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  • 以太网标准

    千次阅读 2016-07-06 16:17:21
    以太网标准 以太网根据传输媒体和传输速率组合分类标准,传输媒体分为双绞线缆、多模光纤和单模光纤,传输速率分为10Mbps、100Mbps、1Gbps、和10Gbps等。 3.5.1 10Mbps以太网标准 1.10BASE5 10BASE5是...
    以太网标准
    

    以太网根据传输媒体和传输速率组合分类标准,传输媒体分为双绞线缆、多模光纤和单模光纤,传输速率分为10Mbps、100Mbps、1Gbps、和10Gbps等。

    3.5.1  10Mbps以太网标准

    1.10BASE5

    10BASE5是用粗同轴电缆作为传输媒体的以太网标准,10代表10MbpsBASE代表基带传输方式,5代表单段电缆的长度限制为500m,超过500m需要由中继器互连的两段电缆组成,这个标准已经淘汰。

    2.10BASE2

    10BASE2是用细同轴电缆作为传输媒体的以太网标准,10BASE的含义和10BASE5相同,2代表单段电缆的长度限制为200m,超过200m需要由中继器互连的两段电缆组成,这个标准已经淘汰。

    3.10BASE T

    10BASE T是用双绞线作为传输媒体的以太网标准,10BASE的含义和10BASE5相同。它采用4对双绞线组成的双绞线电缆,用其中一对双绞线发送数据,另一对双绞线接收数据,因此,可以实现全双工通信。10BASE T的出现是以太网发展史上的一个里程碑,它同时引发了一个新的行业:综合布线,使得综合布线作为计算机网络的基础设施,在计算机网络的实施过程中成为必不可少的一部份。

    10BASE-T用于以集线器或以太网交换机为组网设备的以太网中,网络设备之间、网络设备和终端之间的距离必须小于100m。10BASE-T可以采用3类双绞线缆。

    3.5.2 100Mbps以太网标准

    1.100BASE-TX

    100BASE-TX是用双绞线作为传输媒体的以太网标准,100代表100Mbps100BASE-TX必须采用5类以上双绞线缆。和10BASE-T一样,它也只用于以集线器或交换机为组网设备的以太网中,网络设备之间、网络设备和终端之间距离必须小于100m。如果以集线器为组网设备,整个网络构成一个冲突域,冲突域直径必须小于216m,这样,整个网络中最多只允许2级集线器级联。如果以交换机为组网设备,由于交换机的互连级数不受限制,导致网络覆盖范围不受限制。如果交换机与交换机之间、交换机和终端之间均采用全双工通信方式,就可消除冲突域,无中继通信距离不再受冲突域直径限制。

    支持100BASE-TX的以太网交换机端口或网卡一般都支持10BASE-T,在标明速率时,用100/10BASE TX表明同时支持100BASE TX10BASE T,而且能够根据对方端口或网卡的速率标准自动选择速率(如果对方支持100BASE-TX,则选择100BASE-TX,如果对方只支持10BASE-T,则选择10BASE-T)。

    2.100BASE-FX

    用双绞线作为传输媒体有一些限制:一是距离较短,不要说楼宇之间,就是同一楼层两端之间的距离就有可能超出100m。二是必须要避开强电和强磁设备。三是封闭性不够,不能用于室外。因此,室外通信或超过100m的室内通信均采用光缆,而且室外通信必须采用铠装光缆:一种封闭性很好、又有金属支撑和保护的光缆,可直埋地下或架空。

