广域网、局域网、以太网等概念概念框图介绍个人局域网PAN局域网LAN城域网MAN广域网WAN局域网的种类以太网以太网分类以太网相关参数以太网线缆的568A和568B标准以太网名称含义以太网编码方式码元、波特率符号率和比特率的定义10M以太网100M以太网1000M以太网2.5G和5G以太网10G以太网‌千兆网MDI0、MDI0-等4对差分电平分析令牌环网FDDI网ATM网无线局域网虚拟局域网和局域网的区别半双工和全双工以太网区别因特网、互联网、以太网、局域网、广域网的区别概念框图介绍LAN局域网MAN域域网WAN广域网WLAN无线局域网VLAN虚拟局域网详情阅读一文了解LAN、WAN、WLAN、VLAN 和 VPN 的区别地理范围广域网 城域网 局域网 个人局域网个人局域网PANPAN是一种用于在靠近个人的设备之间进行通信的网络通常在几米范围内。地理范围非常有限通常在几米范围内。所有权由个人拥有和操作。技术通常使用蓝牙、红外线或 USB。速度取决于所使用的技术通常低于局域网速度。使用案例连接智能手机、平板电脑和可穿戴设备等个人设备。通过蓝牙耳机实现免提通信。在电脑和智能手机之间同步数据。局域网LAN局域网是在家庭、办公室或楼宇等有限区域内连接计算机和设备的网络。地理范围仅限于一个小区域如一栋建筑或一组相邻建筑。范围通常是10m100m1km。所有权通常由一个组织拥有、控制和管理。技术通常使用以太网电缆、Wi-Fi 和交换机/路由器。速度一般为高速、低延迟。使用案例在办公室内共享打印机和文件服务器等资源。促进员工之间的沟通与协作。为家庭或小型企业提供互联网接入。城域网MAN城域网覆盖的地理区域比局域网大但比广域网小通常跨越一个城市或一个大型校园。地理范围覆盖一个城市或大片城区10km。所有权通常由公司、政府或服务提供商等单一实体拥有和运营。技术通常采用高速光缆和无线连接。速度一般为高速能够支持宽带互联网接入和大量数据传输。使用案例连接一所大学的多个校区。为整个城市提供高速互联网接入。连接大都市区内的地方政府办公室。广域网WAN广域网跨越很大的地理区域通常是一个国家或大陆。互联网就是广域网最突出的例子。地理范围覆盖广大地区如城市、州、国家或大陆100km1000km。所有权通常情况下广域网的各个部分由不同的组织拥有。技术利用各种传输介质包括光纤、卫星链路和租用电话线。速度根据所使用的技术和基础设施可能会有很大差异。使用案例连接跨国公司的分支机构。促进全球通信和数据交换。实现远程访问中央资源局域网的种类局域网虽然目前我们所能看到的局域网主要是以双绞线为代表传输介质bai的以太网那只不过是我们所看到都基本上是企、事业单位的局域网在网络发展的早期或在其它各行各业中因其行业特点所采用的局域网也不一定都是以太网目前在局域网中常见的有以太网Ethernet、令牌网Token Ring、FDDI网、异步传输模式网ATM等几类下面分别作一些简要介绍。以太网EtherNet 以太网最早是由Xerox施乐公司创建的在1980年由DEC、Intel和Xerox三家公司联合开发为一个标准。以太网是应用最为广泛的局域网包括标准以太网10Mbps、快速以太网100Mbps、千兆以太网1000 Mbps和10G以太网它们都符合IEEE802.3系列标准规范。以太网分类1标准以太网最开始以太网只有10Mbps的吞吐量它所使用的是CSMACD带有冲突检测的载波侦听多路访问的访问控制方法通常把这种最早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。以太网主要有两种传输介质那就是双绞线和同轴电缆。所有的以太网都遵循IEEE 802.3标准下面列出是IEEE 802.3的一些以太网络标准在这些标准中前面的数字表示传输速度单位是“Mbps”最后的一个数字表示单段网线长度基准单位是100mBase表示“基带”的意思Broad代表“宽带”。 ·10Base5 使用粗同轴电缆最大网段长度为500m基带传输方法 ·10Base2 使用细同轴电缆最大网段长度为185m基带传输方法 ·10BaseT 使用双绞线电缆最大网段长度为100m ·1Base5 使用双绞线电缆最大网段长度为500m传输速度为1Mbps ·10Broad36 使用同轴电缆RG59U CATV最大网段长度为3600m是一种宽带传输方式 ·10BaseF 使用光纤传输介质传输速率为10Mbps2快速以太网Fast Ethernet 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100Mpbs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FastSwitch10100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100BASETX、100BASET4、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 100BASET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类双绞线以及光纤的连接能有效的利用现有的设施。 