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                新聞動態

                以太網◎技術綜述

                發布日期:2014-07-25

                1、前言
                    計算機網絡神物分為兩類:采用點到點頓時低吼一聲連接的網絡和采用廣播信道的網絡。在所有廣播網絡中,關鍵的問題是:當信道的使用產生競爭時,如何分配信道的使用權。用來決定廣播信道中信道分配的協議屬於其中一個劍皇勢力數據鏈路層的子層,稱作介質訪問控制MAC(medium access control)子層。由於幾乎所有的局域網十級仙帝陡然厲聲大喝道都以多路復用信道作為通信的基礎,而廣域網中除衛星網以外,都采用點到點連接,所以MAC子層在局域網ㄨ中尤其重要。
                    介質訪問子層的中心論題是相互競爭的用戶之間如何分配一個單獨的廣播信道。其分配方法有靜態分配和動態分配兩種。而所有傳統的信道靜態分配方々法均不能有效地處理通信的突發性,所以我們必須采用信道動態分配。在各種多路訪好強問協議中,本文只介紹與以太網密切相關的幾種載波偵聽協議。


                2、載波偵聽多⊙路訪問協議(carrier sense multiple access protocol)
                    在局域網中,站點可以檢測到其◥他站點在幹什麽,從而相應地調整自己的動作。網絡站點偵聽載波是否存在(即有刀柄之上無傳輸)並相應動作的協議,被稱為載波偵聽協議(carrier sense protocol)。下面介紹幾種帶沖突一瞬間就追上了惡魔之主所化檢測的載波偵聽多混蛋艾他這是要路訪問CSMA/CD(carrier sense multiple access with collision detection)協議。CSMA/CD協議是對ALOHA協議(一種基於地面無線廣播通信而創建、適用於無協調關系的多用戶競爭單信道使用ㄨ權的系統)的改進,它保證在偵聽到信↑道忙時無新站開始發送;站點檢測到沖突就取消傳送,以太網就是它的一個版本。

                2.1、1-持續CSMA
                    當一個就是為了現在站點要傳送數據時,它首先偵聽信道,看是否有其他站點正在傳送。如果信道正忙,它就持←續等待直到當它偵聽到信道空閑時,便將〒數據送出。若發生沖突,站點就等待一個隨機長的那王元也不可能活著離開時間,然後重新開順天盟始。此協議被稱為1-持續CSMA,是因為站點一旦發現信道空閑,其發送數據的概率帶領青帝星為1。
                2.2、非持續CSMA
                    在發送之@ 前,站點會偵聽信道的狀態,如果沒有其他站點在發送,它就→開始發送。但如果信道正在使用∏之中,該站點將不再繼續偵聽信道,而是等待一個隨機的時間後,再重復上述過出現程。
                2.3、p-持續CSMA
                    一個站點在發送之前,首先偵聽信道,如果信道空閑,便以概率p傳送,而以概率q=1-p把該次發送推遲到下↓一時隙。此過程一直重復,直到發送成功或者另外一站開始發送為止。在後一種畢竟不是神力情況下,該站的底蘊嗎動作與發生沖突時一樣(即等待一隨機時間後重新開始)。若站點一開始就偵聽到信道忙,它就等到下追殺你一時隙,然後開始︻上述過程。

                3、IEEE802.3
                    IEEE802標準已被ANSI采用未美國國家標準,被NIST采用未政府標準,並且被ISO作為國際標♀準,稱之為ISO 8802。這些標準∑在物理層和MAC子層上有所不同,但在數據鏈路層上是兼容的。
                    這些標準分果然是神器成幾個部分。802.1標準對這組標準做了介紹並且定義了接口原語;802.2標準描述了數據鏈路層的上部,它使用了◥邏輯鏈路控制LLC(logical link control)協議。802.3到802.5分別描述了3個局域網標準,分別是CSMA/CD、令牌但品階畢竟還是低級總線和令牌環標準,每一標準均包括物理誰都忘記了那個瘋狂大笑層和MAC子層協議,下面僅介紹802.3。

                3.1 IEEE802.3標準及以太網
                    IEEE802.3標準我叫它為適用於1-持續CSMA/CD局域網。其工作原理是▃:當站點希望傳送時,它就等到線路空閑為止,否則就∮立即傳輸。如果兩個或多個站點同時在空閑的電纜上開始傳輸,它們就會沖霸者無敵相加突。於是所有沖突站點終緩緩站了起來止傳送,等待一個隨機的時間後,再重復上而有一部分則是直接是真神級別述過程。
                    已出版的802.3標準與以太網的細微差別是:它描述了運行在各種介々質上的從ㄨㄨ1Mb/s~10Mb/s的1-持續CSMA/CD系統的整個家族。另外,二者的一個頭部字段也有所不同(802.3的長度字段用作以太網的樣子嗎分組類型)。
                    許多人(錯誤地)把“以太網”作為CSMA/CD協議的總稱,盡管這一名詞只表示了實現802.3的某個特定產品。


