第4节 高速局域网和交换式局域网
推动局域网技术发展的因素
- 个人计算机的广泛应用。在过去二十年中，计算机的处理速度提高了百万倍，而网络数据传输速率只提高了上千倍；
- 基于Web的Internet/Intranet应用要求更高的带宽；
- 在数据仓库、桌面电视会议、3D图形与高清晰度图像这类应用中，人们需要有更高带宽的局域网。
传统共享式局域网的缺点
- 传统局域网技术建立在“共享介质”基础上，典型的介质访问控制方法是CSMS/CD、Token Ring、Token Bus；
- 介质访问控制方法用来保证每个结点都能够“公平”地使用公共传输介质；
- 每个结点平均能分配到的带宽随着结点数的不断增加而急剧减少；
- 网络通信负荷加重时，冲突和重发现象将大量发生，网络效率将会下降，网络传输延迟将会增长，网络服务质量将会下降。
高速局域网的研究方法
- 第一种方案：提高Ethernet的数据传输速率：10Mbps→100Mbps→10Gbps；
- 第二种方案：将一个大型局域网划分成多个用网桥或路由器互连的子网，导致局域网互连技术的发展；
- 第三种方案：将“共享介质方式”改为“交换方式”，导致“交换式局域网”技术的发展。
局域网产品类型与相互之间的关系
4.3.6 交换式以太网
两种交换机设计
以太网交换机的特点
- 以太网交换机的每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。
- 交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰撞地传输数据。
- 以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片，其交换速率就较高。
独占传输媒体的带宽
使用以太网交换机时，虽然在每个端口到主机的带宽还是 10 Mb/s，但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享输媒体的带宽，因此对于拥有 N 对端口的交换机的总容量为 N10 Mb/s。这正是交换机的最大优点。
用以太网交换机扩展局域网
高速局域网概述
- 快速以太网：1995推出，速率100Mb/s；
- 千兆以太网：1998推出，速率1000Mb/s；
- 万兆以太网：2002推出，速率10000Mb/s；
4.3.7 快速以太网 Fast Ethernet
- 在使用双绞线作为传输介质的快速以太网中存在着三个标准：
- 100Base-TX
- 100Base-T2
- 100Base-T4。
- 其中：
- 100Base-T4标准要求使用全部的4对线进行信号传输
- 另外两个标准只要求2对线。
- 在快速以太网中最普及的是100Base-TX标准
1.100Base-T4:3类双绞线
100Base-T4
2.100Base-TX:5类线
3.100Base-FX:多模光纤
总结
RJ45(水晶头)
RJ45(水晶头)
- TIA/EIA 568A(TIA/EIA 568是ANSI于1996年制定的布线标准，该标准指出网络布线有关基础设施，包括线缆、连接设备等的内容。字母“A”表示为IBM的布线标准，而AT&T公司用字母“B”表示。)
管脚定义
- 以太网 10/100Base-T 接口:
1 TX+ Tranceive Data+ (发信号+)
2 TX- Tranceive Data- (发信号-)
3 RX+ Receive Data+ (收信号+)
4 n/c Not connected (空脚)
5 n/c Not connected (空脚)
6 RX- Receive Data- (收信号-)
7 n/c Not connected (空脚)
8 n/c Not connected (空脚)
双绞线制作分类
- 分两种：
- 正线，即直通线 ，(标准568B）：两端线序一样，
从左至右线序是：白橙，橙，白绿，蓝，白蓝，绿，白棕，棕。
Hub/Switch Host
1 <------------>1
2 <------------>2
3 <------------>3
6 <------------>6 - 反线，即交叉线 ，也叫对连线：一端为正线的线序(标准568B） ，
另一端为从左至右：白绿，绿，白橙，蓝，白蓝，橙，白棕，棕（568A） 。
Hub/Switch/Host Hub/Switch/Host
1 <--------------------->3
2 <--------------------->6
3 <--------------------->1
6 <--------------------->2
- 正线，即直通线 ，(标准568B）：两端线序一样，
连接方式
- 以下是各种设备的连接情况下，正线和反线的正确选择。(其中HUB代表集线器，SWITCH代表交换机，ROUTER代表路由器：)
- PC-PC:反线
- PC-HUB:正线
- HUB-HUB普通口:反线
- HUB-HUB级连口-级连口：反线
- HUB-HUB普通口-级连口：正线
- HUB-SWITCH:反线
- HUB(级联口）-SWITCH:正线
- SWITCH-SWITCH:反线
- SWITCH-ROUTER:正线
- ROUTER-ROUTER:反线
差分方式传输。
所谓差分方式传输，就是发送端在两条信号线上传输幅值相等相位相反的电信号，接收端对接受的两条线信号作减法运算，这样获得幅值翻倍的信号。
其抗干扰的原理：
假如两条信号线都受到了同样（同相、等幅）的干扰信号，由于接收端对接收的两条线的信号作减法运算，因此干扰信号被基本抵消，
怎样才能保证两条信号线受到的干扰信号尽量是同相、等幅的呢？
将两根线扭在一起，按照电磁学的原理分析出：可以近似地认为两条信号线受到的干扰信号是同相、等幅的。 两条线交在一起后，既会抵抗外界的干扰也会防止自己去干扰别人。一般常用的就是双绞线。