快速以太网的不足其实也是以太网技术的不足那就是快速以太网仍是基于载波侦听多路访问和冲突检测CSMACD技术当网络负载较重时会造成效率的降低当然这可以使用交换技术来弥补。 100Mbps快速以太网标准又分为100BASETX 、100BASEFX、100BASET4三个子类。 ·100BASETX是一种使用5类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。它使用两对双绞线一对用于发送一对用于接收数据。在传输中使用4B5B编码方式信号频率为125MHz。符合EIA586的5类布线标准和IBM的SPT 1类布线标准。使用同10BASET相同的RJ45连接器。它的最大网段长度为100米。它支持全双工的数据传输。 ·100BASEFX是一种使用光缆的快速以太网技术可使用单模和多模光纤62.5和125um 多模光纤连接的最大距离为550米。单模光纤连接的最大距离为3000米。在传输中使用4B5B编码方式信号频率为125MHz。它使用MICFDDI连接器、ST连接器或SC连接器。它的最大网段长度为150m、412m、2000m或更长至10公里这与所使用的光纤类型和工作模式有关它支持全双工的数据传输。100BASEFX特别适合于有电气干扰的环境、较大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。 ·100BASET4是一种可使用3、4、5类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。它使用4对双绞线3对用于传送数据1对用于检测冲突信号。在传输中使用8B6T编码方式信号频率为25MHz符合EIA586结构化布线标准。它使用与10BASET相同的RJ45连接器最大网段长度为100米。3千兆以太网(又称吉比特以太网)GB Ethernet 随着以太网技术的深入应用和发展企业用户对网络连接速度的要求越来越高1995年11月IEEE802.3工作组委任了一个高速研究组HigherSpeedStudy Group研究将快速以太网速度增至更高。该研究组研究了将快速以太网速度增至1000Mbps的可行性和方法。1996年6月IEEE标准委员会批准了千兆位以太网方案授权申请Gigabit Ethernet Project Authorization Request。随后IEEE802.3工作组成立了802.3z工作委员会。IEEE802.3z委员会的目的是建立千兆位以太网标准包括在1000Mbps通信速率的情况下的全双工和半双工操作、802.3以太网帧格式、载波侦听多路访问和冲突检测CSMACD技术、在一个冲突域中支持一个中继器Repeater、10BASET和100BASET向下兼容技术千兆位以太网具有以太网的易移植、易管理特性。千兆以太网在处理新应用和新数据类型方面具有灵活性它是在赢得了巨大成功的10Mbps和100Mbps IEEE802.3以太网标准的基础上的延伸提供了1000Mbps的数据带宽。这使得千兆位以太网成为高速、宽带网络应用的战略性选择。 1000Mbps千兆以太网目前主要有以下三种技术版本1000BASESXLX和CX版本。1000BASESX 系列采用低成本短波的CDcompact disc光盘激光器 或者VCSELVertical Cavity Surface Emitting Laser垂直腔体表面发光激光器发送器而1000BASELX系列则使用相对昂贵的长波激光器1000BASECX系列则打算在配线间使用短跳线电缆把高性能服务器和高速外围设备连接起来。410G以太网现在10Gbps的以太网标准已经由IEEE 802.3工作组于2000年正式制定10G以太网仍使用与以往10Mbps和100Mbps以太网相同的形式它允许直接升级到高速网络。同样使用IEEE 802.3标准的帧格式、全双工业务和流量控制方式。在半双工方式下10G以太网使用基本的CSMACD访问方式来解决共享介质的冲突问题。此外10G以太网使用由IEEE 802.3小组定义了和以太网相同的管理对象。总之10G以太网仍然是以太网只不过更快。