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计算机网络教程-以太网

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以太网简要教程

以太网简要教程

以太网简要教程一、概述通常我们所说的以太网主要是指以下三种不同的局域网技术:以太网/IEEE 802.3—采用同轴电缆作为网络媒体，传输速率达到10Mbps;100Mbps以太网—又称为快速以太网，采用双绞线作为网络媒体，传输速率达到100Mbps;1000Mbps以太网—又称为千兆以太网，采用光缆或双绞线作为网络媒体，传输速率达到1000Mbps(1Gbps)以太网以其高度灵活，相对简单，易于实现的特点，成为当今最重要的一种局域网建网技术。

虽然其它网络技术也曾经被认为可以取代以太网的地位，但是绝大多数的网络管理人员仍然把将以太网作为首选的网络解决方案。

为了使以太网更加完善，解决所面临的各种问题和局限，一些业界主导厂商和标准制定组织不断的对以太网规范做出修订和改进。

也许，有的人会认为以太网的扩展性能相对较差，但是以太网所采用的传输机制仍然是目前网络数据传输的重要基础。

二、以太网工作原理以太网是由Xeros公司开发的一种基带局域网技术，使用同轴电缆作为网络媒体，采用载波多路访问和碰撞检测(CSMA/CD)机制，数据传输速率达到10Mbps。

虽然以太网是由Xeros公司早在70年代最先研制成功，但是如今以太网一词更多的被用来指各种采用CSMA/CD技术的局域网。

以太网被设计用来满足非持续性网络数据传输的需要，而IEEE802.3规范则是基于最初的以太网技术于1980年制定。

以太网版本2.0由Digital Equipment Corporation、Intel、和Xeros三家公司联合开发，与IEEE 802.3规范相互兼容。

太网结构示意图如下:以太网/IEEE 802.3通常使用专门的网络接口卡或通过系统主电路板上的电路实现。

以太网使用收发器与网络媒体进行连接。

收发器可以完成多种物理层功能，其中包括对网络碰撞进行检测。

收发器可以作为独立的设备通过电缆与终端站连接，也可以直接被集成到终端站的网卡当中。

计算机网络第05讲使用广播信道的以太网

计算机网络第05讲使用广播信道的以太网

2 τ 2 τ
发 送 成 功
T0 τ
课件制作人：常革新
t
发送一帧所需的平均时间
信道利用率的最大值 Smax

在理想化的情况下，以太网上的各站发送数据 都不会产生碰撞（这显然已经不是CSMA/CD， 而是需要使用一种特殊的调度方法），即总线 一旦空闲就有某一个站立即发送数据。 发送一帧占用线路的时间是 T0 + ，而帧本身的 发送时间是 T0。于是我们可计算出理想情况下 的极限信道利用率 Smax为：
总线拓扑的以太网


最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线 上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因 为总线上没有有源器件。 总线的特点



当一台计算机发送数据时，总线上的所有计算机都能 检测到这个数据。这种通信方式是广播通信。 仅当数据帧中的目的地址与计算机的地址一致时，该 计算机才能接收这个数据帧。计算机对不是发送给自 己的数据帧，则一律不接收。 具有广播特性的总线上实现了一对一的通信。
课件制作人：常革新
以太网的争用期

争用期 最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至多 经过时间 2 （两倍的端到端往返时延）就可 知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。 以太网的端到端往返时延 2 称为争用期，或 碰撞窗口。 经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才 能肯定这次发送不会发生碰撞。
第 3 章 数据链路层
课前提问 1. 局域网有那些特点？哪些种拓扑结构？ 2. 共享信道有哪两种介质访问控制技术？ 3. 试解释CSMA/CD协议？ 4. 以太网的争用期是多少？ 5. 扩展局域网需要哪些设备？
课件制作人：常革新
3.3 使用广播信道的数据链路层 3.3.1 局域网的数据链路层
计算机网络应用 标准以太网

计算机网络应用 标准以太网

计算机网络应用 标准以太网标准以太网也常被称为传统以太网或共享式以太网，它是最早时期的以太网类型，其带宽只有10Mbps ，它使用载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD ）访问控制方法，解决了连接在同一总线上的多个网络节点有秩序的共享同一传输信道的问题，提高了局域网共享信道的利用率，因此得以发展和流行。

以太网的传输介质主要以双绞线为主，所有的以太网都必须遵循IEEE 802.3标准，如表5-1所示为IEEE 802.3定义的标准以太网标准。

表5-1 IEEE 802.3 标准以太网标准在该标准中，前面的数字表示数据传输速率，单位是“Mb/s ”，最后一个数字表示一段网线的长度（基准长度为100m ），Base 表示“基带”，Broad 表示“带宽”。

下面详细介绍10Base-5、10Base-2、10Base-T 、10Base-F 和10Base-36标准。

1．10Base-5和10Base-210Base-5是最早的以太网IEEE 802.3标准，它采用直径为10mm 、电阻为50Ω的粗同轴电缆进行连接，允许每段有100个站点，最大传输距离为500m ，在设计时需要遵循5-4-3标准。

