以太網技術與應用

第一篇　以太網基本工作原理
第1章　以太網技術概述　3
1.1　以太網的發(fā)展簡史　3
1.2　什么是以太網？　4
1.3　以太網的分類　5
1.4　以太網的組成　6
1.5　以太網的優(yōu)越性　10
1.5.1　結構簡單. 成本低廉　10
1.5.2　有良好的兼容性能　11
1.5.3　充分的網絡靈活性　11
1.5.4　克服了接入網與干線網之間的瓶頸效應　11
1.5.5　實現了LAN與MAN. WAN網絡的無縫對接　12
1.6　相關名詞解釋　12
第2章　計算機局域網OSI參考模型　15
2.1　局域網的基本概念　15
2.2　一般局域網拓撲結構　15
2.2.1　CSMA/CD總線結構LAN　15
2.2.2　令牌總線結構LAN　16
2.2.3　令牌環(huán)路結構LAN　16
2.2.4　星型結構LAN　16
2.2.5　網格結構LAN　16
2.3　開放式系統(tǒng)互連 OSI 參考模型　16
2.3.1　關于開放式系統(tǒng)互連 OSI 參考模型　16
2.3.2　各層互連參考模型的七層功能與關系　17
2.4　標準局域網分層結構　19
2.4.1　邏輯鏈路控制 LLC 子層　19
2.4.2　介質接入控制 MAC 子層　19
2.5　局域網的互連　20
2.6　相關名詞解釋　21
第3章　以太網介質接入與流量控制規(guī)范　23
3.1　介質接入與流量控制的基本概念　23
3.2　介質接入控制方法　23
3.2.1　在IEEE 802.3標準中規(guī)范的CSMA/CD以太網介質接入控制方法　24
3.2.2　在IEEE 802.3x標準中規(guī)范的以太網介質接入控制方法　28
3.3　以太網的流量控制　28
3.3.1　反壓控制方法　29
3.3.2　采用IEEE 802.3x實現全雙工流量控制的方法　29
3.3.3　全雙工以太網工作模式下的鏈路集　30
3.4　相關名詞解釋　31
第4章　部分ISO/IEC 8802-3和IEEE 802.3以太網物理層性能標準規(guī)范簡介　33
4.1　規(guī)范物理層特性　33
4.2　IEEE 802.3標準關于以太網物理層性能規(guī)范　33
4.3　IEEE 802.3u標準關于快速以太網物理層性能規(guī)范　34
4.4　IEEE 802.3z/ab標準關于吉比特以太網物理層性能規(guī)范　34
4.5　IEEE 802.3ae標準關于10吉比特以太網物理層性能規(guī)范　35
4.6　相關名詞解釋　36
第5章　以太網信號幀結構　38
5.1　數據幀　38
5.1.1　基本幀結構　38
5.1.2　虛擬網采用的一種擴展幀結構　39
5.1.3　吉比特以太網的幀結構　40
5.1.4　突發(fā)幀序列　40
5.1.5　IEEE 802.3幀結構　41
5.1.6　10吉比特以太網幀結構　43
5.1.7　幀間間隙　43
5.1.8　碰撞 沖突 與殘幀　44
5.2　管理幀　44
5.2.1　基本管理幀　44
5.2.2　暫停幀　46
5.3　相關名詞解釋　47
第6章　物理層器件　50
6.1　概述　50
6.2　物理層器件的結構　51
6.3　物理介質無關接口　51
6.3.1　MAC-PHY端口　51
6.3.2　STA-PHY端口　51
6.4　電纜傳輸介質的相關物理層　52
6.4.1　物理編碼子層　52
6.4.2　物理介質連接子層　58
6.4.3　物理介質相關子層　60
6.4.4　鏈路完整性算法　67
6.4.5　自動協(xié)商功能　67
6.4.6　電纜傳輸介質的物理層器件 PHY 小結　69
6.5　光纜傳輸介質的物理層　70
6.5.1　光纜傳輸介質的物理編碼子層　70
6.5.2　光纜傳輸介質的物理介質連接子層　70
6.5.3　光纜傳輸介質的物理介質相關子層　71
6.5.4　光纜傳輸介質物理層小結　74
6.6　相關名詞解釋　74
第7章　中繼器技術　76
7.1　中繼器的分類　76
7.2　中繼器的基本功能結構　76
7.3　標準對中繼器基本功能的規(guī)范　77
7.3.1　收發(fā)與數據處理功能　77
7.3.2　載波偵聽和發(fā)生碰撞統(tǒng)計功能　78
