以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)介紹教學(xué)課件

1、導(dǎo)引100BASE-T以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)100BASE-T以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的設(shè)備及連接線100BASE-T以太網(wǎng)工作原理第1頁，共22頁。100BASE-T以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 第2頁，共22頁。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的概念拓?fù)鋵W(xué)把實(shí)體抽象成與其大小、形狀無關(guān)的點(diǎn)、將連接實(shí)體的 線路抽象成線，進(jìn)而研究點(diǎn)線面之間的關(guān)系在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，將主機(jī)和終端抽象成為為點(diǎn)，將通信介質(zhì)抽 象成為線，形成點(diǎn)和線組成的圖形，使人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體有明確 的全貌印象。 按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為： 總線型、環(huán)形、星型、樹型、網(wǎng)狀。第3頁，共22頁?？偩€拓?fù)洵h(huán)型拓?fù)湫切屯負(fù)渚W(wǎng)狀拓?fù)錁湫屯負(fù)湮宸N網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖第4頁，共22頁。隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和需求急劇

2、增加，數(shù)據(jù)傳輸量越來越大，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度（寬帶）成為瓶頸。背景解決方案升級(jí)到高速網(wǎng)絡(luò)，如100BASE-T(快速以太網(wǎng))、FDDI、1000B ASE-T(千兆位以太網(wǎng))發(fā)揮現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用網(wǎng)絡(luò)分段，優(yōu)化服務(wù)器，增加路 由器，提高子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能使用局域網(wǎng)交換機(jī)，將“共享介質(zhì)局域網(wǎng)”改為“交換式局 域網(wǎng)”；100BASE-T基帶網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率100Mb/s雙絞線100BASE-T以太網(wǎng)概念第5頁，共22頁。100BASE-T數(shù)據(jù)傳輸速率100Mbps基帶傳輸采用了FDDI的PMD協(xié)議，但價(jià)格比FDDI便宜100BASE-T的標(biāo)準(zhǔn)由IEEE802.3制定。與10BASE-T采用相 同的媒體訪問

3、技術(shù)、類似的步線規(guī)則和相同的引出線， 易于與10BASE-T集成。每個(gè)網(wǎng)段只允許兩個(gè)中繼器，最大網(wǎng)絡(luò)跨度為210米?？焖僖蕴W(wǎng)有四種基本的實(shí)現(xiàn)方式：100Base-TX、100Base FX、100Base-T4和100Base-T2。每一種規(guī)范除了接口電路外 都是相同的，接口電路決定了它們使用哪種類型的電纜。為 了實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘/數(shù)據(jù)恢復(fù)（CDR）功能，100Base-T使用4B/5B曼 徹斯特編碼機(jī)制。第6頁，共22頁。100BASE-T以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)100BASE-T以太網(wǎng)拓?fù)湟?guī)則最大UTP電纜長度為100m。在一條鏈路上，對(duì)于延時(shí)為0.7s以下中繼器最多只能使 用1個(gè)，可以構(gòu)成每段長100m

4、的兩段鏈路，即站點(diǎn)到中繼 器距離100m，中繼器到交換機(jī)距離為100m。對(duì)于光纖作為垂直布線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，縱向只能連接一個(gè)中 繼器(集線器)。利用全雙工光纖的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過非標(biāo)準(zhǔn)的100BASE-FX接 口連接，可以使工作站(遠(yuǎn)程)或集線器到路由器或交換機(jī) 的距離達(dá)到2km。根據(jù)上述規(guī)則構(gòu)成的100BASE-T拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示。第7頁，共22頁。HUB（中央控制器）HUB（中央控制器）星型（Star）拓?fù)湫切谓Y(jié)構(gòu)以中央結(jié)點(diǎn)為中心，用單獨(dú)的線路使中央結(jié)點(diǎn)與其他各站點(diǎn)直接相連，采用集中式通信控制策略。第8頁，共22頁。第9頁，共22頁。100BASE-T以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的設(shè)備及連接線 第10頁，共

5、22頁。100BASE-T以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)適配器集線器交換機(jī)路由器服務(wù)器雙絞線第11頁，共22頁。網(wǎng)絡(luò)適配器網(wǎng)絡(luò)適配器包括以下一些方面的功能：實(shí)現(xiàn)工作站PC和局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)的物理連接和電信號(hào)匹配，在進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送時(shí)將信號(hào)轉(zhuǎn)化成主機(jī)或傳輸介質(zhì)能夠理解的形式，并負(fù)責(zé)接收和執(zhí)行主機(jī)送來的各種控制命令。實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層的功能，包括傳輸介質(zhì)的送取控制、信息幀的發(fā)送和接收、差錯(cuò)校驗(yàn)、串并行代碼轉(zhuǎn)換等。提供數(shù)據(jù)緩沖能力。實(shí)現(xiàn)某些接口功能等。計(jì)算機(jī)使用較多的是以太網(wǎng)卡，每個(gè)以太網(wǎng)卡都有一個(gè)全球唯一的網(wǎng)卡地址，它是一個(gè)長度為48位的二進(jìn)制數(shù)，為計(jì)算機(jī)提供了一個(gè)有效的物理地址。第12頁，共22

