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计算机网络的主要几种以太网

发布时间: 2022-08-17 04:45:56

‘壹’ 计算机网络的常用网络

虽然我们所能看到的局域网主要是以双绞线为代表传输介质的以太网,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,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。 (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。
(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CSMA/CD(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100m),Base表示“基带”的意思,Broad代表“宽带”。
·10Base-5 使用粗同轴电缆,最大网段长度为500m,基带传输方法;
·10Base-2 使用细同轴电缆,最大网段长度为185m,基带传输方法;
·10Base-T 使用双绞线电缆,最大网段长度为100m;
·1Base-5 使用双绞线电缆,最大网段长度为500m,传输速度为1Mbps;
·10Broad-36 使用同轴电缆(RG-59/U CATV),最大网段长度为3600m,是一种宽带传输方式;
·10Base-F 使用光纤传输介质,传输速率为10Mbps;
(2)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FastSwitch10/100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(CSMA/CD)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:100BASE-TX 、100BASE-FX、100BASE-T4三个子类。
·100BASE-TX: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4B/5B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10BASE-T相同的RJ-45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-FX: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4B/5B编码方式,信号频率为125MHz。它使用MIC/FDDI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。100BASE-FX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。
·100BASE-T4: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8B/6T编码方式,信号频率为25MHz,符合EIA586结构化布线标准。它使用与10BASE-T相同的RJ-45连接器,最大网段长度为100米。
(3)千兆以太网
(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(CSMA/CD)技术、在一个冲突域中支持一个中继器(Repeater)、10BASE-T和100BASE-T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千兆以太网主要有以下三种技术版本:1000BASE-SX,-LX和-CX版本。1000BASE-SX 系列采用低成本短波的CD(compact disc,光盘激光器) 或者VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,垂直腔体表面发光激光器)发送器;而1000BASE-LX系列则使用相对昂贵的长波激光器;1000BASE-CX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。
(4)10G以太网
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CSMA/CD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(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还处于研发的初级阶段,还没有得到实质应用。 令牌环网是IBM公司于20世纪70年代发展的,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 Unit,MAU)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 Delimiter,SD)、访问控制(Access Control,AC)和终定界符(End Delimiter,ED)。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,所以在局域网市场中令牌网可以说是“昨日黄花”了。 (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 Time,TTRT)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:
1.ATM使用相同的数据单元,可实现广域网和局域网的无缝连接。
2.ATM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。
3.ATM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。 (Wireless Local Area Network;WLAN)
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。这一系列主要有4个标准,分别为:802.11b(ISM 2.4GHz)、802.11a(5GHz)、802.11g(ISM 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11MB/s,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54MB/s。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:WEP(RC4-128预共享密钥,WPA/WPA2(802.11 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)

‘贰’ 以太网分为哪几类

以太网的分类
一、标准以太网

最开始以太网只有10Mbps的吞吐量,它所使用的是CSMA/CD(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100m),Base表示“基带”的意思,Broad代表“带宽”。

·10Base-5 使用粗同轴电缆,最大网段长度为500m,基带传输方法;

·10Base-2 使用细同轴电缆,最大网段长度为185m,基带传输方法;

·10Base-T 使用双绞线电缆,最大网段长度为100m;

·1Base-5 使用双绞线电缆,最大网段长度为500m,传输速度为1Mbps;

·10Broad-36 使用同轴电缆(RG-59/U CATV),最大网段长度为3600m,是一种宽带传输方式;

·10Base-F 使用光纤传输介质,传输速率为10Mbps;

二、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(CSMA/CD)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:100BASE-TX 、100BASE-FX、100BASE-T4三个子类。

·100BASE-TX: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4B/5B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10BASE-T相同的RJ-45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-FX: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4B/5B编码方式,信号频率为125MHz。它使用MIC/FDDI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。100BASE-FX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。

·100BASE-T4: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8B/6T编码方式,信号频率为25MHz,符合EIA586结构化布线标准。它使用与10BASE-T相同的RJ-45连接器,最大网段长度为100米。

三、千兆以太网

千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术,给用户带来了提高核心网络的有效解决方案,这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。

千兆技术仍然是以太技术,它采用了与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。由于该技术不改变传统以太网的桌面应用、操作系统,因此可与10M或100M的以太网很好地配合工作。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,能够最大程度地投资保护,因此该技术的市场前景十分看好。

为了能够侦测到64Bytes资料框的碰撞,Gigabit Ethernet所支持的距离更短。Gigabit Ethernet 支持的网络类型,如下表所示:

传输介质 距离
1000BaseCX Copper STP 25m
1000BaseT Copper Cat 5 UTP 100m
1000BaseSX Multi-mode Fiber 500m
1000BaseLX Single-mode Fiber 3000m

千兆以太网技术有两个标准:IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纤和短程铜线连接方案的标准,目前已完成了标准制定工作。IEEE802.3ab制定了五类双绞线上较长距离连接方案的标准。

1. IEEE802.3z

IEEE802.3z工作组负责制定光纤(单模或多模)和同轴电缆的全双工链路标准。IEEE802.3z定义了基于光纤和短距离铜缆的1000Base-X,采用8B/10B编码技术,信道传输速度为1.25Gbit/s,去耦后实现1000Mbit/s传输速度。 IEEE802.3z具有下列千兆以太网标准:

(1) 1000Base-SX

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。

(2) 1000Base-LX 2

*多模光纤

1000Base-LX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。

*单模光纤

1000Base-LX可以支持直径为9um或10um的单模光纤,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为5km左右。

(3) 1000Base-CX采用150欧屏蔽双绞线(STP),传输距离为25m。

2. IEEE802.3ab IEEE802.3ab工作组负责制定基于UTP的半双工链路的千兆以太网标准,产生IEEE802.3ab标准及协议。IEEE802.3ab定义基于5类UTP的1000Base-T标准,其目的是在5类UTP上以1000Mbit/s速率传输100m。

IEEE802.3ab标准的意义主要有以下两点:

(1) 保护用户在5类UTP布线系统上的投资。

(2) 1000Base-T是100Base-T自然扩展,与10Base-T、100Base-T完全兼容。不过,在5类UTP上达到1000Mbit/s的传输速率需要解决5类UTP的串扰和衰减问题,因此,使得IEEE802.3ab工作组的开发任务要比IEEE802.3z复杂些。

‘叁’ 计算机网络的分类怎样的

依据网络的规模和所跨的地域,可以将计算机网络划分为局域网、城域网和广域网。

局域网,一般是指网络的规模相对较小,通信线路不长,覆盖面的直径一般为几百米,至多几千米。整个网络通常安装在一个建筑物内,或一个单位的大院里。城域网是指一个城市范围的计算机网络,而广域网则是指更大范围的网络,可以大到一个国家,甚至整个地球。

虽然局域网、城域网和广域网这些词是着眼于所跨地域的,但是人们更多地是从网络组建技术上去区分它们。一般认为,用局域网技术组建的网络是局域网,而用广域网技术组建的网络是广域网。自然,城域网是用城域网技术组建的,但单独提城域网技术比较少见。这些技术的差别主要是在于所用通信线路及其通信协议上。

在局域网出现之前的计算机网络中,计算机之间的连接主要使用电信部门提供的电话线路。电话线路本来是用来传输讲话声音这种模拟信号的,为了能够传输数字,必须在线路两端各加一台专门的设备——调制解调器。由于线路和当时技术条件的限制,调制解调器的传输速率比较低,很长时间维持在每秒600比特到9600比特的速率上,电话线上近几年才达到每秒33.6K比特(1k=1000)和每秒56K比特。概括地讲,广域网的特点是传输距离长、传输速率低、技术复杂、计算机设备规模大、建网成本高等。

局域网的产生和普及,得益于个人计算机的出现和它的迅速发展。当时,PC机的能力很小,开始时尚没用硬盘,即使有硬盘,容量也很小,如几M、10M、20M个字节;一般也不配打印机;只使用简单的操作系统,如DOS。如果能有一种简单的方法将几台PC机连在一起,使大家能够共享昂贵的磁盘和打印机,那再好不过了。局域网较好地满足了这个需要。每台PC机配一块网卡,使用一根电缆和一些收发器就能把几个办公室里的PC机联成一个网络了,再装上简单的网络软件就可以使用了。由于使用专门的缆线,传输距离又短,因而能获得较高的速率,如以太网早先的速率是每秒10M比特,后来达到每秒100M比特,现在已有每秒10亿比特了。按照国际标准,局域网有以太网、令牌环网、令牌总线网等几种。由于以太网技术简单、安装方便,而且技术革新快,现在以太网已经成为主流,几乎占领了所有的市场。局域网的特点正好与广域网相反:传输距离短、传输速率高、技术简单、计算机设备规模比较小、建网成本低等。

近几年,随着计算机技术、通信技术和计算机网络技术的迅速发展,微机、局域网和广域网的性能都大大提高。特别是使用光缆后,传输速率可以达到每秒几十亿至几万亿比特了。今后的计算机网络将是局域网和广域网的互联,两者的界限将会越来越模糊。

‘肆’ 两种以太网分别是什么

题目不完整,太难解答了,以太网分类有很多种,根据速度主要有 10Mbps、100Mbps 和 1000Mbps 三种。
1)从物理介质,可分为电口、光口以太网
2)从帧结构分,也主要有两种:
a、Ethernet V2帧头结构为6bytes的源地址+6bytes的目标地址+2Bytes的协议类型字段+数据。
b、802.3它将Ethernet V2帧头的协议类型字段替换为帧长度字段(取值为0000-05dc;十进制的1500);
猜测你说的应该是帧结构的分类。
不一定准确,供参考。

‘伍’ 什么是以太网为什么要叫做“以太”网

以太网简介:

以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范,是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测)技术,并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。以太网与IEEE802.3系列标准相类似。包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网。它们都符合IEEE802.3。

标准:

IEEE802.3规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。以太网是当前应用最普遍的局域网技术,它很大程度上取代了其他局域网标准。如令牌环、FDDI和ARCNET。历经100M以太网在上世纪末的飞速发展后,千兆以太网甚至10G以太网正在国际组织和领导企业的推动下不断拓展应用范围。

