以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法

1、5-3以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法1、CSNM/C媒體訪問控制方法所謂媒體訪問控制，就是控制網(wǎng)上各工作站在什么情況下才可以 發(fā)送數(shù)據(jù)，在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中，如何發(fā)現(xiàn)問題及出現(xiàn)問題后如何處理 等管理方法。CSMA/CD 是英文 carrier sense multiple access/collisiondetected的縮寫，可把它翻成載波偵察聽多路訪問/沖突檢測或 帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問 所謂載波偵聽carrier sense， 意思是網(wǎng)絡(luò)上各個工作站在發(fā)送數(shù)據(jù)前都要總線上有沒有數(shù)據(jù)傳輸。 假設(shè)干數(shù)據(jù)傳輸稱總線為忙，那么不發(fā)送數(shù)據(jù)；假設(shè)無數(shù)據(jù)傳輸稱總線為空，立即發(fā)送準備好的數(shù)據(jù)。所謂多路訪問

2、multipleaccess意思是網(wǎng)絡(luò)上所有工作站收發(fā)數(shù)據(jù)共同使用同一條總線，且 發(fā)送數(shù)據(jù)是播送式的。所謂沖突collision，意思是，假設(shè)網(wǎng)上有 兩個或兩個以上工作站同時發(fā)送數(shù)據(jù)，在總線上就會產(chǎn)生信號的混 合，哪個工作站都同時發(fā)送數(shù)據(jù)，在總線上就會產(chǎn)生信號的混合，哪 個工作站都區(qū)分不出真正的數(shù)據(jù)是什么。這種情況稱數(shù)據(jù)沖突又稱碰 撞。為了減少沖突發(fā)生后又的影響。工作站在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中還要不停地檢測自己發(fā)送的數(shù)據(jù)，有沒有在傳輸過程中與其它工作站的數(shù)據(jù) 發(fā)生沖突，這就是沖突檢測collision detected。CSNM/CD媒體訪問控制方法的工作原理，可以概括如下：先聽后說，邊聽邊說；一旦沖

3、突，立即停說；等待時機，然后再說；聽，即監(jiān)聽、檢測之意；說，即發(fā)送數(shù)據(jù)之意。 上面幾句話在發(fā)送數(shù)據(jù)前，先監(jiān)聽總線是否空閑。假設(shè)總線忙， 那么不發(fā)送。假設(shè)總線空閑， 那么把準備好的數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上。在發(fā)送 數(shù)據(jù)的過程中，工作站邊發(fā)送檢測總線， 是否自己發(fā)送的數(shù)據(jù)有沖突。 假設(shè)無沖突那么繼續(xù)發(fā)送直到發(fā)完全部數(shù)據(jù)； 假設(shè)有沖突， 那么立即停止 發(fā)送數(shù)據(jù)，但是要發(fā)送一個加強沖突的 JAM 信號，以便使網(wǎng)絡(luò)上所 有工作站都知道網(wǎng)上發(fā)生了沖突，然后，等待一個預(yù)定的隨機時間， 且在總線為空閑時，再重新發(fā)送未發(fā)完的數(shù)據(jù)。介質(zhì)訪問控制(MAC在OSI網(wǎng)絡(luò)模型中是一個數(shù)據(jù)鏈路層的下 層，它決定誰被在任何時間允許訪

4、問物理介質(zhì)。 它作為在邏輯鏈路子 層和網(wǎng)絡(luò)物理層之間的一個接口。 這個介質(zhì)訪問控制子層最初與訪問 物理傳輸介質(zhì)例如那個站點附到線上或頻率范圍有權(quán)利進行傳輸 或低水平介質(zhì)共享協(xié)議例如CSMA/C控制有關(guān)。MAC為在因特網(wǎng)協(xié) 議(IP)網(wǎng)絡(luò)上的電腦提供獨特的鑒定和訪問控制。MAC分配一個獨特的編碼到每個IP網(wǎng)絡(luò)適配器叫做MAC地址。2、典型的以太網(wǎng) 以太網(wǎng)的分類和開展一、標準以太網(wǎng)開始以太網(wǎng)只有10Mbps的吞吐量，使用的是 CSMA7CD帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問的訪問控制方法，這種早期的10Mbps以太網(wǎng)稱之為標準以太網(wǎng)。以太網(wǎng)主要有兩種傳輸介質(zhì)，那就是雙絞線和光纖。 所有的以太網(wǎng)都遵循I

5、EEE 802.3標準，下面列出是IEEE 802.3的一些以太網(wǎng)絡(luò)標準，在這些標準中前面的 數(shù)字表示傳輸速度，單位是“ MbpS'，最后的一個數(shù)字表示單段網(wǎng)線長度基準單位是 100m，Base表示“基帶的意思，Broad代表“帶寬。 10Base- 5使用粗同軸電纜，最大網(wǎng)段長度為500m,基帶傳輸方法； 10Base- 2使用細同軸電纜，最大網(wǎng)段長度為185m,基帶傳輸方法； 10Base- T使用雙絞線電纜，最大網(wǎng)段長度為100m; IBase 5使用雙絞線電纜，最大網(wǎng)段長度為500m,傳輸速度為1Mbps; 10Broad 36使用同軸電纜RG- 59 / U CATV，最大網(wǎng)

