802.3u

詞語解釋

802.3u是IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）制定的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，它主要是為了支持快速以太網(wǎng)（Fast Ethernet）技術(shù)而設(shè)計(jì)的。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了快速以太網(wǎng)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，使用了CSMA/CD（載波偵聽多路分用/碰撞檢測(cè)）的協(xié)議，以達(dá)到快速以太網(wǎng)的目的。 802.3u的應(yīng)用主要是用于局域網(wǎng)（LAN）的建設(shè)，它可以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及網(wǎng)絡(luò)的物理連接。它可以用于連接服務(wù)器，路由器，交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)，網(wǎng)絡(luò)掃描儀等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以實(shí)現(xiàn)多種類型的網(wǎng)絡(luò)，包括全雙工（full-duplex）網(wǎng)絡(luò)，半雙工（half-duplex）網(wǎng)絡(luò)，以及無線網(wǎng)絡(luò)。它可以支持多種類型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，包括IP，IPX，NetBEUI，TCP / IP，UDP，HTTP，F(xiàn)TP，SMTP等。此外，802.3u還可以用于實(shí)現(xiàn)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN），它可以支持多種類型的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議，包括IPSec，PPTP，L2TP等。它可以支持多種類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括網(wǎng)絡(luò)攝像頭，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器，網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)，網(wǎng)絡(luò)掃描儀等。總之，802.3u是一項(xiàng)非常重要的標(biāo)準(zhǔn)，它可以實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的建設(shè)，可以支持多種類型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以支持多種類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，以及支持多種類型的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議。因此，它可以為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供有力的支持，可以提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性。

