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计算机三级《网络技术》基础知识：以太网2015计算机三级《网络技术》基础知识：以太网1.以太网的发展1976年7月，Bob在ALOHA网络的基础上，提出总线型局域网的设计思想，并提出冲突检测、载波侦听与随机后退延迟算法，将这种局域网命名为以太网(Ethernet)。
以太网的核心技术是：介质访问控制方法CDMA/CD.这种方法解决了多结点共享公用总线的问题。
早期以太网的传输介质是同轴电缆，后用双绞线，再后用光纤。
2.以太网的帧结构与工作流程(1)以太网数据发送流程冲突：多个站点同时利用总线发送数据，导致数据接收不正确。
总线网没有控制中心，如果一个站点发送数据帧，以广播方式通过总线发送，每一个站点都能收到数据帧，其它站点也可以同时发送，因此冲突不可避免。
CSMA/CD发送流程可简单概括为：先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发。
实现公共传输介质的控制策略，需要解决的问题是：载波侦听，冲突检测，冲突后的处理方法。
(a)载波侦听结点利用总线发送数据时，首先侦听总线是否空闲，以太网规定发送数据采用曼彻斯特编码。
判断总线是否空闲可以判断总线上是否有电平跳变。
不发生跳变总线空闲。
此时如果有结点已准备好发送数据，可以启动发送。
(b)冲突检测方法载波侦听不能完全消除冲突，原因是数字信号是以一定的速率传输的。
例如：结点A发送数据帧时，离他1000m距离的结点在一定的时间延迟后才能收到数据帧，此时间段内如果B也发送数据，造成冲突。
从物理层上看，冲突时多个信号叠加，导致波形不同于任何结点的波形信号。
解决方案：结点A发送数据前，先发送侦听信号，如果侦听信号在最大距离传输时间2倍时，没有冲突信号出现，结点A肯定取得总线的访问权。
冲突信号的延迟时间=2*D/V。
其中：D是结点到最远结点的距离，V表示信号传输速度，信号往返的时间为延迟时间。
进行冲突检测的方法有两种：比较法和编码违例法。
比较法：将发送信号波形与从总线上接收的信号比较，如果不同说明有冲突。
IEEE802协议集介绍(802.1 〜802.21 )1980 年 2 月成立 IEEE802 委员会（ IEEE - Institute of Electrical and lectronics Engineers INC ， 即电器和电子工程师协会） 。
该委员会制定了一系列局域网标准，称为 IEEE802 标准。
按 IEEE802 标准，局域网体系结构由物理层、介质访问控制子层（MAC-Media Access Control ）和逻辑链路子 层 LLC （Logical Link Control ） 组成。
IEEE 委员会为局域网制定了一系列标准，统称为IEEE802 标准。
IEEE802.1 — 局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联IEEE802.2 — 逻辑链路控制 LLCIEEE802.3 — CSMA/C 胡问方法和物理层规范，主要包括如下几个标准：IEEE802.3 — CSMA/CD 介质访问控制标准和物理层规范：定义了四种不同介质10Mbps 以太网 规范 ： 10BASE2、10BASE5、 10BASET 、10BASEFIEEE802.3U — 100Mbps 快速以太网标准，现已合并到802.3中 IEEE802.3z — 光纤介质千兆以太网标准规范IEEE802.3ab — 传输距离为 100米的 5类无屏蔽双绞线介质千兆以太网标准规范IEEE802.4—Token Passing BUS （令牌总线）IEEE802.5—Token Ring （令牌环）访问方法和物理层规范IEEE802.6 —城域网访问方法和物理层规范IEEE802.7 —宽带技术咨询和物理层课题与建议实施IEEE802.8 —光纤技术咨询和物理层课题IEEE802.9 —综合声音/数据服务的访问方法和物理层规范IEEE802.10 —安全与加密访问方法和物理层规范IEEE802.11 —无线局域网访问方法和物理层规范，包括：IEEE802.11a 、IEEE802.11b 、 IEEE802.11c 和 IEEE802.11q 标准。
以太网详解1.以太网是什么?以太网(Ethernet)最早是由Xerox(施乐)公司创建的局域网组网规范，1980年DEC、Intel和Xeox三家公司联合开发了初版Ethernet规范—DIX 1.0，1982年这三家公司又推出了修改版本DIX 2.0，并将其提交给EEE 802工作组，经IEEEE成员修改并通过后，成为IEEE的正式标准，并编号为IEEE 802.3。
虽然Ethernet规范和IEEE 802.3规范并不完全相同，但一般认为Ethernet和正IEEE 802.3是兼容的。
以太网是应用最广泛的局域网技术。
根据传输速率的不同，以太网分为标准以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbis)千兆以太网(1000Mbs)和万兆以太网(10Gbit/s)，这些以太网都符合IEEE 802.3是兼容的。