6、段長度為3600m,是一種寬帶傳輸方式； 10Base- F使用光纖傳輸介質(zhì)，傳輸速率為10Mbps;二、快速以太網(wǎng)隨著網(wǎng)絡(luò)的開展，傳統(tǒng)標準的以太網(wǎng)技術(shù)已難以滿足日益增長的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量速度需求。在 1993年10月以前，對于要求10 Mbps以上數(shù)據(jù)流量的 LAN應(yīng)用，只有光纖分布式數(shù)據(jù)接口 FDDI 可供選擇，但它是一種價格非常昂貴的、基于100Mpbs光纜的LANo 1993年10月，Grand Junction 公司推出了世界上第一臺快速以太網(wǎng)集線器 Fastch10 100和網(wǎng)絡(luò)接口卡 FastNIC100 ，快速以 太網(wǎng)技術(shù)正式得以應(yīng)用。隨后 Intel 、SynOptics 、3C

7、OM、 BayNet works 等公司亦相繼推出自己的快速以太網(wǎng)裝置。與此同時， IEE E802工程組亦對 100Mbps以太網(wǎng)的各種標準，女口 100BASE- TX、1 00BASE- T4、Mil、中繼器、全雙工等標準進行了研究。1995年3月IEEE宣布了 IEEE802.3u 100BASE T快速以太網(wǎng)標準Fast Ethernet ，就這樣開始了快速以太網(wǎng)的時代?？焖僖蕴W(wǎng)與原來在 100Mbps帶寬下工作的FDDI相比它具有 許多的優(yōu)點，最主要表達在快速以太網(wǎng)技術(shù)可以有效的保障用戶 在布線根底實施上的投資，它支持3、 4、 5類雙絞線以及光纖的連接， 能有效的利用現(xiàn)有的設(shè)施

8、。 快速以太網(wǎng)的缺乏其實也是以 太網(wǎng)技術(shù)的缺乏，那就是快速以太網(wǎng)仍是基于CSMA7CD技術(shù)，當網(wǎng)絡(luò)負載較重時，會造成效率的降低，當然這可以使用交換技術(shù) 來彌補。 100Mbps 快速以太網(wǎng)標準又分為： 100BASETX 、 100B ASE FX、 100BASE T4 三個子類。 100BASE- TX:是一種使用5類數(shù)據(jù)級無屏蔽雙絞線或屏 蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。 它使用兩對雙絞線， 一對用于發(fā)送， 一對用于接收數(shù)據(jù)。 在傳輸中使用4B/ 5B編碼方式，信號頻率為 125MHz符合EIA586的5類布線標準和IBM的SPT 1類布線標準。 使用同10BASE- T相同的RJ 45連接器

9、。它的最大網(wǎng)段長度為 1 00 米。它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。 100BAS1 FX:是一種使用光纜的快速以太網(wǎng)技術(shù)，可使用單模和多模光纖 62.5 和 125um 多模光纖連接的最大距離為 550 米。單模光纖連接的最大距離為 3000 米。在傳輸中使用 4B /5B編碼方式，信號頻率為 125MHz它使用MIC/FDDI連接器、 ST連接器或SC連接器。它的最大網(wǎng)段長度為150m 412m 2000m或更長至10公里，這與所使用的光纖類型和工作模式有關(guān)，它 支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。100BAS1 FX特別適合于有電氣干擾的環(huán)境、較大距離連接、或高保密環(huán)境等情況下的適用。 100BAS1 T4:

10、是一種可使用 3、4、5類無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。 100Base-T4 使用 4 對雙絞線，其 中的三對用于在 33MHz的頻率上傳輸數(shù)據(jù)，每一對均工作于半雙 工模式。第四對用于 CSMA/CD中突檢測。在傳輸中使用8B/ 6T編碼方式，信號頻率為 25MHz符合EIA586結(jié)構(gòu)化布線標準。它 使用與10BAS& T相同的RJ 45連接器，最大網(wǎng)段長度為100米。三、千兆以太網(wǎng) 千兆以太網(wǎng)技術(shù)作為最新的高速以太網(wǎng)技術(shù)，給用戶帶來了 提高核心網(wǎng)絡(luò)的有效解決方案，這種解決方案的最大優(yōu)點是繼承 了傳統(tǒng)以太技術(shù)價格廉價的優(yōu)點。 千兆技術(shù)仍然是以太技術(shù)， 它 采用了與10M以

11、太網(wǎng)相同的幀格式、幀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、全/半雙工工作方式、流控模式以及布線系統(tǒng)。由于該技術(shù)不改變傳統(tǒng)以 太網(wǎng)的桌面應(yīng)用、 操作系統(tǒng)，因此可與10M或100M的以太網(wǎng)很好地配合工作。升級到千兆以太網(wǎng)不必改變網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序、網(wǎng)管部件和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，能夠最大程度地投資保護。為了能夠偵測到64Bytes資料框的 碰撞，Gigabit Ethernet所支持的距離更短。 Gigabit Ether net支持的網(wǎng)絡(luò)類型，如下表所示：傳輸介質(zhì)距離lOOOBase CX Copper STP 25mlOOOBase T Copper Cat 5 UTP 100m1000Base SX Multi-mode Fi