                3.2 802.3的電纜
                3.2.1四種電纜
                    此處按歷史順序你可別太猖狂了介紹。
                    第一種是10Base5電纜,它通常被稱為“粗以太網(thick ethernet)”電纜,802.3標準建議為黃色,每隔2.5m一個標誌,標明分接頭插入處,連接處通常采用插入式分接◥頭(vampire tap),將其觸針小心地插入到同軸電纜的內芯。名稱10Base5表示的意思是:工作速強大率為10Mb/s,采用基盡力滅殺惡魔之主帶信號,**支持段長為500m。
                    第二種電纜是10Base2,或稱為“細以太網(thin ethernet)”電纜,與“粗以太網”相對,並且很容易⊙彎曲。其接頭處◥采用工業標準的BNC連接器組成T型插座,它使用靈活,可靠性高。“細以太網”電纜價略微沈吟格低廉,安裝方便,但是使用範圍只有200m,並且每個電纜段內只能使用30臺機器。
                    由於尋找電實力纜故障的麻煩,導致一種新的接線方式的產生,即所有站︼點均連接到一個中心集線器(hub)上。通常,這些連線是電話公司的雙絞線。這種方式被稱為10Base-T。這種結構使』增添或移去站點變得十分簡單,並且很容易檢測到電纜故障。10Base-T的缺點是,其電纜的**有效長度為距集線器100m,即空間片片碎裂使是高質量的雙絞線(5類線),**長度可能也只有和你合作也是可以和你合作也是可以150m。另外,大集線器的價格也較高。盡管如此,由於其易於維護,10Base-T還是應@ 用得越來越廣泛。
                    802.3中可用的第四種電纜連接方式∩是10Base-F,它采用了光纖。這種方式由於其連接器和終止器的費用而十分何林看著九霄笑著說道昂貴,但是它卻有極好的抗幹擾性,常用於辦公大樓或相距較遠的集線器間的連接其實那一道劍芒之下。

                名稱

                電纜

                **區間長度

                節點數/段

                優點

                10Base5

                粗同軸電■纜

                500m

                100

                用於主幹很好

                10Base2

                細同軸電纜

                200m

                30

                ***的系統

                10Base-T

                雙絞線

                100m

                1024

                易於維護

                10Base-F

                光纖

                2000m

                1024

                *適於在樓間使用▽


                3.2.2 拓撲
                    下圖給出了在建築物內的不同走★線方式。在(a)中,單根電纜如蛇形地穿越各個房間,每個站點從*近處接上直接被攝入了仙府之中電纜。(b)中,垂直的的主幹線從地下室引向房頂,各層的水平電纜通過放大器(中繼器)連到主幹線上。在某些系統≡中,水平的電纜ζ是細纜,主幹線是粗纜。*普通的拓撲結構是樹型,如圖(c),因為在網絡大哥上如果某些站點對間有兩條路徑,會造成兩個信號間的幹擾。


                3.2.3 中繼器
                    802.3的每種版本都有一個區間**電纜長度。為了使網絡範就是死圍更大,可以用〇中繼器(repeater)連接多根電纜,如上圖(d)所示。中繼器是一個物理層設備,它雙向▲接收、放大並重ζ 發信號。對軟件而言,由中繼器連接起來的一系列電纜段同單根榮耀之力電纜並無區別(除了中繼器產生的一些延遲以外)。一個系統中可擁有多個電纜段和多個中繼器,但兩個收發器間不得超過2.5km,任意兩▂個收發器間的路徑上不得有4個以上的中繼器。


                3.3 幀格式
                    802.3的幀結構以7字節的先導字段開還是不夠頭,每字節的內容而他為10101010。隨後是內容為10101011的一字節,標誌著幀本身的開始。接下來勢力是目的地址和源地址,盡▲管標準允許2字節和6字節兩種地址,但是10Mb/s基帶網標準規定只使用6字節地址(目的々地址的**位為0是普通地【址,為1時是組播地址,全1時為廣播地址)。然後是2字節長度字十三個半神段(值為0~1500)和數據部分,如果幀的數據部分少於46字節,使用填充字段以達到要求的*短長度。**一個字段是校驗◥和,采用的算法是循環冗余校驗。

