第七篇以太网交换技术
第二十八章以太网交换技术原理
在局域网中，交换机是非常重要的网络设备，负责在主机之间快速转达数据帧。交换机与集线器的不同之处在于，交换机工作在数据链路层，能够根据数据帧中的mac地址进行转发
28.1 共享式与交换式以太网
1.共享式以太网
Hub与同轴电缆都是典型的共享式以太网所用的设备，工作在OSI模型的物理层。Hub与同轴电缆所连接的设备位于一个冲突域中，域中是设备共享宽带，设备间利用CSMA/CD机制来检测及避免冲突。
共享式以太网中，每个终端所使用的宽带大致相当于总线带宽、设备数量。缺点：
（1）终端主机会收到大量的不属于自己的报文，它需要对这些报文进行过滤，从而影响主机处理性能。
（2）两个主机之间的通讯数据会毫无保留地被第三方收到，造成一定的网络安全隐患。
2.交换式以太网
交换式以太网大大减小了冲突域的范围，增加了终端主机之间的宽带，过滤了一部分不需要转发的报文。
交换式以太网所使用的设备是网桥和二层交换机。
二层交换机与网桥的区别在于交换机比网桥的端口更多、转发能力更强、特性更加丰富。
二层交换机也采用CSMA/CD机制来检测以及避免冲突，但与Hub所不同的是，二层交换机各个端口会独立地进行冲突检测，发送和接收数据，互相不干扰。所以。二层交换机中各个端口属于不同的冲突域，端口之间不会竞争带宽的冲突发生。
由于二层交换机的端口处于不同的冲突域中，终端主机可以独占端口的带宽，所以交换式以太网的交换效率大大高于共享式以太网。
28.2MAC地址学习
为了转发报文，以太网交换机需要维护mac地址表。Mac地址表的表项中包含了与本交换机相连的终端主机的mac地址、本交换机连接主机的端口等信息。
交换机在mac地址学习时，需要遵循的原则：
一个mac地址只能被一个端口学习。
一个端口可学习多个mac地址。
如果一个主机从一个端口转移到另一个端口，交换机在新的端口学习到了此主机mac地址，则会删除原有的表项。
一个端口上可关联多个mac地址。比如端口连接到一个Hub，Hub连接多个主机，则此端口会关联多个mac地址。
28.3 数据帧的转发
Mac地址表学习完成后，交换机根据mac地址表项进行数据帧转发。在进行转发时，遵循以下规则：
对于已知单播数据帧，则从帧目的mac地址相对应的端口转发出去。
对于未知单播、组播帧、广播帧，则从除源端口外的其他端口转发出去。28.4 数据帧的过滤
为了杜绝不必要的帧转发，交换机对符合特定条件的帧进行过滤。无论是单播、组播、广播帧，如果帧目的mac地址在mac地址表中有表项存在，且表项所关联的端口与接收到的帧的端口相同时，则交换机对此帧进行过滤，即不转发此帧。
帧的过滤发生在一个端口学习到多个mac地址的情况下。
28.5 广播域
广播帧是指母的mac地址是全F的数据帧，它的目的是要让本地网络中所有设备都能收到。二层交换机需要把广播帧从除源端口之外的端口转发出去，所以二层交换机不能隔离广播。
广播域是指广播帧能到达的范围。三层交换机不会转发广播帧。
第二十九章配置vlan
29.1 vlan技术简介
vlan技术实现了在二层交换机进行广播域的划分，完美地解决了路由器划分广播域存在的困难。
Vlan技术可以把一个lan划分多个逻辑的lan--------vlan，每个vlan是一个广播域，不同的vlan间的设备不能直接互通，只能通过路由器等三层设备而互通。这样，广播数据帧被限制在一个vlan内。
Vlan的划分不受物理位置的限制。不在同一个物理位置范围的主机可以属于同一个vlan；一个vlan包含的用户可以连接在同一个交换机上，也可以跨越交换机，甚至可以跨越路由器。
Vlan技术的有点：
有效控制广播域范围：广播域被限制在一个vlan内，广播流量仅在vlan中传播，节省了带宽，提高了网络的处理能力。
增强局域网的安全性：不同vlan内的报文在传输时是互相隔离的。
灵活构建虚拟工作组：用vlan可以划分不同的用户到不同的工作组，同一个工作组的用户也不必局限于某一固定的物理范围，网络构建和维护更方便灵活。
增强网络的健壮性：当网络规模增大时，部分网络出现问题往往会影响整个网络，引入vlan之后，可以将一些网络故障限制在一个vlan之内。
目前，绝大多数的以太网交换机都能支持vlan，使用vlan构建局域网，组网方案灵活，配置管理简单，降低了管理维护的成本。同时，vlan可以减小广播域的范围，减少lan内的广播流量，是高效率、低成本的方案。
29.2 vlan类型
29.2.1基于端口的vlan划分
基于端口的vlan是最简单、最有效的vlan划分方法，它按照设备端口来定义vlan成员。将指定端口加入到指定vlan中之后，该端口就可以转发指定vlan 的数据帧了。
基于端口的vlan划分方法的优点是定义vlan成员非常简单，只要指定交换机的端口即可；但是如果vlan用户离开原来的接入端口，而连接到新的交换机端口，就必须重新指定新连接的端口所属的vlan ID。
29.2.2 基于mac地址的vlan划分
这种划分vlan的方法是根据每个主机的mac地址来划分的。交换机维护一张vlan映射表，这个vlan表记录mac地址和vlan的对应关系。
这种划分vlan的方法其最大优点就是当用户物理位置移动时，即从一个交换机换到其他的交换机时，vlan不用重新配置，所以可以认为这种根据mac地址的划分方法是基于用户的vlan。
这种方法的缺点是初始配置时，所有的用户的mac地址都需要收集，并逐个配置，如果用户很多，配置的工作量是很大的。此外这种划分的方法也导致了交换机执行效率的降低，因为在每一个交换机的端口都可能存在很多个vlan组的成员，这样就无法限制广播帧。
29.2.3 基于协议的vlan
基于协议的vlan是根据端口收到的报文所属的协议类型来给报文分配不同的vlan ID。可以来划分vlan的协议簇有IP、IPX。
交换机从端口接收的以太网帧后，会根据帧中所封装的协议类型来确定报文所属的vlan，然后将数据帧自动划分到指定的vlan中传输。实际当中的应用比较少
29.2.4 基于子网的vlan划分
基于IP子网的vlan是根据报文源IP地址及子网掩码作为依据来进行划分的。设备从端口接收到报文后，根据报文中源IP地址，找到与现有vlan的对应关系，然后自动划分到指定vlan中转发。此特性主要用于将指定网段或IP地址发出的数据在指定的vlan中传送。