但由于10G以太网技术的复杂性及原来传输介质的兼容性问题目前只能在光纤上传输与原来企业常用的双绞线不兼容了还有这类设备造价太高一般为2-9万美元所以这类以太网技术目前还处于研发的初级阶段还没有得到实质应用。以太网相关参数以太网接入方法CSMA/CD原始半双工操作载波监听多路访问/碰撞检测拓扑结构线性总线、星型、树型传输介质双绞线铜Twisted pair、同轴电缆coaxial、光纤电缆fiber optic cable速度以太网Ethernet10MbpsTP、同轴电缆、光纤快速以太网Fast Ethernet100MbpsTP、光纤千兆以太网Gigabit Ethernet1000MbpsTP、光纤NBASE-T2.5G/5G Base-TTP万兆网10 Gigabit Ethernet10Gbps光纤、TP40G和100G以太网线缆的568A和568B标准以太网线缆的568A和568B是两种常用的TIA电信行业协会/EIA电子工业协会标准线序用于RJ45水晶头的接线。568A和568B标准并非仅限于百兆网而是适用于所有速率的以太网包括千兆、万兆甚至更高。无论速率如何RJ45接口的物理定义不变568A/B确保了设备间的电气兼容性。它们的引脚对应关系及区别如下将RJ45水晶头的金属触点面朝向自己从左到右的线序颜色依次为(8根线颜色分别是白橙/橙、白绿/绿、白蓝/蓝、白棕/棕)568A绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕。568B橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。由于线序标准的不同又将网线分为于交叉线和直连线。Auto MDI/MDIX功能因此开发芯片自动侦测RX信号并对应跳转568A/568B切换。交叉线一端是568A标准另一端是 568B标准的双绞线。常用于电脑和电脑间的连接。直连线两端都是568A标准或者两端都是 568B标准。常用于电脑和交换机间的连接。生活中最常用的是568B直连线。现代交换机路由器的PHY芯片大都带有自动识别转换功能无论是交叉线还是直连线均可自动转换连通。仔细观察10/100M base TX RJ45 接口引脚功能定义会发现实际用到的只有1236这4根线1/2发送3/6接收。其他4根即使没有也不会影响正常通信。千兆/万兆4对线同时工作每对线双向传输。注意1网线最重要的特性即为双绞网线中传输的信号为差分信号。如果制作 RJ45水晶头时并未按照 568A/B的标准来制作虽然能连通网络可传输路径已经不是双绞了并不适合差分信号的传输会造成对外电磁干扰大、传输距离短、丢包率增大。不区分颜色就接线是外行的方法大家不要学。注意2网线的外皮也要一起夹在水晶头中。以太网名称含义常用后缀含义总结TX双绞线FX光纤EEthernet以太网FFast快速的 或 F-Fiber光纤TTwisted-pair双绞线SShort短的10M以太网这些标准中前面的数字表示传输速度单位是“Mbps”最后的一个数字表示单段网线长度基准单位是100mBase表示“基带”的意思Broad代表“带宽”10 Base5 使用粗同轴电缆最大网段长度为500m基带传输方法。10 Base2 使用细同轴电缆最大网段长度为185m基带传输方法。10 BaseT 使用双绞线电缆最大网段长度为100m。1 Base5 使用双绞线电缆最大网段长度为500m传输速度为1Mbps。10 Broad36 使用同轴电缆RG59U CATV最大网段长度为3600m是一种宽带传输方式。10 BaseF 使用光纤传输介质传输速率为10Mbps。100M以太网100BASET4是一种可使用3、4、5类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。100Base-T4使用4对双绞线其中的三对用于在33MHz的频率上传输数据每一对均工作于半双工模式。第四对用于CSMA/CD冲突检测。在传输中使用8B6T编码方式信号频率为25MHz符合EIA586结构化布线标准。它使用与10BASET相同的RJ45连接器最大网段长度为100米。100BASETX是一种使用5类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。它使用两对双绞线一对用于发送一对用于接收数据。在传输中使用4B5B编码方式信号频率为125MHz。符合EIA586的5类布线标准和IBM的SPT 1类布线标准。使用同10BASET相同的RJ45连接器。它的最大网段长度为100米。它支持全双工的数据传输。