    100BASE-FX是用多模光纤作为传输媒体的以太网标准,采用250/125mm或62.5/125mm的多模光纤,可以同时发送和接收数据,因此,支持全双工通信方式。如果两个100BASE-FX端口(通常情况下,一个是以太网交换机端口,另一个是以太网交换机端口或网卡)以全双工方式进行通信,它们之间的传输距离可达2Km。但如果以半双工方式进行通信,传输距离在500m左右,这是由于一旦采用半双工通信方式,则两个100BASE-FX端口之间就构成一个冲突域,对于100BASE-FX而言,512位二进制数的最短帧长将冲突域直径限制为2.56ms,换算成物理距离,大约等于2/3c×2.56×10-6=200000×103×2.56×10-6=512m(2/3c,如果以m/s为单位,等于200000×103m/s,2.56ms=2.56×10-6s),因此,光纤连接的2个端口之间必须采用全双工通信方式才能真正体现光纤传输的远距离特点。

    3.5.3  1Gbps以太网标准

    1.1000BASE-T

    1000BASE-T是用双绞线作为传输媒体的以太网标准,1000代表1000Mbps1000BASE-T必须采用5e类以上的双绞线缆。支持1000BASE-T标准的端口通常也支持100BASE-TX标准,因此,常常标记成1000/100/10BASE-TX,而且能够根据双绞线另一端连接的端口所支持的速率标准,从高到低自动选择速率。

    2.1000BASE-SX

    1000BASE-SX是用多模光纤作为传输媒体的以太网标准,在全双工通信方式(许多1Gbps以太网光纤端口只支持全双工通信方式)下,如果采用62.5/125mm多模光纤,无中继传输距离可达225m,如果采用50/125mm多模光纤,无中继传输距离可达500m

    3.1000BASE-LX

    1000BASE-LX是用单模光纤作为传输媒体的以太网标准,采用9mm单模光纤。在全双工通信方式下,最小无中继传输距离为2Km,不同1000BASE-LX端口,由于采用的激光强度不一样,无中继传输距离可在2km70km之间。

    3.5.4  10Gbps以太网标准

    1.10GBASE-LR

    10GBASE-LR是用单模光纤作为传输媒体的以太网标准,10G代表10Gbps10GBASE-LR只能工作在全双工通信方式,无中继传输距离为10km。很显然,交换和全双工通信方式完全消除了冲突域直径问题,使得以太网无论在传输速率上,还是传输距离上都成为城域网的最佳选择之一。

    2.10GBASE-ER

    10GBASE-ER是用单模光纤作为传输媒体的以太网标准。只能工作在全双工通信方式,无中继传输距离为40km

    10Gbps以太网从2004年推向市场后,逐渐成为校园网主干网络所采用的技术,在城域网中也和SDH(同步数字体系)并驾齐驱,随着10Gbps以太网逐渐成为LANMAN主流技术,和10GBASE-T标准和7类布线系统的出台,10Gbps以太网也会像1Gbps以太网一样得到普及。

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  • 局域网一般采用三种典型的拓扑结构:总线形、环形和星形,所有网上的主机都是直接连接,采用广播式发送,当同属于一个局域网中的主机发送数据帧时,其它所有主机都能收到该数据帧,目的主机可以通过核对帧的目的地址...

    ——

    因为有用到相关方面的知识所以浅显地学习了一下。
    参考自《计算机网络》 邓世昆
    《现场总线技术及应用教程(第2版)》 王永华

    按地理覆盖范围,计算机网络分为局域网LAN和广域网WAN,通常LAN以外的网络都可归为WAN的范畴。

    1局域网

    局域网一般采用三种典型的拓扑结构:总线形、环形和星形。
    所有网上的主机都是直接连接,采用广播式发送,当同属于一个局域网中的主机发送数据帧时,其它所有主机都能收到该数据帧,这种工作方式带来了冲突问题,需要采用相应的介质访问控制方式,目的主机可以通过核对帧的目的地址确认该帧是否是发给自己的,然后完成该帧的接收。
    基于这个原因,在不考虑互联时,局域网不存在路由问题,一个单独的局域网通过数据链路层物理层就可以实现网络数据通信功能。

