【pdf】以太网技术与应用

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网络基础教材《以太网技术与应用》,拿走不谢! 人民邮电出版社,2004. 基础知识,不在乎版本。
序言 近几年来,计算机的应用已渗透到各个领域,计算机已成为社会名领域,特别是各企事 业单位、机关团体不可或缺的重要工具,而且各饩儈纷纷建成局域计算机通信网终,即有线 以太网 当今世畀,一方面计算机正以难以想象的速度频繁更新换代,而其数量还在以前所未有 的速度增长,另一方面大多数计算叽还未随时地上网即进入无线以太网。这就使无线以太 刚的市场十分},现车,世界兴起以太网建设的热潮,其用户也以儿何级数的速度增长。 据报道在世界兑围内2002年仪有不到10%的计算机进入无线以太网,到2004年到约30 2007年将达到约T0%的水平。现在计算机不但普及到家庭,而彐上网漫游已成为一种时尚。 随着讦算机在世界范围的迅猛增长,特别是各种叫移动的便携式计算杌(例如,笔记本电脑、 膝上电脑、掌上电脑等冫的大量涌现,使无线以太网不但普避应用于仓库、工厂,校园和住 宅小区,成为有线以太网的外充与扩展,而且为满足成千上万用户随时随地无线L网漫游 于网络世界的需求创造了条件,为人类迈向所滑“虚拟杜会”奠定了坚实的基础。 以太网经受了时间的考验,如今已成为世界泛采用的网络技术。绝大多数数据传输始 发丁链接的以太网,而又终止于以太网。令天,骤然潋增的电子商务和低廉的I服务需求止 搾幼脊以太恻的应用不断发展。人们利用以太网技术很容易获得经济实惠、灵活可靠的最件 高速网络,方便服务于各类用户。以太树技术的应用在世界先进国家中已经相当普及,在企 业网、校园网等各种局域网中占主导地位。在我国随着计算机用户的迅獄增加,以太网建设 也将会全面铺开,户且我们将从更高的起点开始采用新开发的个新以太刚先进技术,这必将 迎来我国在通信领域“光以太网”建设欣欣向荣的春天 前,在国内还没有看到系统介绍以太网技术方面的专著,在国外有 Liab B. quinn GRu]等著的《 Fast ethernet》 John Wily Sons,nc.1998;在国内有此书的译本(邝坚,龚 向阳春,刘小梅.快速以太网.人民电出版社,1998)。因此《以太网技术与应判》一书正 像一场及时春附,它的出版发行必将为我国计算机刚络工程领域人才的培养,为我国从史高 的起点建设以太网发挥重要的作用 本书的特点是具有较强的系统性、实用性、通俗性和先进性。本仝面、系统地介绍了 以太网技术,其中包括以太网技术的基木概念、作原理,以太网相关设备,以太网的树终 组成与管理等。书中介绍了从10Mbts、100Mbis、10Mh到10比特以太网最先进技 术,以太网的最新成就以及最新标准规范。其实用性在于充分注意到理论与实践的有机结合 在书中介绍∫各家生产的各类实际献以太网设备系练的工作原理、组成以及性能参数;并 在附次中列入对工桿改训有用的资料供有关专业师生和工程技术人员参考。其通俗性在于本 1尽量避免繁琐的公式推导,要从闻明物理概念出发讲其原理:从而也特别适合于初次接 触以太网技术的帅生利工程技术人员使用。其先进性在于本书还介绍了以太刚技术的最新进 展,包括截t到2003年底公在的以太网新成就和最新标准规范,并将发展中的以太网,特 别是无线以太网的最新戊就和以太网的供电技术贯穿于全书之中。例如,书中全面、系统地 介绍了最先进的10吉比特以太网技术和 Ethernet Frame over sDhWDm实现方案,并展望了 以太网技术的发展前,供共相关专家学者参考n 李世忧 204年4月于天津大学 编者的话 以太网的现最早叮追濒到20世纪70年代,至今已有30来年的历史,但是由于不断更 新投术,为其注入新的活力,使之时至今日仍然焕发勃物生机。令人刮目相看。尤其结构简 单、成本低廉、带宽易于扩展以及其兼容性等诸多优越性,受到人们的极人关注。特别是近 年来,古比特以太网的实用化以及与光纤技术有机结合,出现了“光以太网”,更为以太网 插上腾飞的翅脐,使以太网帧信号不但叮实塊长距离传翰(达100km)前且用简单的方法便 叮纹现“千线直接到泉”。