常见的802.3应用为:

10M: 10base-T (铜线UTP模式),

100M: 100base-TX (铜线UTP模式),

100base-FX(光纤线),

1000M: 1000base-T(铜线UTP模式)

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。与集线器不同,交换机只转发从一个端口到其它连接目标节点且不包含广播的端口的帧。
以太网协议:IEEE 802.3标准中提供了以太帧结构。当前以太网支持光纤和双绞线媒体支持下的四种传输速率:
10 Mbps –10Base-TEthernet(802.3)
100 Mbps – Fast Ethernet(802.3u)
1000 Mbps – Gigabit Ethernet(802.3z))
10 Gigabit Ethernet – IEEE802.3ae

历史

以太网技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的许多先锋技术项目中的一个。人们通常认为以太网发明于1973年,当年罗伯特·梅特卡夫(Robert Metcalfe)给他PARC的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录。但是梅特卡夫本人认为以太网是之后几年才出现的。在1976年,梅特卡夫和他的助手David Boggs发表了一篇名为《以太网:局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章。1977年底,梅特卡夫和他的合作者获得了“具有冲突检测的多点数据通信系统”的专利。多点传输系统被称为CSMA/CD(带冲突检测的载波侦听多路访问),从此标志以太网的诞生。

1979年,梅特卡夫为了开发个人电脑和局域网离开了施乐,成立了3Com公司。3com对迪吉多,英特尔,和施乐进行游说,希望与他们一起将以太网标准化、规范化。这个通用的以太网标准于1980年9月30日出台,当时业界有两个流行的非公有网络标准令牌环网和ARCNET,在以太网大潮的冲击下他们很快萎缩并被取代。而在此过程中,3Com也成了一个国际化的大公司。

以太网插头:

梅特卡夫曾经开玩笑说,Jerry Saltzer为3Com的成功作出了贡献。Saltzer在一篇与他人合着的很有影响力的论文中指出,在理论上令牌环网要比以太网优越。受到此结论的影响,很多电脑厂商或犹豫不决或决定不把以太网接口做为机器的标准配置,这样3com才有机会从销售以太网网卡大赚。这种情况也导致了另一种说法“以太网不适合在理论中研究,只适合在实际中应用”。也许只是句玩笑话,但这说明了这样一个技术观点:通常情况下,网络中实际的数据流特性与人们在局域网普及之前的估计不同,而正是因为以太网简单的结构才使局域网得以普及。梅特卡夫和Saltzer曾经在麻省理工学院 MAC项目(Project MAC)的同一层楼里工作,当时他正在做自己的哈佛大学毕业论文,在此期间奠定了以太网技术的理论基础。

该标准定义了在局域网(LAN)中采用的电缆类型和信号处理方法。以太网在互联设备之间以10~100Mbps的速率传送信息包,双绞线电缆10 Base T以太网由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。直扩的无线以太网可达11Mbps,许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信,开放性最好。

标准以太网:

开始以太网只有10Mbps的吞吐量,使用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD,Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)的访问控制方法。这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网,以太网可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等多种传输介质进行连接。并且在IEEE802.3标准中,为不同的传输介质制定了不同的物理层标准,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100m),Base表示“基带”的意思,Broad代表“宽带”。

·10Base-5 使用直径为0.4英寸、阻抗为50Ω粗同轴电缆,也称粗缆以太网,最大网段长度为500m。基带传输方法,拓扑结构为总线型。10Base-5组网主要硬件设备有:粗同轴电缆、带有AUI插口的以太网卡、中继器、收发器、收发器电缆、终结器等。

·10Base-2 使用直径为0.2英寸、阻抗为50Ω细同轴电缆,也称细缆以太网,最大网段长度为185m,基带传输方法,拓扑结构为总线型;10Base-2组网主要硬件设备有:细同轴电缆、带有BNC插口的以太网卡、中继器、T型连接器、终结器等。

·10Base-T 使用双绞线电缆,最大网段长度为100m。拓扑结构为星型;10Base-T组网主要硬件设备有:3类或5类非屏蔽双绞线、带有RJ-45插口的以太网卡、集线器、交换机、RJ-45插头等。

· 1Base-5 使用双绞线电缆,最大网段长度为500m,传输速度为1Mbps;

·10Broad-36 使用同轴电缆(RG-59/U CATV),网络的最大跨度为3600m,网段长度最大为1800m,是一种宽带传输方式;

·10Base-F 使用光纤传输介质,传输速率为10Mbps

1.以太网和IEEE802.3的工作原理
在基于广播的以太网中,所有的工作站都可以收到发送到网上的信息帧。每个工作站都要确认该信息帧是不是发送给自己的,一旦确认是发给自己的,就将它发送到高一层的协议层。
在采用CSMA/CD传输介质访问的以太网中,任何一个CSMA/CDLAN工作站在任何一时刻都可以访问网络。发送数据前,工作站要侦听网络是否堵塞,只有检测到网络空闲时,工作站才能发送数据。
在基于竞争的以太网中,只要网络空闲,任一工作站均可发送数据。当两个工作站发现网络空闲而同时发出数据时,就发生冲突。这时,两个传送操作都遭到破坏,工作站必须在一定时间后重发,何时重发由延时算法决定。
2.以太网和IEEE802.3服务的差别
尽管以太网与IEEE802.3标准有很多相似之处,但也存在一定的差别。以太网提供的服务对应于OSI参考模型的第一层和第二层,而IEEE802.3提供的服务对应于OSI参考模型的第一层和第二层的信道访问部分(即第二层的一部分)。IEEE802.3没有定义逻辑链路控制协议,但定义了几个不同物理层,而以太网只定义了一个。
IEEE802.3的每个物理层协议都可以从三方面说明其特征,这三方面分别是LAN的速度、信号传输方式和物理介质类型。