这种vlan划分方法管理配置灵活，网络用户自由移动位置而不需要重新配置主机或交换机，而且可以按照传输协议进行子网划分，从而实现针对具体应用服务来组织网络用户。为了判断用户属性，必须检查每一个数据包的网络层地址，这将耗费交换机不少的资源；并且同一个端口可能存在多个vlan用户，这对广播的抑制效率有所下降。
基于端口的vlan划分是最普遍使用是方法之一，它也是目前所有交换机都支持的一种vlan划分方法。
29.3 vlan技术原理
以太网交换机根据mac地址表来转发数据帧。Mac地址表中包含了端口和端口所连接终端主机mac地址的映射关系。
共享式以太网 共享式以太网的典型代表是使用10Base2/10Base5的总线型网络和以集线器为核心的星型网络。在使用集线器的以太网中，集线器将很多以太网设备集中到一台中心设备上，这些设备都连接到集线器中的同一物理总线结构中。从本质上讲，以集线器为核心的以太网同原先的总线型以太网无根本区别。 集线器的工作原理： 集线器并不处理或检查其上的通信量，仅通过将一个端口接收的信号重复分发给其他端口来扩展物理介质。所有连接到集线器的设备共享同一介质，其结果是它们也共享同一冲突域、广播和带宽。因此集线器和它所连接的设备组成了一个单一的冲突域。如果一个节点发出一个广播信息，集线器会将这个广播传播给所有同它相连的节点，因此它也是一个单一的广播域。 集线器的工作特点： 集线器多用于小规模的以太网，由于集线器一般使用外接电源（有源），对其接收的信号有放大处理。在某些场合，集线器也被称为“多端口中继器”。 集线器同中继器一样都是工作在物理层的网络设备。 共享式以太网存在的弊端：由于所有的节点都接在同一冲突域中，不管一个帧从哪里来或到哪里去，所有的节点都能接受到这个帧。随着节点的增加，大量的冲突将导致网络性能急剧下降。而且集线器同时只能传输一个数据帧，这意味着集线器所有端口都要共享同一带宽。 交换式以太网 交换式结构： 在交换式以太网中，交换机根据收到的数据帧中的MAC地址决定数据帧应发向交换机的哪个端口。因为端口间的帧传输彼此屏蔽，因此节点就不担心自己发送的帧在通过交换机时是否会与其他节点发送的帧产生冲突。 为什么要用交换式网络替代共享式网络： ·减少冲突：交换机将冲突隔绝在每一个端口（每个端口都是一个冲突域），避免了冲突的扩散。 ·提升带宽：接入交换机的每个节点都可以使用全部的带宽，而不是各个节点共享带宽。 交换式以太网是以交换式集线器（switching hub）或交换机（switch）为中心构成，是一种星型拓扑结构的网络。简称为交换机为核心设备而建立起来的一种高速网络，这种网络在近几年运用的非常广泛。 交换式以太网技术的优点 交换式以太网不需要改变网络其它硬件，包括电缆和用户的网卡，仅需要用交换式交换机改变共享式HUB，节省用户网络升级的费用。 交换式以太网和共享式以太网区别
以太网技术在工业控制领域的应用及意义 随着计算机和网络技术的飞速发展，在企业网络不同层次间传送的数据信息己变得越来越复杂，工业网络在开放性、互连性、带宽等方面提出了更高的要求。现场总线技术适应了工业网络的发展趋势，用数字通信代替传统的模拟信号传输，大量地减少了仪表之间的连接电缆、接线端口等，降低了系统的硬件成本，被誉为自动化领域的计算机局域网。 现场总线的出现，对于实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用，但现场总线这类专用实时通信网络具有成本高、速度低和支持应用有限等缺陷，以及总线通信协议的多样性使得不同总线产品不能直接互连、互用和互可操作等，无法达到全开放的要求，因此现场总线在工业网络中的进一步发展受到了限制。 随着Internet技术的不断发展，以太网己成为事实上的工业标准，TCP/IP 的简单实用已为广大用户所接受，基于TCP/IP协议的以太网可以满足工业网络各个层次的需求。目前不仅在办公自动化领域，而且在各个企业的上层网络也都广泛使用以太网技术。由于它技术成熟，连接电缆和接口设备价格较低，带宽也在飞速增加，特别是快速Ethernet与交换式Ethernet的出现，使人们转向希望以物美价廉的以太网设备取代工业网络中相对昂贵的专用总线设备。 Ethernet通信机制 Ethernet是IEEE802. 3所支持的局域网标准，最早由Xerox开发，后经数字仪器公司、Intel公司和Xerox联合扩展，成为Ethernet标准。Ethernet采用星形或总线形结构，传输速率为10Mb/s，100 Mb/s，1000 Mb/s或是更高，传输介质可采用双绞线、光纤、同轴电缆等，网络机制从早期的共享式发展到目前盛行的交换式，工作方式从单工发展到全双工。 在OSI/ISO 7层协议中，Ethernet本身只定义了物理层和数据链路层，作为一个完整的通信系统，它需要高层协议的支持。自从APARNET将TCP/IP和Ethernet捆绑在一起之后，Ethernet便采用TCP/IP作为其高层协议，TCP用来保证传输的可靠性，IP则用来确定信息传递路线。 Ethernet的介质访问控制层协议采用CSMA/CD，其工作原理如下：某节点要
百度文库-让每个人平等地提升自我 10GBase-ER 5.5.1万兆以太网规范 5.5.1万兆以太网规范 从前面的介绍可以得出，就目前来说，万兆以太网标准和规范都比较繁多，在标准方面，有2002 年的IEEE ，2004 年的IEEE ，2006 年的IEEE、IEEE 和2007 年的IEEE ;在规范方面，总共有10多个（是一比较庞大的家族，比千兆以太网的9个又多了许多）。在这 10多个规范中，可以分为三类：一是基于光纤的局域网万兆以太网规范，二是基于双绞线 （或铜线）的局域网万兆以太网规范，三是基于光纤的广域网万兆以太网规范。下面分别予 以介绍。 1 ?基于光纤的局域网万兆以太网规范 就目前来说，用于局域网的基于光纤的万兆以太网规范有：10GBase-SR、10GBase-LR、10GBase-LRM、10GBase-ER、10GBase-ZR 和10GBase-LX4 这六个规范。 10GBase-SR 10GBase-SR中的"SR"代表”短距离”（short range）的意思，该规范支持编码方式为 64B/66B的短波（波长为850nm）多模光纤（MMF ），有效传输距离为2?300m，要支持300m 传输需要采用经过优化的50艸线径0M3 （Optimized Multimode 3，优化的多模3）光纤（没有优化的线径50 ^m光纤称为OM2光纤，而线径为叩的光纤称为OM1光纤）。 