以太網(wǎng)分類和發(fā)展

時(shí)間：2022-02-18 05:21:01 | 來(lái)源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-02-18 05:21:01 來(lái)源：信息時(shí)代

標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)

開(kāi)始以太網(wǎng)只有10Mbps的吞吐量，使用的是帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（CSMA/CD，CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection）的訪問(wèn)控制方法。這種早期的10Mbps以太網(wǎng)稱之為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，以太網(wǎng)可以使用粗同軸電纜、細(xì)同軸電纜、非屏蔽雙絞線、屏蔽雙絞線和光纖等多種傳輸介質(zhì)進(jìn)行連接。并且在IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)中，為不同的傳輸介質(zhì)制定了不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)，在這些標(biāo)準(zhǔn)中前面的數(shù)字表示傳輸速度，單位是'Mbps'，最后的一個(gè)數(shù)字表示單段網(wǎng)線長(zhǎng)度（基準(zhǔn)單位是100m），Base表示'基帶'的意思，Broad代表'寬帶'。

以太網(wǎng)

·10Base－5使用直徑為0.4英寸、阻抗為50Ω粗同軸電纜，也稱粗纜以太網(wǎng)，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為500m?；鶐鬏敺椒?，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型。10Base－5組網(wǎng)主要硬件設(shè)備有：粗同軸電纜、帶有AUI插口的以太網(wǎng)卡、中繼器、收發(fā)器、收發(fā)器電纜、終結(jié)器等。

·10Base－2使用直徑為0.2英寸、阻抗為50Ω細(xì)同軸電纜，也稱細(xì)纜以太網(wǎng)，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為185m，基帶傳輸方法，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型；10Base－2組網(wǎng)主要硬件設(shè)備有：細(xì)同軸電纜、帶有BNC插口的以太網(wǎng)卡、中繼器、T型連接器、終結(jié)器等。

·10Base－T使用雙絞線電纜，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100m。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型；10Base－T組網(wǎng)主要硬件設(shè)備有：3類或5類非屏蔽雙絞線、帶有RJ-45插口的以太網(wǎng)卡、集線器、交換機(jī)、RJ-45插頭等。

·1Base－5使用雙絞線電纜，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為500m，傳輸速度為1Mbps；

·10Broad－36使用同軸電纜（RG－59/UCATV），網(wǎng)絡(luò)的最大跨度為3600m，網(wǎng)段長(zhǎng)度最大為1800m，是一種寬帶傳輸方式；

·10Base－F使用光纖傳輸介質(zhì)，傳輸速率為10Mbps。

快速以太網(wǎng)

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)技術(shù)已難以滿足日益增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量速度需求。在1993年10月以前，對(duì)于要求10Mbps以上數(shù)據(jù)流量的LAN應(yīng)用，只有光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）可供選擇，但它是一種價(jià)格非常昂貴的、基于100Mbps光纜的LAN。1993年10月，GrandJunction公司推出了世界上第一臺(tái)快速以太網(wǎng)集線器Fastch10/100和網(wǎng)絡(luò)接口卡FastNIC100，快速以太網(wǎng)技術(shù)正式得以應(yīng)用。隨后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相繼推出自己的快速以太網(wǎng)裝置。與此同時(shí)，IEEE802工程組亦對(duì)100Mbps以太網(wǎng)的各種標(biāo)準(zhǔn)，如100BASE－TX、100BASE－T4、MⅡ、中繼器、全雙工等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u100BASE－T快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（FastEthernet），就這樣開(kāi)始了快速以太網(wǎng)的時(shí)代。

