第4章以太網(wǎng)技術(shù)4.1傳輸介質(zhì)4.2局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?.310M以太網(wǎng)4.4快速以太網(wǎng)4.5千兆位以太網(wǎng)4.610GE萬(wàn)兆以太網(wǎng)4.7虛擬局域網(wǎng)4.8學(xué)習(xí)參考網(wǎng)址（略）1自從1985年提出10M以太網(wǎng)技術(shù)以來，局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)。由于以太網(wǎng)的發(fā)展保持很好兼容性，以太網(wǎng)已成為局域網(wǎng)的主流技術(shù)。本章重點(diǎn)介紹以太網(wǎng)各種技術(shù)及其應(yīng)用。2常用的傳輸介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜、光纖、無(wú)線通信和衛(wèi)星通信信道等。各種傳輸介質(zhì)的傳輸特性不同，適用于各種不同的應(yīng)用環(huán)境。4.1傳輸介質(zhì)31.雙絞線

雙絞線的外觀如圖4-1所示。適合近距離傳輸，傳輸速率可達(dá)1000Mbps，用于傳輸模擬聲音信息和傳輸數(shù)字信號(hào)。雙絞線的價(jià)格較為低廉，應(yīng)用廣泛。圖4-1雙絞線4.1.1常用的傳輸介質(zhì)4雙絞線可分為非屏蔽雙絞線(UTPUnshildedTwistedPair)和屏蔽雙絞線(STPShieldedTwistedPair)。屏蔽雙絞線價(jià)格相對(duì)較高，安裝時(shí)要比非屏蔽雙絞線電纜困難。類似于同軸電纜，它必須配有支持屏蔽功能的特殊連結(jié)器和相應(yīng)的安裝技術(shù)。但它有較高的傳輸速率，100米內(nèi)可達(dá)到155Mbps。雙絞線技術(shù)也在不斷發(fā)展，現(xiàn)在己有6類線。52.同軸電纜同軸電纜結(jié)構(gòu)如圖4-2所示。同軸電纜的平均特性阻抗為50±2Ω。圖4-2同軸電纜結(jié)構(gòu)示意圖6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一般選用RG-8以太網(wǎng)粗纜和RG-58以太網(wǎng)細(xì)纜?；鶐S電纜特性:(1)50歐姆電纜，用于數(shù)字傳輸，多用于基帶傳輸；(2)同軸電纜傳輸距離是幾公里；(3)傳輸速率在10Mbps左右；(4)使用更長(zhǎng)的電纜，使用中間放大器；(5)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。7寬帶同軸電纜特性:(1)75歐姆電纜，用于模擬傳輸；(2)有限電視電纜進(jìn)行模擬信號(hào)傳輸。由于使用模擬信號(hào)，需要在接口處安放一個(gè)電子設(shè)備，用以把進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的比特流轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并把網(wǎng)絡(luò)輸出的信號(hào)再轉(zhuǎn)換成比特流；(3)寬帶系統(tǒng)又分為多個(gè)信道，電視信號(hào)和數(shù)據(jù)混合傳輸；(4)傳輸距離遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，傳輸速率在100-150Mbps。83.光纖光纖結(jié)構(gòu)如圖4-3所示。傳輸速率高、誤碼率低、保密性好。單模光纖傳輸距離長(zhǎng)，但造價(jià)較高。目前，光纖網(wǎng)絡(luò)中單個(gè)波最高傳輸速率為10Gbps，采用波分復(fù)用技術(shù)后傳輸速率更高。圖4-3光纖結(jié)構(gòu)示意圖9根據(jù)不同的分類方法，光纖分類如下:(1)按傳輸模數(shù)分類單模光纖(SingleModeFiber)SMF:單模光纖的纖芯直徑很小,在給定的工作波長(zhǎng)上只能以單一模式傳輸，傳輸頻帶寬，傳輸容量大。多模光纖(MultiModeFiber)MMF:多模光纖是在給定的工作波長(zhǎng)上，能以多個(gè)模式同時(shí)傳輸?shù)墓饫w。與單模光纖相比，多模光纖的傳輸性能較差。(2)按折射率分類跳變式光纖:纖芯和外層間的折射率按跳變模式變化的光纖。漸變式光纖:纖芯和外層間的折射率按漸變模式變化的光纖。10(4)按纖芯和外層尺寸分類，芯的尺寸大小決定光的傳輸質(zhì)量。在網(wǎng)絡(luò)工程中，一般用62.5μm/125μm規(guī)格的多模光纖，戶外布線大于2公里時(shí)可選用單模光纖。實(shí)際應(yīng)用中，常使用光纜，根據(jù)光纜內(nèi)纖芯的數(shù)量來分類。1)單芯光纜,2)雙芯光纜3)室外光纜24～144芯4.無(wú)線通信常用的介質(zhì)有無(wú)線電波、微波、紅外線、激光。WLAN無(wú)線局域網(wǎng)就是利用微波來傳輸信號(hào)。115.衛(wèi)星通信