10GBase-SR具有最低成本、最低电源消耗和最小的光纤模块等优势。 10GBase-LR 10GBase-LR中的"LR"代表"长距离”（Long Range）的意思，该规范支持编码方式为 64B/66B的长波（1310nm）单模光纤（SMF），有效传输距离为2m到10km，事实上最高可达到25km。 10GBase-LR的光纤模块比下面将要介绍的10GBase-LX4光纤模块更便宜。 10GBase-LRM 10GBase-LRM中的"LRM"代表"长度延伸多点模式"（Long Reach Multimode ），对应的标准为2006年发布的IEEE。在1990年以前安装的FDDI ?m多模光纤的FDDI网络和100Base-FX网络中的有效传输距离为220m，而在OM3光纤中可达260m,在连接长度方面，不如以前的10GBase-LX4规范，但是它的光纤模块比10GBase-LX4规范光纤模块具有更低的成本和更低的电源消耗。
以太网的技术 1以太网的发展 以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，组建于七十年代早期。Ethernet(以太网）是一种传输速率为10Mbps的常用局域网（LAN）标准。在以太网中，所有计算机被连接一条同轴电缆上，采用具有冲突检测的载波感应多处访问（CSMA/CD）方法，采用竞争机制和总线拓朴结构。基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机构成。在星型或总线型配置结构中，集线器/交换机/网桥通过电缆使得计算机、打印机和工作站彼此之间相互连接。由于其简单、成本低、可扩展性强、与IP网能够很好地结合等特点，以太网技术的应用正从企业内部网络向公用电信网领域迈进。以太网接入是指将以太网技术与综合布线相结合，作为公用电信网的接入网，直接向用户提供基于IP的多种业务的传送通道。以太网技术的实质是一种二层的媒质访问控制技术，可以在五类线上传送，也可以与其它接入媒质相结合，形成多种宽带接入技术。以太网与电话铜缆上的VDSL相结合，形成EoVDSL技术；与无源光网络相结合，产生EPON 技术；在无线环境中，发展为WLAN技术。 以太网技术作为数据链路层的一种简单、高效的技术，以其为核心，与其它物理层技术相结合，形成以太网技术接入体系。EoVDSL方式结合了以太网技术和VDSL技术的特点，与ADSL和（五类线上的）以太网技术相比，具有一定的潜在优势。WLAN技术的应用不断推广，EPON技术的研究开发正取得积极进展。随着上述“可运营、可管理”相关关键技术问题的逐步解决，以太网技术接入体系将在宽带接入领域得到更加广泛的应用。 同时，以太网技术的应用正在向城域网领域扩展。IEEE802．17RPR技术在保持以太网原有优点的基础上，引入或增强了自愈保护、优先级和公平算法、OAM等功能，是以太网技术的重要创新。对以太网传送的支持，成为新一代SDH设备（MSTP）的主要特征。10G以太网技术的迅速发展，推动了以太网技术在城域网范围内的广泛应用，WAN接口（10Gbase－W）的引入为其向骨干网领域扩展提供了可能。 随着网络的发展，传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度需求。在1993年10月以前，对于要求10Mbps以上数据流量的LAN应用，只有光纤分布式数据接口（FDDI）可供选择，但它是一种价格非常昂贵的、基于100Mbps光缆的LAN。1993年10月，Grand Junction公司推出了世界上第一台快速以太网集线器Fastch10/100和网络接口卡FastNIC100，快速以太网技术正式得以应用。随后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相继推出自己的快速以太网装置。与此同时，IEEE802工程组亦对100Mbps以太网的各种标准，如100BASE－TX、100BASE－T4、MⅡ、中继器、全双工等标准进行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE－T快速以太网标准（Fast Ethernet），就这样开始了快速以太网的时代。 快速以太网与原来在100Mbps带宽下工作的FDDI相比它具有许多的优点，最主要体现在快速以太网技术可以有效的保障用户在布线基础实施上的投资，它支持3、4、5类双
工业以太网的特色技术及其应用选择 发布时间：2007-05-15 浏览次数：105 | 我要说几句 | ?? 用户解决方案2012优秀论文合订本 ?? NIDays2012产品演示资料套件 ?? 《提高测量精度的七大技巧》资源包 ?? LabVIEW 2012评估版软件 关键词：工业以太网实时特色技术 编者按：工业以太网成为自动化领域业界的技术热点已有时日，其技术本身尚在发展之中，还没有走向成熟，还存在许多有待解决的问题。究竟什么是工业以太网，它有哪些特色技术，如何应用与选择适合自己需求的工业以太网技术与产品，依然是今天人们所关心的问题。 一什么是工业以太网 工业以太网技术，是以太网或者说是互联网系列技术延伸到工业应用环境的产物。前者源于后者又不同于后者。以太网技术原本不是为工业应用环境准备的。经过对工业应用环境适应性的改造，通信实时性改进，并添加了一些控制应用功能后，形成了工业以太网的技术主体。因此，工业以太网是一系列技术的综称。 二工业以太网涉及企业网络的各个层次
企业网络系统按其功能划分，一般称为以下三个层次：企业资源规划层(Enterprise Resource Plan NI ng, ERP)、制造执行层(Manufacturing Excurtion System, MES)和现场控制层(Field Control System，FCS)。通过各层之间的网络连接与信息交换，构成完整的企业信息系统。( 见图1) 图中的ERP与MES功能层属于采用以太网技术构成信息网络。这个层次的工业以太网，其核心技术依然是信息网络中原本的以太网以及互联网系列技术。工业以太网在该层次的特色技术是对其实行的工业环境适应性改造。而现场控制层FCS中，基于普通以太网技术的控制网络、实时以太网则属于该层次中工业以太网的特色技术范畴。可以把工业以太网在该层的特色技术看作是一种现场总线技术。除了工业环境适应性改造的内容之外，通信实时性、时间发布与同步、控制应用的功能与规范，则成为工业以太网在该层次的技术核心。