    局域网的体系结构仍按OSI参考模型的原则进行架构。
    数据链路层被进一步细分为逻辑链路控制子层LLC介质访问控制子层MAC,因此局域网的参考模型编程由LLC层、MAC层和物理层三部分构成。
    在这里插入图片描述

    介质访问控制(MAC,Media Access Control),主要负责控制与连接物理层的物理介质。
    为什么需要介质访问控制? 因为局域网是一种广播式的网络,所有联网计算机都共享一个公共信道,所以,需要一种方法能有效地分配传输介质的使用权,使得两对结点之间的通信不会发生相互干扰的情况,这种功能就叫介质访问控制。

    不同局域网的LLC层相同,MAC层和物理层不同,可参阅【IEEE802参考模型】。
    LLC子层的主要工作是控制信号交换、数据流量控制、解释上层通信协议传来的命令并产生响应、克服数据在传送过程中所可能发生的各种问题。

    MAC层定义介质访问控制方法和MAC帧格式。
    不同类型的局域网具有不同的MAC帧格式,以以太网的MAC帧为例:
    在这里插入图片描述

    1. 前导码:用于通知接收端即将有数据到来,使接收端能够利用编码的信号跳变来同步时钟。
    2. 起始符:用来指示数据帧的开始

    MAC子层的主要工作是数据帧的封装/卸装、帧的寻址和识别、帧的接收与发送、链路的管理、帧的差错控制等。

    2以太网Ethernet

    2.1标准以太网

    以太网的局域网标准是IEEE802.3。

    目前以太网成为局域网技术的主流技术,淘汰了当时流行的令牌环、FDD1和ARCNET。
    以太网是一种以总线方式连接、广播式传输的网络,采用CSMA/CD介质访问控制。

    2.2工业以太网

    工业以太网就是在工业控制系统中使用的以太网。工业以太网在技术上与商用以太网是兼容的。通过减轻以太网负荷、提高网络速度、采用交换式以太网和全双工通信、采用优先级和流量控制即虚拟局域网等技术,可以极大提高实时响应速度,相当于现有的现场总线。由于传统意义上的工业以太网还不满足实际应用的条件,目前常见的组合是现场总线技术和工业以太网技术结合,底层使用现场总线,上层使用工业以太网。

    工业以太网帧结构及数据封装过程如下图所示:
    在这里插入图片描述

    1. 在应用层加上应用首部信息成为数据包送往传输层;
    2. 在传输层加上包括端口号的TCP或UDP首部,成为分组信息(对TCP)或报文段(对UDP)送往网络层,在发送方和接收方主机之间建立起一条可靠的端到端的连接;
    3. 在网络层加上包括IP地址的IP头成为数据包,使得每一个数据包都可以通过互联网络进行传输;
    4. 最后在以太网的链路层加上包含确定的物理地址的IEEE 802.3帧头和帧尾,封装成为以太网的数据帧;
    5. 在传输媒介上,帧转换为比特流,并采用数字编码和时钟方案进行可靠传输。

    2.3实时工业以太网

    对于响应时间小于5ms的应用,传统意义上的工业以太网已不能胜任,为此提出了种种提升工业以太网实时性的技术解决方案,这些方案都建立在IEEE 802.3标准的基础上,通过对其和相关标准的实时扩展提高实时性,并做到与标准以太网的无缝连接,这就是 实时以太网 RTE(Real Time Ethernet)。
    虽然实时工业以太网是未来的发展方向,但从应用角度来看目前它还难以马上取代现场总线在工业控制网络中表现出的技术优势。

    3无线局域网WLAN

    无线局域网WLAN(Wireless Local Area Network)是指以无线方式接入有线网络的局域网络,其网络主干仍是有线网络,通过在有线网络的接入层连接无线接入设备,实现无线方式接入优先设备,延伸了有线网络的覆盖范围。
    WLAN采用CSMA/CA介质访问控制。