衛(wèi)星通信系統(tǒng)是80年代末發(fā)展起來的新一代數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)。VSAT系統(tǒng)如圖4-4所示。圖4-4衛(wèi)星通信示意圖12VSAT糸統(tǒng)己經(jīng)成為一種成熟的技術(shù)，可傳輸數(shù)據(jù)、話音、圖像等多種綜合業(yè)務(wù)?？膳c計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，ISDN聯(lián)網(wǎng)。VSAT糸統(tǒng)的出現(xiàn)在衛(wèi)星通信技術(shù)的重大突破，代表了當(dāng)前衛(wèi)星通信發(fā)展的重要方向。VSAT網(wǎng)絡(luò)由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、主站和VSAT小站組成。特點(diǎn): (1)衛(wèi)星通信傳輸質(zhì)量好、容量大；(2)組網(wǎng)靈活；(3)安裝維護(hù)方便；(4)傳輸多種業(yè)務(wù)；(5)費(fèi)用低廉；(6)適用于分散用戶。131.電纜測(cè)試儀器Fluke電纜測(cè)試儀器基于Fluke先進(jìn)的數(shù)字測(cè)試技術(shù)，DSP系列電纜測(cè)試儀完全滿足當(dāng)前所有的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)?？蓽y(cè)量電纜鏈路質(zhì)量，進(jìn)行故障診斷，以17秒鐘的速度完成一條電纜鏈路的測(cè)試。還可以快速指出由不良的連接、粗質(zhì)的安裝工藝和不正確的電纜類型等缺陷的位置。4.1.2電纜測(cè)試142.正確識(shí)別5類雙絞線一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法用一條雙絞線連接兩臺(tái)100Mbps的設(shè)備(網(wǎng)卡到網(wǎng)卡或網(wǎng)卡到HUB)，通信時(shí)用Windows95/98自帶的monitor檢測(cè)工具對(duì)其數(shù)據(jù)傳輸率進(jìn)行監(jiān)測(cè)。步驟如下:(1)選擇“開始→程序→附件→系統(tǒng)工具→系統(tǒng)監(jiān)視器”，將出現(xiàn)“系統(tǒng)監(jiān)視器”窗口。(2)在“系統(tǒng)監(jiān)視器”窗口中設(shè)置監(jiān)視對(duì)象。(3)設(shè)置測(cè)試數(shù)據(jù)的輸出方式。(4)進(jìn)行測(cè)試153.標(biāo)準(zhǔn)5類雙絞線標(biāo)準(zhǔn)5類線纜中應(yīng)該有4對(duì)線。識(shí)別5類UTP時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)查看電纜外面的說明信息。(2)電纜是否易彎曲。雙絞線應(yīng)彎曲自然，以方便布線。(3)電纜中的銅芯是否具有較好的韌性。(4)電纜是否具有阻燃性。結(jié)構(gòu)化布線是網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，它能夠支持?jǐn)?shù)據(jù)、話音及圖形圖像等的傳輸要求。16網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫蔷W(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的幾何或物理布局，節(jié)點(diǎn)靠電纜段連在一起。常見的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆行切屯負(fù)洹⒖偩€拓?fù)?、環(huán)型拓?fù)?、混合型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?.2局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?71.總線拓?fù)?/p>