这不但使以太网技术占领了局域网(LAN)广大领域,而 且也使其技术向城域网(MAN)和广域网(WAN〕迈进;开辟了在通信领城应用以太网技 术的新篇章。而无线以太刚则解决了有线以太网不便于漫游、在某些地区敷设线缆难等难 题,为以太网的发展开拓了新天地。 面对我国以太刚发展的新形势,刈广大通信T作人员来说,尽快普及掌握以太网相关知 已成为迫切需求。为此我们撰写了《以太网技术与应用》书,在其中融入了以太网技木 的最新进展,并将以太网的最新成就和最新性规范贯穿于全文。全书主要内容包括以太网 基本工作原、以太网炬关设备、以太网的网绺组成与管理等二篇共24章,在每章后面都有 村关名词术语解释,每篇后前都详细地列出本篇相关参考文献。 本书的编写是在著名光通信专家、天津大学博十生导师李世忱教授的推荐和指导下进行 的。此外,在木的编写过稈中得到了天津光屯通信产业集团公司周剑波、枷跷波副总工程 师,张同友、程秋岩高级工程师,天津市恒光科技有限公司马克诚总经理,大洋欧迈光纤通 信设圣有限公司冯建春总经理,天津大学贾东方博士后,卓捷科技有限公司苏子超、李林海、 晓崢岳级τ程师等诸位的仝力支持,在此·并致谢。 最后还要特别感谢人民邺电出版社有关编辑人员的热情支持,他灯的工作为本书的*利 出版提供了条件。 参加本书编写工作的还有工燊、许书云、马秀柴、王奕、张滨、胡范春、双权、胡乃 和、上艳芬、李丽津、桕树兰等 由于时间仓促和编者水平,书中难免有不当甚至错误之处,敬请各方面专家、学者和 大读考批评指正 编者 2004年4月 自录 第一篇以太网基本工作原理 第1章以太网技术概述 【【甲 1.1以太网的发展简史… ……3 12什么是以太网? 血自血命·自■■L.聊口甲即号↓品■ 13以太网的分类…… 14以太网的组成…… 4命!&么 15以太网的优越性… 山r+q司 结构简单、成本低廉 斷督【■平1■1【自口血,m■ 血啁pdP甲 0 152有良好的兼容性能 ■■■■■■·郾』↓郾 1.53充分的对络灵活性…… 聊P甲导血自自自L■血血■}■即昏卧昏甲l“t r54克服了接入网与干线网之间的瓶颈效应…… 155实现了LAN与MAN、WAN网络的无缝对接 中国p山 12 16相关名词解秤 12 第2章计箅机局城网参考模型 ………"…15 2.1局域网的基本概念… 血1血自矿p目D唱p4kDm ■日日■■4鲁 b■啬 15 22一段局域网拓扑结构 1自音■血目血自中司1甲4和聊四mm日■ 221 CSMA/CD总线结构LAN……… 15 222令牌总线结构LAN 223令牌环路结构LAN ■平■4日 16 224星型结构LAN… 血冒■通甲4■4 16 225网格结构LAN …16 23廾放式系统连(OS)参专模型 日↓■丬444b4司甲:.↓聊 23.1关于开放式系统互连(OSI)参考模型 T■宁1幽t自■m■啁 …16 232各层互连参考模型约七层功能与关系 24标准局城网分层结构…… 加自日如■平■■P■T■■ 24E逻辑链路控制(IIC)子层 ………19 212介质接入控制(MAC)子层 2.5局域网的互连 ………20 26相关名词解释 啬■L1·44日甲■↓甲14宁 21 第3章以太网介质接入与流量控制规范 自目血自昏吾昏日■备『1昏目甲4■ 31介质接入与流量控制的基本概念 ■■■■PI肀自■亡會血b即Ⅱ …23 32介质接入控制方法 【【血口日m罪罪看m■血口■口 32.1在TEE8023标准中规范的 CSMA/CD以太网介质接入控制方法………24 322在UE802.3×标准中规范的以太网介质接入控制方法 …28 33以太网的流量摔制… 血血d山 …28 3.3,1反压控制方法 …29 3.32来用IEEE8023x实现全双二流量控制的方法 29 333全双工以太刈工作模式下的链路集… 30 34相关名词解秤…… 31 第4章部分 ISOIEC88023和IEEE8023以太网物理层性能标准规范简介…………33 4.1规范物理层特性 日日日日日日日日■ 33 42TEE8023标准关于以太网物理层性能规范… 33 43IHEE8023u标准关于快速以太网物押层性能规范 34 