接著一沒有寫完的

2.在數(shù)據(jù)鏈路層擴展以太網(wǎng)（網(wǎng)橋）

網(wǎng)橋根據(jù)MAC幀的目的地址對收到的幀進行轉發(fā)和過濾，當網(wǎng)橋收到一個幀時，并不是向所有的接口轉發(fā)此幀，而是先檢查此幀的目的MAC地址，然后再確定將該幀轉發(fā)到哪一個接口，或者是把它丟棄（即過濾）。

Ⅰ、網(wǎng)橋的內部結構

最簡單的網(wǎng)橋有兩個接口，復雜的有更多。連接后稱為一個覆蓋范圍更大的以太網(wǎng)，而原來的每個以太網(wǎng)可以稱為一個網(wǎng)段（segment）。網(wǎng)橋依靠轉發(fā)表來轉發(fā)幀，轉發(fā)表（如何得出看下一節(jié)）也叫轉發(fā)數(shù)據(jù)庫或路由目錄。

上圖中，若網(wǎng)橋從接口1收到A發(fā)送給B的幀，則在查找轉發(fā)表后，把這個幀送到接口2轉發(fā)到另一個網(wǎng)段，使E能夠收到這個幀。若網(wǎng)橋從接口1收到A發(fā)給B的幀，就丟棄。因為轉發(fā)表指出，轉發(fā)給B的幀應當從接口1轉發(fā)出去，而現(xiàn)在正是從接口1收到這個幀，這說明B和A處在同一個網(wǎng)段上，B能夠直接收到這個幀而不需要借助于網(wǎng)橋的轉發(fā)。

上述過程是網(wǎng)橋通過內部的接口管理軟件和網(wǎng)橋協(xié)議實體完成的。

Ⅱ、網(wǎng)橋好處

①過濾通信量，增大吞吐量。

網(wǎng)橋工作在鏈路的MAC子層，可使以太網(wǎng)各網(wǎng)段成為隔開的碰撞域。

不同網(wǎng)段上的通信不會相互干擾。例如，A和B正在通信，C和D、E和F也可以同時通信。但兩個網(wǎng)段之間只能有一個通信，就是說A和C通信那么B、D不能再進行通信。因此，若每一個網(wǎng)段的數(shù)據(jù)率都是10Mb/s，三個網(wǎng)段合起來的最大吞吐量就是30Mb/s，但如果把兩個網(wǎng)橋換為集線器或轉發(fā)器，則還是10Mb/s。

②擴大了物理范圍，因而也增加了整個以太網(wǎng)上工作站的最大數(shù)目

③提高了可靠性。網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時，一般只影響個別網(wǎng)段。

④可互連不同物理層、不同MAC子層和不同速率的以太網(wǎng)。（如10Mb/s和100Mb/s的以太網(wǎng)）

Ⅲ、網(wǎng)橋缺點

①增加了時延

因為網(wǎng)橋要對接受的幀先存儲和查找轉發(fā)表，然后才轉發(fā)。轉發(fā)之前，還要執(zhí)行CSMA/CD算法（發(fā)生碰撞時要退避）。

②沒有流量控制功能

MAC子層沒有。當網(wǎng)絡負荷重時，網(wǎng)橋中的緩存的存儲空間可能不夠而發(fā)生溢出，以致產生幀丟失的現(xiàn)象。

③會產生廣播風暴

網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多和通信量不太大的以太網(wǎng)。

Ⅳ、兩網(wǎng)橋之間，還可使用點對點鏈路

LAN1、LAN2：以太網(wǎng)

B1、B2：網(wǎng)橋

它們通過點到點鏈路相連。當A向B發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，其MAC幀首部中的源地址和目的地址分別是A和B的硬件地址，相當于③和④對應的圖。當網(wǎng)橋B1通過點對點鏈路轉發(fā)數(shù)據(jù)幀時，若鏈路采用PPP協(xié)議，則要在數(shù)據(jù)幀的頭尾分別加上首部PPP-H和尾部PPP-T，相當于圖中的⑤。數(shù)據(jù)幀快要離開B2時，還要剝去這個首部PPP-H和尾部PPP-T（對應于圖⑥），然后經(jīng)過以太網(wǎng)LAN2到達B。

