以太网基本知识

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。

问：如何实现单片以太网微控制器？答：诀窍是将微控制器、以太网媒体接入控制器(MAC)和物理接口收发器(PHY)整合进同一芯片，这样能去掉许多外接元器件。

这种方案可使MAC和PHY实现很好的匹配，同时还可减小引脚数、缩小芯片面积。

单片以太网微控制器还降低了功耗，特别是在采用掉电模式的情况下。

问：以太网MAC是什么？答：MAC就是媒体接入控制器。

以太网MAC由IEEE-802.3以太网标准定义。

它实现了一个数据链路层。

最新的MAC同时支持10Mbps和100Mbps两种速率。

通常情况下，它实现MII接口。

问：什么是MII？答：MII即媒体独立接口，它是IEEE-802.3定义的以太网行业标准。

它包括一个数据接口，以及一个MAC和PHY之间的管理接口(图1)。

数据接口包括分别用于发送器和接收器的两条独立信道。

每条信道都有自己的数据、时钟和控制信号。

MII数据接口总共需要16个信号。

管理接口是个双信号接口：一个是时钟信号，另一个是数据信号。

通过管理接口，上层能监视和控制PHY。

问：以太网PHY是什么？答：PHY是物理接口收发器，它实现物理层。

IEEE-802.3标准定义了以太网PHY。

它符合IEEE-802.3k中用于10BaseT(第14条)和100BaseTX(第24条和第25条)的规范。

问：造成以太网MAC和PHY单片整合难度高的原因是什么？答：PHY整合了大量模拟硬件，而MAC是典型的全数字器件。

芯片面积及模拟/数字混合架构是为什么先将MAC集成进微控制器而将PHY留在片外的原因。

更灵活、密度更高的芯片技术已经可以实现MAC和PHY的单芯片整合。

问：除RJ-45接口外，还需要其它元件吗？答：需要其它元件。

虽然PHY提供绝大多数模拟支持，但在一个典型实现中，仍需外接6、7只分立元件及一个局域网绝缘模块。

绝缘模块一般采用一个1：1的变压器。

这些部件的主要功能是为了保护PHY免遭由于电气失误而引起的损坏。

1.CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access withCollision Detection）—载波侦听多路访问/冲突检测，是一种在共享介质条件下实现多点通讯的方法。

其基本规则如下：（1）若介质空闲，发送数据；否则，转（2）；（2）若介质忙，一直监听到信道空闲，然后立即发送数据；（3）若检测到冲突，即线路上电压的摆动值超过正常值一倍，则发出一个短小的干扰（jamming）信号，使得所有站点都知道发生了冲突并停止数据的发送；（4）发完干扰信号，等待一段随机的时间后，再次试图传输，回到（1）重新开始。

2.由于CSMA/CD算法的限制，10M半双工以太网帧的帧长不能小于64字节。

3.从共享式以太网发展到交换式以太网过渡时期，出现了中继器和集线器两种互连的网络设备。

4.网络范围扩大后，信号在传送的过程中容易失真，导致误码。

中继器的功能是恢复失真信号，并放大信号。

5.集线器（HUB）和中继器都是物理层上的连接设备。

6.集线器（HUB）就是这样一种基于CSMA/CD机制工作的以太网设备，其工作原理很简单：从任何一个接口收到的数据帧（不管是单播还是广播）不加选择地转发给其它的任何端口（除接收的那个端口外）。

7.故可以这样说集线器（HUB）和中继器仅仅改变了以太网的物理拓扑，其逻辑结构仍然是总线拓扑。

8.HUB没有用MAC地址，只是对数据进行复制转发，没有过滤功能。

9.由集线器（HUB）和中继器组建以太网的实质是一种共享式以太网，故共享式以太网所具有的弊端它基本上都有，存在以下缺陷：a)冲突严重b)广播泛滥c)无任何安全性10.交换机是工作在数据链路层的设备。