    WLAN技术标准
    在这里插入图片描述

    WLAN标准简介 https://blog.csdn.net/GarfieldGCat/article/details/81809004

    WLAN的传输方式

    WLAN采用电磁波作为信息传输介质,调制方式主要为扩展频谱方式与窄带调制方式。

    调制技术
    WLAN采用载波调制技术实现信息传输,发送端通过调制将传输的数据信息载在射频载波上进行传输,接收端将受到的射频载波进行解调,从载波中提取传输数据信息,恢复出传输数据信息。

    扩频技术
    扩展频谱方式将数据基带信号的频谱扩展几到几十倍,然后通过射频调制后进行传输。虽牺牲了频带带宽,却提高了通信系统的抗干扰能力和安全性。
    •扩频技术由于信号频谱的展宽,导致干扰也需要在更宽的频带上进行干扰,分散了干扰功率,提高通信的抗干扰能力。

    MAC帧

    WLAN的MAC层的功能主要是负责客户终端与无线AP之间的通信。
    WLAN中发送的各种类型的MAC帧都采用这种帧结构。
    在这里插入图片描述
    地址类型包含基本服务组标识(BSS-ID)、源地址、目标地址、发送站地址(AP)和接收站(AP)地址。
    MAC帧分为数据帧、管理帧、控制帧。

    扫描与SSID信息

    客户端通过扫描发现当前环境存在的无线AP,或是在漫游时寻找新的无线AP。扫描存在主动扫描和被动扫描两种方式。
    •WLAN通常采用被动扫描方式。当AP上设置了SSID信息后,AP会定期发送一个管理帧,客户端通过侦听无线AP定期发送的管理帧来发现AP。
    •当系统需要隐藏某个SSID信息时,可采用主动扫描方式获得连接此SSID。

    WLAN组网

    相关设备

    1. 无线工作站STA:即带有无线网卡的无线终端;
    2. 无线接入点AP:提供无线接入服务,不同的无线接入服务用不同的服务集标识码SSID(Service Set Identifier)来表示。AP相当于有线局域网中的集线器。

    一个AP和多个STA构成的网络称为基本服务集(BSS)

    组网方式
    infrastructure模式
    最常见的组网方式,包含一个无线AP和多个无线工作中STA以及有线网络。
    在家庭中也采用这种模式构成家庭无线网。
    在这里插入图片描述

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  • 千兆以太网标准

    千次阅读 2018-04-23 16:49:28
    千兆以太网(又名:吉比特以太网)是以gbit/s速率进行以太网帧传输的网络技术,由IEEE802.3定义。千兆以太网的传输线缆主要有4种:1. 单模光纤(1000BaseLX);2. 多模光纤: 2-1.多模光纤-长波(1000BaseLX); 2...

    千兆以太网(又名:吉比特以太网)是以gbit/s速率进行以太网帧传输的网络技术,由IEEE802.3定义。


    千兆以太网的传输线缆主要有4种:

    1. 单模光纤(1000BaseLX);

    2. 多模光纤:

           2-1.多模光纤-长波(1000BaseLX);

           2-2.多模光纤-短波(1000BaseSX);

    3. 150Ω铜缆(1000BaseCX);

    4. 使用传统的5类、超5类、6类UTP双绞线(1000BaseT)。


    千兆以太网的传输介质主要有4种:

    1000BaseLX:长波,可用62.5μm、50μm多模光纤以及9μm单模光纤,多模光纤最大传输距离850m,单模最大3000m。

    1000BaseSX:短波,只能用62.5μm、50μm多模光纤,62.5μm多模最大275m,50μm多模最大550m。

    1000BaseCX:9芯D型连接器+铜电缆,适用于交换机之间连接,最大25m。

    1000BaseT:非屏蔽双绞线,通常由100BaseT平滑升级而来,最大100m。



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  • 以太网的线缆标准

    2021-04-17 15:52:45
    以太网的线缆标准简介 从以太网诞生到目前为止,成熟应用的以太网物理层标准主要有以下几种: 10BASE-2 10BASE-5 10BASE-T 10BASE-F 100BASE-T4 100BASE-TX 100BASE-FX 1000...