4.4IEEE8023z/ab标准关于古比特以太网物理层性能规范… …………34 4.5IEE8叨2.3a标准关于10吉比特以太网物理层性能规范… 46相关名词解释 第5章以太网信号帧结构 38 5.1数据帧…… LL甲国甲郾寻备■ …………………………………38 51,1基本恢结构 …38 512虚拟网采用的一科扩展帧结构 513吉比特以太网的帧结构……… ■■口口■■■■ 514突发帧序列…………… 515IEEE8023帧结构 41 51.610吉比特以太网帧结构 43 517恢问闯隙……… 鲁·日即■ 号甲鲁州 43 51.8碰擅(冲突)与残帧… 5.2管理帧… 卜db■血■■qd■ρpdd白■山■dq申山血l口由电由d自看山自m口d血 日幽命幽D日日日日日日甲日甲号甲_日是暨1 521基本管理喊…… 414 522暂停幀 46 53相关名词解释 甲中甲 ………47 第章物理层器件… 平■■曾■罾■P甲·P■會P平■早會P·P■■■■會■會個鲁■4■■P血會血■曲唱血■會血■幽1幽,鲁自自自白『口国■■■ ■■■■■■罪■■即■L■晶■■罪4司■罩即4鼻I 50 6.1概述 昏■昏甲■甲■平平上I甲■卜昏■口鲁↓l昏晉备晶 ■山b山山山 ……50 62物理层器件约结构……… 63物理介质无关接口 血口d 51 631 MAC-PHY端口 632 STA-PIIY端口 5 64电缆传输介质的相关物埋层 52 641物理编码子层… ……52 642物理介质连子层 58 643物理介质相关子层… 644链路完整性算法……… 67 645自动协商功能… ■■■口■■平■甲平旱↓评卜P■甲【4■4t4十昏如晉晶晋备晶·■“m■ P會會會叠會 646电缆传输介质的物理层器件(PHY)小结………89 2 65光缆传输介质的物理层 m+drtrrpame …70 65,1光纖传输介质的物理编码子层………… 652光缆传输介质的物理介质连接子层 ■醫『日■订卩甲甲■■鲁44【P■■ 十■ 70 6.53光缆传输介质的理介质相关子层… 654光缆传输介员物理层小结 74 66相关名词解释 f 第7革中继器技术 尸PP■■■■县 w4…6 7.1中继器的分类…… 76 72中继器的基本功能结构……… 76 73标准对中銖器基木功能的规范 …77 731收发与数据处理功能 ■■■ ……r……""…77 73.2蕺波侦听和发生碰撞统计功能…… 甲【甲严平干■山卜鲁普■■晋1 78 733错误处理 …………79 74碰撞域的拓扑结构 幽:白44鄂 看■▲d二■山4d 79 74.1中继器的拓扑结构…… 79 742碰撞域的拓扑规则 8 7.5相关名词解释…… 幽日自自??P平冒T 醫■4上IL冒卜平bmbm 83 第8章网络节点筒介… …………"…85 81概述 ■日4卜■鲁甲【甲■ …85 8.2网络L作站 85 83服务器…… 831文件服务器 ……86 832打印服务器… 看昏昏■■暑+:甲:pa■ 86 8.33通用服务器……… 285 84网络节意的基木结构 86 8.5计算机软件……… 87 851应用软件… PP!甲■甲■ 87 852计算机操作系统 自自血唱中鲁甲P骨個D4P 1■■■■■罩■■4↓■亠血如山b血山b-看1看善■ 88 8.5.3网络协议… 目早俨平甲平甲1甲■画m画画画 854网络接口的驱动程序 自自4聊即4b4b■n口a甲备 86网络接口 ·即自·日■日日"日日蚤■dI血卜血p叩目●唱p啁 T1I??上■画■口 ………89 87网络节点间通过中继器实现通信 89 88相关名诃解释 ………90 第9章以太网交换技术 ……92 9.1刚桥的基本概念… D■ppb■晋曾■擊P暨冒晋■甲昌山4■bba 911网段内数据顿的传输 912网段间数据帧的传输………… 日血自·看目啁即自:平1FF甲■■■d如 93 9.13数据帧在多节点间的传输 93 914节点MAC地业表 ■Prr即7日4b甲目》4》4bbL2肀冒b 94 95网桥的功能框图 92交换机与网桥的关系 b矗■晶■mnm■ ID■am口口 93以太网交换机的几种工作模式 ……97 931快捷交换技术 932准快捷交换改术 即日::Pp ■+;早;■肀■+■ 98 933存储转发交换技朮… 98 934混合型交换技术 99 94交换机的一般功能框图…… l00 94.1交换机端口功能块 ■·■■■·■口口■■·■■甲卩平平!P「平醫甲■■■十■昏晶■晶■晶备m■■■■ 9.42交换控制功能块…… 11 943交换功能块 l01 944存储器区域功能块 101 95交换机的性能参数 ■■m■■■ . O 951转发率和转发等待时间 …:::102 9.52交换机的一般性能参数 ………12 96相关名词解释 『斷干會■■■■11血 …r……103 第10章路由锅技术 上■血會血■■ …106 01路由器与网桥、交换机的同异……… 106 10.1路由器与网桥的比较… r……106 10.12路由器与交换机的比较 …………,107 102路由器的分类 甲『着【山 ……107 103路山器的基本配置-…… ■!4個↓b昌备晶■bt 中日中 108 103.1接口配置…… ■曲 1032路由器支持的协议 033处理器的配置 109 104路由器的结构 110 10.41单处理器总线型 1042多处理器总线型 110 1043多处理器并行交换型 ……110 0.5发展中的路H器 10.51结构迅速更新…… TTPPtPi H·a甲44·幽甲甲甲F甲福看语▲ 10.52工作速率不断提高… .Ili 10.53多媒体业务的介入 10.54光路由器的开发 …11 106以太网设备功能的较… …112 10.7相关名词解彩 ■【■ 112 第11章以太网介质变换技术 平【↓■↓4 114 11概述…………… 14 112工作特点 冒口■■■ 上個 ………114 13主要技术参数… ·■幽■血啁』唱跏自■血鲁血咖·血■■■■■■■■■■■叩卩晷■■甲■卩,卩着■■阝着〖驷■·■■4郾■占着■山口山 116 1131以太网接口参数 l16 113.2电接口要求 17 l133光接口要求 甲■曾■罾「卜b十■晋鲁吾■山■dlb+t啬nb 罩·甲4 …17 1134安全与可靠性要求 ………17 114上作原埋 114.1简单双绞线对/光缆以太网介质变换器 114.2功能齐全的物理层介质变换罂 120 l15以太网10/0Mbts速率介质变换器⊥作原理… 21 11.6以太介质变换器的应用实例… 12 17相关名词解释 ………123 木篇参考文献 …124 第篇以太网相关设备 第12章以太网介质接入控制器 ■■鲁 …129 I21ST20型快速以太刚控制器… …………·129 121.]主要特点…… 曾·曾『T■P■■· …129 121.2一般说,明 ………L3} 1213功能框图 ·"·""·早昏『■d面d幽中争平PP■即q省■自啁 130 121.4功能说明 甲■中■看血血血血加m日罪看日口 l3上 122FEM型快速以太网介质接入控制器…… …………133 1221FM型控制器发送机 晶品山=甲甲 222FiM型控制器接收机 123 PE-GMACO型吉比特以太网介质控制器 "…135 1231要持点 上血唱幽咱·■■■■, 136 1232功能框图 ………………………l36 1233框图说明 ■■■■卩卩罪d■■dlb TF鲁1■dl■b■■■ γ■■鲁■4+口 …136 124相关名词解释 幽幽看■■1平平P日目■P■自■自自即罪■阝4 137 第量3章中继器设备 …139 131中继器改备的一般结构 r■自■■■平甲鲁鲁P自咱會■■■■罪中■山■d■:甲 139 1311可层叠式中继器设备 …139 1312基于底益式中继睾设备 140 132中继器设备的共同特征…… 13.3中继器硬件系统设备组成 罪■郾着看备d山 14l 134DP8380C型中继器接口控制器… 142 134!接口概述 …142 1342接口特点……… hlb■山■口甲b即■a4a ……………143 13.5DP83856B型10OMbs中绊器数据库芯片 135.1一般描述 ■【冒山山+d■■■n·通山 P卓通4早目看看蚤都 ……:144

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