總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4-6所示。圖4-6總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)18特點(diǎn):(1)采用一個(gè)信道作為傳輸媒體，所有站點(diǎn)通過相應(yīng)的硬件接口都直接連到這一公共傳輸媒體上，或稱總線上；(2)任何一個(gè)站發(fā)送的信號(hào)都沿著傳輸媒體傳播，而且能被所有的其它站接受；(3)一次只能由一個(gè)設(shè)備傳輸信號(hào)；(4)通常采用控制策略來決定下一次哪一個(gè)站可以發(fā)送。19優(yōu)點(diǎn):(1)總線結(jié)構(gòu)所需的電纜數(shù)量少，價(jià)格低；(2)總線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有較高可靠性；(3)易于擴(kuò)充，增加或減少用戶比較方便。缺點(diǎn):(1)系統(tǒng)范圍受到限制，一般在2km以內(nèi)；(2)主干線公用，容易產(chǎn)生“瓶頸”；(3)干線的故障，引起整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。202.星型拓?fù)湫切屯負(fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4-7所示。圖4-7星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)21特點(diǎn): (1)各個(gè)節(jié)點(diǎn)各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)到點(diǎn)通信鏈路接到中央節(jié)點(diǎn)；(2)中央節(jié)點(diǎn)執(zhí)行集中式通信控制。優(yōu)點(diǎn): (1)網(wǎng)絡(luò)容易擴(kuò)展；(2)容易做到故障診斷和隔離，單個(gè)連接點(diǎn)的故障只影響一個(gè)設(shè)備，不會(huì)影響全網(wǎng)；(3)星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)的訪問控制比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):(1)中央節(jié)點(diǎn)的可靠性和冗余度方面的要求很高；(2)線路利用率不高。223.環(huán)型拓?fù)洵h(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4-8所示。圖4-8環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn): (1)環(huán)型拓?fù)溆烧军c(diǎn)和連接站點(diǎn)的鏈路組成一個(gè)閉合環(huán)；23(2)每個(gè)站點(diǎn)能夠接受從一條鏈路傳來的數(shù)據(jù)，并以同樣速度串行地把數(shù)據(jù)沿環(huán)傳送到另一個(gè)鏈路上；(3)每個(gè)站都有控制發(fā)送和接受的訪問邏輯。優(yōu)點(diǎn): (1)電纜長(zhǎng)度短；(2)增加或減少工作站時(shí)，僅需簡(jiǎn)單地連接；(3)使用光纖傳輸速率高。缺點(diǎn): (1)節(jié)點(diǎn)的故障會(huì)引起全網(wǎng)故障；(2)檢測(cè)故障困難；(3)媒體訪問控制協(xié)議都采用令牌傳遞的方式，則在負(fù)載很輕的情況下，等待時(shí)間相對(duì)來說比較長(zhǎng)。244.混合型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓趯?shí)際使用的網(wǎng)絡(luò)中，大部分網(wǎng)絡(luò)都采用混合型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，常見的混合型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆行切涂偩€結(jié)構(gòu)和星型環(huán)形結(jié)構(gòu)兩種。25下面是10M以太網(wǎng)發(fā)展歷程。1982年，IEEE把以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定為802.3。1983年，IEEE公布粗纜以太網(wǎng)10Base2標(biāo)準(zhǔn)。1985年，IEEE公布細(xì)纜以太網(wǎng)10Base5標(biāo)準(zhǔn)802.3a。1985年，IEEE公布10Mbps中繼器技術(shù)規(guī)范802.3c。1990年，IEEE公布雙絞線以太網(wǎng)10Base-T標(biāo)準(zhǔn)802.3i。1993年，IEEE公布光纜以太網(wǎng)10Base-F標(biāo)準(zhǔn)802.3j。4.310M以太網(wǎng)

