以太网结构介绍

导引100BASE-T以太网的拓扑结构100BASE-T以太网拓扑结构中的设备及连接线100BASE-T以太网工作原理100BASE-T以太网的拓扑结构网络拓扑结构的概念拓扑学把实体抽象成与其大小、形状无关的点、将连接实体的线路抽象成线，进而研究点线面之间的关系在计算机网络中，将主机和终端抽象成为为点，将通信介质抽象成为线，形成点和线组成的图形，使人们对网络整体有明确的全貌印象。按网络的拓扑结构分为：总线型、环形、星型、树型、网状。总线拓扑环型拓扑星型拓扑网状拓扑树型拓扑五种网络拓扑结构图随着网络应用和需求急剧增加，数据传输量越来越大，网络传输速度（宽带）成为瓶颈。背景解决方案升级到高速网络，如100BASE-T(快速以太网)、FDDI、1000BASE-T(千兆位以太网)发挥现有的网络技术，采用网络分段，优化服务器，增加路由器，提高子网的网络性能使用局域网交换机，将“共享介质局域网”改为“交换式局域网”；100BASE-T基带网络数据传输速率100Mb/s双绞线100BASE-T以太网概念100BASE-T数据传输速率100Mbps基带传输采用了FDDI的PMD协议，但价格比FDDI便宜100BASE-T的标准由IEEE802.3制定。与10BASE-T采用相同的媒体访问技术、类似的步线规则和相同的引出线，易于与10BASE-T集成。每个网段只允许两个中继器，最大网络跨度为210米。快速以太网有四种基本的实现方式：100Base-TX、100BaseFX、100Base-T4和100Base-T2。每一种规范除了接口电路外都是相同的，接口电路决定了它们使用哪种类型的电缆。为了实现时钟/数据恢复（CDR）功能，100Base-T使用4B/5B曼彻斯特编码机制。100BASE-T以太网拓扑结构100BASE-T以太网拓扑规则最大UTP电缆长度为100m。在一条链路上，对于延时为0.7μs以下中继器最多只能使用1个，可以构成每段长100m的两段链路，即站点到中继器距离100m，中继器到交换机距离为100m。对于光纤作为垂直布线的拓扑结构，纵向只能连接一个中继器(集线器)。利用全双工光纤的拓扑结构，通过非标准的100BASE-FX接口连接，可以使工作站(远程)或集线器到路由器或交换机的距离达到2km。根据上述规则构成的100BASE-T拓扑结构如下图所示。HUB（中央控制器）HUB（中央控制器）星型（Star）拓扑星形结构以中央结点为中心，用单独的线路使中央结点与其他各站点直接相连，采用集中式通信控制策略。100BASE-T以太网拓扑结构中的设备及连接线100BASE-T以太网的拓扑结构中的设备•网络适配器•集线器•交换机•路由器•服务器•双绞线网络适配器网络适配器包括以下一些方面的功能：实现工作站PC和局域网传输介质的物理连接和电信号匹配，在进行数据接收和发送时将信号转化成主机或传输介质能够理解的形式，并负责接收和执行主机送来的各种控制命令。实现局域网数据链路层的功能，包括传输介质的送取控制、信息帧的发送和接收、差错校验、串并行代码转换等。提供数据缓冲能力。实现某些接口功能等。计算机使用较多的是以太网卡，每个以太网卡都有一个全球唯一的网卡地址，它是一个长度为48位的二进制数，为计算机提供了一个有效的物理地址。网卡主板中可以安装网卡的PCI插槽集线器集线器（HUB）：又称集中器，把来自于不同计算机网络设备的电缆集中配置于一体，是多个网络电缆的中间转接设备，广泛应用于星形结构的网络中作为中心节点。集线器有利于故障的检测和提高网络的可靠性，能自动指示有故障的工作站，并切除其与网络的通信，不让出问题的区段影响整个网络的正常运行。但应当注意，利用集线器所构建起来的网络是共享带宽式的，其带宽由它的端口平均分配，如总带宽为100Mb/s的集线器，连接4台工作站同时上网时，每台工作站平均带宽仅为100/4=25Mb/s。集线器交换机交换机（Switch）：又称交换式集线器，是工作于数据链路层、基于MAC识别、能完成封装转发数据包功能的网络设备。它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，而具备自动寻址能力和交换作用。通常交换机的端口数量较多，另外，与集线器有所不同，交换机上的所有端口均有独享的信道带宽，以保证每个端口上的数据快速有效传输，可以同时互不影响的传送这些信息包，并防止传输冲突，提高了网络的实际吞吐量。局域网交换机是交换式局域网的核心设备，能够有效地增加网络带宽。交换机的端口类型有半双工和全双工两种方式，在网络结构和连接线路不变的情况下采用全双工方式可以增加网络节点的数据吞吐量。交换机路由器路由器（Router）是网络中进行网间连接的关键设备。可以说，路由器是Internet中最为重要的互联设备，因为它处于网络层，能够跨越不同的物理网络类型，连接多个逻辑上分开的网络。路由器的基本功能可以概括地归纳为“为到达的数据包选择一条最佳的路径”。除此之外还可以实现对IP数据包进行差错处理及简单的拥塞控制等功能路由器功能：路由器以太网拓扑结构中的连接线主机网卡(MDI)路由器以太口(MDI)交换机/集线器接入口(MDIX)交换机/集线器级连口(MDI)主机网卡(MDI)交叉线交叉线直连线N/A路由器以太口(MDI)交叉线交叉线直连线N/A交换机/集线器接入口(MDIX)直连线直连线交叉线直连线交换机/集线器级连口(MDI)N/AN/A直连线交叉线同类接口互连用交叉线，异类接口互连用直连线H3C以太网交换机支持MDI/MDIX自适应，不必考虑连线类型交叉与直连网线连接顺序1=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕1=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕直连式1=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕1=白/绿2=绿3=白/橙4=蓝5=白/蓝6=橙7=白/棕8=棕Side1Side2交叉式RJ-45接头100BASE-T以太网工作原理工作原理以太网采用带冲突检测的载波帧听多路访问（CSMA/CD）机制。以太网中节点都可以看到在网络中发送的所有信息，因此，我们说以太网是一种广播网络。以太网的工作过程如下：监听信道上是否有信号在传输。如果有的话，表明信道处于忙状态，就继续监听，直到信道空闲为止。若没有监听到任何信号，就传输数据传输的时候继续监听，如发现冲突则执行退避算法，随机等待一段时间后，重新执行步骤1（当冲突发生时，涉及冲突的计算机会发送会返回到监听信道状态。若未发现冲突则发送成功，所有计算机在试图再一次发送数据之前，必须在最近一次发送后等待9.6微秒（以10Mbps运行）。谢谢观看