万兆以太网标准 关于万兆以太网标准 万兆以太网物理层规格 在IEEE 802.3ae中定义了万兆以太网物理层规格（PHY）和支持光模块，如下图所示（左）。在以太网标准中，光模块被正式定义为一种物理媒体依赖接口（PMD）。右图显示了PMD、PHY和MAC（媒体访问控制）在交换路由器板卡上的逻辑设计。万兆以太网MAC（右图）在服务接口（向PHY）以 10Gb/s的速率运行，在MAC PHY层之间适应速率，通过调试Inter-Packet Gaps （IPG）以适应LAN PHY和WAN PHY的略有不懂的数据速率。速率适应机制在IEEE 802.3ae中叫做Open Loop Control。 Stack Diagram of 10GE PHYS & PMDs Typical Switch Card Layout 万兆以太网物理层规格（PHY）为： 连续LAN PHY 连续物理层由64b/66b多媒体数字信号编解码器（译码/解码)配置和serializer/deserializer (SerDes)组成。64b/66b多媒体数字信号编解码器配置是执行包描绘的块状编码配置。SerDes为连续光模块或PMD，在传送器上将16- bit并行数据路径（每个644 Mb/s）排序到一个10.3Gb/s的连续数据流，并将一个10.3Gb/s的连续数据流去序列化到16-bit并行数据路径（每个 644Mb/s）。 连续WAN PHY 连续WAN PHY由WAN接口子层（WIS）、64b/66b多媒体数据信号编解码器配置（与上文描述一样）、和SerDes组成，SerDes也与上文描述一样，除了连续数据流的速度为9.95Gb/s（OC-192），每个16-bit并行数据路径为622Mb/s。WIS为SONET framing和X7+ X6 + 1 scrambling专门设计。与SONET OC-192
千兆以太网技术与应用 1. 简介 于1998年6月通过的IEEE 802.3z千兆比以太网标准描述了用于一个通用链路编码且可进行1000Mb/s 传输的3个物理层接口(1000BASE-SX、1000BASE-LX和1000BASE-CX)。1000BASE-SX、 1000BASE-LX接口采用光纤作为介质时，最远传输距离可达5000米，因而可应用于建筑物内或校园主干网络。 1000BASE-CX接口计划用于限制在25米内的计算机房内的连接。 IEEE 802.3ab千兆比以太网标准于1999年6月通过认证，它描述了用于不同线路编码的附加物理层接口(1000BASE-T)。 1000BASE-T接口通过5类非屏蔽双绞线(UTP)介质传输的最远距离可达100米，并主要应用于面向桌面的网络连接。 在1999年3月，一个IEEE 802.3研究小组正式成立，主要致力于发展通过光纤介质传输万兆比以太网的标准。 2. 铜缆布线系统 事实上，所有采用结构化综合布线系统的建筑物都有双绞线铜缆水平子系统，用于连接每一层的通讯配线间和墙上的信息出口。而这些布线系统的安装大部分都采用5类产品，所以1000BASE-T是设计应用于5类布线系统的。 1000BASE-T采用一根电缆中的所有4对线来传输，每对线的有效传输速率为250Mb/s，以此完成全双工传输。为了应用于5类带宽的布线系统，1000BASE-T 采用5级编码传输，而接收器采用数字信号处理(DSP)技术以减少来自布线系统中反射和近端串音干扰(NEXT)的影响。 应用于1000BASE-T的布线系统要求包括原5类系统未描述的附加的传输性能，如ELFEXT(等电平远端串扰)和回路损耗。这可由经强力推荐的最新专业测试仪测试、认可，多数已安装的5类布线系统能够支持1000BASE-T来证实。 ---https://www.doczj.com/doc/3315596426.html,(学电脑) 1000BASE-T布线系统的规范将反馈到随ANSI/TIA/EIA的发展而形成的新的规程中。“4对100欧姆5类布线系统的附加传输性能参数”有望于今年年底由TSB-95颁布。 ANSI/TIA/EIA还发布了一篇说明“4对100欧姆增强型5类布线系统的传输性能参数”的草案，现在已是第12稿，预计作为ANSI/TIA/EIA568A标准的附录5在今年年底颁布。该草案同TSB-95的描述类似，但回路损耗和NEXT性能指标好2dB~3dB。 ANSI建议新的布线安装至少应满足增强型5类布线性能要求。
以太网在传输网络中的应用 摘要：随着以太网的发展，带宽从最初的2Mbps增长到目前的10Mbp，已经增长了千倍以上，对现有的SDH 网络要求越来越高，如何满足用户带宽和网络稳定性要求成为当务之急。本文阐述了基于SDH的以太网业务的传送方式、传送功能和组网方式，并且举例说明了各种组网方式。针对我公司发展现状，结合实际工作，分析了以太网业务对我们在激烈的电信市场竞争中的重要性。 关键词：以太网业务 SDH VCTRUNK 近年来，通信网络技术因与以因特网为代表的计算机网络技术相结合而飞速发展，随着因特网的发展，电子商务、视频点播、网络生活等的需求不断地增长，使得全球范围内的数据业务量迅猛增长，互联网的用户数呈现指数增长的规律，对带宽的需求永无止境。与此同时，作为基础传送网的SDH，其关键技术也在不断进步，新的SDH设备具有高集成度、对ADM 集成和灵活的业务调度能力、多业务传送能力、智能化管理的特点，它采用灵活可变的带宽来适应以太网业务的实际传送。SDH将在业务汇聚层起到协议透明传输和带宽管理的作用，很好地发挥现有网络的功能，配置和控制带宽，动态地从包交换和TDM业务中直接分配带宽，提供逐渐增长的数据带宽。 一、基于SDH的以太网业务传送 1．基于SDH的以太网业务传送方式 传统的SDH传送网络主要针对语音业务，缺乏面对指数型增长的带宽需求和以IP数据为主流的网络所需的扩展性和灵活性。同时，在可预见的未来，面向TDM业务的SDH传输体制将继续存在。但数据业务的增长使得业务提供商和运营商们正在寻求一种方案，从现有的静态TDM复用时代过渡到动态IP业务网时代。 