4.3.110M以太網(wǎng)技術(shù)261.10M以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)10M以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的示意圖如圖4-9所示。圖4-910M以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)272.802.3MAC幀格式MAC幀是MAC子層實(shí)體間交換的協(xié)議數(shù)據(jù)，幀格式如圖4-10。圖4-10MAC幀格式前導(dǎo)碼P幀起始定界SFD目的地址DA源地址SA長(zhǎng)度LENLLCPDU填充PAD幀校驗(yàn)序列FCS283.CSMA/CD介質(zhì)訪問方法 下面主要介紹介質(zhì)訪問控制技術(shù)，以太網(wǎng)MAC采用的方法是CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect)，稱為載波監(jiān)聽多址訪問/沖突檢測(cè)。CSMA/CD協(xié)議包含4個(gè)過程，即載波監(jiān)聽、沖突檢測(cè)、沖突強(qiáng)化、沖突退避。CSMA/CD協(xié)議的工作流程如圖4-11所示。29圖4-11CSMA/CD工作流程圖30(1)載波監(jiān)聽 節(jié)點(diǎn)在發(fā)送信息前檢測(cè)總線上有無(wú)其它節(jié)點(diǎn)正在發(fā)送信息，如有則等待，否則發(fā)送。(2)沖突檢測(cè)節(jié)點(diǎn)一邊發(fā)送信息，一邊從總線上接收信息進(jìn)行比較不一致表示發(fā)生了沖突。(3)沖突強(qiáng)化節(jié)點(diǎn)在檢測(cè)到?jīng)_突后，向總線上發(fā)送干擾串，以使各方都知道沖突的發(fā)生。接收端收到的是沖突碎片，它小于最短信包長(zhǎng)度，被丟棄。(4)沖突退避CSMA/CD確定等待時(shí)間的算法是二進(jìn)制指數(shù)退避算法。314.三種技術(shù)根據(jù)使用的傳輸介質(zhì)，10M以太網(wǎng)通常有以下三種。(1)10Base-2*傳輸介質(zhì):細(xì)同軸電纜 *傳輸距離:<200m*連接器:BNC(2)10Base-5*傳輸介質(zhì):粗同軸電纜*傳輸距離:<500m*連接器:AUI(3)10Base-T*傳輸介質(zhì):非屏蔽雙絞線*傳輸距離:<100m*連接器:RJ-45目前，10BASE-T得到了普遍使用，下面介紹10BASE-T技術(shù)的應(yīng)用。321.硬件需求:*服務(wù)器為PCServer（PIIICPU）*客戶端為PC(PII166以上）*PCI10M/100M快速網(wǎng)卡*SCSI硬盤陣列*HUB、五類雙絞線網(wǎng)絡(luò)中主要包含以下部件:*非屏蔽雙絞線UTP*網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)主機(jī)*網(wǎng)絡(luò)接口卡4.3.210M以太網(wǎng)的應(yīng)用33*集線器(HUB)設(shè)備*或者使用交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過非屏蔽雙絞線與HUB相連。2.軟件需求:*WindowsNT操作系統(tǒng)*客戶端操作系統(tǒng)為Win95*工具軟件3.采用星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)拓樸如圖4-12所示。34圖4-12小型網(wǎng)絡(luò)星型拓?fù)渥⒁?10Base-T邏輯上是總線形結(jié)構(gòu)，物理上是星形結(jié)構(gòu)。351.概述快速以太網(wǎng)（FastEthernet）是一類新型的局域網(wǎng)，“快速”是指數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到100Mbps，是標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)速率的十倍。1995年快速以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通過，即IEEE802.3u。4.4快速以太網(wǎng)