2、标准以太网标准以太网是最早期的以太网，其传输速率为10Mbts，也称为传统以太网。
此种以太网的组网方式非常灵活，既可以使用粗、细缆组成总线网络，也可以使用双绞线组成星状网络，还可以同时使用同轴电缆和双绞线组成混合网络。
这些网络都符合EE8023标准，EEE8023中规定的一些传统以太网物理层标准如下。
①10 Base-2：使用细同轴电缆，最大网段长度为185m。
②10 Base-5：使用粗同轴电缆，最大网段长度为500m。
③10 Base-T：使用双纹线，最大网段长度为100m。
④10 Boad-36：使用同轴电缆，最大网段长度为3600m。
⑤10 Base-F：使用光纤，最大网段长度为2000m，传输速率为10Mb/s。
以土标准中首部的数字代表传输速率，单位为Mbis;末尾的数字代表单段网线长度(基准单位为100m);Base表示基带传输，Broad表示宽带传输。
3、快速以太网随着网络的发展和各项网络技术的普及，标准以太网技术已难以满足人们对网络数据流量和速率的需求。
1993年10月以前，人们只能选择价格昂贵、基于100Mbs光缆的FDD技术组建高标准网络，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FastSwitch10/100和百兆网络接口卡Fast NIC 100，快速以太网技术正式得到应用。
计算机学科专业基础综合计算机网络-数据链路层(四)(总分：66.00，做题时间：90分钟)一、{{B}}单项选择题{{/B}}(总题数：51，分数：51.00)1.以太网的MAC协议提供的是______。
∙ A.无连接的不可靠的服务∙ B.无连接的可靠的服务∙ C.有连接的可靠的服务∙ D.有连接的不可靠的服务（分数：1.00）A. √B.C.D.解析：考虑到局域网信道质量好，以太网采取了两项重要的措施以使通信更简便：①采用无连接的工作方式；②不对发送的数据帧进行编号，也不要求对方发回确认。
因此，以太网提供的服务是不可靠的服务，即尽最大努力的交付。
差错的纠正由高层完成。
2.以下关于以太网的说法中，正确的是______。
∙ A.以太网的物理拓扑是总线型结构∙ B.以太网提供有确认的无连接服务∙ C.以太网参考模型一般只包括物理层和数据链路层∙ D.以太网必须使用CSMA/CD协议（分数：1.00）A.B.C. √D.解析：以太网的逻辑拓扑是总线型结构，物理拓扑是星形或拓展星形结构，因此A错误。
以太网采用两项措施简化通信：采用无连接的工作方式；不对发送的数据帧编号，也不要求接收方发送确认，因此B错误。
从相关层次看，局域网仅工作在OSI的物理层和数据链路层，而广域网工作在OSI的下三层，而以太网是局域网的一种实现形式，因此C正确。
只有当以太网工作于半双工方式下才需要CSMA/CD协议来应对冲突问题，速度小于或等于1Gb/s的以太网可以工作于半双工或全双工，而速度大于或等于10Gb/s的以太网只工作在全双工方式下，因此没有争用问题，不使用CSMA/CD协议，因此D错误。
3.下列以太网中，采用双绞线作为传输介质的是______。
∙ A.10BASE-2∙ B.10BASE-5∙ C.10BASE-T∙ D.10BASE-F（分数：1.00）A.B.C. √D.解析：这里的BASE前面的数字代表数据率，单位为Mb/s；“BASE”指介质上的信号为基带信号(即基带传输，采用曼彻斯特编码)；后面的5或2表示每段电缆的最长长度为500m或200m(实际为185m)，T表示双绞线，F表示光纤。
以太网概述及以太网帧格式很多人将局域网（Local Area Network，LAN）和以太网（Ethernet）混为一谈，这个误解大概是因为和其他局域网技术比较起来，以太网技术使用得是如此普遍、发展得是如此地迅速，以至于人们将"以太网"当作了"局域网"的代名词。
本节将讨论"局域网"和"以太网"二者之间的关系以及相关的一些基础知识。
1以太网概述1973年，施乐公司（Xerox）开发出了一个设备互连技术并将这项技术命名为"以太网（Ethernet）"。
Ethernet采用了总线竞争式的介质访问方法（起源于夏威夷大学在60年代研制的ALOHA网络），它的问世是局城网发展史上的一个重要里程碑。
1979年，Xerox与DEC、Intel共同起草了一份10 Mbps以太网物理层和数据链路层的规范，称为DIX（Digital、Intel、Xerox）规范-DIX 1.0。
1980年2月（美国）电气电子工程师学会（IEEE）成立了专门负责制定局域网络标准的IEEE 802委员会。
该委员会开始研究一系列局域网（LAN）和城域网（MAN）标准，这些标准统称为IEEE 802标准。
其中，IEEE 802.3对于基于总线型的局域网进行了规定（实际上IEEE 802.3标准的制定过程中参考、借鉴了很多已经实现的以太网技术）。
1982年，DIX修改并发布了自己的以太网新标准：DIX 2.0。
