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第 6 章 以太网组网技术

第 6 章 以太网组网技术. 基本要求： 理解以太网组网技术、快速以太网组网技术、千兆位以太网技术以及万兆位以太网技术；掌握组建以太局域网所需的设备和集线器的级联。. 第 6 章 以太网组网技术. 教学重点和难点： 以太网组网技术； 快速以太网组网技术； 千兆位以太网技术； 万兆位以太网技术； 组建以太局域网所需的设备； 集线器的级联。. IEEE 802.3ac : 描述 VLAN 的帧扩展（ 1998 ）。

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第 6 章 以太网组网技术

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  1. 第6章 以太网组网技术 基本要求： 理解以太网组网技术、快速以太网组网技术、千兆位以太网技术以及万兆位以太网技术；掌握组建以太局域网所需的设备和集线器的级联。

  2. 第6章 以太网组网技术 • 教学重点和难点： • 以太网组网技术； • 快速以太网组网技术； • 千兆位以太网技术； • 万兆位以太网技术； • 组建以太局域网所需的设备； • 集线器的级联。

  3. IEEE 802.3ac: 描述VLAN的帧扩展（1998）。 IEEE 802.3ad: 描述多重链接分段的聚合协议（Aggregation of multiple link segments）（2000）。 IEEE 802.3an: 描述10GBase-T媒体介质访问方式和相关物理层规范。 IEEE 802.3ab: 它定义了1000Base-T媒体接入控制方式法和相关物理层规范。 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 IEEE802.3标准主要有：

  4. IEEE 802.3i: 它定义了10Base-T媒体接入控制方式和相关物理层规范。 IEEE 802.3u: 它定义了100Base-T媒体接入控制方式和相关物理层规范。 IEEE 802.3z: 它定义了1000Base-X媒体接入控制方式和相关物理层规范。 IEEE 802.3ae: 它定义了10GBase-X媒体接入控制方式和相关物理层规范。 6.1 以太网（IEEE802.3）标准

  5. 6.1.1 以太网技术 46-1500 7字节 1字节 6字节 6字节 2字节 4字节 字节 前导码 SFD 目的地址 源地址 数据长度 数据/ 填充 FCS 最小 64字节 最大1518字节 FCS范围 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 1. IEEE 802.3 MAC帧格式

  6. IEEE 802.3即以太网，是一种总线型局域网，使用的介质访问控制方法是CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测），帧格式采用以太网格式，即802.3帧格式,以太网是基带系统，使用曼彻斯特编码，通过检测通道上的信号存在与否来实现载波检测。 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 2. 以太网MAC子层

  7. 以太网在物理层可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、光缆等多种传输介质，并且在IEEE802.3标准中，为不同的传输介质制定了不同的物理层标准。以太网在物理层可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、光缆等多种传输介质，并且在IEEE802.3标准中，为不同的传输介质制定了不同的物理层标准。 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 2. 以太网物理层

  8. 以太网 CSMA/CD AUI 10Base-5 粗缆 10Base-2 细缆 10Base-T 双绞线 10Base-F 光缆 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 以太网的物理层

  9. 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 IEEE 802.3i 10Mbps以太网的基本特性

  10. (1) 10Base-5 主机箱 网卡 DB-15 连接器 收发器电缆 收发器 MAU 内导体 插入式分接头MDI 外导体屏蔽层 保护外层 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 总线型拓扑； 粗同轴电缆 BD-15连接器 收发器 收发器电缆(AUI电缆)

  11. 6.1 以太网（IEEE802.3）标准

  12. 网段最大长度500m， 每段最多结点数100 终端电阻 中继器 收发器 收发器电缆 两结点间最小距离2.5m 粗缆 网络最大长度2.5km 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 粗缆以太网10Base-5

  13. (2) 10Base-2 细缆 BNC 接头 NIC 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 总线型拓扑 细同轴电缆，可靠性稍差 T型接头连接 BNC接头网卡 用于办公室LAN

  14. 网段最大长度185m， 每段最多结点数30 终端电阻 中继器 细缆 两结点间最小距离0.5m 网络最大长度925m 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 细缆以太网10Base-2

  15. (3) 10BASE-T 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 以集线器或交换机为中心的星形拓扑; 用双绞线作为传输介质.