4.4.1快速以太網(wǎng)技術(shù)36有兩種快速以太網(wǎng)技術(shù):*100Base-T對(duì)應(yīng)IEEE802.3u *100Base-VGAnyLAN對(duì)應(yīng)IEEE802.12由于100Base-T技術(shù)保持了與10Base-T技術(shù)很好的兼容性，因此應(yīng)用比較廣泛。從介質(zhì)訪問控制方法分類，快速以太網(wǎng)分為共享式局域網(wǎng)和交換式局域網(wǎng)兩種。372.快速以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)100Base-T以太網(wǎng)核心技術(shù)主要特點(diǎn):(1)介質(zhì)訪問控制方法仍為CSMA/CD，信包格式、出錯(cuò)控制與IEEE802.3一致。(2)傳輸速率為100Mbps。(3)具有10/100Mbps自適應(yīng)機(jī)制(Autonegotiation)，通過快速連接脈沖FLP測(cè)試對(duì)方設(shè)備能支持的最快速度，以其作為實(shí)際通信速度。(4)100Base-T設(shè)備可以與原10Base-T設(shè)備混合使用，為系統(tǒng)升級(jí)提供了方便的途徑。100Base-T以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的示意圖如圖4-13所示。38圖4-13100BASE-T體系結(jié)構(gòu)的示意圖MACRSMIIPCSPMAPMDAutoNegMDI393.三種技術(shù)根據(jù)傳輸介質(zhì)，快速以太網(wǎng)通常有以下三種。(1)100Base-T4*介質(zhì):3類UTP(4對(duì)雙絞線)*編碼:8B/6T編碼*電纜長(zhǎng)度:100m*優(yōu)點(diǎn):可使用3類UTP，兼容己有布線，保護(hù)投資(2)100Base-Tx*介質(zhì):5類UTP(2對(duì)雙絞線)*編碼:4B/5B編碼*電纜長(zhǎng)度:100m *優(yōu)點(diǎn):可工作在100M全雙工模式(3)100Base-Fx*介質(zhì):多模光纖(2芯)*編碼:4B/5B編碼*電纜長(zhǎng)度:2000m*優(yōu)點(diǎn):100M全雙工，長(zhǎng)距離注意:100Base-T技術(shù)不支持同軸電纜。40自適應(yīng)機(jī)制(Autonegotiation)中自動(dòng)檢測(cè)的順序依次是:100BASE-TX全雙工，100BASE-T4，10BASE-T全雙工，10BASE-T單工。4.100Base以太網(wǎng)的典型應(yīng)用100經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖4-14所示。網(wǎng)絡(luò)組成需下列硬件:*中心交換機(jī)*部門交換機(jī)*集線器*客戶機(jī)*雙絞線UTP41圖4-14快速以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖421.網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)在全校范圍內(nèi)建立局域網(wǎng)并接入因特網(wǎng)。2.網(wǎng)絡(luò)功能視頻多媒體轉(zhuǎn)換平臺(tái)(2)節(jié)目廣播服務(wù)器(3)節(jié)目點(diǎn)播服務(wù)器(4）Internet服務(wù)器(5)管理服務(wù)器4.4.2快速以太網(wǎng)的應(yīng)用433.局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓:采用星型拓?fù)?，如圖4-15所示。圖4-15學(xué)校局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?44.系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境(1)硬件 *服務(wù)器為PCServer（PII300以上）*客戶端為PC(P166以上）*PCI10M/100M快速網(wǎng)卡*SCSIII硬盤陣列*交換機(jī)(光纖端口100M/1000M)、HUB*光纖、五類UTP(2)軟件 *WindowsNT操作系統(tǒng)*WEBSERVERIIS*TCP/IP通信協(xié)議*客戶端操作系統(tǒng)為Win95*數(shù)據(jù)庫(kù)可選SQLServer或Oracle45千兆位以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)如下: (1)簡(jiǎn)易性，與10/100兆以太網(wǎng)兼容；(2)可擴(kuò)展性，千兆以太網(wǎng)高帶寬，網(wǎng)絡(luò)平滑升級(jí)；(3)可靠性，星形結(jié)構(gòu)，綜合布線；(4)經(jīng)濟(jì)性，千兆以太網(wǎng)提供最好的性能價(jià)格比；(5)可管理性，端到端的以太網(wǎng)技術(shù)，管理和實(shí)施簡(jiǎn)單，采用簡(jiǎn)單網(wǎng)管理協(xié)議；(6)支持新的帶寬應(yīng)用，資源預(yù)留協(xié)議RSVP，保證QOS。4.5千兆位以太網(wǎng)

4.5.1千兆位以太網(wǎng)技術(shù)46千兆位以太網(wǎng)技術(shù)已走向成熟，成為局域網(wǎng)絡(luò)骨干的首選技術(shù)。1.1000Base-X主要特點(diǎn)與以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)一樣，千兆位以太網(wǎng)(GigabitEthernet)只定義了物理層和介質(zhì)訪問控制子層。(1)支持速率為1000Mbps的半雙工或全雙工傳輸。(2)使用802.3幀格式。(3)半雙工使用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法，允許每一沖突域有一個(gè)中繼器。(4)與10Base-T和100Base-T技術(shù)保持兼容。472.體系結(jié)構(gòu)圖4-16千兆位以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的示意圖MACRSGMIIPCSPMAPMDMDI483.千兆以太網(wǎng)的種類根據(jù)千兆位以太網(wǎng)物理層使用介質(zhì)，千兆以太網(wǎng)有以下幾種形式:(1)1000Base-LX應(yīng)用范圍:園區(qū)主干、建筑群主干(2)1000Base-SX應(yīng)用范圍:建筑群主干 (3)1000Base-CX應(yīng)用范圍:數(shù)據(jù)中心(4)1000Base-T應(yīng)用范圍:智能大廈、接線間491.主干交換機(jī)之間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖4-17所示。

