基本介紹
- 中文名:共享式乙太網
- 外文名:無
- 拓撲結構:匯流排型
- 屬性:通信協定標準
乙太網的連線,拓撲結構,傳輸介質,接口工作模式,工作原理,幀結構,衝突/衝突域,廣播/廣播域,共享式乙太網,工作原理,工作特點,訪問技術,綜述,乙太網協定,
乙太網的連線
拓撲結構
匯流排型:所需的電纜較少、價格便宜、管理成本高,不易隔離故障點、採用共享的 訪問機制,易造成網路擁塞。早期乙太網多使用匯流排型的拓撲結構,採用同軸纜作 為傳輸介質,連線簡單,通常在小規模的網路中不需要專用的網路設備,但由於它 存在的固有缺陷,已經逐漸被以集線器和交換機為核心的星型網路所代替。
星型:管理方便、容易擴展、需要專用的網路設備作為網路的核心節點、需要更多 的網線、對核心設的可靠性要求高。採用專用的網路設備(如集線器或交換機)作 為核心節點,通過雙絞線將區域網路中的各台主機連線到核心節點上,這就形成了星 型結構。星型網路雖然需要的線纜比匯流排型多,但布線和連線器比匯流排型的要便宜 。此外,星型拓撲可以通過級聯的方式很方便的將網路擴展到很大的規模,因此得 到了廣泛的套用,被絕大部分的乙太網所採用。
傳輸介質
乙太網可以採用多種連線介質,包括同軸纜、雙絞線和光纖等。其中雙絞線多用於 從主機到集線器或交換機的連線,而光纖則主要用於交換機間的級聯和交換機到路 由器間的點到點鏈路上。同軸纜作為早期的主要連線介質已經逐漸趨於淘汰。
接口工作模式
乙太網卡可以工作在兩種模式下:半雙工和全雙工。
全雙工:全雙工傳輸是採用點對點連線,這種安排沒有衝突,因為它們使用雙絞線 中兩個獨立的線路,這等於沒有安裝新的介質就提高了頻寬。例如在上例的車站間 又加了一條並行的鐵軌,同時可有兩列火車雙向通行。在雙全工模式下,衝突檢測 電路不可用,因此每個雙全工連線只用一個連線埠,用於點對點連線。標準乙太網的 傳輸效率可達到50%~60%的頻寬,雙全工在兩個方向上都提供100%的效率。
工作原理
乙太網採用帶衝突檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA/CD)機制。乙太網中任一節點都可以看到在網路中傳送的所有信息,因此,我們說乙太網是一種廣播網路。乙太網的工作過程如下:
當乙太網中的一台主機要傳輸數據時,它將按如下步驟進行:
1、偵聽信道上是否有信號在傳輸。如果有的話,表明信道處於忙狀態,就繼續幀聽 ,直到信道空閒為止;
2、若沒有偵聽到任何信號,就傳輸數據;
4、若未發現衝突則傳送成功,計算機會返回到偵聽信道狀態。
注意:每台計算機一次只允許傳送一個包,所有計算機在試圖再一次傳送數據之前 ,必須在最近一次傳送後等待9.6微秒(以10Mbps運行)。
幀結構
乙太網幀的概述:
乙太網的幀是數據鏈路層的封裝,網路層的數據包被加上幀頭和幀尾成為可以被數 據鏈路層識別的數據幀(成幀)。雖然幀頭和幀尾所用的位元組數是固定不變的,但 依被封裝的數據包大小的不同,乙太網的長度也在變化,其範圍是64~1518位元組( 不算8位元組的前導字)。
衝突/衝突域
影響衝突產生的因素:衝突是影響乙太網性能的重要因素,由於衝突的存在使得傳 統的乙太網在負載超過40%時,效率將明顯下降。產生衝突的原因有很多,如同一 衝突域中節點的數量越多,產生衝突的可能性就越大。此外,諸如數據分組的長度 (乙太網的最大幀長度為1518位元組)、網路的直徑等因素也會影響衝突的產生。因 此,當乙太網的規模增大時,就必須採取措施來控制衝突的擴散。通常的辦法是使 用網橋和交換機將網路分段,將一個大的衝突域劃分為若干小衝突域。
廣播/廣播域
廣播域:網路中能接收任何一設備發出的廣播幀的所有設備的集合。
廣播是指由廣播幀構成的數據流量,這些廣播幀以廣播地址(地址的每一位都為“ 1”)為目的地址,告之網路中所有的計算機接收此幀並處理它。
共享式乙太網
共享式乙太網的典型代表是使用10Base2/10Base5的匯流排型網路和以集線器(集線 器)為核心的星型網路。在使用集線器的乙太網中,集線器將很多乙太網設備集中 到一台中心設備上,這些設備都連線到集線器中的同一物理匯流排結構中。從本質上 講,以集線器為核心的乙太網同原先的匯流排型乙太網無根本區別。
工作原理
集線器並不處理或檢查其上的通信量,僅通過將一個連線埠接收的信號重複分發給其 他連線埠來擴展物理介質。所有連線到集線器的設備共享同一介質,其結果是它們也 共享同一衝突域、廣播和頻寬。因此集線器和它所連線的設備組成了一個單一的沖 突域。如果一個節點發出一個廣播信息,集線器會將這個廣播傳播給所有同它相連 的節點,因此它也是一個單一的廣播域。
工作特點
訪問技術
綜述
乙太網是當今現有區域網路採用的最通用的通信協定標準,組建於七十年代早期。Ethernet(乙太網)是一種傳輸速率為10Mbps的常用區域網路(LAN)標準。在乙太網中,所有計算機被連線一條同軸電纜上,採用具有衝突檢測的載波感應多處訪問(CSMA/CD)方法,採用競爭機制和匯流排拓樸結構。基本上,乙太網由共享傳輸媒體,如雙絞線電纜或同軸電纜和多連線埠集線器、網橋或交換機構成。在星型或匯流排型配置結構中,集線器/交換機/網橋通過電纜使得計算機、印表機和工作站彼此之間相互連線。
乙太網協定
IEEE 802.3標準中提供了以太幀結構。當前乙太網支持光纖和雙絞線媒體支持下的四種傳輸速率:
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