以太网交换机网桥需要完成二个基本功能：a)MAC地址学习；b)转发和过滤决定。

11.DMAC代表目的终端的MAC地址，SMAC代表源MAC地址，而LENGTH/TYPE字段则根据值的不同有不同的含义：当LENGHT/TYPE > 1500时，代表该数据帧的类型（比如上层协议类型），当LENGTH/TYPE < 1500时，代表该数据帧的长度。

以太网知识GMII / RGMII接口本文主要分析MII/RMII/SMII，以及GMII/RGMII/SGMII接口的信号定义，及相关知识，同时本文也对RJ-45接口进行了总结，分析了在10/100模式下和1000M模式下的连接方法。

1. GMII 接口分析GMII接口提供了8位数据通道，125MHz的时钟速率，从而1000Mbps的数据传输速率。

下图定义了RS层的输入输出信号以及STA的信号：图18 Reconciliation Sublayer (RS) and STA connections to GMII下面将详细介绍GMII接口的信号定义，时序特性等。

由于GMII接口有MAC和PHY模式，因此，将会根据这两种不同的模式进行分析，同时还会对RGMII/TBI/RTBI接口进行介绍。

4.1 GMII接口信号定义GMII接口可分为MAC模式和PHY模式，一般说来MAC和PHY对接，但是MAC和MAC也是可以对接的。

在GMII接口中，它是用8根数据线来传送数据的，这样在传送1000M数据时，时钟就会125MHz。

GMII接口主要包括四个部分。

一是从MAC层到物理层的发送数据接口，二是从物理层到MAC层的接收数据接口，三是从物理层到MAC层的状态指示信号，四是MAC层和物理层之间传送控制和状态信息的MDIO接口。

GMII接口的MAC模式定义：注意在表7中，信号GTX_CLK对于MAC来说，此时是Output信号，这一点和MII接口中的TX_CLK的Input特性不一致。

GMII接口PHY模式定义：表8注意在表8中，信号GTX_CLK对于PHY来说，此时是Input信号，这一点和MII接口中的TX_CLK的Output特性不一致。

4.2 GMII接口时序特性在GMII接口中，TX通道参考时钟是GTX_CLK，RX通道参考时钟是RX_CLK，802.3-2005定义了它们之间的关系。

图19 GMII signal timing at receiver input由图19可知，Spec只定义了TX通道和RX通道中接收端Setup时间和Hold时间。

1.以太网技术发展到100M速率以后，出现了一个如何与原10M以太网设备兼容的问题，自协商技术就是为了解决这个问题而制定的。

2.自协商功能允许一个网络设备将自己所支持的工作模式信息传达给网络上的对端，并接受对方可能传递过来的相应信息。

它使用修订过的10BASE-T来传递信息，自协商功能完全由物理层芯片设计实现，因此并不使用专用数据报文或带来任何高层协议开销。

3.自协商功能的基本机制就是将协商信息封装进一连串修改后的“10BASE-T连接测试收发波形”的连接整合性测试脉冲（快速连接脉冲FLP）。

每个网络设备必须能够在上电、管理命令发出、或是用户干预时发出此串脉冲。

快速连接脉冲包含一系列连接整合性测试脉冲组成的时钟/数字序列。

将这些数据从中提取出来就可以得到对端设备支持的工作模式，以及一些用于协商握手机制的其他信息。

4.当协商双方都支持一种以上的工作方式时，需要有一个优先级方案来确定一个最终工作方式。

100M优于10M，全双工优于半双工。

100BASE-T4之所以优于100BASE-TX是因为100BASE-T4支持的线缆的类型更丰富一些。

5.光纤以太网是不支持自协商的。

对光纤而言，链路两端的工作模式必须使用手工配置（速度、双工模式、流控等），如果光纤两端的配置不同，是不能正确通信的。

6.能使用3、4、5类非屏蔽双绞线（UTP）实现100BASE-T4，用到了双绞线4对中的全部。

100BASE-TX只能用5类非屏蔽双绞线（UTP）或者屏蔽双绞线（STP）实现，用到了双绞线4对中的2对。

7.网络拥塞一般是由于线速不匹配（如100M向10M端口发送数据）和突发的集中传输而产生的，它可能导致这几种情况：延时增加、丢包、重传增加，网络资源不能有效利用。