    以太网的线缆标准简介

    从以太网诞生到目前为止,成熟应用的以太网物理层标准主要有以下几种:

    • 10BASE-2

    • 10BASE-5

    • 10BASE-T

    • 10BASE-F

    • 100BASE-T4

    • 100BASE-TX

    • 100BASE-FX

    • 1000BASE-SX

    • 1000BASE-LX

    • 1000BASE-TX

    • 10GBASE-T

    • 10GBASE-LR

    • 10GBASE-SR

    在这些标准中,前面的10、100、1000、10G分别代表运行速率,中间的BASE指传输的信号是基带方式。

    • 10兆以太网线缆标准

      10兆以太网线缆标准在IEEE802.3中定义,线缆类型如表1所示。

      表1 10兆以太网线缆标准

      名称

      电缆

      最长有效距离

      10BASE-5

      粗同轴电缆

      500m

      10BASE-2

      细同轴电缆

      200m

      10BASE-T

      双绞线

      100m

      10BASE-F

      光纤

      2000m

      注:同轴电缆的致命缺陷是:电缆上的设备是串连的,单点故障就能导致整个网络崩溃。10BASE-2,10BASE-5是同轴电缆的物理标准,现在已经基本被淘汰。

    • 100兆以太网线缆标准

      100兆以太网又叫快速以太网FE(Fast Ethernet),在数据链路层上跟10M以太网没有区别,仅在物理层上提高了传输的速率。

      快速以太网线缆类型如表2所示。

      表2 快速以太网线缆标准

      名称

      线缆

      最长有效距离

      100Base-T4

      四对三类双绞线

      100m

      100Base-TX

      两对五类双绞线

      100m

      100Base-FX

      单模光纤或多模光纤

      2000m

      10BASE-T和100BASE-TX都是运行在五类双绞线上的以太网标准,所不同的是线路上信号的传输速率不同,10BASE-T只能以10M的速度工作,而100BASE-TX则以100M的速度工作。

      100BASE-T4现在很少使用。

    • 千兆以太网线缆标准

      千兆以太网是对IEEE802.3以太网标准的扩展。在基于以太网协议的基础之上,将快速以太网的传输速率从100Mbit/s提高了10倍,达到了1Gbit/s。千兆以太网线缆标准如表3所示。

      表3 千兆以太网线缆标准

      名称

      线缆

      最长有效距离

      1000Base-LX

      多模光纤和单模光纤

      316m

      1000Base-SX

      多模光纤

      316m

      1000Base-TX

      超5类双绞线或6类双绞线

      100m

      用户可以采用这种技术在原有的快速以太网系统中实现从100Mbit/s到1000Mbit/s的升级。

      千兆以太网物理层使用8B10B编码。在传统的以太网传输技术中,数据链路层把8位数据组提交到物理层,物理层经过适当的变换后发送到物理链路上传输。但变换的结果还是8比特。

      在光纤千兆以太网上,则不是这样。数据链路层把8比特的数据提交给物理层的时候,物理层把这8比特的数据进行映射,变换成10比特发送出去。

    • 万兆以太网线缆标准

      万兆以太网当前使用附加标准IEEE 802.3ae用以说明,将来会合并进IEEE 802.3标准。万兆以太网线缆标准如表4所示。

      表4 万兆以太网线缆标准

      名称

      线缆

      有效传输距离

      10GBASE-T

      CAT-6A或CAT-7

      100m

      10GBase-LR

      单模光纤

      10km

      10GBase-SR

      多模光纤

      几百米

    • 100Gbps以太网线缆标准

      新的40G/100G以太网标准在2010年制定完成,当前使用附加标准IEEE 802.3ba用以说明。随着网络技术的发展,100Gbps以太网在未来会有大规模的应用。

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空空如也

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