當千兆以太網(wǎng)的幀達不到512字節(jié)時，必須添加擴展位。

        2.100Mbps和1000Mbps以太網(wǎng)的時隙

        （1）100Mbps以太網(wǎng)的時隙：

        100Mbps以太網(wǎng)的時隙仍為512位時，以太網(wǎng)規(guī)定一幀的最小發(fā)送時間必須為5.12μs。

        （2）1000Mbps以太網(wǎng)的時隙

        1000Mbps以太網(wǎng)的時隙增至512字節(jié)，即4096位時。

        3.6.3幀突發(fā)技術(shù)

        幀突發(fā)在千兆以太網(wǎng)上是一種可選功能，它使一個站或一個服務(wù)器一次能連續(xù)發(fā)送多個幀。

        1.幀突發(fā)技術(shù)：

        （1）當一個站點需要發(fā)送很多短幀時，該站點先試圖發(fā)送第一幀，該幀可能是附加了擴展位的幀；

        （2）一旦第一個幀發(fā)送成功，則具有幀突發(fā)功能的該站就能夠繼續(xù)發(fā)送其它幀，直到幀突發(fā)的總長度達到1500字節(jié)為止。

        （3）為了使得在幀突發(fā)過程中，媒體始終處于“忙狀態(tài)”，必須在幀間的間隙時間中，發(fā)送站發(fā)送非“0”、“1”數(shù)值符號，以避免其它站點在幀間隙時間中占領(lǐng)媒體而中斷本站的幀突發(fā)過程。

        （4）在幀突發(fā)過程中只有第一個幀在試圖發(fā)出時可能會遇到媒體忙或產(chǎn)生碰撞，在第一個幀以后的成組幀的發(fā)送過程中再也不可能產(chǎn)生碰撞。

        （5）如果第一幀恰恰是一個最長幀，即1518字節(jié)，則標準規(guī)定幀突發(fā)過程的總長度限制在3000字節(jié)范圍內(nèi)。

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