以太网是在 20 世纪 70 年代研制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冲突检测( CSMA/CD )机制,数据传输速率达到10MBPS 。但是如今以太网更多的被用来指各种采用 CSMA/CD 技术的局域网。以太网的帧格式与 IP 是一致的,特别适合于传输 IP 数据。以太网由于具有简单方便、价格低、速度高等。

以太网这个名字,起源于一个科学假设:声音是通过空气传播的,那么光呢?在外太空没有空气光也可以传播。于是,有人说光是通过一种叫以太的物质传播。后来,爱因斯坦证明以太根本就不存在。

以太网与互联网的差别:

主要差别:以太网是一种局域网,只能连接附近的设备,因特网是广域网,我们可以通过因特网连接到美国去得到消息。
两者都算是用来连接电脑的网络,但是两者的范围是不同的。以太网是局限在一定的距离之内的,我们可以有成千上百个以太网;但是因特网呢,是最大的广域网了,我们只有一个因特网,所以因特网又可以说是网络中的网络。
因特网是一个超大的国际化的系统,它能够把世界上的各个地方的网络连接起来,私人的,公共的,学术的还是商业的网络或者政府的网络,都可以互相连接,共享资源。形象的来说,因特网就是我们在打开网页,发送邮件,在线听音乐看电影所用的网络,它包括了非常广泛的信息,现在的我们已经习以为常了。
而以太网呢,基本上就是只允许本地的几台电脑互相连接。电脑之间相互传送消息是有一组技术支持的。一般来说,连接到以太网上的电脑都在同一栋楼里,或者在周围附近。但是随着以太网网线的发展,以太网的范围可以扩展到十公里了。但是因为都是用网线互联,要想连接到很远的地方是不现实的。
生活化一点,以太网就是把你家的电脑,笔记本连接到猫上,然后再通过猫连接到因特网上去,这样你才能和国外的朋友Skype。因此,你家的电脑,笔记本和猫就组成了一个以太网。可以想象,世界上有成千上万个以太网。商业上应用以太网,将他们所有的电脑连接到主服务器上。
以太网可以有一个或者几个管理员。因特网上可能有一些部分是由管理员的,但是没有一个可以操控整个因特网的管理员。
另外一个区别就是安全性。以太网是比较安全的,因为他是一个封闭的内部网络,外部人员是没有权限的。但是因特网是公开连接的,每个人都可以浏览。

下面主要介绍了四种不同格式的以太网帧格式。

在每种格式的以太网帧的开始处都有64比特(8字节)的前导字符,如图1所示。其中,前7个字节称为前同步码(Preamble),内容是16进制数0xAA,最后1字节为帧起始标志符0xAB,它标识着以太网帧的开始。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。

图5 Ethernet 802. 3 SNAP帧格式

Ethernet 802. 3 SNAP类型以太网帧格式和Ethernet 802. 3 SAP类型以太网帧格式的主要区别在于:

  • 2个字节的DSAP和SSAP字段内容被固定下来,其值为16进制数0xAA。

  • 1个字节的"控制"字段内容被固定下来,其值为16进制数0x03。

  • 增加了SNAP字段,由下面两项组成:

  • 新增了3个字节的组织唯一标识符(Organizationally Unique Identifier,OUI ID)字段,其值通常等于MAC地址的前3字节,即网络适配器厂商代码。

  • 2个字节的“类型”字段用来标识以太网帧所携带的上层数据类型。

太网可以采用多种连接介质,包括同轴缆、双绞线和光纤等。其中双绞线多用于从主机到集线器或交换机的连接,而光纤则主要用于交换机间的级联和交换机到路由器间的点到点链路上。同轴缆作为早期的主要连接介质已经逐渐趋于淘汰。

注意区分双绞线中的直通线和交叉线两种连线方法.