1983年，Novell根据初步形成的IEEE 802.3规范发布了Novell专用的以太网帧格式，常被称为802.3 原始帧格式（802.3 raw）。
1984-1985年，IEEE 802委员会公布了五项标准IEEE 802.1～IEEE 802.5。
其中，公布了两种802.3帧格式，即802.3 SAP和802.3 SNAP。
后来，IEEE 802标准被国际标准化组织ISO修订并作为国际标准，称为ISO 8802。
IEEE802协议集介绍（802.1～802.21）TCP(Transport Control Protocol) 传输控制协议IP(Internetworking Protocol) 网间网协议UDP(User Datagram Protocol) 用户数据报协议ICMP(Internet Control Message Protocol) 互联网控制信息协议SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) 简单邮件传输协议SNMP(Simple Network manage Protocol) 简单网络管理协议FTP(File Transfer Protocol) 文件传输协议ARP(Address Resolation Protocol) 地址解析协议1980年2月成立IEEE802委员会（IEEE - Institute of Electrical and lectronics Engineers INC，即电器和电子工程师协会）。
该委员会制定了一系列局域网标准，称为IEEE802标准。
按IEEE802标准，局域网体系结构由物理层、介质访问控制子层（MAC-Media Access Control）和逻辑链路子层LLC(Logical Link Control)组成。
IEEE委员会为局域网制定了一系列标准，统称为IEEE802标准。
IEEE802.1 —局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联IEEE802.2 —逻辑链路控制LLCIEEE802.3—CSMA/CD访问方法和物理层规范，主要包括如下几个标准：IEEE802.3 — CSMA/CD介质访问控制标准和物理层规范：定义了四种不同介质10Mbps以太网规范：10BASE2、10BASE5、10BASET、10BASEFIEEE802.3u — 100Mbps快速以太网标准，现已合并到802.3中IEEE802.3z —光纤介质千兆以太网标准规范IEEE802.3ab —传输距离为100米的5类无屏蔽双绞线介质千兆以太网标准规范IEEE802.4—Token Passing BUS（令牌总线）IEEE802.5—Token Ring（令牌环）访问方法和物理层规范IEEE802.6—城域网访问方法和物理层规范IEEE802.7—宽带技术咨询和物理层课题与建议实施IEEE802.8—光纤技术咨询和物理层课题IEEE802.9—综合声音／数据服务的访问方法和物理层规范IEEE802.10 —安全与加密访问方法和物理层规范IEEE802.11 —无线局域网访问方法和物理层规范，包括：IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11c 和IEEE802.11q标准。
1 以太网基础知识详解对于以太网的一些基础知识，我们有必要去做一些简单的了解。
做为常识介绍性内容，对以太网知识做一梳理。
1.1以太网概述自从1946年第一台数字计算机问世到现在，经历了半个多世纪的时间。
在这半个世纪的里程中，计算机技术的发展大体经历了三个成熟的阶段；第一个阶段是大型机时代，典型的是运行UNIX操作系统的大型计算机，该机器带很多终端，每个用户占用一个终端，大型机采用分时的技术为每个终端轮流服务，在用户看来自己单独享用了一个完整的计算机，这种体系结构主要用于科研机构来进行大量的数学运算。
第二个阶段是客户服务器阶段，也就是所谓的C/S结构。
最有代表性的是NOVELL公司的NetWare操作系统，这个系统分为服务器和客户机两部分，服务器软件安装在一台性能比较高的服务器上，客户机软件则安装在工作终端上（一般是基于DOS操作系统的PC机），这些服务器和客户机通过网络连接起来，达到文件和数据库共享的目的，后来的WINDOWS NT也是基于这样的体系结构，但是在软件上引入了一些分布式的处理体系。
第三个阶段，也就是目前所处的阶段，是网络阶段。
这个阶段的特点是，计算机之间的互连越来越复杂，不但互连的速度有很大提高（达到100M），而且在地理位置上也跨越了地域，通过高速专线把处于不同城市、不同国家的计算机网络连接起来。
这样复杂的网络对网络设备提出了很高的要求。
从上面的分析可以看出，在第二和第三阶段中，必须有一种技术来把本地的许多计算机连接起来。
这种技术就是所谓的局域网技术。
到目前为止，存在许多种局域网技术，比如令牌环，令牌总线，以及IBM公司的SNA（系统网络结构），以太网等等。
在这些技术当中，以太网技术以其简明，高效的特点逐渐战据了主导地位。