7.3.3　包錯誤處理　79
7.4　碰撞域的拓撲結構　79
7.4.1　中繼器的拓撲結構　79
7.4.2　碰撞域的拓撲規(guī)則　81
7.5　相關名詞解釋　83
第8章　網絡節(jié)點簡介　85
8.1　概述　85
8.2　網絡工作站　85
8.3　服務器　85
8.3.1　文件服務器　86
8.3.2　打印服務器　86
8.3.3　通用服務器　86
8.4　網絡節(jié)點的基本結構　86
8.5　計算機軟件　87
8.5.1　應用軟件　87
8.5.2　計算機操作系統(tǒng)　88
8.5.3　網絡協(xié)議　88
8.5.4　網絡接口的驅動程序　89
8.6　網絡接口　89
8.7　網絡節(jié)點間通過中繼器實現通信　89
8.8　相關名詞解釋　90
第9章　以太網交換技術　92
9.1　網橋的基本概念　92
9.1.1　網段內數據幀的傳輸　92
9.1.2　網段間數據幀的傳輸　93
9.1.3　數據幀在多節(jié)點間的傳輸　93
9.1.4　節(jié)點MAC地址表　94
9.1.5　網橋的功能框圖　95
9.2　交換機與網橋的關系　96
9.3　以太網交換機的幾種工作模式　97
9.3.1　快捷交換技術　97
9.3.2　準快捷交換技術　98
9.3.3　存儲轉發(fā)交換技術　98
9.3.4　混合型交換技術　99
9.4　交換機的一般功能框圖　100
9.4.1　交換機端口功能塊　100
9.4.2　交換控制功能塊　101
9.4.3　交換功能塊　101
9.4.4　存儲器區(qū)域功能塊　101
9.5　交換機的性能參數　102
9.5.1　轉發(fā)率和轉發(fā)等待時間　102
9.5.2　交換機的一般性能參數　102
9.6　相關名詞解釋　103
第10章　路由器技術　106
10.1　路由器與網橋. 交換機的同異　106
10.1.1　路由器與網橋的比較　106
10.1.2　路由器與交換機的比較　107
10.2　路由器的分類　107
10.3　路由器的基本配置　108
10.3.1　接口配置　108
10.3.2　路由器支持的協(xié)議　109
10.3.3　處理器的配置　109
10.4　路由器的結構　110
10.4.1　單處理器總線型　110
10.4.2　多處理器總線型　110
10.4.3　多處理器并行交換型　110
10.5　發(fā)展中的路由器　111
10.5.1　結構迅速更新　111
10.5.2　工作速率不斷提高　111
10.5.3　多媒體業(yè)務的介入　111
10.5.4　光路由器的開發(fā)　111
10.6　以太網設備功能的比較　112
10.7　相關名詞解釋　112
第11章　以太網介質變換技術　114
11.1　概述　114
11.2　工作特點　114
11.3　主要技術參數　116
11.3.1　以太網接口參數　116
11.3.2　電接口要求　117
11.3.3　光接口要求　117
11.3.4　安全與可靠性要求　117
11.4　工作原理　117
11.4.1　簡單雙絞線對/光纜以太網介質變換器　118
11.4.2　功能齊全的物理層介質變換器　120
11.5　以太網10/100Mbit/s速率介質變換器工作原理　121
11.6　以太網介質變換器的應用實例　122
11.7　相關名詞解釋　123
本篇參考文獻　124
第二篇　以太網相關設備
第12章　以太網介質接入控制器　129
12.1　ST201型快速以太網控制器　129
12.1.1　主要特點　129
12.1.2　一般說明　130
12.1.3　功能框圖　130
12.1.4　功能說明　131
12.2　FEM型快速以太網介質接入控制器　133
12.2.1　FEM型控制器發(fā)送機　133
12.2.2　FEM型控制器接收機　135
12.3　PE-GMACO型吉比特以太網介質控制器　135
12.3.1　主要特點　136
12.3.2　功能框圖　136
12.3.3　框圖說明　136
12.4　相關名詞解釋　137
第13章　中繼器設備　139
13.1　中繼器設備的一般結構　139
13.1.1　可層疊式中繼器設備　139