　　IEEE 802.3u (100Base-T)是100兆比特每秒以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。100Base-T技術(shù)中可采用3類傳輸介質(zhì)，即100Base-T4、100Base-TX和100Base-FX，它采用4B/5B編碼方式
　　IEEE 802.3協(xié)議
　　以太網(wǎng) Ethernet：IEEE 802.3 局域網(wǎng)協(xié)議
　　（Ethernet LAN protocols as defined in IEEE 802.3 suite）
　　以太網(wǎng)協(xié)議屬于局域網(wǎng)的范疇，包含于 IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)組。在以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中，有兩種操作模式：半雙工和全雙工。半雙工模式中，數(shù)據(jù)是通過共享媒體上載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）協(xié)議實(shí)現(xiàn)傳輸過程的。它的主要不足之處在于有效性和距離限制，鏈路距離受最小幀大小的限制。該限制徹底降低了其高速傳輸?shù)挠行�。因此，引入了載波擴(kuò)展技術(shù)來確保千兆位以太網(wǎng)中512字節(jié)的最小幀，從而達(dá)到了合理的鏈路距離要求。
　　當(dāng)前關(guān)于在光纖和雙絞線纜上的運(yùn)行，有四種傳輸速率：
　　10 Mbps：10Base-T 以太網(wǎng)
　　100 Mbps：快速以太網(wǎng)
　　1000 Mbps：千兆位以太網(wǎng) 802.3z
　　10千兆位以太網(wǎng)：IEEE 802.3ae
　　本文我們主要討論以太網(wǎng)的總體概況。有關(guān)快速以太網(wǎng)、千兆位以太網(wǎng)以及10千兆位以太網(wǎng)的具體內(nèi)容將在個(gè)別文件中另作介紹。
　　以太網(wǎng)系統(tǒng)由三個(gè)基本單元組成：1）物理媒體，用于攜帶計(jì)算機(jī)之間的以太網(wǎng)信號(hào)；2）媒體訪問控制規(guī)則，嵌入在每個(gè)以太網(wǎng)接口處，從而使得多路計(jì)算機(jī)對(duì)共享以太網(wǎng)信道作出正確判斷；3）以太幀，由一組系統(tǒng)用于攜帶數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)比特流構(gòu)成。
　　在所有的 IEEE 802協(xié)議中，ISO 數(shù)據(jù)鏈路層被劃分為兩個(gè) IEEE 802子層，媒體訪問控制 MAC 子層和媒體訪問控制 MAC －客戶子層。IEEE 803物理層對(duì)應(yīng)于 ISO 物理層。
　　MAC 子層有兩個(gè)基本職能：
　　數(shù)據(jù)封裝，包括傳輸之前的幀集合和接收中、接收后的幀解析/差錯(cuò)監(jiān)控。
　　媒體訪問控制，包括幀傳輸初始化和傳輸失敗恢復(fù)。
　　媒體訪問控制 MAC －客戶子層可能是以下一種：
　　邏輯鏈路控制 LLC，為終端站的協(xié)議棧提供以太網(wǎng) MAC 和上層之間的接口，其中 LLC 由 IEEE 802.2標(biāo)準(zhǔn)定義。
　　網(wǎng)橋?qū)嶓w，提供 LANs 之間的 LAN-to-LAN 接口，應(yīng)用于相同的協(xié)議（如以太網(wǎng)到以太網(wǎng)）和不同的協(xié)議（如以太網(wǎng)到令牌環(huán)）之間。網(wǎng)橋?qū)嶓w由 IEEE 802.1 標(biāo)準(zhǔn)定義。
　　每臺(tái)裝備以太網(wǎng)的英特網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)都能獨(dú)立運(yùn)行，而沒有中心控制器。連接以太網(wǎng)的所有工作站都接入共享信令系統(tǒng)，又稱為媒體。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，工作站首先要查看信道，如果信道空閑，即可以以太幀或數(shù)據(jù)包格式傳輸數(shù)據(jù)。
　　每幀傳輸完畢之后，網(wǎng)絡(luò)各站必須公平爭(zhēng)取下一幀的傳輸機(jī)會(huì)。共享信道的訪問取決于嵌入每個(gè)工作站的以太網(wǎng)接口的媒體訪問控制機(jī)制。該機(jī)制建立在載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）基礎(chǔ)上。
　　隨著每個(gè)以太幀發(fā)送到共享信道上，所有以太網(wǎng)接口關(guān)注目標(biāo)地址。如果幀目標(biāo)地址與接口地址相匹配，那么該幀就能被全部讀取并且被發(fā)送到那臺(tái)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)軟件上。如果發(fā)現(xiàn)目標(biāo)地址與它們本身的地址不匹配時(shí)，所有其它網(wǎng)絡(luò)接口將停止讀幀操作。
　　以太網(wǎng)系統(tǒng)下的信號(hào)流控制過程有助于我們掌握系統(tǒng)拓樸結(jié)構(gòu)。以太網(wǎng)的信號(hào)拓樸也是一種邏輯拓樸，用來區(qū)別媒體電纜的實(shí)際物理設(shè)計(jì)。以太網(wǎng)的邏輯拓樸結(jié)構(gòu)為以太網(wǎng)信號(hào)的傳送提供了單信道（或總線）。
　　多路以太網(wǎng)可以鏈接在一起構(gòu)成較大的以太網(wǎng) LAN，通過信號(hào)放大器和叫做中繼器的定時(shí)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)這一過程。通過轉(zhuǎn)發(fā)器，特定的多字段以太網(wǎng)系統(tǒng)可以生成“無根分支樹”（non-rooted branching tree）�！盁o根”意味著任意方向上都可以生成鏈接系統(tǒng)，并不需要特定的根字段。最重要的是，回路中從不連接字段。由于以太網(wǎng)系統(tǒng)在回路路徑上不能正確運(yùn)行，所以系統(tǒng)的每個(gè)字段必須具有兩個(gè)終端。
　　即使媒體字段以星形模式物理連接中繼器的多字段，但是邏輯拓樸結(jié)構(gòu)仍通過以太網(wǎng)單信道傳送信號(hào)至所有工作站。
　　協(xié)議結(jié)構(gòu)
　　10/100 Mbps 以太網(wǎng)中的基本 IEEE 802.3 MAC 數(shù)據(jù)格式如下：
　　7 1 6 6 2 46-1500 bytes 4 bytes
　　Pre SFD DA SA Length Type Data unit + pad FCS
　　Preamble（Pre） ― 7字節(jié)。Pre 字段中1和0交互使用，接收站通過該字段知道導(dǎo)入幀，并且該字段提供了同步化接收物理層幀接收部分和導(dǎo)入比特流的方法。
　　Start-of-Frame Delimiter（SFD） ― 1字節(jié)。字段中1和0交互使用，結(jié)尾是兩個(gè)連續(xù)的1，表示下一位是利用目的地址的重復(fù)使用字節(jié)的重復(fù)使用位。
　　Destination Address（DA） ― 6字節(jié)。DA 字段用于識(shí)別需要接收幀的站。
　　Source Addresses（SA） ― 6字節(jié)。SA 字段用于識(shí)別發(fā)送幀的站。
　　Length/Type ― 2字節(jié)。如果是采用可選格式組成幀結(jié)構(gòu)時(shí)，該字段既表示包含在幀數(shù)據(jù)字段中的 MAC 客戶機(jī)數(shù)據(jù)大小，也表示幀類型 ID。
　　Data ― 是一組 n（46=< n =<1500）字節(jié)的任意值序列。幀總值最小為64字節(jié)。
　　Frame Check Sequence（FCS） ― 4字節(jié)。該序列包括32位的循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）值，由發(fā)送 MAC 方生成，通過接收 MAC 方進(jìn)行計(jì)算得出以校驗(yàn)被破壞的幀。
　　包含千兆位載波擴(kuò)展的 MAC 幀：
　　1000 Base-X 最小幀大小為416字節(jié)；1000 Base-T 最小幀大小為520字節(jié)。通過擴(kuò)展字段可以滿足長度小于最小值的幀需求。
　　7 1 6 6 2 46=< n =<1500 4 bytes Variable
　　Pre SFD DA SA Length Type Data unit + pad FCS Ext
　　相關(guān)協(xié)議 IEEE 802.3、802.3u、802.3z、802.3ab、802.2、802.1、802.3ae、802.1D、802.1G、802.1Q、802.1p
　　組織來源以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)由 IEEE（http://www.ieee.org）定義在802.3規(guī)范中。

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802.3u

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