  16. 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 使用集线器的以太网在拓扑结构上是星状拓扑，但 在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是 CSMA/CD协议，并共享逻辑上的总线。 一个集线器有多个端口，每个端口通过RJ-45接头用 两对双绞线与一个工作站上的网卡相连。如图 集线器工作在物理层，它的每个端口都具有发送和 接收数据的功能。相当于一个多口的中继器。 集线器采用了专门的芯片，能自适应串间回波抵消。

  17. 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 双绞线

  18. 6.1.2 快速以太网技术 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 介质访问控制方法： 数据传输速率： 协议标准： 帧格式： 编码技术： CSMA/CD 100Mbps IEEE 802.3u IEEE 802.3 4B/5B

  19. 1. 快速以太网的体系结构 LLC 802.2 数据链路层 100Base-T CSMA/CD MII 物理层 100Base-TX 100Base-T4 100Base-FX 传输介质 2对5类UTP或1类STP 4对3、4、5类UTP 2芯光纤 6.1 以太网（IEEE802.3）标准

  20. 2. 100Base-T物理层 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 100BASE-T 的三种不同的物理层协议

  21. 自动协商适用于10/100Mpbs双速以太网卡。例如，如果一个10/100网卡和一个10BASE-T集线器（HUB）连接，自动协商算法会自动驱动10/100网卡以10BASE-T模式操作，该区段便以10Mpbs速率通信。如果把10BASE-T集线器升级为100BASE-T集线器，10/100网卡的自动协商算法就会自动驱动网卡和集线器以100BASE-T模式操作，该区段便以100Mpbs速率通信。在这一速率升级的过程中，无需人工或软件干预。 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 3. 10/100Mpbs自动协商

  22. 1. 千兆位以太网标准 6.1.3 千兆位以太网技术 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 数据传输速率达1000Mbps，也称吉比特以太网； 支持全双工和半双工两种方式； 使用802.3协议规定的帧格式； 在半双工方式下使用CSMA/CD协议

  23. LLC 802.3 802.3 全双工/流量控制协议CSMA/CD 半双工方式 GMII IEEE 802.3z IEEE 802.3ab 1000Base-CX 1000Base-T 1000Base-LX 1000Base-SX 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 多模光纤 15Ω STP 超5类或6类 UTP 单模、多模光纤 标准的千兆位以太网协议体系

  24. 简易性； 技术过渡的平滑性； 网络可靠性； 可管理性和可维护性； 成本下降； 支持新应用与新数据类型。 千兆以太网的主要优点 6.1 以太网（IEEE802.3）标准

  25. 2. 千兆位以太网组网应用 1000M 100M 100M 100M 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 千兆位以太网的组网应用举例

  26. 2002年发布802.3ae10GE标准，2006年7月发布IEEE802.3an标准。万兆以太网不仅再度扩展了以太网的带宽和传输距离，更重要的是其得以太网从局域网领域向城域网领域渗透。 2002年发布802.3ae10GE标准，2006年7月发布IEEE802.3an标准。万兆以太网不仅再度扩展了以太网的带宽和传输距离，更重要的是其得以太网从局域网领域向城域网领域渗透。 正如1000Base-X和1000Base-T（千兆以太网）都属于以太网一样，从速度和连接距离上来说，万兆以太网是以太网技术自然发展中的一个阶段。 6.1.4 万兆位以太网技术 6.1 以太网（IEEE802.3）标准

  27. 万兆以太网是一种采用全双工与光纤的技术。 万兆以太网技术基本承袭了以太网、快速以太网及千兆以太网技术，因此在用户普及率、使用方便性、网络互操作性及简易性上皆占有极大的引进优势。 万兆标准意味着以太网将具有更高的带宽（10Gbps）和更远的传输距离（最长传输距离可达40km）。 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 1. 万兆以太网的技术特色

  28. 在企业网中采用万兆以太网可以更好地连接企业网骨干路由器，这样大大简化了网络拓扑结构，提高网络性能。在企业网中采用万兆以太网可以更好地连接企业网骨干路由器，这样大大简化了网络拓扑结构，提高网络性能。 万兆以太网技术提供了更多的更新功能，大大提升QoS。 WAN/MAN与LAN融和已经成为大势所趋，万兆以太网技术的应用必将为三网发展与融和提供新的动力。 6.1 以太网（IEEE802.3）标准

  29. 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 2. 万兆以太网技术介绍

  30. 3. 万兆以太网的应用场合 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 （1）在教育网的应用

  31. (2) 在数据中心出口的应用 6.1 以太网（IEEE802.3）标准

  32. (3) 在城域网的应用 6.1 以太网（IEEE802.3）标准

  33. 6.1 以太网（IEEE802.3）标准 10GE与城域网骨干的连接

  34. 集线器处于星型物理拓扑结构的中心，组建的是共享式以太网。集线器处于星型物理拓扑结构的中心，组建的是共享式以太网。 6.2.1 10／100集线器 Hub 6.2 以太网组网所需的设备

  35. 交换机和集线器的外形类型，组网方法也基本一样，但功能却不同，它工作在OSI参考模型的第二层（数据链路层），组建的是交换式以太网。交换机和集线器的外形类型，组网方法也基本一样，但功能却不同，它工作在OSI参考模型的第二层（数据链路层），组建的是交换式以太网。 6.2.2 10／100／1000M交换机 Switch 6.2 以太网组网所需的设备