網(wǎng)橋在轉發(fā)幀時，不改變幀的源地址。

2.透明網(wǎng)橋

transparent bridge，標準是 IEEE 802.1 D。

Ⅰ、原理

當一幀到達時，網(wǎng)橋必須決定將其丟棄還是轉發(fā)。如果要轉發(fā)，則必須決定發(fā)往哪個LAN。在插入網(wǎng)橋之初，由于網(wǎng)橋不知道任何目的地的位置，因而采用擴散算法（flooding algorithm），把每個到來的、目的地不明的幀輸出到連在此網(wǎng)橋的所有LAN中（除了發(fā)送該幀的LAN）。隨著時間的推移，網(wǎng)橋將了解每個目的地的位置。一旦知道了目的地位置，發(fā)往該處的幀就只放到適當?shù)腖AN上，而不再散發(fā)。

Ⅱ、透明網(wǎng)橋的拓撲圖（舉例）

（1）A向B發(fā)送幀?

連在同一個局域網(wǎng)上的站點B和網(wǎng)橋B1都能收到A發(fā)送的幀。網(wǎng)橋B1先按源地址A查找轉發(fā)表。B1中的轉發(fā)表中沒有A的地址，就把地址A和收到此幀的接口1寫入轉發(fā)表中。這就表示，以后若收到要發(fā)送A的幀，就應當從這個接口1轉發(fā)出去。接著再按目的地址B查找轉發(fā)表。轉發(fā)表中沒有B的地址，于是就通過除收到此幀的接口1以外的所有接口（現(xiàn)在就是接口2）轉發(fā)此幀。網(wǎng)橋B2從其接口1收到這個轉發(fā)過來的幀。

網(wǎng)橋B2按同樣方式處理收到的幀。B2轉發(fā)表中沒有A的地址，就在轉發(fā)表中寫入地址A和接口1。B2的轉發(fā)表中沒有B的地址，因此B2通過除接收次幀的接口1以外的所有接口（現(xiàn)在就是接口2）轉發(fā)這個幀。

請注意，現(xiàn)在兩個轉發(fā)表中已經(jīng)各有一個項目了。問：B本來就可以直接收到A發(fā)送的幀，為什么還要讓網(wǎng)橋B1和B2盲目轉發(fā)這個幀呢？這是因為這兩個網(wǎng)橋當時并不知道網(wǎng)絡拓撲，因此要通過自學習過程（不得不使用這種方式進行盲目轉發(fā)）才能逐步弄清所連接的網(wǎng)絡拓撲，建立起自己的轉發(fā)表。

（2）F向C發(fā)送幀

網(wǎng)橋B2從其接口2收到這個幀。B2的轉發(fā)表中沒有F，因此在轉發(fā)表寫入地址F和接口2。B2的轉發(fā)表中沒有C，因此要通過B2的接口1把幀轉發(fā)出去。現(xiàn)在C和網(wǎng)橋B1都能收到這個幀。在網(wǎng)橋B1的轉發(fā)表中沒有F，因此要把地址F和接口2寫入轉發(fā)表，并且還要從B1的接口1轉發(fā)這個幀。

（3）B向A發(fā)送幀

網(wǎng)橋B1從其接口1收到這個幀。B1的轉發(fā)表中沒有B，因此在轉發(fā)表寫入地址B和接口1。再查找目的地址A。現(xiàn)在B1的轉發(fā)表中可以查到A，其轉發(fā)接口是1，和這個幀進入網(wǎng)橋B1的接口一樣。于是網(wǎng)橋B1知道，不用自己轉發(fā)這個幀，A也能收到B發(fā)送的幀。于是網(wǎng)橋B1把這個幀丟棄，不再繼續(xù)轉發(fā)了。這次網(wǎng)橋B1的轉發(fā)表增加了一個項目，網(wǎng)橋B2的轉發(fā)表沒有變化。