提 示 在5-4-3标准中，数字5表示网络中任意两个端到端的节点之间最多只能有5个电缆段；数字4表示网络中任意两个端到端的节点之间最多只能有4个中继器；数字3表示网络中任意两个端到端的节点之间最多只能有3个共享网段。

在使用10Base-5标准以太网时，站点必须使用收发器连接到电缆上，或者使用介质连接单元（MAU ），这些设备用一个“吸血鬼”龙头压倒电缆上，其安装规则如下：● 网段的最大长度为500m ； ● 电缆最大长度为2500m ；● 收发器间的最短距离为2.5m ；● 网段两端必须使用终结器，一端还必须接地； ● 收发器电缆不能超过45m 。

10Base-2与10Base-5基本相同，如在使用的传输介质、传输速度及遵循5-4-3标准等方面。

计算机网络技术04 以太网基础

计算机网络技术04 以太网基础

传统以太网的工作原理是建立在“共享介质”基础上的，称为共享式以太网。 共享式以太网的各节点公平地使用传输介质，这就意味着每个节点将平均分配以太网带宽， 如果节点数目增加，网络的传输速率和传输质量将急剧下降。
网络技术专业学科带头
8
人
（2）交换式以太网的优点
交换式以太网采用与传统的共享式以太网相同的介 质访问控制方法（CSMA/CD）、帧格式、包长度、 差错检测和控制、信息管理和控制。
网络技术专业学科带头
17
人
·1000Base-SX：采用直径50um或62.5um的多模光纤，传 输距离为220-550m。
·1000Base-LX：采用直径9um或10um的单模光纤，传输 距离可达3km。
·1000Base-T：与10Base-T、100Base-TX完全兼容，可保护
用户在5类UTP布线系统上的投网资络技。术专业学科带头
（3）千兆以太网
千兆以太网（Gigabit Ethernet）技术包括IEEE802.3z和IEEE 802.3ab两个标准，IEEE802.3z规定了光纤和短距离铜缆连接 标准，IEEE802.3ab规定了5类双绞线连接标准。
千兆以太网术不改变传统以太网的桌面应用、操作系统，可 兼容10M或100M以太网。升级到千兆以太网不必改变网络应 用程序、网管部件和网络操作系统，能够最大程度地保护投 资。为了减少64Bytes长数据帧之间的碰撞，千兆以太网支持 的传输距离更短。
·10GBASE-ER和10GBASE-EW：主要支持超长 波单模光纤，最大传输距离40km。
·10GBASE-LX4：采用波分复用技术，在单对光
缆上以四倍光波长发送信号，设计目标是针对300m
的多模光纤模式或10km的网单络技模术专光业学纤科带模头 式。
计算机网络——高速以太网.

计算机网络——高速以太网.

125Mbaud 1000个物理连接（若都是双连接站，则为500个） 分组长度最大为4500B 最大站间距离为2km，环路长度100km
FDDI的四种应用环境
（1）计算机机房网（称为后端网络），用于计算机机房 中大型计算机与高速外设之间的连接，以及对可靠性、 传输速率与系统容错要求较高的环境。
51.2us，即以太网的争用期。 一个网上的最大站数为1024。 每个同轴电缆最多只能安装100个站点。 网络的每个段最长为185m。 细缆以太网采用BNC T标准型接头。
以太网的最大作用距离（2.8KM）
共享型以太网及其特点
包括10BASE 5、10BASE 2和10BASE T 系统。
万兆位以太网
其次，万兆以太网技术基本承袭了以太网、 快速以太网及千兆以太网技术，因此在用 户普及率、使用方便性、网络互操作性及 简易性上皆占有极大的引进优势。
第三，万兆标准意味着以太网将具有更高 的带宽（10G）和更远的传输距离（最长 传输距离可达40公里）。
万兆位以太网
第四、在企业网中采用万兆以太网可以最 好地连接企业网骨干路由器，这样大大简 化了网络拓扑结构，提高网络性能。
所有站点共享带宽，站点越多，带宽越窄。
交换型以太网及其特点
以交换型集线器为核心设备连接网络站点。 摆脱CSMA/CD的访问控制方式束缚。 系统带宽可达端口带宽的n倍（n为交换机
端口数）。
交换式集线器（交换机）
特点：平时所有端口不开通，工作站需要 通信时，交换式集线器同时连通许多对端 口，使每一对相互通信的工作站能够像独 享通信媒体一样，进行无冲突的传输数据。 通信完成后，断开连接。
快速以太网体系结构
OSI
数据链路层 物理层
计算机网络-3-5-以太网MAC层及交换机

计算机网络-3-5-以太网MAC层及交换机

计算机⽹络-3-5-以太⽹MAC层及交换机MAC层的硬件地址在局域⽹中，硬件地址⼜称为物理地址或者MAC地址（因为这种地址⽤在MAC帧中）IEEE 802标准为局域⽹规定了⼀种48位(6字节)的全球地址，固化在适配器的ROM中。