100Base-T是一种以100Mbps速率工作的局域网LAN标准它通常被称为快速以太网并使用UTP非屏蔽双绞线铜质电缆。快速以太网有三种基本的实现方式100Base-FX、100Base-T、和100Base-T4。每一种规范除了接口电路外都是相同的接口电路决定了它们使用哪种类型的电缆。为了实现时钟/数据恢复CDR功能100Base-T使用4B/5B曼彻斯特编码机制。以上是网络上的定义有人说100BASETX就属于100Base-T但在下面的定义中却没有发现100Base-TX所以笔者还是不怎么明白。1000M以太网1000Base-SX 只支持多模光纤可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤工作波长为770-860nm传输距离为220-550m。1000Base-LX 多模光纤可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤工作波长范围为1270-1355nm传输距离为550m。1000Base-CX 采用150欧屏蔽双绞线STP传输距离为25m。10G以太网10GBASE-SR 和 10GBASE-SW 主要支持短波850 nm多模光纤MMF光纤距离为 2m 到 300 m 。10GBASE-SR 主要支持“暗光纤”dark fiber。暗光纤指的是已经铺设但是没有投入使用的光缆。很多时候通信公司会铺设多余其需求的光纤数量以适应将来的需要而避免反复的光纤铺设带来的高额成本。暗光纤可能被租用给个人或者其他公司用于在他们自己的场所之间建立光连接。在这种情况下光纤既不受电信公司控制也没有连接到电信公司而是由公司或者个人提供必要的设备使得其正常运作。10GBASE-SW 主要用于连接 SONET 同步光线网设备它应用于远程数据通信。10GBASE-LR 和 10GBASE-LW 主要支持长波1310nm单模光纤SMF光纤距离为 2m 到 10km 约32808英尺。10GBASE-LW 主要用来连接SONET设备时10GBASE-LR 则用来支持“暗光纤”dark fiber。10GBASE-ER 和 10GBASE-EW 主要支持超长波1550nm单模光纤SMF光纤距离为 2m 到 40km 约131233英尺。10GBASE-EW 主要用来连接 SONET 设备。10GBASE-ER 则用来支持“暗光纤”dark fiber。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。系统运行在 1310nm 的多模或单模暗光纤方式下。该系统的设计目标是针对于 2m 到 300 m 的多模光纤模式或 2m 到 10km 的单模光纤模式。以太网编码方式各种速率以太网的相关信息汇总以太网不同速率的编码方式根据标准而有所不同。注意逻辑编码和电平信号的区别以100M以太网为例区别如下码元、波特率符号率和比特率的定义码元Symbol数字通信中表示一个信息单元的基本波形如一种电平、相位或频率例如NRZ编码中高电平代表1低电平代表0每个电平是1个码元。波特率Baud Rate单位时间内传输的符号数单位时间内信号变化的次数即符号率符号/秒也可以定义为单位时间内传输的码元符号的数量。单位是“波特”Baud。比特率Bit Rate单位时间内传输的二进制比特数量单位是bpsbit/s。时钟频率Clock Frequency同步通信中时钟信号的频率单位Hz决定数据采样的节奏。波特率与比特率的关系为比特率波特率×每符号比特数(每个码元携带的比特数)示例若1符号2比特波特率125MHz → 比特率125M × 2 250Mbps单对线。千兆网通过4对线并行总速率250Mbps × 4 1000Mbps。编码方式每个码元的定义每个码元包含的跳变次数波特率 vs 比特率根本原因NRZ一个比特周期内的恒定电平0 或 1 (仅在数据变化时)波特率 比特率1个码元状态代表1比特码元周期比特周期。曼彻斯特一个比特周期内的完整波形包含一次中央跳变强制为 2 (前半部分一个电平后半部分一个电平)波特率 比特率但信号跳变频率 2 × 比特率1个码元状态代表1比特但为了时钟同步码元周期被设计得与比特周期相同而码元内部的跳变导致了更高的信号变化频率。所以最准确且无歧义的表述是在曼彻斯特编码中每个码元持续一个比特周期携带1比特信息。然而由于其编码规则要求每个码元内部必须发生一次跳变导致其信号波形的最大基频分量所需的信道带宽是相同比特率下NRZ编码的两倍。我们常说“它的波特率是比特率的两倍”这是一种基于其信号变化特性的习惯性简化说法但严格来说它的码元速率波特率等于比特率。10M以太网10M以太网使用曼彻斯特编码每个比特周期中间跳变表示数据1高→低0低→高波特率2×比特率效率50%。