6、頁。網(wǎng)卡主板中可以安裝網(wǎng)卡的PCI插槽 第13頁，共22頁。集線器集線器（HUB）：又稱集中器，把來自于不同計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電纜集中配置于一體，是多個(gè)網(wǎng)絡(luò)電纜的中間轉(zhuǎn)接設(shè)備，廣泛應(yīng)用于星形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中作為中心節(jié)點(diǎn)。集線器有利于故障的檢測和提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，能自動(dòng)指示有故障的工作站，并切除其與網(wǎng)絡(luò)的通信，不讓出問題的區(qū)段影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。但應(yīng)當(dāng)注意，利用集線器所構(gòu)建起來的網(wǎng)絡(luò)是共享帶寬式的，其帶寬由它的端口平均分配，如總帶寬為100Mb/s的集線器，連接4臺(tái)工作站同時(shí)上網(wǎng)時(shí)，每臺(tái)工作站平均帶寬僅為100/4=25Mb/s。 集線器第14頁，共22頁。交換機(jī)交換機(jī)（Switch）：又稱交換式

7、集線器，是工作于數(shù)據(jù)鏈路層、基于MAC識(shí)別、能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它通過對(duì)信息進(jìn)行重新生成，并經(jīng)過內(nèi)部處理后轉(zhuǎn)發(fā)至指定端口，而具備自動(dòng)尋址能力和交換作用。通常交換機(jī)的端口數(shù)量較多，另外，與集線器有所不同，交換機(jī)上的所有端口均有獨(dú)享的信道帶寬，以保證每個(gè)端口上的數(shù)據(jù)快速有效傳輸，可以同時(shí)互不影響的傳送這些信息包，并防止傳輸沖突，提高了網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際吞吐量。第15頁，共22頁。局域網(wǎng)交換機(jī)是交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)備，能夠有效地增加網(wǎng)絡(luò)帶寬。交換機(jī)的端口類型有半雙工和全雙工兩種方式，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和連接線路不變的情況下采用全雙工方式可以增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)吞吐量。 交換機(jī)第16頁，共22頁。路由器

8、路由器（Router）是網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行網(wǎng)間連接的關(guān)鍵設(shè)備?？梢哉f，路由器是Internet中最為重要的互聯(lián)設(shè)備，因?yàn)樗幱诰W(wǎng)絡(luò)層，能夠跨越不同的物理網(wǎng)絡(luò)類型，連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)。 路由器的基本功能可以概括地歸納為“為到達(dá)的數(shù)據(jù)包選擇一條最佳的路徑”。 除此之外還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行差錯(cuò)處理及簡單的擁塞控制等功能 路由器功能：路由器第17頁，共22頁。以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的連接線主機(jī)網(wǎng)卡(MDI)路由器以太口(MDI)交換機(jī)/集線器接入口(MDIX)交換機(jī)/集線器級(jí)連口(MDI)主機(jī)網(wǎng)卡(MDI)交叉線交叉線直連線N/A路由器以太口(MDI)交叉線交叉線直連線N/A交換機(jī)/集線器接入口(MDI

9、X)直連線直連線交叉線直連線交換機(jī)/集線器級(jí)連口(MDI)N/AN/A直連線交叉線同類接口互連用交叉線，異類接口互連用直連線H3C以太網(wǎng)交換機(jī)支持MDI/MDIX自適應(yīng)，不必考慮連線類型第18頁，共22頁。交叉與直連網(wǎng)線連接順序1=白/橙2=橙3=白/綠4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=綠7=白/棕8=棕1=白/橙2=橙3=白/綠4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=綠7=白/棕8=棕直連式1=白/橙2=橙3=白/綠4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=綠7=白/棕8=棕1=白/綠2=綠3=白/橙4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=橙7=白/棕8=棕Side 1Side 2交叉式RJ-45接頭第19頁，共22頁。100BASE-T以太網(wǎng)工作原理 第20頁，共22頁。工作原理以太網(wǎng)采用帶沖突檢測的載波幀聽多路訪問（CSMA/CD）機(jī)制。 以太網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)都可以看到在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送的所有信息，因此，我 們說以太網(wǎng)是一種廣播網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)的工作過程如下： 監(jiān)聽信道上是否有信號(hào)在傳輸。如果有的話，表明信道處于 忙狀態(tài)，就繼續(xù)監(jiān)聽，直到信道空閑為止。 若沒有監(jiān)聽到任何信號(hào)，就傳輸數(shù)據(jù) 傳輸?shù)臅r(shí)候繼續(xù)監(jiān)