如果计算机中或者路由器有多个适配器，那么这样的主机或者路由器就有多个“地址”，更准确的说，这种48位“地址”应当是某个接⼝的标识符。

IEEE的注册管理结构RA是局域⽹全球地址的法定管理机构，它负责分配地址字段6个字节中的前三个字节。

世界上凡是要⽣产局域⽹适配器的⼚家都必须向IEEE注册管理结构购买由这三个字节构成的号(地址块)，这个号的正式名称为组织唯⼀标识符OUI，通常也叫公司标标识符。

以太⽹适配器还可以设置为⼀种特殊的⼯作⽅式，即混杂模式，⼯作在混杂模式的适配器只要“听到”有帧在以太⽹上就可以悄悄传输接收下来，⽽不管帧发送到哪⾥。

MAC帧格式常⽤的以太⽹MAC帧格式有两种，⼀种是DIX Ethernet V2标准(以太⽹V2标准)，另⼀种是IEEE的802.3标准。

这⾥介绍使⽤最多的以太⽹V2的MAC帧格式(图3-22)。

图中假定⽹络层使⽤的是IP协议。

image以太⽹V2的MAC帧⽐较简单，由5个字段组成。

前两个字段分别为6字节长的⽬的地址和源地址字段。

第三个字段为2字节的类型字段，⽤来标识上⼀层(例如⽹络层)使⽤的是什么协议，以便把收到的MAC帧的数据上交给上⼀层的这个协议。

例如，当协议字段为0x0800代表上层⽹络层使⽤的是IP数据报；若类型为0x8137表⽰的是上层是从Novell IPX发过来的。

第四个字段是数据字段，其长度为46-1500字节之间(最⼩长度64字节减去⾸部和尾部以及类型的长度18)。

第五个字段为4字节的帧检验序列FCS(使⽤CRC校验)。

MAC层怎么知道从从接收到的以太⽹帧取出多少字节交付给上⼀次层呢？这时候我们需要说⼀下曼彻斯特编码，曼彻斯特编码的重要⼀个特点是：在曼彻斯特编码的每⼀个码元的正中间⼀定有⼀次电压转换(由⾼到低或者由低到⾼)。

计算机网络课件第十三讲 以太网高速

计算机网络课件第十三讲 以太网高速


3. 快速以太网与普通以太网的共同点与区别是 什么？ 什么？ 答：快速以太网保留着传统以太网的所有 特征，包括相同的数据帧格式、 特征，包括相同的数据帧格式、介质访问控制 方法与组网方法。快速以太网将传输速率从普 方法与组网方法。 通以太网10Mbps提高到 提高到100Mbps，将每个比特 通以太网 提高到 ， 的发送时间由100ns降低到 降低到10ns。 的发送时间由 降低到 。
源节点 高速缓存 数据帧
交换机
端口－ 端口－地址表
高速缓存
目标节点
特点：误码率低，数据传输时延大。 特点：误码率低，数据传输时延大。
b. 直通交换方式 直通交换方式(Cuthrough)
源节点
交换机
端口－ 端口－地址表
目标节点
特点：误码率高，数据传输时延小。 特点：误码率高，数据传输时延小。 c. 无碎片直通交换方式(Modified Cutthrough) 无碎片直通交换方式
交换机
交换机
总线
5.4.2 局域网交换机 1. 局域网交换机工作原理 交换机检测从端口接收的数据帧中的源地址和目 标地址，根据“端口号/MAC地址映射表” 标地址，根据“端口号/MAC地址映射表”找出对应帧 /MAC地址映射表 的输出端口，从而实现端口之间数据直接传输，并可 的输出端口，从而实现端口之间数据直接传输， 在交换机多个端口之间进行并发数据传输。 在交换机多个端口之间进行并发数据传输。
（2）环型拓扑结构中的结点通过网卡，使用点 点线路连 ）环型拓扑结构中的结点通过网卡，使用点-点线路连 接构成闭合的环型。 接构成闭合的环型。环中数据沿着一个方向绕环逐站 传输。环型拓扑中的多个结点共享一条环通路， 传输。环型拓扑中的多个结点共享一条环通路，要确 定环中结点何时可以插入传送数据帧， 定环中结点何时可以插入传送数据帧，同样需要解决 介质访问控制的问题。 介质访问控制的问题。 （3）星型结构往往包含了逻辑结构和物理结构，逻辑结 ）星型结构往往包含了逻辑结构和物理结构， 构是指局域网的结点间相互关系， 构是指局域网的结点间相互关系，而物理结构是指局 域网的外部连接形式。逻辑结构属于总线型与环型的 域网的外部连接形式。 局域网，在物理结构上可以看成星型的， 局域网，在物理结构上可以看成星型的，最典型的是 总线型的以太网和环型的令牌环网。 总线型的以太网和环型的令牌环网。
【精品课件】快速以太网组网方法