8.在实际的网络中，尤其是一般局域网，产生网络拥塞的情况极少，所以有的厂家的交换机并不支持流量控制。

高性能的交换机应支持半双工方式下的反向压力和全双工的IEEE802.3x流控。

Ethernet基础知识之一一、网卡、MAC控制器和MAC地址提到MAC不得不涉及网卡的工作原理，网卡工作在OSI参考模型的数据链路层和网络层。

这里又出现了一个概念“OSI参考模型”，在这个模型中定义了网络通讯是分层的，分别是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。

以太网数据链路层其实包含MAC（介质访问控制）子层和LLC （逻辑链路控制）子层。

物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接口。

数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能。

以太网卡中数据链路层的芯片一般简称之为MAC控制器，物理层的芯片简称之为PHY。

许多网卡的芯片把MAC和PHY的功能做到了一颗芯片中，比如Intel 82559网卡的和3COM3C905网卡。

但是MAC和PHY的机制还是单独存在的，只是外观的表现形式是一颗单芯片。

当然也有很多网卡的MAC和PHY是分开做的，比如D-LINK的DFE-530TX等。

通常提到的MAC指狭义的MAC地址，其实在网卡中，一块以太网卡MAC芯片的作用不但要实现MAC 子层和LLC子层的功能，还要提供符合规范的PCI界面以实现和主机的数据交换。

以太网MAC芯片的一端接计算机PCI总线，另外一端就接到PHY芯片上。

MAC从PCI总线收到IP数据包（或者其他网络层协议的数据包）后，将之拆分并重新打包成最大1518Byte，最小64Byte的帧。

这个帧里面包括了目标MAC地址、自己的源MAC地址和数据包里面的协议类型（比如IP数据包的类型用80表示）。

最后还有一个DWORD(4Byte)的CRC码。

网卡上有一颗EEPROM芯片，通常是一颗93C46。

里面记录了网卡芯片的供应商ID、子系统供应商ID、网卡的MAC地址、网卡的一些配置，如SMI总线上PHY的地址，BOOTROM的容量，是否启用BOOTROM引导系统等东西。

以太网的工作原理
以太网是一种广泛使用的局域网技术，其工作原理是基于CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，带冲突检测的载波侦听多路访问）协议。