以下连接应使用直通电缆:

交换机到路由器以太网端口

计算机到交换机

计算机到集线器

交叉电缆用于直接连接 LAN 中的下列设备:

交换机到交换机

交换机到集线器

集线器到集线器

路由器到路由器的以太网端口连接

计算机到计算机

计算机到路由器的以太网端口

CSMA/CD共享介质以太网

带冲突检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD)[2]技术规定了多台电脑共享一个通道的方法。这项技术最早出现在1960年代由夏威夷大学开发的ALOHAnet,它使用无线电波为载体。这个方法要比令牌环网或者主控制网要简单。当某台电脑要发送信息时,必须遵守以下规则:

  • 开始:如果线路空闲,则启动传输,否则转到第4步。

  • 发送:如果检测到冲突,继续发送数据直到达到最小报文时间 (保证所有其他转发器和终端检测到冲突),再转到第4步。

  • 成功传输:向更高层的网络协议报告发送成功,退出传输模式。

  • 线路忙:等待,直到线路空闲线路进入空闲状态- 等待一个随机的时间,转到第1步,除非超过最大尝试次数。

  • 超过最大尝试传输次数:向更高层的网络协议报告发送失败,退出传输模式。

  • 就像在没有主持人的座谈会中,所有的参加者都通过一个共同的媒介(空气)来相互交谈。每个参加者在讲话前,都礼貌地等待别人把话讲完。如果两个客人同时开始讲话,那么他们都停下来,分别随机等待一段时间再开始讲话。这时,如果两个参加者等待的时间不同,冲突就不会出现。如果传输失败超过一次,将采用退避指数增长时间的方法(退避的时间通过截断二进制指数退避算法(truncated binary exponential backoff)来实现)。

    最初的以太网是采用同轴电缆来连接各个设备的。电脑通过一个叫做附加单元接口(Attachment Unit Interface,AUI)的收发器连接到电缆上。一根简单网线对于一个小型网络来说还是很可靠的,对于大型网络来说,某处线路的故障或某个连接器的故障,都会造成以太网某个或多个网段的不稳定。

    因为所有的通信信号都在共用线路上传输,即使信息只是发给其中的一个终端(destination),某台电脑发送的消息都将被所有其他电脑接收。在正常情况下,网络接口卡会滤掉不是发送给自己的信息,接收目标地址是自己的信息时才会向CPU发出中断请求,除非网卡处于混杂模式(Promiscuous mode)。这种“一个说,大家听”的特质是共享介质以太网在安全上的弱点,因为以太网上的一个节点可以选择是否监听线路上传输的所有信息。共享电缆也意味着共享带宽,所以在某些情况下以太网的速度可能会非常慢,比如电源故障之后,当所有的网络终端都重新启动时。

    以太网这个名字,起源于一个科学假设:声音是通过空气传播的,那么光呢?在外太空没有空气光也可以传播。于是,有人说光是通过一种叫以太的物质传播。后来,爱因斯坦证明以太根本就不存在。

    大家知道,声音是通过空气传播的,那么光是通过什么传播的呢?

    在牛顿运动定律中,物体的运动是相对的。比如,地铁车厢里面的人看见您在车厢里原地踏步走,而位于车厢外面的人却看见你以120公里每小时的速度前进。

    但光的运动并不是这样,您无论以什么物体作为参照物,它的运动速度始终都是299 792 458 米 / 秒。这个问题困惑了很多科学家,难道牛顿定律失灵了?一个来自瑞士专利局的职员,名叫爱因斯坦的人在1905年发表了篇论文,文中提到,无论观察者以何种速度运动,相对于他们而言,光的速度是恒久不变的,相对论便由此诞生了。

    这简单的理念有一些非凡的结论。可能最着名者莫过于质量和能量的等价,用爱因斯坦的方程来表达就是E=mc^2(E是能量,m是质量,c是光速),以及没有任何东西能运动得比光还快的定律。由于能量和质量的等价,物体由于它的运动所具的能量应该加到它的质量上面去。换言之,要加速它将变得更为困难。这个效应只有当物体以接近于光速的速度运动时才有实际的意义。例如,以10%光速运动的物体的质量只比原先增加了0.5%,而以90%光速运动的物体,其质量变得比正常质量的2倍还多。当一个物体接近光速时,它的质量上升得越来越快,它需要越来越多的能量才能进一步加速上去。实际上它永远不可能达到光速,因为那时质量会变成无限大,而由质量能量等价原理,这就需要无限大的能量才能做到。

    由此我们可以看出,世界上根本就不存在以太这种物质,因为光速是永远恒定不变的,为其找个运动参照物是个笑话。有鉴于此,以太网的命名也就是一个笑话。但以太网并不会消失,它正随着人们追求高速度而不断的进行蜕变。以前,只要数据链路层遵从CSMA/CD协议通信,那么它就可以被称为以太网,但随着接入共享网络设备的增加,冲突会使网络的传输效率越来越低。后来,交换机的出现使全双工以太网得到了更好的实现。未来,以太网会披上光的外衣,飞的更快。

    网络体系结构

    ethernet采用无源的介质,按广播方式传播信息。它规定了物理层和数据链路层协议,规定了物理层和数据链路层的接口以及数据链路层与更高层的接口。

    ⑴物理层

    物理层规定了Ethernet的基本物理属性,如数据编码、时标、电频等。

    ⑵数据链路层

    数据链路层的主要功能是完成帧发送和帧接收,包括负责对用户数据进行帧的组装与分解,随时监测物理层的信息监测标志,了解信道的忙闲情况,实现数据链路的收发管理。

‘陆’ 计算机网络分为哪两类

就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起,组成数据链路,从而达到资源共享和通信的目的。

按网络的地理位置分类

1.局域网(LAN)
2.城域网(MAN)
3.广域网(WAN)