  36. 网络接口卡简称为网卡，是构成网络的基本部件。计算机通过网卡与局域网中的通信介质相连，从而达到将计算机接入网络的目的。网卡的工作方式有两种：即半双工和全双工。网络接口卡简称为网卡，是构成网络的基本部件。计算机通过网卡与局域网中的通信介质相连，从而达到将计算机接入网络的目的。网卡的工作方式有两种：即半双工和全双工。 6.2.3 10／100／1000M以太网卡 6.2 以太网组网所需的设备

  37. 按照网络技术的不同可分为: 按照传输速率的不同可分为: 按照总线类型分类，网卡可分为: 按照所支持的传输介质不同可分为: 6.2 以太网组网所需的设备 分 类 以太网卡、令牌环网卡、FDDI网卡等。 10Mbps、100Mbps、1000Mbps和10Gbps等。 ISA总线网卡、EISA总线网卡、PCI总线网卡及其他总线网卡等。 双绞线网卡、粗缆网卡、细缆网卡、光纤网卡和无线网卡。

  38. 在组建双绞线的以太网局域网中，为了将UTP电缆与计算机、集线器等其它设备相连接，每条UTP的两端需要安装RJ-45接头。在组建双绞线的以太网局域网中，为了将UTP电缆与计算机、集线器等其它设备相连接，每条UTP的两端需要安装RJ-45接头。 6.2.4 传输介质 6.2 以太网组网所需的设备 直通UTP电缆 非屏蔽双绞线UTP （超5类及以上） 交叉UTP电缆

  39. 如果仅仅是两台计算机之间互连，可以使用双绞线跳线将两台计算机的网卡连接在一起。如果仅仅是两台计算机之间互连，可以使用双绞线跳线将两台计算机的网卡连接在一起。 在使用网卡将两台计算机直连时，计算机跳线要用交叉线，并且两台计算机的网卡最好选用相同的品牌和相同的传输速率，以避免可能的连接故障。 6.3.1 两台计算机直连 交叉线 6.3 任务：局域网的连接

  40. 把所有的计算机通过双绞线连接到集线器上，组成一个小型的局域网。使用直通线从计算机的网卡上的RJ-45接口连接到集线器的RJ-45接口，组成网络，一般可支持224台计算机联网。把所有的计算机通过双绞线连接到集线器上，组成一个小型的局域网。使用直通线从计算机的网卡上的RJ-45接口连接到集线器的RJ-45接口，组成网络，一般可支持224台计算机联网。 6.3.2 单一集线器结构的组网 6.3 任务：局域网的连接

  41. 6.3.3 多集线器级联结构的组网 平行式级联 6.3 任务：局域网的连接

  42. 树形级联 6.3 任务：局域网的连接

  43. 1. 利用网卡和网络设备的指示灯判断 （1）网卡指示灯 ① 10／100Mbps网卡指示灯 10／100Mbps网卡通常都有3个LED指示灯。如D-Link530Tx网卡，如果计算机与集线器端口连接正常，则网卡的“full”和“100M”指示灯应当呈绿色，“Link”指示灯则不断闪烁。当网卡没有指示灯被点亮时，表明计算机与集线器之间没有建立正常连接，物理链路有故障发生。 6.3.4 局域网连接的判断 6.3 任务：局域网的连接

  44. ② 10/100/1000Mbps网卡指示灯 Intel Pro/1000 MT网卡指示灯通常有4个，分别用于表示连接状态（“Link”指示灯）、数据传输状态（“ACT”指示灯）和连接速率。当正常连接时，“Link”指示灯呈绿色，有数据传输时，“ACT”指示灯不停闪烁。当连接速率为10Mbps时，速率指示灯熄灭；连接速率为100Mbps时，速率指示灯呈绿色；连接速率为1000Mbps时，速率指示灯呈黄色。如果Link指示灯未被点亮，表明连接有故障。 6.3 任务：局域网的连接

  45. ③ 1000Base-SX网卡指示灯 3Com只有Link 1000和ACT两个LED批示灯。其中，“Link 1000”表示链接是否正常，当连通性完好时，该指示灯被点亮。“ACT”表示是否有数据在传输，正常情况下，该指示灯应当闪烁。 6.3 任务：局域网的连接

  46. （2）网络设备指示灯及判断 6.3 任务：局域网的连接

  47. 一、简答题 1. IEEE 802.3帧结构有哪几部分组成？ 2. 以太网的物理层有几种标准？ 3. 快速以太网有哪几种组网方式？各有什么特点？ 4. 千兆位以太网有哪几种标准？ 5. 什么是10/100Mpbs自动协商？ 6. 万兆位以太网有哪些技术特色？ 7. 万兆位以太网物理层有哪几种？ 8. 万兆位以太网应用在哪些方面？ 9. 组建以太局域网需要哪些设备？ 习题

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