基于下一代SDH的多业务传输平台灵活可变的带宽来适应以太网业务实际传送带宽变化范围大的需求通常采用的方式有两种：一种是采用ML-PPP，灵活捆绑多个VC-12/VC-3通道传送以太网帧；另一种方式是采用多个VC-12/VC-3、VC-4级联或虚级联通道来传送。因为虚级联可以兼容传统的SDH网络，从而得到广泛的应用。 2．基于SDH的以太网业务传送功能 1.1透明传输功能 以太网业务透明传送功能是指将来自以太网接口的信号不经过以太网交换，直接映射到SDH的虚荣器（VC）中，然后通过SDH设备进行点到点的传送。 基于SDH的具备以太网业务透明传送功能的业务传送设备必须具备以下功能： ⑴链路带宽可配置。 ⑵接收的正常数据帧必须能完整的映射到虚容器中，应保证以太网业务的透明性，包括以太网MAC帧、VLAN标记等的透明传送。 ⑶以太网数据帧的封装应采用PPP协议或者LAPS协议和GFP协议。 ⑷数据帧可以采用ML-PPP协议封装或采用VC通道的连续级联或虚级联映射来保证数据帧在传输过程中的完整性。
万兆以太网技术
目录 1.基于光纤的局域网万兆以太网规范 (1) 2.基于双绞线（或铜线）的局域网万兆以太网规范 (2) 3.基于光纤的广域网万兆以太网规范 (3) 4.万兆以太网物理层规格 (4) 4.1万兆以太网物理层规格（PHY） (4) 4.2相关物理介质层（PMD） (7)
万兆以太网技术 万兆以太网标准和规范都比较繁多，在标准方面，有2002年的IEEE 802.3ae，2004年的IEEE 802.3ak，2006年的IEEE 802.3an、IEEE 802.3aq和2007年的IEEE 802.3ap。在规范方面，总共有10多个，总共可以分为三类：一是基于光纤的局域网万兆以太网规范，二是基于双绞线（或铜线）的局域网万兆以太网规范，三是基于光纤的广域网万兆以太网规范。下面分别予以介绍。 1. 基于光纤的局域网万兆以太网规范 目前，基于光纤的万兆以太网规范有：10GBase-SR、10GBase-LR、10GBase-LRM、10GBase-ER、10GBase-ZR和10GBase-LX4这六个规范。 （1）10GBase-SR 10GBase-SR中的“SR”代表“短距离”（short range）的意思，该规范支持编码方式为64B/66B 的短波（波长为850nm）多模光纤（MMF），有效传输距离为2～300m，要支持300m传输需要采用经过优化的50μm线径OM3（Optimized Multimode 3，优化的多模3）光纤（没有优化的线径50μm光纤称为OM2光纤，而线径为62.5μm的光纤称为OM1光纤）。 10GBase-SR具有最低成本、最低电源消耗和最小的光纤模块等优势。 （2）10GBase-LR 10GBase-LR中的“LR”代表“长距离”（Long Range）的意思，该规范支持编码方式为64B/66B 的长波（1310nm）单模光纤（SMF），有效传输距离为2m到10km，事实上最高可达到25km。 10GBase-LR的光纤模块比下面将要介绍的10GBase-LX4光纤模块更便宜。 （3）10GBase-LRM 10GBase-LRM中的“LRM”代表“长度延伸多点模式”（Long Reach Multimode），对应的标准为2006年发布的IEEE 802.3aq。在1990年以前安装的FDDI 62.5μm多模光纤的FDDI网络和100Base-FX网络中的有效传输距离为220m，而在OM3光纤中可达260m，在连接长度方面，不如以前的10GBase-LX4规范，但是它的光纤模块比10GBase-LX4规范光纤模块具有更低的成本和更低的电源消耗。 （4）10GBase-ER 10GBase-ER中的“ER”代表“超长距离”（Extended Range）的意思，该规范支持超长波（1550nm）单模光纤（SMF），有效传输距离为2m到40km。 （5）10GBase-ZR 几个厂商提出了传输距离可达到80km超长距离的模块接口，这就是10GBase-ZR规范。它使用的也是超长波（1550nm）单模光纤（SMF）。但80km的物理层不在EEE 802.3ae标准之内，是厂商自己在OC-192/STM-64 SDH/SONET规范中的描述，也不会被IEEE 802.3工作组接受。 （6）10GBase-LX4 10GBase-LX4采用波分复用技术，通过使用4路波长统一为1300 nm，工作在3.125Gb/s的分离光源来实现10Gb/s传输。该规范在多模光纤中的有效传输距离为2～300m，在单模光纤下
《网络技术与应用》第一次作业：（本次作业包括教学大纲的1-2 章） 一、填空题 1. 从逻辑上看，计算机网络是由通信子网和终端系统组成。 2. 通信协议的三要素是语法、语义和同步。 3. 按照网络作用范围，计算机网络分为局域网、城域网、广域网、区域个人 网和因特网。 4. 在OSI 参考模型中，传输的基本单位是帧的层次是数据链路层，该模型的 最高层是应用层。 二、单项选择题 1. 在OSI 参考模型中，自下而上第一个提供端到端服务的层次是（ C ）。 （A ）数据链路层（B）网络层（C）传输层（D）应用层 2. 若网络形状是由站点和连接站点的链路组成的一个闭合环，则称这种拓扑结构为（ C ）。（A ）星形拓扑（B ）总线拓扑（C）环形拓扑（D）树形拓扑 3. 在OSI 参考模型中，物理层的主要功能是（ B ）。 （A ）数据链路的访问控制和管理（B ）透明地传输比特流 （C ）在物理实体间传送数据帧（D ）发送和接收用户数据报文 4. 下面关于计算机网络的体系结构和协议的叙述，不正确的是（ B ）。 （A ）计算机网络体系结构是计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义 （B ）TCP/IP 体系结构中的应用层对应于OSI 体系结构中的表示层和应用层
