光网络技术 以太网基本原理和端口技术及其以太网信号结构 项目三§3-2-1-1-b以太网端口技术和协议.ppt

1.最初在IEEE 802.3u标准中定义了自协商功能，也就是说在百兆以太网中引入了自协商功能，但自协商可后向兼容10BASE-T标准。 1999年，自协商功能扩展到了IEEE 802.3ab（千兆以太网协议）。 2.对于支持多种传输速率（如 10Mbps和100Mbps）、多种工作模式（半双工和全双工）的设备来说，相连的两台设备间可通过自协商机制决定二者通信的最佳模式，最佳的意思是：高传输速率优于低传输速率；相同速率下，全双工优于半双工。 如果一个支持自协商的设备与一个不支持自协商的设备对接，则可能出现问题。支持自协商的设备通过接收的信号可以判断出对方的速率，但无法判断出对方的全/半双工模式， 此时可能出现一台设备工作于全双工模式，另一台设备工作于半双工模式，这种情况称为双工模式不匹配，其结果一般表现为连接正常，但通信速率很低。 1.以太网支持基于 PAUSE 帧的流量控制。PAUSE 帧可使远端站点暂时停止向本端发送数据。 2.例如，在设备 A 和设备 B 之间有全双工的连接，如果设备 A 发送数据帧的速率高于设备 B 处理数据帧的速率，则一段时间以后设备 B 的接收队列发生拥塞，则设备 B 会发给设备 A 一个 PAUSE 帧，要求设备 A 在一段时间内停止发送数据。 3.PAUSE 帧具有标准的以太网帧格式，类型字段的值标识出它是 PAUSE 帧。 4.MAC 控制参数字段包含 16 个比特，其含义为暂停发送数据帧的时长（单位是512比特时间），取值范围是00-00 至 FF-FF（十六进制）。 5.42 字节的保留字段用于填充 PAUSE 帧，以满足最短以太网帧长的要求。 如果一个以太网口的接收队列发生拥塞（入口缓冲区中的数据超过一定的阈值），该网口可向外发送拥塞信号，模拟线路的拥塞，从而使对端降低发送速率，达到避免拥塞丢包的效果。 半双工以太网端口使用反压技术进行流量控制，目前半双工以太网已很少使用。 * 以太网帧的组成字段： Preamble：前导符，7 字节长，每个字节的比特图案都用于发端和收端的定时同步。 SFD：帧首定界符，比特图案用于告知收端下一个字节是帧的开头。 DMAC：目的MAC地址，长度为 6 字节。 SMAC：源MAC地址，长度为 6 字节。 Length/Type: 长度/类型，长度为 2 字节，根据值的不同其含义不同： 如果 Length/Type 1500，则表示数据帧的类型（上层协议类型，例如0x0800表示三层数据是IP报文）。 如果 Length/Type = 1500，则表示数据帧中数据和填充字段的长度。 DATA：长度为46 ~ 1500字节， 如果Data字段的长度小于 46 字节，则需要填充内容以确保整个帧长至少为64字节。 FCS：Frame check sequence，帧校验序列，长度为 4 字节。 帧长范围为 64 ~ 1518 字节。 LLC（Logical Link Control）：由目的服务访问点DSAP（Destination Service Access Point）、源服务访问点SSAP（Source Service Access Point）和Control字段组成。 * 光 网 络 技 术 主讲人： 林 琪 通信技术专业 Technology of optical network 目录 CONTENTS 以太网端口技术和帧结构 以太网端口技术 以太网端口技术---传送模式 * 发送 接收 以太网双工模式包括： 半双工模式 全双工模式 全双工模式下，两个方向可同时全速发送数据，因此吞吐量增加一倍。 以太网端口技术---传送模式 * 主机 显示器 单工 工作站 工作站 全双工 工作站 工作站 半双工 数据方向 时刻1的数据方向 时刻2的数据方向 所有时刻的数据方向 以太网端口技术---共享设备Hub * 注意：HUB仅仅是物理上的连接设备 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层 物理层 物理层 HUB 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层 以太网端口技术---共享设备Hub * Hub的工作原理 1 2 3 4 5 IN OUT OUT OUT OUT 所有的HUB都是半双工的 以太网端口技术---共享以太网缺点 * 实际上网络中由HUB组建以太网实质是一种共享式以太网，存在共享式以太网的所有缺陷： 冲突严重； 广播泛滥； 无任何安全性。 以太网端口技术---交换式设备交换机 * 二层交换：交换式以太网常用设备——交换机 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层 物理层 物理层 二层交换机 应用层 表示层 会话层