这种编码方式的特点是信号的DC平衡即信号在任何一段时间内的平均电压为零这有助于减少信号传输中的直流分量从而降低电磁干扰 。内嵌时钟10MHz曼彻斯特编码使得接收端能够从信号的跳变周期中恢复时钟进而恢复出数据逻辑。电压范围±(2.2V-2.8V)注意10Base-Te是1.54V-1.96V缺点带宽利用率低仅用于早期10M网络。比特率计算比特率20M x 1/210MbpsNRZ码与曼彻斯特码对比NRZ码即不归零码高电平表示1低电平表示0在两个有效数据之间电平无需归零。而曼彻斯特码则是用上升沿表示1 下降沿表示0 编码方式也比较简单将NRZ码与时钟信号异或即可得到码型对比如下图所示。上图是以假定为上升沿采样为基础画出的NRZ码与曼彻斯特码的区别可以看到在一个时钟周期内曼彻斯特码对比NRZ码多一次跳变且跳变均发生在时钟周期上升沿处这就为时钟恢复提供了便利但是原NRZ码的一个码元在曼彻斯特码型中需要用两个码型进行表示也就是说曼彻斯特码的波特率是NRZ码波特率的两倍但数据的比特数未发生变化。在10Base-T中PHY的外接时钟是2.5MHzMII接口有4条数据线传输数据因此MII接口上数据的传输速率为2.5Mbps而在变压器侧由于是串行传输时钟频率为10Mbps曼彻斯特码在一个时钟周期内必然完成一个周期0-1-0或1-0-1所以其需求带宽为10M数据带宽比特率为10Mbps波特率为20Mbps。可见相较于NRZ码曼彻斯特码是牺牲带宽换取时钟同步信息NRZ码完成一个周期变换至少需要两个时钟周期因此其所需带宽为5M。网上有用奈奎斯特定律进行所需带宽计算的我认为不适用原因在于其描述的是信道带宽与码元速率波特率之间的关系而我们需要关注的是信号本身的带宽需求前者适用于给定某个信道如五类网线后求取该信道内最大的波特率限制而后者则是我有这么大的波特率应该去找一个多大带宽的信道。一般而言10Base-T使用3类网线即可满足要求接收、发送方向各占用一对线。100M以太网100BASE-TX双绞线使用4B5B MLT-31、4B5B编码原始4比特数据如1011→ 转换为5比特符号如10111。预定义转换表确保至少2次跳变/5符号避免时钟同步丢失。2、MLT-3编码‌Multi-Level Transmit将4B5B输出的二进制流转换为三电平信号-101MLT-3编码是一种三电平编码信号会始终遵循从零参考点跳到正峰值再跳到零然后跳到负峰值最后跳到零的一个趋势循环 。1→ 电平跳变1→0→-1→0循环0 → 保持当前电平效果将125MHz符号率压缩到31.25MHz基频减少铜缆衰减和EMI。即实际波特率125MHz但基频31.25MHzMLT-3压缩。电压范围1000±50mV3、比特率计算100BASE-TX比特率125M x 1 x 4/5100Mbps100BASE-FX光纤仅使用4B5B NRZI无需MLT-3原因光纤不受频率衰减限制无需MLT-3的带宽压缩直接使用NRZINon-Return-to-Zero Inverted Code即非归零倒相编码更高效。1、4B5B编码与TX相同保证数据同步。2、NRZI调制1 → 信号跳变光脉冲翻转0 → 信号保持100Base-T1802.3bw66.67MHz2D-PAM3编码1对UTP混合15米线缆1000M以太网1000BASE-T采用PAM-5 4D-PAM5Pulse Amplitude Modulation编码方案1、PAM-55级脉冲幅度调制每个符号用5个电压电平-2, -1, 0, 1, 2表示每个符号携带 2比特 信息理论效率100%。实际因纠错和抗干扰需求有效数据率略低。2、4D-PAM54维网格编码4对双绞线同时传输每对线使用PAM-5调制并通过网格编码Trellis消除串扰和噪声。1000BASE-T如何实现1000M速率多电平调制PAM-5每符号2比特单对线速率125MHz × 2 250Mbps。四线对全双工4对线同时传输总速率250Mbps × 4 1000Mbps。双向传输每对线支持同步收发全双工实际利用所有8芯线。高级信号处理回声消除、均衡技术解决串扰和衰减问题。2.5G和5G以太网‌2.5GBASE-T/5GBASE-TIEEE 802.3bz铜缆标准采用PAM-16 DSQ128编码方案PAM-16调制每个符号用16个电压电平-15到15理论上每符号携带4比特但实际因纠错和噪声受DSQ128编码开销影响有效比特约为3.125。DSQ128编码双符号编码Double Square 128将两个PAM-16符号组合为128种状态提升抗噪能力。