【精品课件】快速以太网组网方法

5.3.3 快速以太网组网方法
1. 基本的硬件设备
• 快速以太网组网方法与普通的以太网组网方法基本 相同。要组建快速以太网，需要使用以下基本硬件 设备：
• 100 Mbps集线器或100 Mbps以太网交换机；
• 10 Mbps集线器；
• 10 Mbps以太网卡、100 Mbps以太网卡或10/100 Mbps以太网卡；
3. 智能大楼概念的提出
• 随着建筑物结构化布线系统的应用，近几年来出现 了一个新的概念，这就是智能大楼。智能大楼的概 念是随着计算机与现代通信技术的迅速发展，以及 人们对信息共享的强烈需求而产生的。它是将计算 机通信、信息服务和大楼安全监控集成在一个系统 中。最早的智能大楼可以追溯到1984年。当时，美 国的哈特福特市对一座旧式大楼进行了改造，他们 在这幢大楼内安装了局域网，同时对大楼的空调、 电梯、照明、防火、防盗等设施采用计算机进行监 控。在设计大楼传输线路时，他们将局域网布线系 统与大楼安全监控的信息传输线路集成在一起。这 项工程引起了人们的高度重视，从此世界上许多国
• 1000 Mbps以太网交换机；
• 1000 Mbps以太网卡；
• 100 Mbps以太网交换机或100 Mbps集线器；
• 10 Mbps以太网卡、100 Mbps以太网卡或10/100 Mbps以太网卡；
• 双绞线或光缆。
• 1000 BASE—T标准使用5类非屏蔽双绞线，双绞线 长度可以达到100 m；1000 BASE—LX标准使用单 模 光 纤 ， 光 纤 长 度 可 以 达 到 3000 m ； 而 1000 BASE—SX标准使用多模光纤，光纤长度可以达到 300～550 m。
• (3) 楼宇自动化系统（BA）
• 楼宇自动化系统采用传感器、监控设备、计算机， 对大楼的电力、空调、电梯、供水与排水、防火及 防盗等设施，实行全自动的综合监控与管理。它包 括楼宇自动化管理、出入管理、身份卡识别系统、 防盗保安系统、防火系统以及各种设备监控系统。 对现代化大楼来说，这些系统都是必备的。楼宇自
PPT第二版-第四章-计算机网络基础教程(第2版)-吴辰文-清华大学出版社

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r 。重传应退后的时间就是倍的争用期。上面的参k 数 按
下面的公式计算： k Min[重传次数，10]
（3）当重传达16次仍不能成功时（这表明同时打算发送数据 的站太多，以致连续发生冲突），则丢弃该帧，并向高层 报告。
4.2.2 以太网的性能
这里一个站在发送帧时出现了冲突，经过一个争用期后，可能又出 现了冲突。这样经过若干个争用期后，一个站发送成功了。假定发 送帧的时间为，它等于帧长（bit）除以发送速率（10Mbps）。
B
4.2.1 CSMA/CD协议
截断二进制指数退避算法让发生冲突的站在停止发送数据 后，不是等待信道变为空闲就立即发送数据，而是推迟一 个随机的时间，这样做是为了重传时再发生冲突的概率很 小。具体的退避算法如下： （1）确定基本退避时间，就是它的争用期 2 ，以太网把争
用期定为51.2 μs 。
（2）从离散的整数集合 0,1,,(2k 1)中随机取出一个数，记为
IEEE的注册管理机构RA（Registration Authority）是局域 网全球地址的法定管理机构，它负责分配地址字段6个字节中 的前3个字节（即高24位）。
t=0 A
1 km
t A 检测到发生碰撞
碰撞
t = 2 t= 0
A 检测到 信道空闲 A 发送数据
A
B 检测到发生碰撞
A
t = 2 A 检测到 发生碰撞
A
STOP A
STOP
B B 发送数据
t= t=
单程端到端
传播时延记为
B
t=
B
B 检测到信道空闲 发送数据
t=/2 B 发生碰撞
t=
B
B 检测到发生碰撞 停止发送
IEEE 802 参考模型
计算机网络技术基础：组建局域网_2以太网组网技术

计算机网络技术基础：组建局域网_2以太网组网技术


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1980年由DEC、Intel和Xerox三家公司开发
1980年提出世界上第一个局域网的技术标准
IEEE参照制定802.3局域网国际标准
通常将按IEEE 802.3 规范生产的以太网产品简称为以太网。
二、成熟应用的以太网 物理层标准 • 10BASE2 最大距离， 运行速率
假定D返回数据给 1 C
A B C 集线器 D
交换机的数据交换过程举例
交换机
3 集线器 F 集线器 I G H 地址 接口 A B E G C D 1 1 2 3 1 2 2
交换机收到来自D的帧 D 不在表中，表添加记录 D: 接口2 表中记录 C在表中，交换机只将帧转发给接口1 C收到该帧
以太网数据帧的前导字符
前导字符的作用是使接收节点进行同步并做好接收数 据帧的准备。前7个字符均为10101010，称为前同步 码，后一个字节10101011，为帧起始标识符。 说明：
不同以太网的数据帧中各个字段的定义是不同的， 而且彼此互不兼容，即它们的MAC帧结构是不同的， 但是上层的LLC帧结构是相同的。
• 在基于双绞线的以太网上，可以存在许多种 不同的运做模式，在速度上有10M，100M不 等，在双工模式上有全双工和半双工等，为 了减轻对网络设备进行配置和维护的工作量， 人们提出了自动协商技术。自动协商只运行 在基于双绞线的以太网上，是一种物理层的 概念。 • 如果链路两端的设备有一端不支持自动协商， 则支持自动协商的设备选择一种默认的工作 方式，比如10M半双工模式运行。这可能会
标准以太 网的特性 拓扑结构主 要是总线型 和星型
传输介质为同轴电 缆、双绞线和光纤
是一种共享型网络
谢希仁《计算机网络教程》第五版答案

