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第4章 数据链路层(5)_高速以太网

5. 高速以太网

5.1 100M以太网

快速以太网(100M)标准

名称

传输介质

网段最大长度

特点

100BASE-TX

铜缆

100m

两对UTP5类线或屏蔽双绞线

100BASE-T4

铜缆

100m

四对UTP3类线或5类线

100BASE-FX

光纤

2000m

两根光纤,发送和接收各用一根,全双工,长距离

(1)100BASE-T是在双绞线上传送100Mb/s基带信号的星型拓扑的以太网,仍使用IEEE802.3的CSMA/CD协议,它又称为快速以太网(FastEthernet)

(2)使用交换机组建的100BASE-T以太网,可在全双工方式下工作而无冲突发生。因此,CSMA/CD协议对全双工方式工作的快速以太网是不起作用的因为其帧格式和以太网一样,所以依然称交换机组成的网络为以太网

(3)以太网的最短帧与带宽和链路长度有关。100M以太网比10M以太网速率提高10位,要想和10M以太网兼容,就要确保最短帧也是64字节,那就将电缆最大长度由1000m降到100m,因此以太网的争用期依然是51.2μs,最短帧依然是64字节。

5.2 吉比特以太网

吉比特以太网(1000M)标准

名称

传输介质

网段最大长度

特点

1000BASE-SX

光缆

550m

多模光纤(10和62.5μm)

1000BASE-LX

光缆

5000m

单模光纤(10μm)、多模光纤(50和62.5μm)

1000BASE-CX

铜线

25m

使用两对屏蔽双绞线电缆STP

1000BASE-T

铜线

100m

使用四对UTP5类线

(1)吉比特(1000M)以太网的特点

  ①允许在1Gb/s下全双工和半双工两种方式下工作。

  ②使用IEEE802.3协议规定的帧格式

  ③在半双工方式下使用CSMA/CD协议全双工方式不需要使用CSMA/CD协议

  ④与10BASE-T和100BASE-T技术向后兼容。

(2)“载波延伸”

技术分享 

  ①吉比特以太网工作在半双工时,就必须进行碰撞检测。数据速率提高了,要想和10M以太网兼容,就要确保最短帧也是64字节,这只能减少最大电缆长度,以太网最大电缆就要缩短到10m,短到几乎没有实用价值。

  ②吉比特以太网为了增加最大传输距离将最短帧由64字节增加到512字节

  ③如果数据帧不超过512字节,则在FCS域后面添加“载波延伸”域,当主机发送完短数据帧后,继续发送载波延伸信号,冲突信号传回来时,发送端就能感知到了。

(3)分组突发

技术分享 

  ①如果发送的数据帧都是小于64字节的短报文时,那么链路的利用率就会很低,因为“载波延伸”域占用了大量的带宽。于是,千兆以太网引入了“分组突发”机制来改善这个问题。

  ②当很多短帧要发送时,第一个短帧采用“载波延伸”方法进行填充后面的一些短帧可以一个接一个发送它们之间只要留必要的帧间最小间隔即可。这样就形成一串分组突发,直到达到1500字节或稍多一些为止。从而提高链路的利用率。

  ③“载波延伸”和“分组突发”仅用于千兆以太网的半双工模式;而全双工模式不需要使用CSMA/CD协议,也就不需要这两个特性。

5.3 10吉比特以太网

万兆以太网标准

名称

传输介质

网段最大长度

特点

10GBASE-SR

光缆

300m

多模光纤(0.85μm)

10GBASE-LR

光缆

10km

单模光纤(1.3μm)

10GBASE-ER

光缆

40m

单模光纤(1.3μm)

10GBASE-CX4

铜线

15m

使用四对双芯同轴电缆

10GBASE-T

铜线

100m

使用4对6A类的UTP双绞线

(1)10GE的帧格式与10Mb/s、100Mb/s和1Gb/s以太网的帧格式完全相同。10GE还保留了802.3标准规定的了以太网最小和最长帧长。

(2)由于数据率很高,10GE不再使用铜线而只使用光纤作为传输媒体。它使用长距离(40km)的光收发器与单模光纤接口,以便能够工作在广域网和城域网的范围。

(3)10GE只工作在全双工模式,因此不存在争用问题,也不使用CSMA/CD协议。这就使用10GE的传输距离不再受碰撞检测的限制而大大提高了

第4章 数据链路层(5)_高速以太网