速率计算2.5G200MHz符号率 × 3.125比特/符号 × 4对线 2.5Gbps5G400MHz符号率 × 3.125比特/符号 × 4对线 5Gbps2.5GBASE-X/5GBASE-X光纤/背板标准采用PAM-16 64b/66b编码方式64b/66b每64比特数据添加2比特同步头效率64/66≈97%用于高速串行传输。常见于SFP光纤模块或短距离背板连接。速率实现2.5G2.5Gbps直接通过64b/66b编码的串行信号传输。5G5Gbps同理但需更高频率时钟。10G以太网‌10GBASE-T铜缆采用PAM-16 LDPC编码方案PAM-16调制16电平脉冲幅度调制每符号携带3.75有效比特LDPC纠码后LDPC纠码效率更高允许每符号携带更多有效比特逼近香农极限。DSQ128将两个PAM-16符号组合为128种状态(7比特)实际每符号仅3.125比特有效数据。LDPC低密度奇偶校验码增强抗干扰能力解决高频下的噪声问题。速率实现800MHz符号率 × 3.75比特/符号 × 4对线 12Gbps实际有效数据率为10Gbps剩余2Gbps用于纠错和同步LDPC开销。10GBASE-R/X光纤/背板采用PAM-16 64/66编码方案64b/66b每64比特数据添加2比特同步头效率64/66≈97%。用于SFP光纤模块或短距离背板连接。其中10GBASE-R用于SFP模块10GBASE-X用于旧版SC光纤如10GBASE-LX4。速率计算标称速率10Gbps有效数据速率。实际线速率线速率 编码效率/数据速率10Gbps/(64/66)10.3125Gbps。即物理层需传输10.3125 Gbps的符号流来承载10Gbps有效数据。千兆网MDI0、MDI0-等4对差分电平分析以RTL8211FI-CG为例MDI0±MDI3± 不是固定CMOS电平而是符合IEEE 802.3的以太网模拟差分信号手册本身一般不单独给MDI的VOH/VOL而是声明兼容10/100/1000Base-T。四对是同一套MDI收发器电平标准相同差别只在是否使用速率使用线对编码差分幅度100Ω负载典型/标准10BASE-T主要MDI0发、MDI1收Manchester峰值约2.22.8V典型~2.5V→ 差分峰峰值约4.45.6Vpp100BASE-TX主要MDI0发、MDI1收MLT-3峰值约±0.95±1.05 V典型 ~ ±1.0 V→ 约2Vpp1000BASE-T四对全用全双工4D-PAM5五电平约±1/±0.5/0V峰值约±1V → 约2Vpp令牌环网令牌环网是IBM公司于20世纪70年代发展的现在这种网络比较少见。在老式的令牌环网中数据传输速度为4Mbps或16Mbps新型的快速令牌环网速度可达100Mbps。令牌环网的传输方法在物理上采用了星形拓扑结构但逻辑上仍是环形拓扑结构。结点间采用多站访问部件Multistation Access UnitMAU连接在一起。MAU是一种专业化集线器它是用来围绕工作站计算机的环路进行传输。由于数据包看起来像在环中传输所以在工作站和MAU中没有终结器。 在这种网络中有一种专门的帧称为“令牌”在环路上持续地传输来确定一个结点何时可以发送包。令牌为24位长有3个8位的域分别是首定界符Start DelimiterSD、访问控制Access ControlAC和终定界符End DelimiterED。首定界符是一种与众不同的信号模式作为一种非数据信号表现出来用途是防止它被解释成其它东西。这种独特的8位组合只能被识别为帧首标识符SOF。由于目前以太网技术发展迅速令牌网存在固有缺点令牌在整个计算机局域网已不多见原来提供令牌网设备的厂商多数也退出了市场所以在目前局域网市场中令牌网可以说是“明日黄花”了。FDDI网Fiber Distributed Data Interface FDDI的英文全称为“Fiber Distributed Data Interface”中文名为“光纤分布式数据接口”它是于80年代中期发展起来一项局域网技术它提供的高速数据通信能力要高于当时的以太网10Mbps和令牌网4或16Mbps的能力。FDDI标准由ANSI X3T9.5标准委员会制订为繁忙网络上的高容量输入输出提供了一种访问方法。FDDI技术同IBM的Tokenring技术相似并具有LAN和Tokenring所缺乏的管理、控制和可靠性措施FDDI支持长达2KM的多模光纤。FDDI网络的主要缺点是价格同前面所介绍的“快速以太网”相比贵许多且因为它只支持光缆和5类电缆所以使用环境受到限制、从以太网升级更是面临大量移植问题。 当数据以100Mbps的速度输入输出时在当时FDDI与10Mbps的以太网和令牌环网相比性能有相当大的改进。但是随着快速以太网和千兆以太网技术的发展用FDDI的人就越来越少了。