13.1.2　基于底盤式中繼器設備　140
13.2　中繼器設備的共同特征　140
13.3　中繼器硬件系統(tǒng)設備組成　141
13.4　DP83850C型中繼器接口控制器　142
13.4.1　接口概述　142
13.4.2　接口特點　143
13.5　DP83856B型100Mbit/s中繼器數據庫芯片　144
13.5.1　一般描述　144
13.5.2　主要特點　145
13.5.3　系統(tǒng)工作框圖　145
13.6　DP83840A型10/100Mbit/s以太網物理層器件　146
13.6.1　一般描述　146
13.6.2　主要特點　147
13.6.3　系統(tǒng)工作框圖　147
13.7　DP83223型雙絞線對高速網絡收發(fā)器芯片　148
13.7.1　一般描述　148
13.7.2　主要特點　149
13.7.3　系統(tǒng)連接框圖　149
13.8　相關名詞解釋　149
第14章　網絡接口控制器　151
14.1　概述　151
14.2　網絡接口控制器 網卡 的分類　151
14.2.1　服務器網卡　151
14.2.2　工作站點網卡　152
14.3　網絡接口控制器 網卡 的硬件組成　153
14.4　網絡接口控制器 網卡 的軟件　153
14.5　網絡接口控制器 網卡 與操作系統(tǒng)環(huán)境　154
14.6　網絡接口控制器 網卡 總線結構與傳輸模式　154
14.6.1　外設部件互連 PCI 總線標準　154
14.6.2　工業(yè)標準結構總線標準ISA和擴充的工業(yè)標準結構總線標準EISA　155
14.6.3　總線的幾種傳輸模式　155
14.7　網絡接口控制器 網卡 相關芯片及其實際構成實例　156
14.7.1　ML6692型帶MII的100Base-TX PHY芯片　156
14.7.2　ML6696型100Base-X光纖物理層芯片　158
14.7.3　DP83815型10/100Mbit/s集成PCI總線以太網MAC和PHY芯片　159
14.8　相關名詞解釋　161
第15章　交換機　162
15.1　RJ-017型網橋芯片　162
15.1.1　RJ-017型網橋芯片的特點　162
15.1.2　概述　162
15.1.3　RJ-017型網橋芯片的應用實例　163
15.2　RTL8308B型芯片　164
15.2.1　主要特點　164
15.2.2　一般描述　165
15.2.3　RTL8308B型芯片框圖　166
15.2.4　RTL8308B型芯片的應用　166
15.3　MTD505型5端口10/100Mbit/s以太網交換機芯片　167
15.3.1　芯片特點　167
15.3.2　一般描述　167
15.3.3　MTD505型芯片功能框圖與在系統(tǒng)中的應用　167
15.4　IP178型8端口交換機芯片　168
15.4.1　芯片特點　168
15.4.2　一般概況　169
15.4.3　IP178型芯片功能框圖　170
15.4.4　IP178型芯片功能描述　170
15.5　相關名詞解釋　172
第16章　以太網介質變換器設備　174
16.1　在以太網介質變換器的制造與調試中應考慮的幾個問題　174
16.1.1　方案的考慮　174
16.1.2　光電器件的選擇　174
16.1.3　印制電路板設計中應考慮的問題　176
16.1.4　以太網介質變換器的組裝與檢測　177
16.1.5　以太網介質變換器的整機產品測試　178
16.2　Micro Liner公司的ML6651型快速以太網介質變換器芯片　180
16.2.1　概況　180
16.2.2　框圖　180
16.2.3　ML6651型快速以太網介質變換器芯片的應用　181
16.3　IP113型10/100Base-TX/FX變換器芯片　181
16.3.1　概述　181
16.3.2　特點　182
16.3.3　功能框圖　182
16.3.4　IP113芯片的應用　183
16.4　相關名詞解釋　183
本篇參考文獻　184
第三篇　以太網網絡建設與管理
第17章　以太網的傳輸介質　189
17.1　電纜　189
17.1.1　電纜的傳輸特性　189