谢希仁《计算机网络教程》第五版答案

谢希仁《计算机网络教程》第1章概述传播时延＝信道长度/电磁波在信道上的传播速度发送时延＝数据块长度/信道带宽总时延＝传播时延＋发送时延＋排队时延101计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？102试简述分组交换的要点。

103试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。

104为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？105试讨论在广播式网络中对网络层的处理方法。

讨论是否需要这一层？106计算机网络可从哪几个方面进行分类？107试在下列条件下比较电路交换和分组交换。

要传送的报文共x（bit）。

从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b（b/s）。

在电路交换时电路的建立时间为S（s）。

在分组交换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时间可忽略不计。

问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？108在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和（p+h）（bit），其中p为分组的数据部分的长度，而此为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。

通信的两端共经过ｋ段链路。

链路的数据率为b（b/s），但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。

若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度Ｐ应取为多大？109计算机网络中的主干网和本地接入同各有何特点？110试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：111计算机网络由哪几部分组成？第2章协议与体系结构201网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？202试举出对网络协议的分层处理方法的优缺点。

203试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。

204 试述具有五层协议的原理网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。

205试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。

206 试将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较。

讨论其异同之处。

207 解释以下名词：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户/服务器方式。

计算机网络原理 以太网

计算机网络原理 以太网以太网最早是由Bob Metcalfe 于1973年提出的，1980年DEC 公司、Intel 公司、Xerox 公司宣布了一个10Mbps 以太网标准-DLX Ethernet standard ，1985年以太网成为IEEE802.3-CSMA/CD 标准，并继而被ISO 接受作为国际标准。

以太网在逻辑上是一种总线型的拓扑结构，所有计算机通过一条公用信道连接起来形成总线网，各连网计算机利用这条公用信道发送或接收数据，但网络上所有的计算机在同一时刻只能有一个发送者使用通信介质发送数据即网上所有的计算机共享通信介质。

以太网的特点如下：● 以太网在逻辑上是一种总线型的拓朴结构● 网络上所有的计算机共享通信介质● 使用进行介质共享访问控制● 支持10BASE-5/10BASE-2/10BASE-T 配线● 使用基带传输，数据传输速率为10Mbps 到100Mbps● 可以支持各种协议和计算机硬件平台，组网成本较低，被广泛使用。

早期局域网技术受连接在同一总线上的多个网络节点有秩序的共享一个信道的限制，而现在通过载波监听多路访问/碰撞检测(CSMA/CD)技术成功的提高了局域网络共享信道的传输利用率，从而得以广泛的发展和应用。

因此，以太网的工作原理：网上的每个站点在发送数据前，先监听信道是否空闲；若信道空闲，则发送数据，并继续监听下去；一旦监听到冲突，便立即停止发送；如果信道忙，则暂不发送，退避一段时间后再尝试。

CSMA/CD 发送数据可简述为：先听后发、边发边听、冲突停止、随机延迟后重发。

20世纪90年代初，以集线器HUB为中心的10BASE-T 组网结构成为以太网的主流。

1990年以太网交换机的出现改变了共享10Mbps 带宽的问题，接着以太网从共享时代进入了交换。

1993年，全双工以太网的出现，又改变了以太网半双工的工作模式，不仅使以太网的传输速率翻了一翻，而且彻底解决了多个端口的信道竞争。

山东大学计算机网络实验报告-以太网


是，B 和 A 同属一个共
享模块
主机 D 00973-4CB1C0 00973-4C9FA2 ANY
是，C 和 D 同属一个共
享模块
主机 E 00973-064566
/
/
否，交换模块不能共享
数据
主机 F 00973-4CA17D
/
/
否，交换模块不能共享
数据
思考： 1. 为什么有的主机会收到 ICMP 数据包而有的主机收不到 ICMP 数据包？
集线器不对数据进行处理，便会将数据转发到所有连接到线路上的机器；而 交换机会根据 MAC 帧中的 MAC 地址对数据进行转发。 3. 说明共享设备的不安全性？
通过集线器的其他主机都能够收到信息，会Байду номын сангаас成信息泄露。
练习 3
编辑并发送 MAC 广播帧 本练习将主机 A、B、C、D、E、F 作为一组进行实验。 1.主机 E 启动协议编辑器。 2.主机 E 编辑一个 MAC 帧：
A 和 B、C 和 D、E 和 F、分别是由共享模块（集线器）连接在一起。且共享 模块可转发任意帧，当 A Ping C 的时候，由于 A 和 B 是通过共享模块连接起来 的，所以 B 能收到，同理，D 与 C 属共享模块能收到。由于交换模块（交换机） 是根据目的 MAC 地址转发帧的，因此帧不会被转发到 E 和 F 所在的网络模块，所 以无法收到。 2. 根据实验理解集线器（共享设备）和交换机（交换设备）的区别？
实验步骤
练习 1
领略真实的 MAC 帧 各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如
果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检 查网络连接。