圖4-17千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)–交換機(jī)之間應(yīng)用4.5.2千兆位以太網(wǎng)的應(yīng)用502.交換機(jī)–服務(wù)器之間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖4-18所示。圖4-18千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)––服務(wù)器間應(yīng)用51如圖4-19給出一些典型的大樓、園區(qū)乃至城域網(wǎng)絡(luò)的解決方案。圖4-193COM千兆解決方案4.5.33Com公司千兆以太網(wǎng)方案521.概述10GE萬(wàn)兆以太網(wǎng)最主要的特點(diǎn)包括:(1)保留802.3以太網(wǎng)的幀格式；(2)保留802.3以太網(wǎng)的最大幀長(zhǎng)和最小幀長(zhǎng)；(3)只使用全雙工工作方式，徹底改變了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的半雙工的廣播工作方式；(4)使用光纖作為傳輸媒體(而不使用銅線)； (5)使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路，支持星形結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)；4.610GE萬(wàn)兆以太網(wǎng)

4.6.110GE萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)53(6)數(shù)據(jù)率非常高，不直接和端用戶相連；(7)創(chuàng)造了新的光物理媒體相關(guān)(PMD)子層。2.10GE以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)10GE以太網(wǎng)分層體系結(jié)構(gòu)如書中圖4-20所示。(1)介質(zhì)訪問控制子層（MAC）(2)協(xié)調(diào)子層(RS)(3)質(zhì)無(wú)關(guān)的10G接口(XGMII)(4)物理編碼子層（PCS）(5)廣域網(wǎng)接口子層(WINS)(6)物理介質(zhì)相關(guān)子層（PMA）(7)物理介質(zhì)獨(dú)立子層(PMD)(8)媒體相關(guān)接口(MDI) 543.10G以太網(wǎng)物理層IEEE802.3HSSG小組制訂了兩種不同的物理介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，分別用于以太局域網(wǎng)和以太廣域網(wǎng)。這兩種物理層的共同點(diǎn)是共用一個(gè)MAC層，僅支持全雙工操作方式，省略了CSMA/CD，采用光纖作為物理介質(zhì)。廣域網(wǎng)物理層（WANPHY）與局域網(wǎng)物理層（LANPHY）的區(qū)別在于廣域網(wǎng)接口子層（WIS）包含一個(gè)簡(jiǎn)化的SONET/SDH幀編制器，如書中表4-1所示。55表4-110G以太網(wǎng)兩種物理層子層10GELAN物理層10GELAN物理層

串行WDM串行MAC10Gbit/s10Gbit/s10Gbit/sPCS64B/66B8B/10B64B/66BWIS

簡(jiǎn)化的SONET幀編制器PMA接口XSBIXAUIXSBIPMD1550nm1310nm850nm1310nm1550nm1310nm850nm線速度10.3Gbit/s4X3.125Gbit/s9.953Gbit/s56千兆以太網(wǎng)的物理層每發(fā)送8比特的數(shù)據(jù)要用10個(gè)比特組成編碼數(shù)據(jù)段，網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率只有80%；萬(wàn)兆以太網(wǎng)則每發(fā)送64比特只用66個(gè)比特組成編碼數(shù)據(jù)段，比特利用率達(dá)97%。雖然這是犧牲了糾錯(cuò)位和恢復(fù)位而換取的，但萬(wàn)兆以太網(wǎng)采用了更先進(jìn)的糾錯(cuò)和恢復(fù)技術(shù)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。物理層可進(jìn)一步細(xì)分為4種具體的接口，每種接口都有其對(duì)應(yīng)的最適宜的傳輸介質(zhì)。57萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)具有使用的方便性、網(wǎng)絡(luò)的互操作性及簡(jiǎn)易性上等特點(diǎn)。10G以太網(wǎng)兼容現(xiàn)有的局域網(wǎng)技術(shù)并將其擴(kuò)展到廣域網(wǎng)，降低了系統(tǒng)費(fèi)用，并提供更快、更新的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。是一種融合LAN/MAN/WAN的一種鏈路技術(shù)，可構(gòu)建端到端的以太網(wǎng)鏈路。歸納起來10G以太網(wǎng)的應(yīng)用包括10GE局域網(wǎng)、10GE城域網(wǎng)、10GE廣域網(wǎng)、10GE網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。4.6.210GE萬(wàn)兆以太網(wǎng)的應(yīng)用581.10GE在局域網(wǎng)中的應(yīng)用包括以下幾個(gè)方面(1)寬帶交換機(jī)與寬帶交換機(jī)互連；(2)骨干層中的LAN交換機(jī)上行10Gbps匯聚；(3)服務(wù)器到交換機(jī)間的高速數(shù)據(jù)鏈路(10Gbps)；(4)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器群的數(shù)據(jù)交換務(wù)。10GE在局域網(wǎng)中的應(yīng)用如圖4-21所示。主干線路使用10GE，校園A、