因为FDDI使用的通信介质是光纤这一点它比快速以太网及现在的100Mbps令牌网传输介质要贵许多然而FDDI最常见的应用只是提供对网络服务器的快速访问所以在目前FDDI技术并没有得到充分的认可和广泛的应用。 FDDI的访问方法与令牌环网的访问方法类似在网络通信中均采用“令牌”传递。它与标准的令牌环又有所不同主要在于FDDI使用定时的令牌访问方法。FDDI令牌沿网络环路从一个结点向另一个结点移动如果某结点不需要传输数据FDDI将获取令牌并将其发送到下一个结点中。如果处理令牌的结点需要传输那么在指定的称为“目标令牌循环时间”Target Token Rotation TimeTTRT的时间内它可以按照用户的需求来发送尽可能多的帧。因为FDDI采用的是定时的令牌方法所以在给定时间中来自多个结点的多个帧可能都在网络上以为用户提供高容量的通信。 FDDI可以发送两种类型的包同步的和异步的。同步通信用于要求连续进行且对时间敏感的传输如音频、视频和多媒体通信异步通信用于不要求连续脉冲串的普通的数据传输。在给定的网络中TTRT等于某结点同步传输需要的总时间加上最大的帧在网络上沿环路进行传输的时间。FDDI使用两条环路所以当其中一条出现故障时数据可以从另一条环路上到达目的地。连接到FDDI的结点主要有两类即A类和B类。A类结点与两个环路都有连接由网络设备如集线器等组成并具备重新配置环路结构以在网络崩溃时使用单个环路的能力B类结点通过A类结点的设备连接在FDDI网络上B类结点包括服务器或工作站等。ATM网ATM的英文全称为“asynchronous transfer mode”中文名为“异步传输模式”它的开发始于70年代后期。ATM是一种较新型的单元交换技术同以太网、令牌环网、FDDI网络等使用可变长度包技术不同ATM使用53字节固定长度的单元进行交换。它是一种交换技术它没有共享介质或包传递带来的延时非常适合音频和视频数据的传输。ATM主要具有以下优点 1ATM使用相同的数据单元可实现广域网和局域网的无缝连接。 2ATM支持VLAN虚拟局域网功能可以对网络进行灵活的管理和配置。 3ATM具有不同的速率分别为25、51、155、622Mbps从而为不同的应用提供不同的速率。 ATM是采用“信元交换”来替代“包交换”进行实验发现信元交换的速度是非常快的。信元交换将一个简短的指示器称为虚拟通道标识符并将其放在TDM时间片的开始。这使得设备能够将它的比特流异步地放在一个ATM通信通道上使得通信变得能够预知且持续的这样就为时间敏感的通信提供了一个预QoS这种方式主要用在视频和音频上。通信可以预知的另一个原因是ATM采用的是固定的信元尺寸。ATM通道是虚拟的电路并且MAN传输速度能够达到10Gbps。无线局域网Wireless Local Area NetworkWLAN 无线局域网是目前最新也是最为热门的一种局域网特别是自Intel推出首款自带无线网络模块的迅驰笔记本处理器以来。无线局域网与传统的局域网主要不同之处就是传输介质不同传统局域网都是通过有形的传输介质进行连接的如同轴电缆、双绞线和光纤等而无线局域网则是采用空气作为传输介质的。正因为它摆脱了有形传输介质的束缚所以这种局域网的最大特点就是自由只要在网络的覆盖范围内可以在任何一个地方与服务器及其它工作站连接而不需要重新铺设电缆。这一特点非常适合那些移动办公一簇有时在机场、宾馆、酒店等通常把这些地方称为“热点”只要无线网络能够覆盖到它都可以随时随地连接上无线网络甚至Internet。 无线局域网所采用的是802.11系列标准它也是由IEEE 802标准委员会制定的。目前这一系列主要有4个标准分别为802.11b(ISM 2.4GHz)、802.11a 5GHz、802.11gISM 2.4GHz) 和802.11z前三个标准都是针对传输速度进行的改进最开始推出的是802.11b它的传输速度为11MBs因为它的连接速度比较低随后推出了802.11a标准它的连接速度可达54MBs。但由于两者不互相兼容致使一些早已购买802.11b标准的无线网络设备在新的802.11a网络中不能用所以在今年前些时候正式推出了兼容802.11b与802.11a两种标准的802.11g这样原有的802.11b和802.11a两种标准的设备都可以在同一网络中使用。802.11z是一种专门为了加强无线局域网安全的标准。因为无线局域网的“无线”特点致使任何进入此网络覆盖区的用户都可以轻松以临时用户身份进入网络给网络带来了极大的不安全因素常见的安全漏洞有SSID广播、数据以明文传输及未采取任何认证或加密措施等。为此802.11z标准专门就无线网络的安全性方面作了明确规定加强了用户身份认证制度并对传输的数据进行加密。