1.1.1以太网技术起源以太网技术起源于一个实验网络，该实验网络的目的是把几台个人计算机以3M的速率连接起来。
由于该实验网络的成功建立和突出表现，引起了DEC，Intel，Xerox三家公司的注意，这三家公司借助该实验网络的经验，最终在1980年发布了第一个以太网协议标准建议书。
资料编码产品名称使用对象产品版本编写部门资料版本以太网标准和物理层、数据链路层专题拟制：日期：审核：日期：审核：日期：批准：日期：华为技术有限公司版权所有侵权必究修订记录目录1以太网标准 (5)1.1以太网标准 (5)1.2IEEE标准 (5)1.3物理层 (8)1.3.1以太网接口类型 (8)1.3.2电口 (8)1.3.3光口 (11)1.4FE自协商 (12)1.4.1自协商技术的功能规范 (13)1.4.2自协商技术中的信息编码 (14)1.4.3自协商功能的寄存器控制 (16)1.4.4GE自协商 (18)1.5物理层芯片和MAC层芯片接口简介 (19)1.5.1MII (19)1.5.2MDIO管理寄存器 (20)1.5.3RMII (20)1.5.4SMII (21)1.5.5SS－SMII (21)1.5.6GMII (22)1.5.7TBI (22)2以太网数据链路层 (23)2.1以太网的帧格式 (23)2.2以太网的MAC地址 (25)2.3CSMA/CD算法 (26)2.3.1CSMA/CD发送过程 (27)2.3.2CSMA/CD如何接收 (28)2.4半双工以太网的限制 (31)2.5以太网流量控制 (34)2.5.1反压（Backpressure） (34)2.5.2PAUSE 流控 (34)关键词：以太网物理层数据链路局域网城域网协议标准祯结构摘要：本文详细地阐述了以太网的标准，以太网在各个传输层面的具体结构和工作方式以及控制方式。
缩略语清单：无。
参考资料清单无。
以太网标准和物理层、数据链路层专题1 以太网标准1.1 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。
1.2 IEEE标准IEEE是电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and ElectronicsEngineers）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。
2022～2023中级软考考试题库及答案1. 在箭线图示法 (ADM)网络中，可能要求项目经理标明不消耗资源或时间的逻辑关系。
表示这种关系可借助于 :A.关键路线活动B.非关键路线活动C.有闲时间活动D.虚活动正确答案：D2. Init.ora文件是Oracle启动文件，任何参数的配置错误都会造成Oracle不能启动，任何参数的不合理配置都可能造成系统故障。
()正确答案：3. 以下关于 100BASE-TX特征的描述中，错误的是 ()A.100BASE-TX4使用 2 对 5 类非屏蔽双绞线B.非屏蔽双绞线最大长度为 100mC.一对双绞线用于发送，一对双绞线用于接收D.数据传输采用半双工方式正确答案：D4. 构建网络空间的方法很多，教师不应盲从，应综合考虑当前教学环境和教学需求选择或设计。
()正确答案：正确5. 在数学教学中运用交互式电子白板能有有效的将学生的生活经验与数学现象相结合。
正确答案：正确6. 最小特权、纵深防御是网络安全原则之一。
()正确答案：7. 对称密钥算法体系包括：A.明文(plaintext)：原始消息或数据，作为算法的输入B.加密算法(encryptionalgorithm)：加密算法对明文进行各种替换和转换C.秘密密钥(secretkey)：秘密密钥也是算法输入，算法进行的具体替换和转换取决于这个密钥D.密文(ciphertext)：这是产生的已被打乱的消息输出。
它取决于明文和秘密密钥。
对于一个给定的消息，两个不同的密钥会产生两个不同的密文E.解密算法(decryptionalgorithm)：本质上是加密算法的执行。
它使用密文和统一密钥产生原始明文正确答案：ABCDE8. 设有一个64K×32位的存储器(每个存储单元为32位)，其存储单元的地址宽度为______。
A.15B.16C.30D.32正确答案：B9. 审计系统进行关联分析时不需要关注日志时间。
正确答案：错误10. 虚拟实验可以通过改变参数来改变实验的结果正确答案：正确11. ()的目的是提供软件产品和过程对于可应用的规则、标准、指南、计划和流程的遵从性的独立评价。
千兆以太网物理层收发器功能测试方法作者：***来源：《现代信息科技》2022年第07期摘要：针对自主研发的一款千兆以太网物理层收发器（GPHY）的功能测试，设计了GPHY的测试系统。
为便于定位测试中的问题，按照信号流将测试分为三个阶段：先进行内回环测试，再进行外回环测试，最后移植LwIP实现ping测试。
采用一款Cortex-M4內核具备GMAC（Gigabit Media Access Control）外设的MCU作主设备，实现了GPHY的功能测试程序。
在程序中，创建了可动态调整的系统日志和结构化的多参数函数接口，使得查看测试结果和进行压力测试更加简便。