17.1.2　電纜傳輸介質的分類　190
17.2　光纜　193
17.2.1　光纖的傳輸特性　194
17.2.2　多模光纖　195
17.2.3　單模光纖　195
17.3　以太網電氣連接器　197
17.3.1　RJ-45型連接器　197
17.3.2　AUI型連接器　197
17.3.3　MII型連接器　198
17.4　光無源器件　199
17.4.1　光纖連接器　199
17.4.2　光纖耦合器　200
17.4.3　光波分復用器　200
17.5　相關名詞解釋　201
第18章　以太網網絡組成及其主要性能　203
18.1　網絡的一般性能參數　203
18.1.1　網絡采用的技術與標準　203
18.1.2　網絡的拓撲結構與規(guī)?！?03
18.1.3　網絡的劃分　204
18.1.4　網絡采用的設備和傳輸介質　206
18.1.5　網絡采用的介質接入方式和流量控制技術　206
18.1.6　網絡采用的供電方式　207
18.2　網絡的主要傳輸性能參數　208
18.2.1　網絡的最大效率和最大吞吐量　208
18.2.2　網絡的可利用率　210
18.2.3　網絡擁塞與丟包率　211
18.3　用戶要求網絡傳輸的信息量與網絡性能的關系　212
18.4　網絡的安全性和可靠性　212
18.4.1　網絡的安全性能　212
18.4.2　網絡的可靠性能　213
18.5　網絡的管理　214
18.5.1　管理網絡的基本要求　214
18.5.2　管理網絡的基本組成　214
18.6　以太網的供電系統(tǒng)　215
18.6.1　以太網供電系統(tǒng)分類　215
18.6.2　IEEE 802.3af新標準　217
18.7　相關名詞解釋　222
第19章　以太網的網絡管理系統(tǒng)　224
19.1　網絡管理的基本概念　224
19.1.1　管理標準接口　224
19.1.2　網絡管理使用的SNMP　225
19.1.3　管理數據庫　226
19.2　網絡管理協(xié)議　227
19.2.1　一般概況　227
19.2.2　SNMPv1版本　228
19.2.3　SNMPv2版本　232
19.2.4　SNMP的管理與安全性　235
19.2.5　SNMPv3版本　236
19.3　管理信息庫　237
19.3.1　MIB-II管理信息庫　237
19.3.2　RMON MIB管理信息庫　239
19.4　相關名詞解釋　243
第20章　以太網與城域網 MAN . 廣域網 WAN 和干線網之間的連接　246
20.1　概述　246
20.2　基于PDH網絡的以太網　247
20.2.1　PDH體制物理層概況　247
20.2.2　基于PDH網絡的以太網的基本工作原理　249
20.2.3　實現以太網幀信號在PDH網絡上傳輸的芯片　251
20.3　以太網幀信號在同步體制/波分復用干線網上的傳輸　254
20.3.1　鏈路層適配協(xié)議　254
20.3.2　基于SDH/WDM的以太網MAC幀的協(xié)議構架　255
20.3.3　SDH/WDM協(xié)議構架物理層　256
20.3.4　封裝　262
20.3.5　基于SDH/WDM的吉比特以太網功能單元　267
20.3.6　使用LAPS/GFP協(xié)議實現Ethernet over SDH/SONET的芯片　268
20.4　相關名詞解釋　269
第21章　10吉比特以太網技術與應用　272
21.1　緒言　272
21.2　10吉比特 10GbE 以太網標準　272
21.2.1　10吉比特以太網IEEE 802.3ae標準概述　273
21.2.2　10吉比特以太網連接單元接口　274
21.2.3　物理介質相關子層　276
21.2.4　物理層　276
21.2.5　局域網物理層和廣域網物理層　277
21.2.6　10吉比特以太網幀結構　280
21.2.7　網絡的監(jiān)控與管理　281
21.3　10吉比特以太網網絡構件　282
21.3.1　10吉比特以太網對于光纜與光源的要求　282
21.3.2　10吉比特以太網對于光收發(fā)模塊設計中應考慮的幾個問題　283
21.3.3　10吉比特以太網光收發(fā)模塊原理框圖　285