在以太网中，计算机通过物理介质（例如电缆）连接在一起，形成一个局域网。

每个计算机都被称为一个节点，每个节点都有一个唯一的MAC地址。

当一个节点想要发送数据时，它先检测物理介质上是否有其他节点正在发送数据。

如果没有其他节点发送数据，该节点就可以开始发送数据。

如果检测到其他节点正在发送数据，该节点将等待一段时间，直到物理介质空闲为止，然后才发送数据。

在数据发送过程中，如果两个节点同时发送数据导致碰撞发生，它们会立即停止发送，并等待一个随机的时间后重新发送。

这种碰撞检测和重传机制被称为CSMA/CD。

为了确保数据传输的可靠性和顺序性，以太网使用了帧格式。

数据被分割成小的数据包，每个数据包都有自己的起始标志、目标MAC地址、源MAC地址、数据内容和一些校验位。

数
据包通过物理介质传输时，其他节点可以根据帧格式的标志位来识别和接收自己需要的数据。

另外，以太网支持半双工和全双工通信。

在半双工通信中，节点只能同时进行发送或接收操作，不能同时进行两者；而在全双工通信中，节点可以同时进行发送和接收操作，提高了传输
效率。

总之，以太网通过CSMA/CD协议、帧格式和物理介质来实现多个节点之间的数据传输，并且支持可靠性、顺序性和双工通信。

这种工作原理使得以太网成为一种广泛应用于局域网的技术。

局域网组建方法以太网的基础知识和配置步骤局域网（Local Area Network，简称LAN）是指在一个相对较小范围内的局部地区内建立起的计算机网络。

以太网（Ethernet）是最常见和广泛应用的局域网技术之一。

那么，在局域网中如何组建以太网，以及其基础知识和配置步骤是什么呢？本文将详细解答这些问题。

一、以太网的基础知识以太网是一种基于共享传输介质的局域网技术，其传输速度通常为10Mbps、100Mbps或1000Mbps。

在以太网中，每个计算机连接到一个集线器（Hub）或者交换机（Switch），通过共享传输介质（如双绞线）进行通信。

该网络拓扑结构通常为总线型或星型。

1. 网卡（Network Interface Card，简称NIC）：每台计算机都需要安装网卡才能进行以太网连接。

网卡负责将计算机内部数据转换为可以在局域网中传输的格式，并将外部数据转发给计算机。

2. MAC地址（Media Access Control Address）：每个网卡都有一个唯一的MAC地址，由12位十六进制数表示。

MAC地址用于在局域网中识别每个计算机或设备，类似于一个身份证号码。

3. 集线器（Hub）：集线器是以太网中常用的设备，用于连接多台计算机。

当一个计算机发送数据时，集线器会将数据广播给所有连接的设备，然后每个设备根据MAC地址识别出自己需要接收的数据。

4. 交换机（Switch）：交换机也是局域网中常用的设备，其工作原理与集线器不同。

交换机会动态学习每个设备的MAC地址，并根据目标MAC地址将数据直接传输到目标设备，提高了网络的传输效率。

二、局域网以太网的配置步骤下面是局域网中组建以太网的配置步骤，以便帮助您更好地理解：1. 确定网络拓扑结构：根据网络规模和需求，选择适合的网络拓扑结构，如总线型或星型。

2. 购买和安装设备：购买所需的网卡、集线器或交换机等设备，并按照说明书正确安装。

3. 连接设备：将每台计算机的网卡与集线器或交换机进行连接。

以太网工作原理以太网是一种常见的局域网技术，它使用了一种称为CSMA/CD（载波监听多路访问/碰撞检测）的协议来控制数据传输。

在以太网中，数据被分割成帧，然后通过网络传输。

接下来，我们将详细介绍以太网的工作原理。

首先，以太网使用CSMA/CD协议来控制数据传输。

这意味着当一个设备想要发送数据时，它首先会监听网络，确保没有其他设备正在发送数据。

如果网络空闲，设备就会发送数据。

但是，如果多个设备同时发送数据，就会发生碰撞。

当检测到碰撞时，设备会随机等待一段时间，然后重新发送数据。

其次，以太网使用MAC地址来识别设备。

每个以太网设备都有一个唯一的MAC地址，它由48位二进制数组成。

当数据帧被发送到网络上时，它包含了目标设备的MAC地址，以太网设备会根据这个地址来决定是否接收数据。

此外，以太网使用了CSMA/CD协议来控制网络的拓扑结构。

在以太网中，常见的拓扑结构包括总线型、星型和树型。

总线型拓扑中，所有设备都连接到同一条总线上；星型拓扑中，所有设备都连接到一个中央设备上；树型拓扑则是将多个星型拓扑连接在一起。

最后，以太网使用了以太网交换机来提高网络性能。

交换机可以根据MAC地址来转发数据，而不是像集线器一样简单地将数据广播到整个网络上。

这样可以减少网络拥塞，提高数据传输效率。

总之，以太网是一种常见的局域网技术，它使用了CSMA/CD协议来控制数据传输，使用MAC地址来识别设备，使用不同的拓扑结构来搭建网络，同时利用以太网交换机来提高网络性能。