校園B、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器群之間用10GE交換機(jī)的模塊分別連接。

59圖4-2110GE局域網(wǎng)應(yīng)用602.10GE在城域網(wǎng)中的應(yīng)用具體來說，10GE在城域網(wǎng)的應(yīng)用主要有兩種模式。(1)城域網(wǎng)寬帶匯聚；(2)城域網(wǎng)骨干更新。如圖4-22所示，城域網(wǎng)骨干采用10GE技術(shù)。61圖4-2210GE城域網(wǎng)應(yīng)用623.10GE在廣域網(wǎng)中的應(yīng)用 CiscoCatalyst6500和Cisco7600系列目前支持三種10Gb以太網(wǎng)模塊:(1)10GBASE-LRSerial1310nm遠(yuǎn)距離10Gb以太網(wǎng)模塊（在單模光纖上最遠(yuǎn)可以傳輸10公里）；(2)10GBASE-ERSerial1550nm擴(kuò)展距離10Gb以太網(wǎng)模塊（在單模光纖上最遠(yuǎn)可以傳輸40公里）；(3)10GBASE-EX4城域1550nm擴(kuò)展距離10Gb以太網(wǎng)模塊（在單模光纖上最遠(yuǎn)可以傳輸10-50公里）。63虛擬局域網(wǎng)(VLAN)是指根據(jù)需要和節(jié)點(diǎn)的性質(zhì)，把節(jié)點(diǎn)分為若干個(gè)邏輯的網(wǎng)絡(luò)，形成不同的虛擬工作組，而不必關(guān)心他們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上的實(shí)際物理位置的網(wǎng)絡(luò)。虛擬局域網(wǎng)工作在OSI模型的第二和第三層，虛擬局域網(wǎng)提供了一種控制局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的方法。網(wǎng)絡(luò)管理員可以定制虛擬局域網(wǎng)由哪些用戶組成，并隨時(shí)改變，使用虛擬局域網(wǎng)可以定制哪些節(jié)點(diǎn)之間可以互相通信，增加網(wǎng)絡(luò)的安全性。在虛擬局域網(wǎng)的通信中，交換機(jī)是其中一種核心組件，使用虛擬局域網(wǎng)技術(shù)。4.7虛擬局域網(wǎng)

4.7.1虛擬局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)64大中型網(wǎng)絡(luò)的維持費(fèi)用大，使用虛擬局域網(wǎng)則可以解決、簡(jiǎn)化不少的問題。(1)可以簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)的增刪、移動(dòng)和變化；(2)可以減少管理的費(fèi)用；(3)更好地控制廣播；(4)使網(wǎng)絡(luò)的安全性提高；(5)把網(wǎng)絡(luò)劃分成更具伸縮性的子網(wǎng)。65根據(jù)采用的技術(shù)不同，虛擬局域網(wǎng)有以下幾種形式。1.按交換機(jī)端口劃分網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖4-23所示。將VLAN交換機(jī)上的物理端口和VLAN交換機(jī)內(nèi)部的PVC（永久虛電路）端口分成若干個(gè)組，每個(gè)組構(gòu)成一個(gè)虛擬網(wǎng)，相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的VLAN交換機(jī)。這種按網(wǎng)絡(luò)端口來劃分VLAN網(wǎng)絡(luò)成員的配置過程簡(jiǎn)單明了，是最常用的一種方式。主要缺點(diǎn)是不允許用戶移動(dòng)，一旦用戶移動(dòng)到一個(gè)新的位置，網(wǎng)絡(luò)管理員必須配置新的VLAN。4.7.2虛擬局域網(wǎng)的類型66圖4-23交換機(jī)物理端口VLAN672.按IP地址劃分

基于IP子網(wǎng)的VLAN，可按照IPv4和IPv6方式來劃分VLAN。其