21.3.4　10吉比特以太網介質接入控制器　290
21.4　10吉比特以太網技術的優(yōu)越性　291
21.5　10吉比特以太網技術的應用　293
21.5.1　10吉比特以太網技術在局域網中的應用　293
21.5.2　10吉比特以太網技術在城域網中的應用　294
21.5.3　10吉比特以太網技術在存儲域網中的應用　296
21.5.4　10吉比特以太網技術在廣域網中的應用　297
21.6　結束語　298
21.7　相關名詞解釋　299
第22章　無線以太網技術與應用　300
22.1　無線以太網的發(fā)展概況　300
22.2　無線以太網鏈路層與物理層的安排　302
22.2.1　局域網與開放系統(tǒng)互連 OSI 參考模型　302
22.2.2　無線以太網的數據鏈路層　303
22.2.3　物理層特性　304
22.3　無線以太網MAC幀結構　305
22.4　無線以太網網元設備　306
22.4.1　無線以太網網絡接口卡　307
22.4.2　無線接入點 AP 設備　310
22.4.3　無線以太網網橋　313
22.5　無線以太網拓撲結構　316
22.5.1　結構化接入網絡　316
22.5.2　對等網絡　318
22.5.3　中繼網絡　319
22.6　無線以太網網絡性能　321
22.6.1　工作頻段　321
22.6.2　無線接口　321
22.6.3　傳輸數據速率和最大吞吐量　323
22.6.4　介質接入方式　324
22.6.5　掃描類型　325
22.6.6　網絡的最大網徑　326
22.6.7　網絡的安全保密性　326
22.6.8　網絡的服務質量　329
22.6.9　抗干擾和抗衰落性能　330
22.6.10　網絡的供電系統(tǒng)　330
22.7　網絡的管理　330
22.7.1　管理網絡的基本要求　330
22.7.2　電源管理　332
22.8　無線以太網的標準概要　333
22.8.1　IEEE 802.11標準系列　333
22.8.2　IEEE 802.11的最初標準　334
22.8.3　IEEE 802.11a標準簡介　335
22.8.4　IEEE 802.11b標準簡介　336
22.8.5　IEEE 802.11g標準簡介　337
22.8.6　HiperLAN2標準簡介　338
22.8.7　IrDA標準簡介　339
22.9　無線以太網兼容性聯盟公布的Wi-Fi認證部分公司產品　340
22.10　結束語　344
22.11　相關名詞解釋　346
第23章　以太網與因特網. SDH/WDM網絡的連接　350
23.1　序言　350
23.2　PoS技術與EoS技術的比較　351
23.2.1　EoS技術要點　351
23.2.2　PoS技術要點　352
23.2.3　PoS和EoS協(xié)議棧的比較　353
23.3　PoS技術　354
23.3.1　PoS對應的物理層　354
23.3.2　PoS的成幀過程　361
23.3.3　PoS的帶寬利用率　363
23.3.4　PoS的同步與擾碼　363
23.3.5　PoS連接網絡的有效性與可靠性能　364
23.3.6　PoS連接網絡的管理性能　368
23.3.7　PoS的應用　368
23.4　PPP協(xié)議　369
23.4.1　PPP要點　370
23.4.2　鏈路層幀結構　370
23.4.3　物理層接口標準　371
23.4.4　實現點到點鏈路通信的過程　372
23.5　結束語　373
23.6　相關名詞解釋　374
第24章　以太網工程設計與施工　377
24.1　以太網工程設計　377
24.1.1　序言　377
24.1.2　以太網工程總體設計步驟　378
24.1.3　以太網工程設計要求　383
24.2　以太網工程施工　394
24.2.1　機房設備的安裝　394
24.2.2　光纜的敷設　396
24.2.3　樓內子網絡的安裝　399
24.3　以太網工程的調試與驗收　402
24.3.1　以太網工程的調試　402
24.3.2　以太網工程的驗收　406
24.4　相關名詞解釋　407
本篇參考文獻　409
附錄　英漢以太網相關縮略語對照　414