通过了解以太网的工作原理，我们可以更好地理解局域网的工作方式，从而更好地设计和管理网络。

以太⽹接⼝知识以太⽹接⼝知识本⽂主要分析MII/RMII/SMII，以及GMII/RGMII/SGMII接⼝的信号定义，及相关知识，同时本⽂也对RJ-45接⼝进⾏了总结，分析了在10/100模式下和1000M模式下的设计⽅法。

1. MII接⼝分析MII接⼝提供了MAC与PHY之间、PHY与STA(Station Management)之间的互联技术，该接⼝⽀持10Mb/s与100Mb/s的数据传输速率，数据传输的位宽为4位。

提到MII，就有可能涉及到RS，PLS，STA等名词术语，下⾯讲⼀下他们之间对应的关系。

所谓RS即Reconciliation sublayer，它的主要功能主要是提供⼀种MII和MAC/PLS之间的信号映射机制。

它们(RS与MII)之间的关系如下图：图1MII接⼝的Management Interface可同时控制多个PHY，802.3协议最多⽀持32个PHY，但有⼀定的限制：要符合协议要求的connector特性。

所谓Management Interface，即MDC信号和MDIO信号。

前⾯已经讲过RS与PLS的关系，以及MII接⼝连接的对象。

它们是通过MII接⼝进⾏连接的，⽰意图如下图。

由图可知，MII的Management Interface是与STA（Station Management）相连的。

MII接⼝⽀持10Mb/s以及100Mb/s，且在两种⼯作模式下所有的功能以及时序关系都是⼀致的，唯⼀不同的是时钟的频率问题。

802.3要求PHY不⼀定⼀定要⽀持这两种速率，但⼀定要描述，通过Management Interface反馈给MAC。

图2下⾯将详细介绍MII接⼝的信号定义，时序特性等。

由于MII接⼝有MAC和PHY模式，因此，将会根据这两种不同的模式进⾏分析，同时还会对RMII/SMII进⾏介绍。

1.1 MII接⼝信号定义MII接⼝可分为MAC模式和PHY模式，⼀般说来MAC和PHY对接，但是MAC和MAC也是可以对接的。

计算机网络技术基础知识汇总计算机网络技术基础知识汇总一：网络基础知识1. 网络的定义和分类1.1 网络的定义1.2 网络的分类1.2.1 局域网（LAN）1.2.2 城域网（MAN）1.2.3 广域网（WAN）1.2.4 互联网（Internet）2. OSI参考模型2.1 OSI参考模型的概述2.2 OSI参考模型的七层结构2.2.1 物理层2.2.2 数据链路层2.2.3 网络层2.2.4 传输层2.2.5 会话层2.2.6 表示层2.2.7 应用层3. TCP/IP协议族3.1 TCP/IP协议族的概述3.2 TCP/IP协议族的层次结构3.2.1 网络接口层3.2.2 网际层3.2.3 传输层3.2.4 应用层二：网络设备和编址1. 网络设备1.1 网络设备的分类1.1.1 网卡1.1.2 集线器1.1.3 交换机1.1.4 路由器1.1.5 网关2. IP地址和子网掩码2.1 IP地址的作用和分类2.2 IP地址的组成和表示方式2.3 子网掩码的作用和计算方法三：网络传输协议1. TCP协议1.1 TCP的概述1.2 TCP的特点1.3 TCP的连接建立和终止1.4 TCP的可靠传输机制2. UDP协议2.1 UDP的概述2.2 UDP的特点2.3 UDP的应用场景四：局域网技术1. 以太网1.1 以太网的概述1.2 以太网的物理层和数据链路层1.3 以太网的帧结构和帧格式1.4 以太网的MAC地址和地址解析协议2. VLAN技术2.1 VLAN的概念和作用2.2 VLAN的实现方式和配置方法五：广域网技术1. PPP协议1.1 PPP的概述1.2 PPP的连接建立和认证过程1.3 PPP的帧格式和报文结构2. HDLC协议2.1 HDLC的概述2.2 HDLC的帧格式和报文结构2.3 HDLC的工作模式和帧同步方法六：网络安全1. 网络攻击和防御1.1 网络攻击的分类1.2 常见的网络安全威胁1.3 网络安全的防御措施2. 防火墙2.1 防火墙的概述2.2 防火墙的工作原理和分类2.3 防火墙的配置和管理七：网络管理和监控1. 网路管理协议1.1 SNMP协议1.2 MIB文件和MIB对象1.3 SNMP的工作原理和消息格式2. 网络性能监控2.1 网络性能监控的意义和目的2.2 常用的性能监控工具2.3 网络性能监控的指标和分析方法附件：1. 相关示意图和图表2. 实验数据和结果法律名词及注释：1. TCP/IP：传输控制协议/互联网协议，是一种用于互联网传输的协议族。

