
3.2.3 中继器
802.3的每种版本都有一个区间最大电缆长度。为了使网络范围更大,可以用中继器(repeater)连接多根电缆,如上图(4)所示。中继器是一个物理层设备,它双向接收、放大并重发信号。对软件而言,由中继器连接起来的一系列电缆段同单根电缆并无区别(除了中继器产生的一些延迟以外)。一个系统中可拥有多个电缆段和多个中继器,但两个收发器间不得超过2.5km,任意两个收发器间的路径上不得有4个以上的中继器。
3.3 帧格式
802.3的帧结构以7字节的先导字段开头,每字节的内容为10101010。随后是内容为10101011的一字节,标志着帧本身的开始。接下来是目的地址和源地址,尽管标准允许2字节和6字节两种地址,但是10Mb/s基带网标准规定只使用6字节地址(目的地址的最高位为0是普通地址,为1时是组播地址,全1时为广播地址)。然后是2字节长度字段(值为0~1500)和数据部分,如果帧的数据部分少于46字节,使用填充字段以达到要求的最短长度。最后一个字段是校验和,采用的算法是循环冗余校验。
3.4 交换式802.3局域网
交换式局域网的心脏是一个交换机,在其高速背板上插有4~32个插板,每个板上有1~8个连接器。大多数情况下,交换机都是通过一根10Base-T双绞线与一台计算机相连。
当一个站点想发送一802.3帧时,它就向交换机输出一标准帧。插板检查该帧的目的地是否为连接在同一块插板上的另一站点。如果是,就复制该帧。如果不是,该帧就通过高速背板被送向连有目的站点点插板。通常,背板通过采用适当的协议,速率高达1Gb/s。
如果一块插板上连接的两个站点同时发送一帧,会如何解决?这取决于插板的构造方式。
一种方式都是插板上的所有端口连在一起形成一个插板上局域网。插板上局域网的冲突检测与处理方式与CSMA/CD网络完全一样,并采用二进制后退算法进行重发。采用这种插板,任一时刻每块板上只可能有一个帧发送,但所有插板的发送可以并行进行。通过使用这种方案,每个插板与其他插板独立,属于自己的冲突域(collision domain)。
另一种插板采用了缓冲方式,因此,当有帧到达时,它们首先被缓冲在插板上的RAM中。这种方案允许所有端口并行地接受和发送帧。一旦一帧被完全接受,插板就检查接收帧的目的地是同一插板上的另一端口,还是其他插板上的端口。在前一种情况下,帧会被直接发送到目的端口,在后一种情况下,帧必须通过背板发送到正确的插板上。采用这种方案,每一个端口是一个独立的冲突域,因此冲突不会发生。该系统的总吞吐量是10Base-5的倍数。
因为交换机只要求每个输入端口接收的是标准802.3帧,所以可将它的端口用作集线器,如果所有端口连接的都是集线器,而不是单个站点,交换机就变成了802.3到802.3的网桥。
4、快速以太网
FDDI曾被认为是下一代的LAN,但是除了主干网市场外(在这方面FDDI一直很出色),它很少被使用。因为其站点管理过于复杂,从而导致芯片复杂和价格昂贵。FDDI的巨大费用使得工作站制造商不愿让它成为标准网络,因此从不大量生产,FDDI也就无法占据大块市场。1992年IEEE重新召集了802.3委员会,指示他们制订一个快速的LAN。802.3委员会决定保持802.3原状,只是提高其速率,IEEE在1995年6月正式采纳了其成果802.3u。从技术角度上讲,802.3u并不是一种新的标准,只是对现存802.3标准的追加,习惯上称为快速以太网。
其基本思想很简单:保留所有的旧的分组格式,接口以及程序规则,只是将位时从100ns减少到10ns,并且所有的快速以太网系统均使用集线器,不再使用带有刺入式分接头或BNC连接头的多点电缆。下面介绍各种类型的连线。
(1)100Base-T4
即3类UTP,它采用的信号速度为25MHz,需要四对双绞线,不使用曼彻斯特编码,而是三元信号,每个周期发送4比特,这样就获得了所要求的100Mb/s,还有一个33.3Mb/s的保留信道。该方案即所谓的8B6T(8比特被映射为6个三进制位)。
(2)100Base-TX
即5类UTP,其设计比较简单,因为它可以处理速率高达125MHz以上的时钟信号,每个站点只需使用两对双绞线,一对连向集线器,另一对从集线器引出。它没有采用直接的二进制编码,而是采用了一种运行在125MHz下的被称为4B5B的编码方案。100Base-TX是全双工的系统。
(3)100Base-FX
使用两束多模光纤,每束都可用于两个方向,因此它也是全双工的,并且站点与集线器之间的最大距离高达2km。
100Base-T4和100Base-FX可使用两种类型(共享式、交换式)的集线器,它们统称为100Base-T。在共享式集线器中,所有的输入线(或者至少是所有连到同一块卡上的接线)在逻辑上连在一起,形成了同一个冲突域。100Base-FX电缆与正常的以太网冲突算法来说显得过长,所以它们必须与缓存的交换式集线器相连,每根电缆各为一个冲突域。
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