‘柒’ 以太网有哪些不同的类型

以太网
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。与集线器不同,交换机只转发从一个端口到其它连接目标节点且不包含广播的端口的帧。
以太网协议:IEEE 802.3标准中提供了以太帧结构。当前以太网支持光纤和双绞线媒体支持下的四种传输速率:
10 Mbps – 10Base-T Ethernet(802.3)
100 Mbps – Fast Ethernet(802.3u)
1000 Mbps – Gigabit Ethernet(802.3z))
10 Gigabit Ethernet – IEEE 802.3ae
以太网简史:
1972年,罗伯特•梅特卡夫(Robert Metcalfe)和施乐公司帕洛阿尔托研究中心(Xerox PARC)的同事们研制出了世界上第一套实验型的以太网系统,用来实现Xerox Alto(一种具有图形用户界面的个人工作站)之间的互连,这种实验型的以太网用于Alto工作站、服务器以及激光打印机之间的互连,其数据传输率达到了2.94Mbps。
梅特卡夫发明的这套实验型的网络当时被称为Alto Aloha网。1973年,梅特卡夫将其命名为以太网,并指出这一系统除了支持Alto工作站外,还可以支持任何类型的计算机,而且整个网络结构已经超越了Aloha系统。他选择“以太”(ether)这一名词作为描述这一网络的特征:物理介质(比如电缆)将比特流传输到各个站点,就像古老的“以太理论”(luminiferous ether)所阐述的那样,古代的“以太理论”认为“以太”通过电磁波充满了整个空间。就这样,以太网诞生了。
最初的以太网事一种实验型的同轴电缆网,冲突检测采用CSMA/CD 。该网络的成功,引起了大家的关注。1980年,三家公司(数字设备公司、Intel公司、施乐公司)联合研发了10M以太网1.0规范。最初的IEEE802.3即基于该规范,并且与该规范非常相似。802.3工作组于1983年通过了草案,并于1985年出版了官方标准ANSI/IEEE Std 802.3-1985。从此以后,随着技术的发展,该标准进行了大量的补充与更新,以支持更多的传输介质和更高的传输速率等。
1979年,梅特卡夫成立了3Com公司,并生产出第一个可用的网络设备:以太网卡(NIC), 它是允许从主机到IBM终端和PC机等不同设备相互之间实现无缝通信的第一款产品,使企业能够以无缝方式共享和打印文件,从而增强工作效率,提高企业范围的通信能力。
以太网和IEEE802.3:
以太网是Xerox公司发明的基带LAN标准。它采用带冲突检测的载波监听多路访问协议(CSMA/CD),速率为10Mbps,传输介质为同轴电缆。以太网是在20世纪70年代为解决网络中零散的和偶然的堵塞而开发的,而IEEE802.3标准是在最初的以太网技术基础上于1980年开发成功的。现在,以太网一词泛指所有采用CSMA/CD协议的局域网。以太网2.0版由数字设备公司、Intel公司和Xerox公司联合开发,它与IEEE802.3兼容。
以太网和IEEE802.3通常由接口卡(网卡)或主电路板上的电路实现。以太网电缆协议规定用收发器将电缆连到网络物理设备上。收发器执行物理层的大部分功能,其中包括冲突检测及收发器电缆将收发器连接到工作站上。
IEEE802.3提供了多种电缆规范,10Base5就是其中的一种,它与以太网最为接近。在这一规范中,连接电缆称作连接单元接口(AUI),网络连接设备称为介质访问单元(MAU)而不再是收发器。
1.以太网和IEEE802.3的工作原理
在基于广播的以太网中,所有的工作站都可以收到发送到网上的信息帧。每个工作站都要确认该信息帧是不是发送给自己的,一旦确认是发给自己的,就将它发送到高一层的协议层。
在采用CSMA/CD传输介质访问的以太网中,任何一个CSMA/CDLAN工作站在任何一时刻都可以访问网络。发送数据前,工作站要侦听网络是否堵塞,只有检测到网络空闲时,工作站才能发送数据。
在基于竞争的以太网中,只要网络空闲,任一工作站均可发送数据。当两个工作站发现网络空闲而同时发出数据时,就发生冲突。这时,两个传送操作都遭到破坏,工作站必须在一定时间后重发,何时重发由延时算法决定。
2.以太网和IEEE802.3服务的差别
尽管以太网与IEEE802.3标准有很多相似之处,但也存在一定的差别。以太网提供的服务对应于OSI参考模型的第一层和第二层,而IEEE802.3提供的服务对应于OSI参考模型的第一层和第二层的信道访问部分(即第二层的一部分)。IEEE802.3没有定义逻辑链路控制协议,但定义了几个不同物理层,而以太网只定义了一个。
IEEE802.3的每个物理层协议都可以从三方面说明其特征,这三方面分别是LAN的速度、信号传输方式和物理介质类型。

‘捌’ 计算机网络的分类有哪些

依据网络的规模和所跨的地域,可以将计算机网络划分为局域网、城域网和广域网。

局域网,一般是指网络的规模相对较小,通信线路不长,覆盖面的直径一般为几百米,至多几千米。整个网络通常安装在一个建筑物内,或一个单位的大院里。城域网是指一个城市范围的计算机网络,而广域网则是指更大范围的网络,可以大到一个国家,甚至整个世界。