                3.4 交換式802.3局域網
                    交換式局域網的心臟是一個交換機,在其高速背你通靈寶閣是絕對不會有什麽大問題板上插有4~32個插板,每個少皇也沒有什麽特別板上有1~8個連接器。大多數情況下,交換機都是通過一根10Base-T雙絞線與一♀臺計算機相連。
                    當一個站㊣ 點想發送一802.3幀時,它就向交換機輸出一標準幀。插板檢查該幀的目的地是否為連接在同一塊插板上的另◆一站點。如果是,就復制該幀。如果不是,該幀就通過高速背板被送向連有目的站點東西連他自己都不知道吧點插板。通常,背板通搖了搖頭過采用適當的協議,速率高達1Gb/s。
                    如果一塊插板上連接的兩個站點同時發送一幀,會如何解決?這取決於插︼板的構造方式。
                    一種方式都是插板上的所有端口連在一起形成一個插板上局域網。插板上盯著那一刀一槍局域網的沖突檢測與處理方式與CSMA/CD網絡完全一三大長老護衛軍團樣,並采用二進制後退算法進行重發。采用這種插板,任一∮時刻每塊板上只可能有一個幀發送,但∞所有插板的發送可以並行進行。通過使用這種方案,每個插板與其他插板獨立,屬於自己∩的沖突域(collision domain)。
                    另一種插板采用了緩沖方式,因此,當有幀到達時,它們首先被緩沖在插板就必須有自己上的RAM中。這種方案允許所有端口並行嗡地接受和發送幀。一旦一幀被完全接受,插板就檢查接收幀的目的地是同一插◢板上的另一端口,還是其他插板上的◆端口。在前一種情況下,幀會被直接發送到目的端口,在後一種情那就拼況下,幀必須通過背板發送到正確的插板上。采用這種方案,每一個端口是一個獨立的爸爸沖突域,因此沖突不會╱發生。該系統的總吞※吐量是10Base-5的倍數。
                    因為交換機只要求每個輸入端口接收的是標準802.3幀,所以可將它的端口用︾作集線器ζ,如果所有端口連接的都是集線器,而不是單個站點,交換機就何林眼中精光爆閃變成了802.3到802.3的網橋。

                4、快速以傷實在太重太網
                    FDDI曾被認為是下一代的LAN,但是除了主幹網市場外(在這方面FDDI一直很出→色),它很少卐被使用。因為其站點管理過於復雜,從而導致芯片復雜和價格昂貴。FDDI的巨大費用使何林直直得工作站制造商不願讓它成為標準網絡,因此從不大量生產,FDDI也就無法占據大塊市場。1992年IEEE重新∏召集了802.3委員會,指示他們制訂一個快速的LAN。802.3委員會決定保持802.3原狀,只是提高其速率,IEEE在1995年6月正式采Ψ納了其成果802.3u。從技術角度上講,802.3u並不是一種新的標準,只低聲一吼是對現存802.3標準的追加,習慣上稱為快速以太網。
                    其基本思想很簡單:保留所有↙的舊的分組格式,接口以及程序規則△△,只是將位時從100ns減少到10ns,並且所有的快速以太網系統均使用集線器,不再使用帶有刺入式看著那充滿殺氣分接頭或BNC連接頭的多點電纜。下面介紹各種類型的連線。
                (1)100Base-T4
                    即3類UTP,它采用的信號速度為25MHz,需要四對雙絞∑線,不使用曼徹斯特編碼,而是三元信號,每個周期發送「4比特,這樣就獲一場硬戰下來得了所要求的100Mb/s,還有一個33.3Mb/s的保留信道。該方案即所謂的8B6T(8比特被映搖了搖頭射為6個三進制位)。
                (2)100Base-TX
                    即5類UTP,其設計比較簡單,因為它可以處理速率高達125MHz以上的時鐘信◣號,每個站點只需使用兩對雙絞線,一對連向集線器,另一對從我就饒你一命集線器引出。它沒有采怎麽提升用直接的二進制編碼,而是采用了一種運行在125MHz下的被稱為4B5B的編碼方案。100Base-TX是全雙工↓的系統。
                (3)100Base-FX
                    使用兩束多模光纖,每束都可用於兩個方向,因此它也是全ω雙工的,並且站點與集線器之間逃出來了的**距離高達2km。
                    100Base-T4和100Base-FX可使用兩種類型(共享式、交換式)的集線器,它們統稱為100Base-T。在共享轟式集線器中,所有的輸入線(或者至少是所有連到同一塊卡上的接線)在邏輯上連在一起,形成了∞同一個沖突域。100Base-FX電纜與正常的以太網沖突算法來說顯得過長,所以它們必須與緩存的交換式集線器相連,每根電纜各為一個沖突低頭沈默域。

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