关键词：GPHY;功能测试;GMAC;Cortex-M4;LwIP中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）07-0042-04Function Test Method for Gigabit Ethernet Physical Layer TransceiverLIU Wenyuan（Network Communication Institute of CETC， Shijiazhuang 050011， China）Abstract： In view of the function test of the Gigabit Physical Layer Transceiver （GPHY），this paper designs a GPHY test system. In order to easily locate the problems in the test， the test isdivided into three stages according to the signal flow. Firstly it conducts the inner loop test， then conducts the outer loop test， and finally transplants the LwIP to achieve the ping test. This paper uses a Cortex-M4 kernel and MCU with GMAC （Gigabit Media Access Control） peripheral as the master device to realize the GPHY function test program. In the test program， it creates the dynamically adjustable system log and the structured multi-parameters function interface， which make it handier to view test results and perform stress tests.Keywords： GPHY; function test; GMAC; Cortex-M4; LwIP0 引言随着物联网时代的到来，嵌入式系统的以太网设备需求量与日俱增，而负责以太网数据编码和传输的物理层收发器的需求量也随之增长[1]。
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速度结合，连续WAN PHY使万兆以太网能在现有SONET OC-192设施和10Gb/s Dense Wavelength Division Multiplexing （DWDM）光学网络上无中断运行。
计算机⽹络技术习题（参考答案）.《计算机⽹络技术》习题第⼀部分⼀、选择题（共6题）1.计算机⽹络中可以共享的资源包括（）A、硬件、软件、数据B、主机、外设、软件C、硬件、程序、数据D、主机、程序、数据2.⽹络协议组成部分为（）A、数据格式、编码、信号电平B、数据格式、控制信息、速度匹配C、语法、语义、定时关系D、编码、控制信息、定时关系3.在TCP/IP体系结构中，与OSI参考模型的⽹络层对应的是( )A、⽹络接⼝层B、互联层C、传输层D、应⽤层4.在OSI七层结构模型中，处于数据链路层与传输层之间的是（）A、物理层B、⽹络层C、会话层D、表⽰层5.完成路径选择功能是在OSI模型的（）A、物理层B、数据链路层C、⽹络层D、运输层6.在TCP/IP协议簇的层次中，保证端-端的可靠性是在哪层上完成的？（）A、⽹络接⼝层B、互连层C、传输层D、应⽤层⼆、填空题（共7题）1.TCP/IP协议从下向上分为________、________、________和________4层。
⽹络接⼝层互联层传输层应⽤层2.Internet采⽤_______协议实现⽹络互连。
TCP/IP3.ISO/OSI中OSI的含义是________。
开放式系统互连参考模型4.计算机⽹络是利⽤通信线路将具有独⽴功能的计算机连接起来,使其能够和________ 和________。
资源共享在线通信5.按照覆盖的地理范围，计算机⽹络可以分为________、________和________。
局域⽹城域⽹⼴域⽹6.ISO/OSI参考模型将⽹络分为从⾼到低的________、________、________、________、________、________和________七层。
应⽤层表⽰层会话层传输层⽹络层数据链路层物理层第⼆部分⼀、选择题（共12题）1.MAC地址通常存储在计算机的（）A.内存中B.⽹卡中C.硬盘中D.⾼速缓冲区中2.在以太⽹中，冲突（）A.是由于介质访问控制⽅法的错误使⽤造成的B.是由于⽹络管理员的失误造成的C.是⼀种正常现象D.是⼀种不正常现象3.下⾯关于以太⽹的描述哪个是正确的？（）A.数据是以⼴播⽅式发送的。