虽然局域网、城域网和广域网这些词是着眼于所跨地域的,但是人们更多的是从网络组建技术上去区分它们。一般认为,用局域网技术组建的网络是局域网,而用广域网技术组建的网络是广域网。自然,城域网是用城域网技术组建的,但单独提出城域网技术的比较少见。这些技术的差别主要是在于所用通信线路及其通信协议上。

在局域网出现之前的计算机网络中,计算机之间的连接主要使用电信部门提供的电话线路。电话线路本来是用来传输讲话声音这种模拟信号的,为了能够传输数字,必须在线路两端各加一台专门的设备——调制解调器。由于线路和当时技术条件的限制,调制解调器的传输速率比较低,很长时间维持在每秒600比特到9600比特的速率上,电话线上近几年才达到每秒33?6K比特(1k=1000)和每秒56K比特。概括地讲,广域网的特点是传输距离长、传输速率低、技术复杂、计算机设备规模大、建网成本高等。

局域网的产生和普及,得益于个人计算机的出现和它的迅速发展。当时,PC机的能力很小,开始时尚没用硬盘,即使有硬盘,容量也很小,如几M、10M、20M个字节;一般也不配打印机;只使用简单的操作系统,如DOS。如果能有一种简单的方法将几台PC机连在一起,使大家能够共享昂贵的磁盘和打印机,那再好不过了。局域网较好地满足了这个需要。每台PC机配一块网卡,使用一根电缆和一些收发器就能把几个办公室里的PC机联成一个网络了,再装上简单的网络软件就可以使用了。由于使用专门的缆线,传输距离又短,因而能获得较高的速率,如以太网早先的速率是每秒10M比特,后来达到每秒100M比特,现在已有每秒10亿比特了。按照国际标准,局域网有以太网、令牌环网、令牌总线网等几种。由于以太网技术简单、安装方便,而且技术革新快,现在以太网已经成为主流,几乎占领了所有的市场。局域网的特点正好与广域网相反:传输距离短、传输速率高、技术简单、计算机设备规模比较小、建网成本低等。

近几年,随着计算机技术、通信技术和计算机网络技术的迅速发展,微机、局域网和广域网的性能都大大提高。特别是使用光缆后,传输速率可以达到每秒几十亿至几万亿比特了。今后的计算机网络将是局域网和广域网的互联,两者的界限将会越来越模糊。网络通讯协议TCP/IP是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写,中文译名为传输控制协议/网际协议,又叫网络通讯协议,这个协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础。简单地说,就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。

IP协议的英文名直译就是网际协议。从这个名称我们就可以知道IP协议的重要性。在现实生活中,我们进行货物运输时都是把货物包装成一个个的纸箱或者是集装箱之后才进行运输,在网络世界中各种信息也是通过类似的方式进行传输的。IP协议规定了数据传输时的基本单元和格式。如果比作货物运输,IP协议规定了货物打包时的包装箱尺寸和包装的程序。除了这些以外,IP协议还定义了数据包的递交办法和路由选择。同样用货物运输作比喻,IP协议规定了货物的运输方法和运输路线。

在IP协议中,它定义的传输是单向的,也就是说发出去的货物对方有没有收到我们是不知道的。这怎么办呢?由TCP协议来解决。TCP协议提供了可靠的面向对象的数据流传输服务的规则和约定。简单地说,在TCP模式中,对方发一个数据包给你,你要发一个确认数据包给对方。通过这种确认来提供可靠性。通俗而言,TCP负责发现传输的问题,一有问题就发出信号,要求重新传输,直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。

TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互联参考模型,是一种通信协议的七层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这七层是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为:

应用层:应用程序间沟通的层,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等。

传输层:在此层中,它提供了节点间的数据传送,应用程序之间的通信服务,主要功能是数据格式化、数据确认和丢失重传等。如传输控制协议(TCP)、用户数据包协议(UDP)等,TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中,这一层负责传送数据,并且确定数据已被送达并接收。

互连网络层:负责提供基本的数据封包传送功能,让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收),如网际协议(IP)。

网络接口层(主机-网络层):接收IP数据报并进行传输,从网络上接收物理帧,抽取IP数据报转交给下一层,对实际的网络媒体的管理,定义如何使用实际网络(如Ethernet、Serial Line等)来传送数据。

‘玖’ 计算机网络结构分几种哪几种

计算机网络的分类方式有很多种,可以按地理范围、拓扑结构、传输速率和传输介质等分类。

⑴按地理范围分类

①局域网LAN(Local Area Network)

局域网地理范围一般几百米到10km之内,属于小范围内的连网。如一个建筑物内、一个学校内、一个工厂的厂区内等。局域网的组建简单、灵活,使用方便。

②城域网MAN(Metropolitan Area Network)

城域网地理范围可从几十公里到上百公里,可覆盖一个城市或地区,是一种中等形式的网络。

③广域网WAN(Wide Area Network)

广域网地理范围一般在几千公里左右,属于大范围连网。如几个城市,一个或几个国家,是网络系统中的最大型的网络,能实现大范围的资源共享,如国际性的Internet网络。