（C ）网络协议是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准和约定 （D ）网络协议是“水平”的概念 5. 下列选项中，不属于网络体系结构中所描述的内容是（ A ）。 （A ）协议内部实现细节（B ）网络层次（C）每一层使用协议（D ）每层须完成的功能 三、综合题 1. 什么是网络协议？由哪几个基本要素组成？ 答：协议是指通信双方必须遵循的、控制信息交换的规则的集合，是一套语义和语法规则， 用来规定有关功能部件在通信过程中的操作，它定义了数据发送和接收工作中必经的过程。 协议规定了网络中使用的格式、定时方式、顺序和检错。 一般说，一个网络协议主要由语法、语义和同步三个要素组成。语义：协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释。语法：指数据与控制信息的结构或格式。同步：规定了事件 的执行顺序。
万兆以太网技术发展及应用摘要：随着互联网技术的更新与发展，万兆以太网（10GBase-T）技术将在不久的将来成为网络应用的主流，本文综合阐述了10GBase-T技术、市场及应用。应用10GBase-T铜缆布线解决方案构建高性能网络核心成为行业发展趋势。 关键字：万兆以太网802.3ae10GE标准10GBase-T铜缆布线线性传输性能 一以太网技术的发展 以太网（Ethernet）技术由施乐公司(Xerox)于1973年提出并实现，它采用“载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)”的共享访问方案,将多个工作站都连接在一条总线上，所有的工作站都不断向总线发出监听信号。但在同一时刻，只能有一个工作站在总线上传输，其它工作站必须等待传输结束后，再开始自己的传输。由于以太网技术具有共享性、开放性、加上设计技术上的一些优势(如结构简单、算法简洁、良好的兼容性和平滑升级)以及关键的传输速率的大幅提升，它不但在局域网领域站稳了脚跟，而且在城域网甚至广域网范围内都得到了进一步的应用。 最早的以太网传输速率为10Mbps。采用CSMA/CD介质访问控制方式的局域网技术，由Xerox公司于1975年研制成功。而在1979年7月至1982年间，当时的DEC、Intel和Xerox三家公司共同制定了以太网的技术规范DIX。在这个技术规范的基础上，形成了IEEE802.3以太网标准，并在1989年正式成为一种以太网技术的国际标准。在20多年中，以太网
技术经历了不断发展，成为迄今最广泛应用的局域网技术。 千兆以太网技术作为一种高速以太网技术，给用户带来了提高核心网络的有效解决方案。它继承了传统以太网技术价格便宜的特点，采用与10M 以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统。由于这项技术可以不用改变传统以太网的桌面应用和操作系统，因此可与10M或100M的以太网很好地配合工作。在升级到千兆以太网时，不必改变网络应用程序、网管部件和网络操作系统，能够最大程度地保护用户投资，所以这项技术的市场前景十分被用户看好。 再发展就进入到以太网的万兆时代。万兆以太网使用IEEE 802.3以太网介质接入控制（MAC）协议、IEEE 802.3以太网帧格式和IEEE 802.3帧格式，不需要修改以太网介质接入控制（MAC）协议或分组格式。所以，能够支持所有网络的上层服务，包括在OSI七层模型的第二/三层或更高层次上运行的智能网络服务，具有高可用性、多协议标记交换（MPLS）、含IP语音（VoIP）在内的服务质量（QoS）、安全与策略实施、服务器负载均衡（SLB）和Web高速缓存等特点。 二10GBase-T万兆以太网技术 万兆以太网技术（10GBase-T）始于2002年6月802.3ae10GE标准的正式发布。在物理层，802.3ae大致分为两种类型，一种为与传统以太网连接速率为10Gbps的“LANPHY”，另一种为连接SDH/SONET速率为9.58464Gbps的“WANPHY”；WANPHY与SONETOC-192帧结构的融合，可以与OC-192电路和SONET/SDH设备一起运行，保护了传统基础设施投资，使运营商能够在不同地区中通过城域网提供端到端以太网。
2.3 交换式以太网实验 2.3.1 实验目的 一是验证交换式以太网的连通性，证明连接在交换式以太网上的任何两个分配了相同网络号、不同主机号的IP地址的终端之间能够实现IP分组传输过程。而是验证转发表建立过程。三是验证交换机MAC帧转发过程，重点验证交换机过滤MAC帧的功能，即如果交换机接收MAC帧的端口与该MAC帧匹配的转发项中的转发端口相同，交换机丢弃该MAC帧。四是验证转发项与交换式以太网拓扑结构一致性的重要性。 2.3.2 实验原理 通过各个终端之间相互交换IP分组，在三个交换机中建立四个终端对应的转发项。清楚交换机S1中的转发表内容，启动终端A至终端B的MAC帧传输过程，由于交换机S1广播该MAC帧，使得交换机S2连接交换机S1的端口接收到该MAC帧。由于交换机S2中与该MAC帧匹配的转发项中的转发端口就是交换机S2连接交换机S1的端口，交换机S2将丢弃该MAC帧。 在三个交换机的转发表中均存在四个终端对应的转发项的前提下，终端A端口与交换机S1的连接，并重新连接到交换机S3中。在终端A发送的MAC帧到达交换机S2前，交换机S2的转发表中仍然保留用于指明终端A的MAC地址，与交换机S2连接交换机S1的端口之间关联的转发项，这种情况下，如果启动终端B至终端A的MAC帧传输过程，交换机S1由于监测到原来连接终端A的端口处于关闭状态，将以该端口为转发端口的转发项变为无效转发项，交换机S1将广播该MAC帧。交换机S1通过连接交换机S2的端口输出的MAC 帧到达交换机S2。由于交换机2中与该MAC帧匹配的转发项的转发端口与接收该MAC帧的端口相同，交换机S2将丢弃该MAC帧。同样，对于交换机S3，在终端A发送的MAC帧到达交换机S3前，交换机S3的转发表中仍然保留用于指明终端A的MAC地址与交换机S3连接交换机S2的端口之间关联的转发项。如果启动终端C至终端A的MAC帧传输过程，交换机S3将通过连接交换机S2的端口输出该MAC帧。 解决上述问题的方法有两种：一是终端A广播一帧MAC帧，即发送一帧以终端A的MAC地址为源地址，以广播地址为目的地址的MAC帧；二是等到所有交换机的转发表中与终端A的MAC地址匹配的转发项过时。 2.3.3 实验步骤 （1）启动Packet Tracer，在逻辑工作区中按照图2.15所示网络结构放置和连接设备，需要强调的是，用于互连交换机的连线是交叉线，用于互连交换机和终端的连接线是直通线。按照图2.15所示的终端配置信息完成各个终端的IP地址和子网掩码设置。图2.16所示的是PC0以太网接口的配置界面，PC0的MAC地址为0001.C77E.C3E2。