以太网发展简史：1.1973年，位于加利福尼亚Palo Alto 的Xerox公司提出并实现了最初的以太网。

Robert Metcalfe博士被公认为以太网之父，他研制的实验室原型系统运行速度是 2.94兆比特每秒(3Mb/s)。

2.1980年， Digital Equipment Corporation ，Intel，Xerox三家联合推出10Mbps DIX以太网标准[DIX80]。

IEEE 802.3标准规范则是基于这个最初的以太网技术制定的。

3.1995年，IEEE正式通过了802.3u快速以太网标准。

4.1998年，IEEE802.3z千兆以太网标准正式发布。

5.1999年，发布IEEE802.3ab标准，即1000BASE-T标准。

6.2002年7月18日，IEEE通过了802.3ae，即10Gbit/s以太网，又称为万兆以太网，它包括了10GBASE-R,10GBASE-W,10GBASE-LX4三种物理接口标准。

7.2004年3月，IEEE批准铜缆10G以太网标准802.3ak，新标准将作为10GBASE-CX4实施，提供双轴电缆上的10Gbps的速率。

8.在刚萌芽时期的以太网是共享式以太网，当时存在常见几种传输介质：9.10Base5：粗同轴电缆（5代表电缆的最大传输距离是500米）10.10Base2：细同轴电缆（2代表电缆的最大传输距离是200米）11.但是在共享式以太网之前，使用一种称为抽头的设备建立与同轴电缆的连接。

须用特殊的工具在同轴电缆里挖一个小洞，然后将抽头接入。

此项工作存在一定的风险：因为任何疏忽，都有可能使电缆的中心导体与屏蔽层短接，导致这个网络段的崩溃。

同轴电缆的致命缺陷是：电缆上的设备是串连的，单点的故障可以导致这个网络的崩溃。

12.80年代末期，非屏蔽双绞线（UTP）出现，并迅速得到广泛的应用。

UTP的巨大优势在于：价格低廉、制作简单，收发使用不同的线缆易于实现全双工工作模式。

以太网知识(4)-TBI接口-ten bit interface作者:luqiliang 日期:2010-5-14 15:36:41字体大小: 小中大本文主要分析MII/RMII/SMII，以及GMII/RGMII/SGMII接口的信号定义，及相关知识，同时本文也对RJ-45接口进行了总结，分析了在10/100模式下和1000M 模式下的连接方法。

6. TBI接口分析所为TBI，即Ten-Bit interface，10位接口(TBI)从千兆媒体独立接口(GMII)演化而来，它们都是千兆以太网的接口。

TBI与GMII接口的主要区别在于，GMII 接口还包括物理编码子层(PCS)功能，支持TBI接口的器件通常不包含上述功能，如图26中被方框圈起来的部分。

选择TBI还是GMII接口，主要取决于所采用的媒体访问控制器(MAC)以及是否具备必需的PCS功能，或收发器是否需要这些功能。

图26从图26可以看出，千兆以太网协议与10/100Mb/s以太网协议的差别仅仅在于物理层。

图中的PHY表示实现物理层协议的芯片；协调子层（Reconciliation sublayer）用于实现指令转换；MII（介质无关接口）／GMII（吉比特介质无关接口）是物理层芯片与实现上层协议的芯片的接口；MDI（介质相关接口）是物理层芯片与物理介质的接口；PCS、PMA和PMD则分别表示实现物理层协议的各子层。

