Transcript （3）交换式以太网标准 - 网络技术精品课程

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1、什么是局域网？有什么特点？
2、简述局域网的拓扑结构和传输介质。
3、简述CSMA/CD的工作原理(发送和接收)。
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第4节
以太网基础
教学内容：
1、了解以太网的相关技术标准；
2、理解共享以太网和交换以太网的区别；
3、熟悉常用的以太网组网设备。
教学重点：常用的以太网组网设备
教学难点：共享以太网和交换以太网的区别
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以太网技术标准
以太网(Ethernet)是指由Xerox公司创建并由Xe
rox、Intel和DEC公司联合开发的使用CSMA/CD技术
的基带局域网规范，所有的以太网都遵循IEEE 802.
3系列标准。
以太网可以采用同轴电缆、双绞线和光纤等多
种传输介质。同轴电缆作为早期的总线式连接介质
已被淘汰，双绞线多用于从主机到集线器或交换机
的星型连接，而光纤主要用于交换机间的级联、交
换机到路由器间的点到点的高速链路和组建1000Mb/
s以上的高速以太网。
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（1）标准以太网
早期的10Mbps以太网称之为标准以太网，常见的标准以太
网有：
·10Base－5：粗同轴电缆,两端使用50端接器吸收信号，
每个网段可连接100个节点，每段电缆长度500米，最多可使用
4个中继器连接5个网段，网络最大连接距离可达2500米。
·10Base－2：细同轴电缆,两端使用50端接器吸收信号，
每个网段可连接30个节点，每段电缆长度185米，最多可使用4
个中继器连接5个网段，网络最大连接距离可达925米。
·10Base－T：使用非屏蔽双绞线和RJ-45连接器连接网卡
与集线器以及集线器与集线器之间的连接，最大网段100米。
可通过集线器的级联或叠加技术增加以太网的结点数目和扩展
以太网的传输距离。
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（2）快速以太网
1995年3月IEEE颁布了100Mpbs快速以太网标准
（Fast Ethernet）IEEE802.3u。
·100BASE－TX：使用5类双绞线中的两对，一
对用于发送，一对用于接收，支持全双工数据传输
最大网段长度为100米。
·100BASE－FX：使用光缆传输，支持全双工数
据传输，网段长度为150-2000m或更长，特别适合于
有电气干扰、连接距离较远和高保密性要求等情况。
·100BASE－T4：使用非屏蔽双绞线或屏蔽双绞
线，其中三对用于传输数据，每一对均工作于半双
工模式，第四对用于CSMA/CD冲突检测，最大网段长
度为100米。
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（3）千兆以太网
千兆以太网（Gigabit Ethernet）技术包括
IEEE802.3z和IEEE802.3ab两个标准，IEEE802.3z规
定了光纤和短距离铜缆连接标准，IEEE802.3ab规定
了5类双绞线连接标准。
·1000Base-SX：采用直径50um或62.5um的多模
光纤，传输距离为220-550m。
·1000Base-LX：采用直径9um或10um的单模光
纤，传输距离可达3km。
·1000Base-T：与10Base-T、100Base-TX完全
兼容，可保护用户在5类UTP布线系统上的投资。
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（4）万兆以太网
万兆以太网技术标准为IEEE 802.3ae，支持
10Gb/s的传输速率。
·10GBASE-SR和10GBASE-SW：主要支持短波多
模光纤，最大传输距离300m。
·10GBASE-LR和10GBASE-LW：主要支持长波单
模光纤，最大传出距离10km。
·10GBASE-ER和10GBASE-EW：主要支持超长波
单模光纤，最大传输距离40km。
·10GBASE-LX4：采用波分复用技术，设计目
标是针对300m的多模光纤或10km的单模光纤。
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2 交换以太网技术
（1）共享式以太网的缺陷
传统以太网的工作原理是建立在“共享
介质”基础上的，称为共享式以太网。
共享式以太网的各节点公平地使用传输
介质，这就意味着每个节点将平均分配以太
网带宽，如果节点数目增加，网络的传输速
率和传输质量将急剧下降。
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（2）交换式以太网的优点
交换式以太网只是利用具有“交换”功能的设
备代替共享式以太网的集线器，每个节点可建立独
立的、并行的和专用带宽的连接，不管有多少个节
点，各节点均可以得到专用的带宽，整个网络的带
宽为各个节点专用带宽之和。
也可通过交换设备将一个大型的以太网分割成
两个或多个小型的共享式以太网，各以太网之间通
过交换设备进行通信，整个网络的带宽为各以太网
带宽之和。
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（3）交换式以太网标准
交换式以太网的通信标准是IEEE 802.3u，交
换式以太网使用交换机作为核心设备，交换机各端
口能够以不同的速度运行，并能与不同的物理层接
口相连。
交换式以太网具有技术成熟、组网灵活、价格
低廉、性能优良和标准化等特点，它不但受到广大
用户的青睐，而且也受到业界、经销商的支持，已
成为局域网的主流技术。
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以太网组网常用组网设备
（1）非屏蔽双绞线和RJ-45连接器
非屏蔽双绞线使用RJ-45连接器与网卡、集线
器、交换机或路由器相连，美国电子工业协会制定
的EIA/TIA标准规定了T568A和T568B两种接线标准。
非屏蔽双绞线（UTP）由8根铜缆组成，常用的
颜色与线号的对应关系为橙白1 /橙2、绿白3/绿6 、
蓝4/蓝白5 、棕白7 /棕8。
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非屏蔽双绞线和RJ-45连接器
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（2）网络接口卡
网络接口卡(Network Interface Card，NIC)简称网卡，
主要功能包括：
• 实现计算机与传输介质之间的物理连接，接收和执行
计算机送来的各种控制命令，完成物理层功能；
• 实现介质访问控制、信息帧的发送与接收、差错校验
等数据链路层的基本功能；
• 实现无盘工作站的复位和引导。
网卡可按传输介质分为有线网卡和无线网卡;按接口的类
型分BNC接口、RJ-45接口和光纤接口的网卡;按总线接口可分
为ISA接口、PCI接口和USB接口的网卡；按带宽可分为10Mb/s、
100Mb/s、10M/100M自适应、1000Mb/等。
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PCI网卡、USB网卡和光纤网卡
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（3）交换设备
传统的共享式以太网使用集线器作为中心设备，
集线器只能简单地将输入端口的信号经过整形再生
后从其它端口广播出去。
以太网交换技术建立在九十年代初期具有存储
转发功能的设备——网桥的基础之上，可用来连接
相似的局域网。网桥只是一种过渡技术，随着交换
技术的发展，网桥已被以太网交换机和路由器取代。
以太网交换机工作于数据链路层，用于连接较为相
似的网络。路由器工作于互联层，用于实现异型网
络的互联。
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集线器与网桥
交换机与路由器
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课 程 小 结
本次课介绍了以太网的基本知识，要求
同学们重点掌握组网常用设备的分类以及各
自的特点，理解并掌握共享以太网和交换以
太网的区别，为进一步学习组建交换式以太
网打好基础。
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