计算机网络简明教程(第4版)PPT全套教学课件(2024)


04
加密技术
采用加密技术对敏感信息进行加密处 理，确保信息在传输和存储过程中的 机密性。
防火墙技术
通过防火墙技术，对进出网络的数据包进行 过滤和检查，防止恶意攻击和非法访问。
05
06
安全审计与监控
对网络系统和应用程序进行安全审计和监控， 及时发现和处理安全事件。
常见的网络攻击与防御技术
常见的网络攻击
应用层通过图形用户界 面（GUI）或命令行界 面（CLI）等方式，为用 户提供与网络服务交互 的接口。
应用层支持各种网络服 务，如电子邮件、文件 传输、远程登录等，以 满足用户的需求。
应用层负责将数据转换 为网络可传输的格式， 如将文本转换为ASCII码 ，将图像转换为JPEG或 PNG格式等。
网络安全的基本概念与防范策略
ATM网络的组网技术
采用星型、树型、环型等多种拓扑结构，支持多种接入方式（如光纤 、同轴电缆、双绞线等）。
ATM网络的应用
广泛应用于宽带ISDN（B-ISDN）和多媒体通信等领域。
MPLS网络的工作原理与组网技术
MPLS（Multi-Protocol Label Switching）网络 的基本概念：一种独立于底层传输技术的标签交 换技术，用于快速转发IP分组。
关键技术
包括路由表维护、路由协议、队列管理、丢包重传等，以确保网络的高 效、稳定运行。
传输层的基本概念与功能
要点一
传输层定义
计算机网络中负责实现端到端数据传 输的层次，提供可靠或不可靠的数据 传输服务。
要点二
主要功能
包括建立、维护和终止端到端的连接 ，数据分段与重组，流量控制与差错 控制等，确保数据的可靠传输。
差错控制与流量控制