在实际应用系统中，这些子层的操作细节将全部由PHY芯片实现，只需对MII和MDI接口进行设计与操作即可。

吉比特以太网的物理层接口标准主要有四种：GMII、RGMII(Reduced GMII)、TBI(Ten-Bit Interface)和RTBI(Reduced TBI)。

GMII是标准的吉比特以太网接口，它位于MAC层与物理层之间。

对于TBI接口，图26中PCS子层的功能将由MAC层芯片实现，在降低PHY芯片复杂度的同时，控制线也比GMII接口少。

什么是POE？能不能用不带POE功能的变压器?请问大侠两以太网供电(POE) 概述POE (Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作做何改动的情况下，在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。

POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。

POE也被称为基于局域网的供电系统(POL, Power over LAN )或有源以太网( Active Ethernet)，有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。

IEEE 802.3af标准是基于以太网供电系统POE的新标准，它在IEEE 802.3的基础上增加了通过网线直接供电的相关标准，是现有以太网标准的扩展，也是第一个关于电源分配的国际标准。

IEEE在1999年开始制定该标准，最早参与的厂商有3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel和National Semiconductor。

但是，该标准的缺点一直制约着市场的扩大。

直到2003年6月，IEEE批准了802. 3af标准，它明确规定了远程系统中的电力检测和控制事项，并对路由器、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、安全系统以及无线LAN接入点等设备供电的方式进行了规定。

IEEE 802.3af的发展包含了许多公司专家的努力，这也使得该标准可以在各方面得到检验。

一个典型的以太网供电系统如图1所示。

在配线柜里保留以太网交换机设备，用一个带电源供电集线器(Midspan HUB)给局域网的双绞线提供电源。

在双绞线的末端，该电源用来驱动电话、无线接入点、相机和其他设备。

为避免断电，可以选用一个UPS。

图1 一个典型的以太网供电系统POE的关键技术1、POE的系统构成及供电特性参数一个完整的POE系统包括供电端设备(PSE, Power Sourcing Equipment)和受电端设备(PD, Power Device)两部分。

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。

以太网具有的一般特征概述如下：共享媒体：所有网络设备依次使用同一通信媒体。

广播域：需要传输的帧被发送到所有节点，但只有寻址到的节点才会接收到帧。

CSMA/CD：以太网中利用载波监听多路访问/冲突检测方法（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）以防止 twp 或更多节点同时发送。

MAC 地址：媒体访问控制层的所有 Ethernet 网络接口卡（NIC）都采用48位网络地址。

这种地址全球唯一。

Ethernet 基本网络组成：共享媒体和电缆：10BaseT（双绞线），10Base-2（同轴细缆），10Base-5（同轴粗缆）。

转发器或集线器：集线器或转发器是用来接收网络设备上的大量以太网连接的一类设备。

通过某个连接的接收双方获得的数据被重新使用并发送到传输双方中所有连接设备上，以获得传输型设备。

网桥：网桥属于第二层设备，负责将网络划分为独立的冲突域获分段，达到能在同一个域/分段中维持广播及共享的目标。

网桥中包括一份涵盖所有分段和转发帧的表格，以确保分段内及其周围的通信行为正常进行。

交换机：交换机，与网桥相同，也属于第二层设备，且是一种多端口设备。

交换机所支持的功能类似于网桥，但它比网桥更具有的优势是，它可以临时将任意两个端口连接在一起。

交换机包括一个交换矩阵，通过它可以迅速连接端口或解除端口连接。