12、ber 500m1000Base LX Sin gle-mode Fiber 3000m千兆以太網(wǎng)技術(shù)有兩個標準： IEEE802.3Z和IEEE802.3ab。丨 EEE802.3Z制定了光纖和短程銅線連接方案的標準。 IEEE802.3ab 制定了五類雙絞線上較長距離連接方案的標準。1. IEEE802.3ZIEEE802.3Z工作組負責(zé)制定光纖單?；蚨嗄：屯S電纜 的全雙工鏈路標準。IEEE802.3Z定義了基于光纖和短距離銅纜的 1000Base-X，采用8B/10B編碼技術(shù)，信道傳輸速度為1.25Gbit/s，去耦后實現(xiàn)1000Mbit/s傳輸速度。IEEE802.3Z具有以下千 兆

13、以太網(wǎng)標準： 1000Base-SX只支持多模光纖，可以采用直徑為62.5um或50um的多模光纖，工作波長為770-860nm，傳輸距離為 220-5 50m。 1000Base-LX 多模光纖：可以采用直徑為62.5um或50um的多模光纖，工作波長范圍為1270-1355nm，傳輸距離為550m單模光纖：可以支持直徑為 9um或10u m的單模光纖，工作波長范圍為1270-1355nm，傳輸距離為 5km左右。 1000Base-CX采用150歐屏蔽雙絞線STP，傳輸距離 為 25m。2. IEEE802.3abIEEE802.3ab工作組負責(zé)制定基于UTP的半雙工鏈路的千兆以太網(wǎng)標準，

14、產(chǎn)生 IEEE802.3ab 標準及協(xié)議。 IEEE802.3ab 定義 基于5類UTP的1000Base-T標準，其目的是在 5類UTP上以 100 0Mbit/s 速率傳輸 100m。 IEEE802.3ab 標準的意義主要有兩點：(1) 保護用戶在5類UTP布線系統(tǒng)上的投資。(2) 1000Base-T 是 100Base-T 自然擴展，與 10Base-T、100Base-T完全兼容。不過，在 5類UTP上到達1000Mbit/s 的傳輸 速率需要解決5類UTP的串擾和衰減問題，因此，使IEEE802.3ab 工作組的開發(fā)任務(wù)要比 IEEE802.3z 復(fù)雜些四、萬兆以太網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)標

15、準包含在 IEEE 802.3 標準的補充標準 IE EE 802.3ae 中，它擴展了 IEEE 802.3 協(xié)議和 MAC 標準使其支 持 10Gb/s 的傳輸速率。除此之外，通過 WAN 界面子層 WIS： WAN interface sublayer ， 10 千兆位以太網(wǎng)也能被調(diào)整為較低 的傳輸速率，如 9.584640 Gb/s OC-192，這就允許 10千兆 位以太網(wǎng)設(shè)備與同步光纖網(wǎng)絡(luò) SONET STS -192c 傳輸格式相 兼容。 10GBASE-SR 和 10GBASE-SW 主要支持短波850 nm多 模光纖MMF，光纖距離為 2m到300 m 。10GBASE-SR

16、主要支持“暗光纖dark fiber ，暗光纖是指沒有光傳播并且不與任何設(shè)備連接的光纖。10GBASE-SW主要用于連接 SONET設(shè)備，它應(yīng)用于遠程數(shù)據(jù) 通信。 10GBASE-LR 和 10GBASE-LW 主要支持長波1310 nm單 模光纖SMF，光纖距離為 2m到10km 約32808英尺。10GBASE-LW主要用來連接 SONET設(shè)備時，10GBASE-LR那么用來支持“暗光纖dark fiber 。 10GBASE-ER 和 10GBASE-EW 主要支持超長波 1550nm 單模光纖SMF，光纖距離為2m到40km 約131233英尺。10GBASE-EW主要用來連接 SONET設(shè)備，10GBASE-ER那么用來支持“暗光纖 dark fiber 。 10GBASE-LX4 采用波分復(fù)用技術(shù)， 在單對光纜上以四倍光 波長發(fā)送信號。 系統(tǒng)運行在 1310nm 的多?；騿文０倒饫w方式下。 該系統(tǒng)的設(shè)計目標是針對于 2m 到 300 m 的多模光纖模式或 2 m 到 10km 的單模光纖模式。 以太網(wǎng)的連接編輯本段拓撲結(jié)構(gòu)總線型：所需的電纜較少、價格廉價、管理本錢高，不易隔 離故障點、采用共享的訪問機制，易造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。早期以太網(wǎng) 多使用總線型的拓撲結(jié)構(gòu)，采用同軸纜作為傳輸介質(zhì)， 連接簡單，通常