第二、三章 以太网标准和物理层

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1、修订记录第二章以太网标准P目标：了解以太网标准结构。熟悉各以太网标准定义的内容一、以太网标准局域网(LAN)技术用于连接距离较近的计算机，如在单个建筑或类似校园的集中建筑中。城市区域网(MAN)是基于10－100Km的大范围距离设计的，因此需要增强其可靠性。但随着通信的发展，从技术上看，局域网和城域网有融合贯通的趋势。IEEE是电气和电子工程师协会（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers）的简称，IEEE组织主要负责有关电子和电气产品的各种标准的制定。IEEE于1980年2月成立了IEEE802委员会，专门研究和指定有关局

2、域网的各种标准。IEEE802委员会由6个分委员会组成，其编号分别为802.1至802.6，其标准分别称为标准802.1至标准802.6，目前它已增加到12个委员会，这些分委员会的职能如下：·802.1--高层及其交互工作。提供高层标准的框架，包括端到端协议、网络互连、网络管理、路由选择、桥接和性能测量。·802.2--连接链路控制LLC，提供OSI数据链路层的高子层功能，提供LAN、MAC子层与高层协议间的一致接口。·802.3--以太网规范，定义CSMA/CD标准的媒体访问控制（MAC）子层和物理层规范。·802.4--令牌总线网。定义令牌传递总线的媒体访问控制（MA

3、C）子层和物理层规范。·802.5--令牌环线网，定义令牌传递环的媒体访问控制（MAC）子层和物理层规范。·802.6--城域网MAN，定义城域网（MAN）的媒体访问控制（MAC版权所有，侵权必究第19页，共19页）子层和物理层规范(DQDB分布队列双总线)。·802.7--宽带技术咨询组，为其他分委员会提供宽带网络技术的建议和咨询。·802.8--光纤技术咨询组，为其他分委员会提供使用有关光纤网络技术的建议和咨询。·802.9--综合话音/数据局域网（IVDLAN）。定义综合话音/数据终端访问综合话音/数据局域网（包括IVDLAN、MAN、WAN）的媒体访问控制（MAC

4、）子层和物理层规范。·802.10--可互操作局域网安全标准（SILS）。定义局域网互连安全机制。·802.11--无线局域网。定义自由空间媒体的媒体访问控制（MAC）子层和物理层规范。·802.12--按需优先（100VG-ANYLAN）。定义使用按需优先访问方法的100Mpbs的以太网标准。目前，IEEE标准802.1-802.6已成为ISO的国际标准ISO8802-1~8802-6。他们的组成和作用示意图如下。图1IEEE802各分委员会的组成和作用示意图802.3协议族描述了以太网的相关规范，包括：802.3：定义了CSMA/CD标准的媒体访问控制MAC和物理层规

5、范。802.3u：定义100M的以太网技术标准，为802.3的一部分。802.3z：定义1000M的以太网技术标准，为802.3的一部分。IEEE802.3主要使用了带冲突检测的载波监听多路访问协议(CSMA/CD：CarrierSense版权所有，侵权必究第19页，共19页MultipleAccesswithCollisionDetection)。CSMA/CD与人际间的通话非常相似(即先听再说)，假设很多人在聊天，同一时间只允许一个人讲话。1、载波侦听：想发送信息包的站要确保现在没有其他节点和站在使用共享介质，所以该站首先要监听信道上的动静(即先听后说)；2、如果信道

6、在一定时间段内寂静无声(称为帧间缝隙IFG)，该站就开始传输(无声则讲)；3、如果信道一直很忙碌，就一直监视信道，直到出现最小的帧间IFG时段时，该站开始发送它的数据(一等到有空就讲)；4、冲突检测：如果两个站或更多的站都在监听和等待发送，然后在信道空时同时决定立即(几乎同时)开始发送数据，此时就发生碰撞。这一事件会导致冲突，并使双方信息包都受到损坏，因此以太网在传输过程中不断的监听信道，以检测碰撞冲突(边谈边听)；5、如果一个站在传输期间检测出碰撞冲突，则立即停止该次传输，并向信道发出一个“拥挤”信号，以确保所有其他站也发现该冲突，从而摒弃可能一直在接收的受损的信息包(

7、抛弃废话)；6、多路存取：在等待一段时间(后退)后，想发送的站试图进行新的发送。一种特殊的随机后退算法决定了不同的站在试图再次发送数据前要等待一段时间。二进制指数后退算法，即检测到n次冲突以后，则在0~2^n个时间片(512Bit时间)之间随机选择一个等待时间，一直等到成功发送为止。IEEE802.3u定义了100M快速以太网的标准，其采用的协议几乎与10M以太网完全相同，只是速率提高了10倍，传输的介质增加了对光纤的支持。IEEE802.3z定义了1000M以太网的标准，千兆以太网针对不同的介质定义了不同的标准，如下表所示：