计算机网络基础教程：以太网交换机

3.2以太网交换机3.2.1 以太网交换机的工作原理图3.7 以太网交换机交换机用以替代集线器将 PC、服务器和外设连接成一个网络。

因为集线器是一个总线共享型的网络设备，在集线器连接组成的网段中，当两台计算机通讯时，其它计算机的通讯就必须等待，这样的通讯效率是很低的。

而交换机区别于集线器的是能够同时提供点对点的多个链路，从而大大提高了网络的带宽。

图3.8 以太网交换机中的交换表交换机的核心是交换表。

交换表是一个交换机端口与MAC地址的映射表。

一帧数据到达交换机后，交换机从其帧报头中取出目标MAC地址，通过查表，得知应该向哪个端口转发，进而将数据帧从正确的端口转发出去。

如图3.13所示，当左上方的计算机希望与右下方的计算机通讯时，左上方主机将数据帧发给交换机。

交换机从e0端口收到数据帧后，从其帧报头中取出目标MAC地址0260.8c01.4444。

通过查交换表，得知应该向e3端口转发，进而将数据帧从e3端口转发出去。

我们可以看到，在e0、e3端口进行通讯的同时，交换机的其它端口仍然可以通讯。

例如e1、e2之间仍然可以同时通讯。

如果交换机在自己的交换表中查不到该向哪个端口转发，则向所有端口转发。

当然，广播数据报（目标MAC地址为FFFF.FFFF.FFFF的数据帧）到达交换机后，交换机将广播报文向所有端口转发。

因此，交换机有两种数据帧将会向所有端口转发：广播帧和用交换表无法确认转发端口的数据帧。

交换机的核心是交换表。

那么交换表是如何得到的呢？交换表是通过自学习得到的。

我们来看看交换机是如何学习生成交换表的。

交换表放置在交换机的内存中。

交换机刚上电的时候，交换表是空的。

当0260.8c01. 1111主机向0260.ec01.2222主机发送报文的时候，交换机无法通过交换表得知应该向哪个端口转发报文。

于是，交换机将向所有端口转发。

虽然交换机不知道目标主机0260.ec01.2222在自己的哪个端口，但是它知道报文是来自e0端口。

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过高速主干网实现互连。主干网要有很高的通信容 量，所以一般应采用、快速以太网、等。
从以上讨论中可以看出，智能大楼的概念是伴随着人 们对信息共享的迫切需求而产生的。它是一种将建 筑与通信、计算机网络及控制技术相结合的产物， 其基础是结构化布线系统。美国的公司、公司、加 拿大的北方电讯公司、公司、公司都推出了各自的 大楼结构化布线系统。
• () 采用高性能的非屏蔽双绞线与光纤的建筑物综合 布线系统，能够支持高达 ，甚至更高的
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安全保密设备、报警器、供热及空调设备、工作站， 甚至可以连接生产设备。这样的一种集成环境能为 用户提供全面的信息服务功能，同时能随时对大楼 所发生的任何事情自动采取相应的处理措施。
智能大楼的布线系统和大楼的供电系统一样，是一项 大楼建设的基础工程。大楼的布线系统是建筑物结 构的组成部分，应在土建施工过程中同步完成。它 一旦完成，基本上就固定下来不再改动，所以在建 筑设计开始时要全面考虑。在结构规划、内部连接 方式、通信带宽与设备种类等方面，必须进行全面 规划、合理设计，以满足用户的最终要求为原则， 并留有一定的余地，以适应技术的发展与业务量的 扩大。
替 —集线器。
• • 千兆以太网组网方法 • . 基本的硬件设备 • 千兆以太网的组网方法与普通以太网组网方法有一
定的区别。组建千兆以太网，需要使用以下基本硬 件设备：
• 以太网交换机；
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• 以太网卡； • 以太网交换机或 集线器； • 以太网卡、 以太网卡或 以太网卡； • 双绞线或光缆。 • —标准使用类非屏蔽双绞线，双绞线长度可以达
图
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• 建筑物综合布线系统的主要特点是：
• () 由于建筑物综合布线系统支持各种系统与设备的 集成，能与现有的语音、数据系统一起工作，因此 可以减少用户在硬件、软件以及培训方面的投资。
• () 有助于将分散的布线系统合并到一组统一的、标 准的布线系统中。
• () 建筑物综合布线系统的结构化设计，使用户很容 易排除故障，增强了系统的安全性，便于管理。同 时，使用网络管理软件，网络管理员能够准确地跟 踪布线系统中设备的迁移与变化，并能对某些故障 进行监测和显示。
• . 智能大楼的组成部分
• 一个完善的智能大楼系统除了结构化布线系统外，
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还应包括以下几种系统。
() 办公自动化系统（） 办公自动化系统是智能大楼的基本功能之一。它是由
高性能的传真机、各种终端、微型机、文字处理机、 大中型计算机以及声像装置等现代办公设备与相应 软件组成。办公自动化系统能够为用户提供各种高 效的办公手段，包括文字处理、文件管理、电子票 务、电子邮件、电子数据交换及电视会议服务系统。
随着计算机网络、办公自动化技术的迅速发展，以及 各种办公大楼的大规模兴建，智能大楼技术在我国 有着广阔的发展前景。
计算机网络实用Biblioteka 程结构化布线系统的应用环境
结构化布线系统主要应用在以下三种环境中：建筑物 综合布线系统、智能大楼布线系统、工业布线系统。
. 建筑物综合布线系统
建筑物综合布线系统一般具有很好的开放式结构。它 采用模块化结构，具有良好的可扩展性及很高的灵 活性。传输介质主要采用非屏蔽双绞线与光纤混合 结构，可以连接建筑物及建筑物群中的各种设备与 网络系统，包括语音、数据通信设备、交换设备、 传真设备和局域网系统。
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• 结构化布线系统的兴起促使智能大楼概念的出现。 美国与组织共同提出了一套规范化的智能大楼布线 系统标准。它将所有的语音信号、数字信号、视频 信号以及监控系统的配线，经过统一规划设计，综 合在一套标准系统内。这套标准系统不仅能为用户 提供电信服务，而且能为用户提供通信网络服务、 安全报警服务、监控管理服务。这个系统具有很大 的灵活性，在各种设备位置及局域网结构发生变化 时，不需要进行重新布线，只要在配线间做适当的 布线调整即可实现。这样的系统可以满足不同用户 的需要，能够适应用户需求变化的要求。
快速以太网组网方法
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.基本的硬件设备