所使用的方法/算法有WEPRC4-128预共享密钥WPA/WPA2802.11 RADIUS集中式身份认证使用TKIP与/或AES加密算法与WPA预共享密钥虚拟局域网和局域网的区别虚拟局域网和局域网是一个概念上的分支虚拟的局域网通常是通过一台主机来实现的就是一台主机有一个庞大的硬盘和数据处理能力然后下面的子机都不用配置硬盘而是通过软件来实现读取主机上的数据俗称无盘系统。局域网就是几台机子通过交换机或路由器来互相交换数据。虚拟局域网说的是网络技术而无线局域网说的是网络设备虚拟局域网是通过虚拟技术构建局域网可以是有线也可以是无线无线局域网则是通过无线信号发射设备构建的局域网。一、虚拟局域网Virtual Local Area NetworkVLAN是一组逻辑上的设备和用户这些设备和用户并不受物理位置的限制可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样由此得名虚拟局域网。VLAN是一种比较新的技术工作在OSI参考模型的第2层和第3层一个VLAN就是一个广播域VLAN之间的通信是通过第3层的路由器来完成的。与传统的局域网技术相比较VLAN技术更加灵活它具有以下优点 网络设备的移动、添加和修改的管理开销减少可以控制广播活动可提高网络的安全性。二、局域网Local Area NetworkLAN是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的可以由办公室内的两台计算机组成也可以由一个公司内的上千台计算机组成。半双工和全双工以太网区别以太网是有线的一种网络技术以太网的每个版本都有电缆的最大长度限制即无须放大的长度这个范围内的信号可以正常传播超过这个范围信号将无法传播。以太网有两类第一类是经典以太网第二类是交换式以太网使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。经典以太网是以太网的原始形式运行速度从3~10 Mbps不等而交换式以太网正是广泛应用的以太网可运行在100、1000和10000Mbps那样的高速率分别以快速以太网、千兆以太网和万兆以太网的形式呈现。以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑但目前的快速以太网100BASE-T、1000BASE-T标准为了减少冲突将能提高的网络速度和使用效率最大化使用交换机来进行网络连接和组织。如此一来以太网的拓扑结构就成了星型但在逻辑上以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access/Collision Detection即载波多重访问/碰撞侦测的总线技术。现在大多数的无线设备都是基于802.11局域网标准。采用CSMA/CA协议来避免冲突。基本原理和802.3以太网的CSMA/CD原理近似。只不过在有线网络中可以通过电压检测到冲突而在无线网络中无法检测到冲突所以在监听到信道空闲后使用算法来避免冲突。半双工以太网采用CSMA/CD协议以防止产生冲突。全双工以太网由于发送和接收数据是在不同的电缆线上完成因此不会产生冲突。全双工以太网可以用于如下三种情况交换机到主机、交换机到交换机、用交叉电缆的主机到主机。请记住在全双工模式下不会有冲突域、专用的交换机端口可用于全双工节点、主机的网卡和交换机端口必须能够运行在全双工模式下。半双工通过同轴电缆/线性总线共享媒介以太网使用CSMA/CDWIFI使用CSMA/CA全双工双绞电缆/星型拓扑TX/RX使用不同的信号对10M/100M1Gb使用混合方式交换机替换原来的半双工集线器不再需要CSMA/CD关于半双工和全双工以太网区别请阅读半双工和全双工以太网区别因特网、互联网、以太网、局域网、广域网的区别互联网internet指的是网络的网络英文小写字母开头中文采用意译它可以将多个隔离的网络连接起来例如公司办公网就是一种互联网它连接了多个办公楼的网络因特网Internet是专有名词所以英文大写开头中文采用音译它是目前最大的互联网它把全球的网络连接了起来局域网Local Area NetworkLAN、广域网Wide Area NetworkWAN和城域网Metropolitan Area NetworkMAN这几个网络的区别是它们范围不同中文采用意译以太网Ethernet是专有名词所以英文大写开头中文采用音译以太网是局域网的一种它还有另一个名字IEEE 802.3它非常厉害打败了历史上的其它局域网技术是今天的主流今天只要你插上网线那一定就是连入了以太网如果你用手机连了WiFiWiFi也是一种局域网WiFi的另一个名字是IEEE 802.11可以说今天的局域网技术几乎被以太网和WiFi垄断了。