完成设备放置和连接后的逻辑工作区界面如图2.17所示。通过简单报文工具完成各个终端之间的ICMP报文交换后，各个交换机的转发表内容如图2.17所示。 （2）断开PC0与交换机Switch1之间的连接，并将PC0重新连接到交换机Switch3上，通过简单报文工具启动PC1至PC0的MAC帧传输过程，由于交换机Switch1连接终端A的端口处于关闭状态，以该端口为转发端口的转发项变为无效转发项，这种情况下，如果启动PC1至PC0的MAC帧传输过程，交换机Switch1将广播该MAC帧。当交换机Wwitch2接收到该MAC帧，发现与该MAC帧匹配的转发项的转发端口与接收该MAC帧的端口相同，交换机Switch2将丢弃该MAC帧。如图2.18所示，交换机Switch2转发表中与PC0的MAC地址0001.C77E.C3E2匹配的转发项的转发端口是FastEthernet0/1，该端口是交换机Switch2连接交换机Switch1的端口，也是接收PC1发送给PC0的MAC帧的端口。 （3）在PC0发送MAC帧钱，交换机Switch3转发表中与PC0的MAC地址0001.C77E.C3E2
‘农业网络信息》２００７年第１１期一蝽与电子商务／政务 万兆以太网技术 王树广 山东理工大学网络中心，山东淄博２５５０４９） 摘要：奉文舟绍了当前阿摧电最新技术一万兆旺太厨。文章详细说明了万兆以太两标准ｌＥＥＥ８０２３鹏的主要内客、万兆以太网的应用以；阿时也介绍７万兆以太网的铜癌标准。 美键词：以太网；万晃以太网；局域网；广蛾网；物理层 中圈分类号：ＴＰ３９９文献标识码：Ｂ文章编码：１６７２－６２５１１２００７｝１１—００９８—０３ １０ＧＥ山ｅｒｎ“ ＷＡＮＧｓｈｕ—ｇＩｌ蛳ｇ （ｓｌ画一ｇｕ血哪酊０ｆ‰ｈ叫。盯，ｚｉｂ０２５５０４９，ｃｈｉＭ） ＾ｂ咖ｃｌ：１１ｌｉＢ删ｃｌｅｉｍｒｏｄｕ哪岫ｌ岫ｌｎ咖Ⅲｋｔｅｃ洲唧一１０ｃｍ唧ｅＬ‰枷ｄｅ慨ｐｌａｉ哪‰ｍ且ｉｎ删删０ｆｌＥＥＥ８０２３胛，ｔｌｌｅａｐ一；ｃ出∞０ｆ１０ＧＥｌｈｅｍ吐ｈｄ豳吐‰ｏｏｐｐ肝ｃ出ｅｓ诅ｎｄ埘面丑ｌ吕ｏｉ曲甜ｕ∞也 Ｅ时ｗｏＩｄｓ：Ｅ山唧Ｈ；１０ＧＥ血唧一；Ｌ衄ｄⅢ札ｎ咖ｏｒｋ；Ｗｉｄｅ删ｎｎ珊Ｉｋ；Ｐｌｌ撺ｉ脚ｈｙ盯 １ＩＥＥＥ８０２．３∞标准的诞生 ２００２年６月１２日．ＩＥＥＥＥ终于批准了１０ｃ以太网的标准８０２．３ａｅ一万兆位，秒的媒体接人控制参数、 物理层和管理参数。８０２．３ａｅ的批准进一步确定了以太网在未来局域网的霸主地位。也使得以太网未来在城域网、广域网中将占有重要的一席之地。自１９７３年施乐公司开发出以太网．以太网从粗缆的１０Ｂ船ｅ５到细缆的１０ＢａＢｅ２．再到双绞线１０Ｂ鹳ｅ—Ｔ．又到五类线的１００Ｂ衄ｅ—１ｘ。随后又出现了现在还未来得及大面积使用的千兆以太网１０００ＢａＢｅ＿Ｓｘ、１００Ｂａ８ｅ—ｕ、１０００Ｂａ∞一Ｔ。以太网在过去的３０年中击败了ＴｏｋｅｎＲｉＩｌｇ和ＦＤＤＩ．成为局域冈的首选。万兆网的出现叉开创了以太网的新纪元。ＩＥＥＥ８０２３．耻是由３Ｃ哪、ＣｉＢｃｏ、Ｅｘ骶Ⅱ坨、Ｉｎｔｅｌ、Ｎｏｎｅｌ、ｓｌｌｎ等组成的１０ｃＥＡ（万兆以太网联盟）创立的。我国的中兴、华为等公司也是１０ＧＥＡ的戚员，这对我国高速局域网的发展起了重要的作用。 ２ＩＥＥＥ８０２．３ａｅ标准的主要内容 ２．１万兆以太网的主要技术特点 保留８０２．３以太网的帧格式；保留８０２．３以太网的最大帧长和最小帧长；使用光纤作为传输媒体（丽不使用铜线）；只使用全双工工作方式，彻底改变了传统以太网的半双工的广播工作方式；使用点对点链路，支持星形结构的局域网；数据率非常高，不直接和端用户相连；创造了新的光物理媒体相关（ＰＭＤ）子层。 ２．２万兆以太网的模型 万兆以太网属于以太网，但它是一种只适用于全双工模式并且只能使用光纤的技术．所以它不需要带有冲突检测的载波侦听多路访问协议（ｃｓＭＡ／ｃＤ）。除此之外，万兆以太网与原来的噬太网模型完全相同。其模型如图１。在以太网中．ＰＨＹ表示以太网的物理层设备。它对应于ＯｓＩ模型的第一层。ＰＨＹ通过连接介质（光纤或铜线）与ＭＡＣ层相连，而ＭＡＣ层对应的是ＯｓＩ模型中的第二层。在万兆以太网的体系结构中。ＰＨＹ（第一层）进一步划分为物理介质相关层（ＰＭＤ）和物理编码子层（ＰＣＳ）。万兆以太网有两种不同的物理层：局域网物理层和广域网物理层．这两种物理层的数据率并不一样。局域网物理层使用简单的编码机制传送数据。而广域网物理层则需要增加一个ｓ０Ｎ明ｙｓＤＨ组帧子层（ｗＩｓ层），以便利用ｓＯＮＥ鹏ＤＨ作为第一层来传送数据。 ＰＭＤ（Ｐｈｙ８ｉｃａｌＭｅｄｉｕｍＤｅｐｅｎｄｅｎｔ）子层：ＰＭＤ子层的功能是支持在ＰＭＡ子层和介质之间交换串行化的符号代码位，ＰＭＤ子层将这些电信号转换成适合于在某种特定介质上传输的形式。ＰＭＤ是物理层的最低子 杖稿日期：２００７埘埘 作者筒舟：王树广（１９６８一），男，工程师，研究方向卅算机罔络和信息系统。 一９８—
万兆以太网标准的核心内容 以太网从诞生到现在已经有25年的历史，由于它成本低、可靠性高、安装和维护相对简单，因此大受人们欢迎。今天，以太网几乎承担了Internet上所有的通信任务。 随着技术的发展和网络速度的提高，万兆（10G）以太网技术开始列入业界的议事日程。拟议中的万兆以太网标准与早期的以太网标准之间存在巨大差别，特别是万兆以太网只用光纤，并且只在全双工模式下运行。这就是说，万兆以太网将不再使用冲撞检测协议。 万兆以太网不会使现有的网络基础设施投资变成明日黄花。它依旧是以太网标准，现有的各种以太网标准可以很方便地移植到未来的新标准中。万兆标准开发特别工作组正在努力使万兆以太网能够与其他网络技术实现互通。此外，该工作组还在向新标准添加一些特别的技术，使以太网数据包能够在SONET中顺利通行。 万兆以太网标准计划在2002年中期开始采用。由于在当前的网络通信中，分组交换数据量已经超过语音通信量，占据了主导地位，因此，业界希望新的万兆以太网标准能够将原来主要用于语音通信的网络和数据网络融合为一体。 本期“万兆以太网主题报道”全面介绍万兆以太网标准的制订情况、标准核心内容、市场应用等，为读者全面展示网络发展的核心方向和它的市场前景，包括以下几篇文章： 万兆以太网标准的核心内容D10 标准制订流程D11 万兆以太网市场蓄势待发D12 10G技术的更高应用D12 10G遭遇障碍D13 以太网发展小史D13 在国际标准组织开放式系统互联（OSI）参考模型下，以太网是第二层协议。万兆以太网使用IEEE 802.3以太网介质访问控制协议