以太網(wǎng)協(xié)議

快速以太網(wǎng)與原來(lái)在100Mbps帶寬下工作的FDDI相比它具有許多的優(yōu)點(diǎn)，最主要體現(xiàn)在快速以太網(wǎng)技術(shù)可以有效的保障用戶在布線基礎(chǔ)實(shí)施上的投資，它支持3、4、5類雙絞線以及光纖的連接，能有效的利用現(xiàn)有的設(shè)施?？焖僖蕴W(wǎng)的不足其實(shí)也是以太網(wǎng)技術(shù)的不足，那就是快速以太網(wǎng)仍是基于CSMA/CD技術(shù)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時(shí)，會(huì)造成效率的降低，當(dāng)然這可以使用交換技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)。100Mbps快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)又分為：100BASE－TX、100BASE－FX、100BASE－T4三個(gè)子類。

1990年的以太網(wǎng)網(wǎng)卡

·100BASE－TX：是一種使用5類數(shù)據(jù)級(jí)無(wú)屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。它使用兩對(duì)雙絞線，一對(duì)用于發(fā)送，一對(duì)用于接收數(shù)據(jù)。在傳輸中使用4B/5B編碼方式，信號(hào)頻率為125MHz。符合EIA586的5類布線標(biāo)準(zhǔn)和IBM的SPT1類布線標(biāo)準(zhǔn)。使用同10BASE－T相同的RJ－45連接器。它的最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100米。它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。

·100BASE－FX：是一種使用光纜的快速以太網(wǎng)技術(shù)，可使用單模和多模光纖（62.5和125um）。多模光纖連接的最大距離為550米。單模光纖連接的最大距離為3000米。在傳輸中使用4B/5B編碼方式，信號(hào)頻率為125MHz。它使用MIC/FDDI連接器、ST連接器或SC連接器。它的最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為150m、412m、2000m或更長(zhǎng)至10公里，這與所使用的光纖類型和工作模式有關(guān)，它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。100BASE－FX特別適合于有電氣干擾的環(huán)境、較大距離連接、或高保密環(huán)境等情況下的適用。

·100BASE－T4：是一種可使用3、4、5類無(wú)屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。100Base-T4使用4對(duì)雙絞線，其中的三對(duì)用于在33MHz的頻率上傳輸數(shù)據(jù)，每一對(duì)均工作于半雙工模式。第四對(duì)用于CSMA/CD沖突檢測(cè)。在傳輸中使用8B/6T編碼方式，信號(hào)頻率為25MHz，符合EIA586結(jié)構(gòu)化布線標(biāo)準(zhǔn)。它使用與10BASE－T相同的RJ－45連接器，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100米。

千兆以太網(wǎng)

千兆以太網(wǎng)技術(shù)作為最新的高速以太網(wǎng)技術(shù)，給用戶帶來(lái)了提高核心網(wǎng)絡(luò)的有效解決方案，這種解決方案的最大優(yōu)點(diǎn)是繼承了傳統(tǒng)以太技術(shù)價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)。千兆技術(shù)仍然是以太技術(shù)，它采用了與10M以太網(wǎng)相同的幀格式、幀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、全/半雙工工作方式、流控模式以及布線系統(tǒng)。由于該技術(shù)不改變傳統(tǒng)以太網(wǎng)的桌面應(yīng)用、操作系統(tǒng)，因此可與10M或100M的以太網(wǎng)很好地配合工作。升級(jí)到千兆以太網(wǎng)不必改變網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序、網(wǎng)管部件和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，能夠最大程度地保護(hù)投資。此外，IEEE標(biāo)準(zhǔn)將支持最大距離為550米的多模光纖、最大距離為70千米的單模光纖和最大距離為100米的同軸電纜。千兆以太網(wǎng)填補(bǔ)了802.3以太網(wǎng)/快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的不足。

為了能夠偵測(cè)到64Bytes資料框的碰撞，千兆以太網(wǎng)（GigabitEthernet）所支持的距離更短。GigabitEthernet支持的網(wǎng)絡(luò)類型，如下表所示：

傳輸介質(zhì)距離

1000Base－CXCopperSTP25m

1000Base－TCopperCat5UTP100m

1000Base－SXMulti-modeFiber500m

1000Base－LXSingle-modeFiber3000m

千兆以太網(wǎng)技術(shù)有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纖和短程銅線連接方案的標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.3ab制定了五類雙絞線上較長(zhǎng)距離連接方案的標(biāo)準(zhǔn)。