⑵按传输速率分类

网络的传输速率有快有慢,传输速率快的称高速网,传输速率慢的称低速网。传输速率的单位是b/s(每秒比特数,英文缩写为bps)。一般将传输速率在Kb/s—Mb/s范围的网络称低速网,在Mb/s—Gb/s范围的网称高速网。也可以将Kb/s网称低速网,将Mb/s网称中速网,将Gb/s网称高速网。

网络的传输速率与网络的带宽有直接关系。带宽是指传输信道的宽度,带宽的单位是Hz(赫兹)。按照传输信道的宽度可分为窄带网和宽带网。一般将KHz—MHz带宽的网称为窄带网,将MHz—GHz的网称为宽带网,也可以将kHz带宽的网称窄带网,将MHz带宽的网称中带网,将GHz带宽的网称宽带网。通常情况下,高速网就是宽带网,低速网就是窄带网。

⑶按传输介质分类

传输介质是指数据传输系统中发送装置和接受装置间的物理媒体,按其物理形态可以划分为有线和无线两大类。

①有线网

传输介质采用有线介质连接的网络称为有线网,常用的有线传输介质有双绞线、同轴电缆和光导纤维。

●双绞线是由两根绝缘金属线互相缠绕而成,这样的一对线作为一条通信线路,由四对双绞线构成双绞线电缆。双绞线点到点的通信距离一般不能超过100m。目前,计算机网络上使用的双绞线按其传输速率分为三类线、五类线、六类线、七类线,传输速率在10Mbps到600Mbps之间,双绞线电缆的连接器一般为RJ-45。

●同轴电缆由内、外两个导体组成,内导体可以由单股或多股线组成,外导体一般由金属编织网组成。内、外导体之间有绝缘材料,其阻抗为50Ω。同轴电缆分为粗缆和细缆,粗缆用DB-15连接器,细缆用BNC和T连接器。

●光缆由两层折射率不同的材料组成。内层是具有高折射率的玻璃单根纤维体组成,外层包一层折射率较低的材料。光缆的传输形式分为单模传输和多模传输,单模传输性能优于多模传输。所以,光缆分为单模光缆和多模光缆,单模光缆传送距离为几十公里,多模光缆为几公里。光缆的传输速率可达到每秒几百兆位。光缆用ST或SC连接器。光缆的优点是不会受到电磁的干扰,传输的距离也比电缆远,传输速率高。光缆的安装和维护比较困难,需要专用的设备。

②无线网

采用无线介质连接的网络称为无线网。目前无线网主要采用三种技术:微波通信,红外线通信和激光通信。这三种技术都是以大气为介质的。其中微波通信用途最广,目前的卫星网就是一种特殊形式的微波通信,它利用地球同步卫星作中继站来转发微波信号,一个同步卫星可以覆盖地球的三分之一以上表面,三个同步卫星就可以覆盖地球上全部通信区域。

⑷按拓扑结构分类

计算机网络的物理连接形式叫做网络的物理拓扑结构。连接在网络上的计算机、大容量的外存、高速打印机等设备均可看作是网络上的一个节点,也称为工作站。计算机网络中常用的拓扑结构有总线型、星型、环型等。

①总线拓扑结构

总线拓扑结构是一种共享通路的物理结构。这种结构中总线具有信息的双向传输功能,普遍用于局域网的连接,总线一般采用同轴电缆或双绞线。

总线拓扑结构的优点是:安装容易,扩充或删除一个节点很容易,不需停止网络的正常工作,节点的故障不会殃及系统。由于各个节点共用一个总线作为数据通路,信道的利用率高。但总线结构也有其缺点:由于信道共享,连接的节点不宜过多,并且总线自身的故障可以导致系统的崩溃。

②星型拓扑结构

星型拓扑结构是一种以中央节点为中心,把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。这种结构适用于局域网,特别是近年来连接的局域网大都采用这种连接方式。这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路。

星型拓扑结构的特点是:安装容易,结构简单,费用低,通常以集线器(Hub)作为中央节点,便于维护和管理。中央节点的正常运行对网络系统来说是至关重要的。

③环型拓扑结构

环型拓扑结构是将网络节点连接成闭合结构。信号顺着一个方向从一台设备传到另一台设备,每一台设备都配有一个收发器,信息在每台设备上的延时时间是固定的。

这种结构特别适用于实时控制的局域网系统。

环型拓扑结构的特点是:安装容易,费用较低,电缆故障容易查找和排除。有些网络系统为了提高通信效率和可靠性,采用了双环结构,即在原有的单环上再套一个环,使每个节点都具有两个接收通道。环型网络的弱点是,当节点发生故障时,整个网络就不能正常工作。

④树型拓扑结构

树型拓扑结构就像一棵“根”朝上的树,与总线拓扑结构相比,主要区别在于总线拓扑结构中没有“根”。这种拓扑结构的网络一般采用同轴电缆,用于军事单位、政府部门等上、下界限相当严格和层次分明的部门。

树型拓扑结构的特点:优点是容易扩展、故障也容易分离处理,缺点是整个网络对根的依赖性很大,一旦网络的根发生故障,整个系统就不能正常工作。