（MAC）、IEEE 802.3以太网帧格式以及IEEE 802.3最小和最大帧尺寸。 正如1000Base-X和1000Base-T（千兆以太网）都属于以太网一样，从速度和连接距离上来说，万兆以太网是以太网技术自然发展中的一个阶段。但是，因为它是一种只适用于全双工模式，并且只能使用光纤的技术，所以它不需要带有冲突检测的载波侦听多路访问协议（CSMA/CD）。除此之外，万兆以太网与原来的以太网模型完全相同。 在以太网中，PHY表示以太网的物理层设备，它对应于OSI模型的第一层。PHY通过连接介质（光纤或铜线）与MAC层相连，而MAC 层对应的是OSI模型中的第二层。在以太网的体系结构中，PHY（第一层）进一步划分为物理介质层（PMD）和物理编码子层（PCS）。例如，光纤收发机属于PMD，PCS由编码器和一个并串转换器或复用功能组成。 802．3ae规范定义了两种PHY类型：局域网PHY和广域网PHY。广域网PHY在局域网PHY功能的基础上增加了一个扩展特性集。这些PHY惟一的区别在PCS上。同时，PMD也有多种类型（请参见图1）。 芯片接口（XAUI） 在万兆以太网特别工作组的诸多创新中，有一个被称做XAUI（读作“Zowie”）的接口。其中的“AUI”部分指的是以太网连接单元接口（Ethernet Attachment Unit Interface）。“X”代表罗马数字10，它意味着每秒万兆(10Gbps)。XAUI被设计成一个接口扩展器，它扩展的接口就是XGMII（与介质无关的万兆接口）。XGMII是一个74位信号宽度的接口（发送与接收用的数据路径各占32位），可用于把以太网MAC层与物理层（PHY）相连。在大多数典型的以太网MAC和PHY相连的、芯片对芯片的应用中，XAUI可用来代替或者扩展XGMII。 XAUI是一种从1000Base-X万兆以太网的物理层直接发展而来的低针数、自发时钟串行总线。XAUI接口的速度为1000Base-X 的2.5倍。通过调整4根串行线，这种4bit的XAUI接口可以支持万兆以太网10倍于千兆以太网的数据吞吐量。
实训3交换式以太网 在计算机网络新应用技术发展过程中，局域网技术一直是最为活跃的领域之一。局域网技术已经在企业、机关、学校乃至家庭中得到了广泛的应用。本次实训利用多台计算机和交换机构建一个小型的交换式以太网。 【实训内容】 ◎局域网的特点（拓扑结构、工作模式、连接介质、介质访问控制方法）◎常用联网设备（交换机、路由器） ◎以太网的特点以及新技术 .1准备知识 .1.1局域网 局域网（LAN，Local Area Networks）是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机通信网络。从功能的角度来看，局域网具有以下几个特点： 1．传输速率高 局域网内计算机间数据传输速度非常快，根据传输介质和网络设备的不同，线路所提供的带宽最小也能达到10Mbps，稍快一些可达到100Mbps、1000Mbps，甚至是10Gbps，所以能支持计算机之间的高速通信，时延较低。无论是普通的办公自动化、多媒体教学还是视频点播，都能非常轻松地实现。 2．区域范围小 不同地传输介质所能够提供的传输距离是不同的。一般，双绞线为100米，多模光纤为200～500米、单模光纤则可以达到10千米～100千米。虽然借助于单模光纤和相应的网络设备，可以将局域网的传输访问扩大至数十千米，局域网往往不会拥有如此巨大的规模。通常情况下，只需要使用多模光纤将各建筑物连接起来。除非由于合并（如高等院校间的合并）或吞并（如企业间的购并）等特殊原因，将原来相隔较远的两个或两个以上地域内的计算机连接起来而形成的网络，才会用到单模光纤。 3．误码率低 相对于广域网和城域网由于局域网的传输距离较短、经过的网络连接设备少，且受到外界干扰的程度也小，所以数据在传输过程中的误码率也相对较低。误码率通常可控制在10-8。 4．易于维护和管理 局域网通常由一个单位或组织建设和拥有，易于维护和管理
万兆网卡草案 RIGOL Technologies, Inc 版权所有
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目录Catalog 文档描述SCOPE： (4) 缩略语清单ABBREVIATIONS LIST (4) 1整体架构 (5) 1.1近端架构 (5) 1.2远端架构 (5)
文档描述Scope： 万兆网卡草案 缩略语清单Abbreviations list
1 整体架构 1.1 近端架构 近端的设计我们已经确定了，FPGA内部完成MAC层和物理层的设计， 这边软件还需要配置MAC地址，帧长度等信息，在近端需要添加，具体由逻辑提供配置说明和寄存器表。 1.2 远端架构 远端主要实现的功能是 1.验证近端的接口正确性（必须）； 2.提供工具用于数据存储和上位机使用（必须？） 因此，远端接口的现在还未确定，可以讨论： 设想的方案有以下两种： 1. 在FPGA侧不实现TCP/IP协议，远端也不使用socket的方式获取以太网数据，基 于winpcap接口，对没有被网络协议处理过的以太网数据包获取、发送与存储功能的应用程序。
WinPcap 是一个基于Win32的数据包获取和网络分析的体系结构，为应用程序提供访问网络底层的能力。其主要结构示意图如图所示，由一个工作在内核模式的网络数据包过滤器(Netgroup Packet Filter ，NPF)，一个名为packet ．dll 的底层动态链接库和一个名为wpcap ．dll 的高层库组成 PF 运行在内核模式中，能直接访问操作系统的网络接口卡驱动，提供数据的获取、发送以及信息统计等功能。packet ．dll 和wpcap ．dll 两个库文件为应用程序调用内核函数提供端口，其中packet ．dll 负责提供低层API ，可以实现对驱动函数的直接访问，执行如获取适配器名称、动态驱动器加载和获取主机掩码等基本操作；wpcap ．dll 与Unix 系统下的数据包获取库Libcap 完全兼容，提供功能强大且跨平台的函数，能够实现数据过滤以及定义内部缓冲空间大小等高级操作，同时开发人员不用关心网络接口卡和操作系统的类型。