⒈IEEE802.3z

IEEE802.3z工作組負(fù)責(zé)制定光纖（單?；蚨嗄＃┖屯S電纜的全雙工鏈路標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.3z定義了基于光纖和短距離銅纜的1000Base-X，采用8B/10B編碼技術(shù)，信道傳輸速度為1.25Gbit/s，去耦后實(shí)現(xiàn)1000Mbit/s傳輸速度。IEEE802.3z具有下列千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：

·1000Base-SX只支持多模光纖，可以采用直徑為62.5um或50um的多模光纖，工作波長(zhǎng)為770-860nm，傳輸距離為220-550m。

·1000Base-LX單模光纖：可以支持直徑為9um或10um的單模光纖，工作波長(zhǎng)范圍為1270-1355nm，傳輸距離為5km左右。

·1000Base-CX采用150歐屏蔽雙絞線（STP），傳輸距離為25m。

⒉IEEE802.3ab

IEEE802.3ab工作組負(fù)責(zé)制定基于UTP的半雙工鏈路的千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生IEEE802.3ab標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議。IEEE802.3ab定義基于5類UTP的1000Base-T標(biāo)準(zhǔn)，其目的是在5類UTP上以1000Mbit/s速率傳輸100m。IEEE802.3ab標(biāo)準(zhǔn)的意義主要有兩點(diǎn)：

⑴保護(hù)用戶在5類UTP布線系統(tǒng)上的投資。

⑵1000Base-T是100Base-T自然擴(kuò)展，與10Base-T、100Base-T完全兼容。不過(guò)，在5類UTP上達(dá)到1000Mbit/s的傳輸速率需要解決5類UTP的串?dāng)_和衰減問(wèn)題，因此，使IEEE802.3ab工作組的開(kāi)發(fā)任務(wù)要比IEEE802.3z復(fù)雜些。

萬(wàn)兆以太網(wǎng)

萬(wàn)兆以太網(wǎng)規(guī)范包含在IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3ae中，它擴(kuò)展了IEEE802.3協(xié)議和MAC規(guī)范，使其支持10Gb/s的傳輸速率。除此之外，通過(guò)WAN界面子層（WIS：WANinterfacesublayer），10千兆位以太網(wǎng)也能被調(diào)整為較低的傳輸速率，如9.584640Gb/s（OC-192），這就允許10千兆位以太網(wǎng)設(shè)備與同步光纖網(wǎng)絡(luò)（SONET）STS-192c傳輸格式相兼容。

·10GBASE-SR和10GBASE-SW主要支持短波（850nm）多模光纖（MMF），光纖距離為2m到300m。

10GBASE-SR主要支持'暗光纖'（darkfiber），暗光纖是指沒(méi)有光傳播并且不與任何設(shè)備連接的光纖。

10GBASE-SW主要用于連接SONET設(shè)備，它應(yīng)用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信。

·10GBASE-LR和10GBASE-LW主要支持長(zhǎng)波（1310nm）單模光纖（SMF），光纖距離為2m到10km（約32808英尺）。

10GBASE-LW主要用來(lái)連接SONET設(shè)備時(shí)，

10GBASE-LR則用來(lái)支持'暗光纖'（darkfiber）。

·10GBASE-ER和10GBASE-EW主要支持超長(zhǎng)波（1550nm）單模光纖（SMF），光纖距離為2m到40km（約131233英尺）。

10GBASE-EW主要用來(lái)連接SONET設(shè)備，

10GBASE-ER則用來(lái)支持'暗光纖'（darkfiber）。

·10GBASE-LX4采用波分復(fù)用技術(shù)，在單對(duì)光纜上以四倍光波長(zhǎng)發(fā)送信號(hào)。系統(tǒng)運(yùn)行在1310nm的多模或單模暗光纖方式下。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是針對(duì)于2m到300m的多模光纖模式或2m到10km的單模光纖模式。

△以太網(wǎng)的連接