快速以太网组网方法与普通的以太网组网方法 基本相同。要组建快速以太网，需要使用以 下基本硬件设备：
集线器或以太网交换机；
集线器；
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准的网卡。目前，使用最多的是支持 —标准的网卡， 它多用于主干网中。 —与 —网卡只支持—标准。
—标准使用类屏蔽双绞线或类非屏蔽双绞线，双绞 线最大长度为 ； —标准使用类非屏蔽双绞线，双 绞线最大长度也为 ； —标准使用多模光纤，光纤 最大长度为 。
• () 楼宇自动化系统（）
• 楼宇自动化系统采用传感器、监控设备、计算机， 对大楼的电力、空调、电梯、供水与排水、防火及 防盗等设施，实行全自动的综合监控与管理。它包 括楼宇自动化管理、出入管理、身份卡识别系统、 防盗保安系统、防火系统以及各种设备监控系统。 对现代化大楼来说，这些系统都是必备的。楼宇自
• 最初，建筑物综合布线系统一般采用非屏蔽双绞线 来支持低速语音及数据信号。随着局域网技术的发 展，现在一般采用光缆与非屏蔽双绞线混合的连接 方式。在设计建筑物综合布线系统时，应根据建筑 物的结构、对传输速度的要求及结点数量，来选择 适当的传输介质与结构。典型的建筑物综合布线系 统如图所示。
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动化系统一般采用分散控制、集中管理的方法。其 中的关键技术是传感器与接口控制。大型商场、图 书馆内的烟雾感应报警装置，就是一种常见的楼宇 自动化系统。
() 计算机网络（）
要实现楼宇自动化系统、办公自动化系统与通信自动 化系统的功能，除了结构化布线系统以外，计算机 网络系统也是一个重要的基础设施。计算机网络系 统处于智能大楼的核心地位。一般来说，一座大楼 内应该有一个高速的主干通信网。这个高速主干网 用来连接大楼内多个计算机主机与每个楼层的局域 网。每个楼层可以设置一个局域网，也可以设置多 个局域网。大楼内部网络与外界的通信网可以通
• () 在楼层或部门一级，根据实际需要选择 集线器或 以太网交换机，例如可以选择公司的 系列以太网交 换机或公司的 系列集线器。
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() 用户端使用 或 以太网卡，将工作站连接到 集线器 或以太网交换机上。
局域网结构化布线技术
结构化布线的基本概念 . 结构化布线的发展 随着计算机技术的不断发展，局域网技术在办公与工 厂自动化环境中得到了广泛的应用。在完成网络结 构设计后，如何完成网络布线就成了一个重要的问 题。据统计，在局域网所出现的网络故障中，有
建筑物综合布线系统的主要应用范围是：
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• 商务环境如商业银行、股票市场、饭店、零售商店。 • 办公室环境如公司、律师事务所、小型商务中心。 • 建筑群环境如大学校园、公司建筑物群、政府机构。
• 交通运输环境如航空港、火车站、交通运输中心、 出租车调度中心。
• 卫生及保健环境如医院、急救中心等。
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家都开始对智能大楼的概念与实现方法进行了研究， 并着手制定各自的智能大楼的标准。
智能大楼的定义有很多种。美国的一个智能大楼研究 机构认为：智能大楼是通过对建筑物的结构、系统、 服务与管理四个基本要素之间采用最优组合，为用 户提供一个投资合理、高效、安全与便利的工作环 境。另一种定义则认为：智能大楼是在大楼建设中 建立一个独立的局域网，在楼外与楼内的交汇处安 装配线架，利用楼内垂直电缆竖井作为布线系统的 主轴管道；在每个楼层建立分线点，通过分线点在 每个楼层的平面方向布置分支管道，并通过这些分 支管道将传输介质连接到用户所在的位置。最终用 户的位置上可以连接计算机、电话机、电传机、
到 ； —标准使用单模光纤，光纤长度可以达到 ； 而 —标准使用多模光纤，光纤长度可以达到～ 。 • . 千兆以太网组网方法 • 在千兆以太网组网方法中，如何合理地分配网络带
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宽是很重要的，需要根据具体网络的规模与布局， 来选择合适的两级或三级网络结构。图给出了典型 的千兆以太网组网方法示意图。
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以上是由网络传输介质引起的。因此，解决好网络 布线问题将对提高网络系统的可靠性起到重要的作 用。
年代以来，支持非屏蔽双绞线得到了广泛的应用。采 用双绞线作为网络的传输介质的最大优点是连接方 便、可靠、扩展灵活。同时，双绞线不仅能用于计 算机通信，而且能完成电话通信与控制信息传输。 电话通信比计算机通信出现得早，在铺设电话线路 方面早就有了各种各样的方法与标准，人们很自然 地会想到将电话线路的连接方法应用于网络布线中， 这样就产生了专门用于计算机网络的结构化布线系 统。因此，从某种意义上说，结构化布线系统并非 什么新的概念，它是将传统的电话、供电等系统所
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. 智能大楼概念的提出
随着建筑物结构化布线系统的应用，近几年来出现了 一个新的概念，这就是智能大楼。智能大楼的概念 是随着计算机与现代通信技术的迅速发展，以及人 们对信息共享的强烈需求而产生的。它是将计算机 通信、信息服务和大楼安全监控集成在一个系统中。 最早的智能大楼可以追溯到年。当时，美国的哈特 福特市对一座旧式大楼进行了改造，他们在这幢大 楼内安装了局域网，同时对大楼的空调、电梯、照 明、防火、防盗等设施采用计算机进行监控。在设 计大楼传输线路时，他们将局域网布线系统与大楼 安全监控的信息传输线路集成在一起。这项工程引 起了人们的高度重视，从此世界上许多国
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连接器、适配器、插座、插头、跳线、光电转换与 多路复用器等电器设备、电气保护设备、各类安装 工具。
结构化布线系统与传统的布线系统的最大区别在于： 结构化布线系统的结构与当前所连接的设备的位置 无关。在传统的网络布线系统中，设备安装在哪里， 传输介质就要铺设到哪里。结构化网络布线系统则 是预先按建筑物的结构，将建筑物中所有可能放置 计算机及外部设备的位置都预先布好线，然后再根 据实际所连接的设备情况，通过调整内部跳线装置， 将所有计算机及外部设备连接起来。同一条线路的 接口可以连接不同的设备，例如电话、终端或微型 机，可以是工作站或主机，也可以是打印机等各种 外部设备。