顯然，如果網(wǎng)絡上的每一個站都發(fā)送過幀，那么每一個站的地址最終都會記錄在兩個網(wǎng)橋的轉發(fā)表上。

實際上，網(wǎng)橋的轉發(fā)表中的信息有：地址、接口、該幀進入網(wǎng)橋的時間。

為什么要記錄該幀進入網(wǎng)橋的時間呢？

因為以太網(wǎng)的拓撲結構可能經(jīng)常會發(fā)生變化，站點也可能會更換適配器（這樣就改變了站點的地址）。另外，以太網(wǎng)的工作站并非總是接通電源的。把每個幀到達網(wǎng)橋的時間登記下來，就可以在轉發(fā)表中只保留網(wǎng)絡拓撲的最新狀態(tài)信息。具體方法是：網(wǎng)橋中的接口管理軟件周期性地掃描轉發(fā)表中的項目。只要是在一定時間（例如幾分鐘）以前登記的都要刪除。這樣就使得網(wǎng)橋中的轉發(fā)表能反映當前網(wǎng)絡的最新拓撲狀態(tài)。

由此可見，網(wǎng)橋中的轉發(fā)表并非總是包含所有站點的信息。只要某個站點從來不發(fā)送數(shù)據(jù)，那么在網(wǎng)橋的轉發(fā)表中就沒有這個站點的項目。如果站點A在一段時間內不發(fā)送數(shù)據(jù)，那么在轉發(fā)表中地址為A的項目就被刪除了。

Ⅲ、透明網(wǎng)橋的工作方式

透明網(wǎng)橋以混雜方式工作，它接收與之連接的所有LAN傳送的每一幀。當一幀到達時，網(wǎng)橋必須決定將其丟棄還是轉發(fā)。如果要轉發(fā)，則必須決定發(fā)往哪個LAN。這需要通過查詢網(wǎng)橋中一張大型散列表里的目的地址而作出決定。該表可列出每個可能的目的地，以及它屬于哪一條輸出線路（LAN）。在插入網(wǎng)橋之初，所有的散列表均為空。由于網(wǎng)橋不知道任何目的地的位置，因而采用擴散算法（flooding algorithm）：把每個到來的、目的地不明的幀輸出到連在此網(wǎng)橋的所有LAN中（除了發(fā)送該幀的LAN）。隨著時間的推移，網(wǎng)橋將了解每個目的地的位置。一旦知道了目的地位置，發(fā)往該處的幀就只放到適當?shù)腖AN上，而不再散發(fā)。

Ⅳ、透明網(wǎng)橋的工作流程

（1） 從端口 x 收到無差錯的幀（如有差錯即丟棄），在轉發(fā)表中查找目的站 MAC 地址。

（2） 如有，則查找出到此 MAC 地址應當走的端口 d，然后進行（3），否則轉到（5）。

（3） 如到這個 MAC 地址去的端口 d = x，則丟棄此幀（因為這表示不需要經(jīng)過網(wǎng)橋進行轉發(fā)）。否則從端口 d 轉發(fā)此幀。

（4） 轉到（6）。

（5） 向網(wǎng)橋除 x 以外的所有端口轉發(fā)此幀（這樣做可保證找到目的站）。

（6） 如源站不在轉發(fā)表中，則將源站 MAC 地址加入到轉發(fā)表，登記該幀進入網(wǎng)橋的端口號，設置計時器。然后轉到（8）。如源站在轉發(fā)表中，則執(zhí)行（7）。

（7） 更新計時器。

（8） 等待新的數(shù)據(jù)幀。轉到（1）。

Ⅴ.生成樹算法

即互連在一起的網(wǎng)橋在進行彼此通信后，就能找出原來的拓撲結構的一個子集。在這個子集里，整個連通的網(wǎng)絡中不存在回路，即在任何兩個站之間只有一條路徑。

為什么要找出一個生成樹？就是為了避免產生轉發(fā)的幀在網(wǎng)絡中不斷地兜圈子。看下圖。

為了得出能夠反映網(wǎng)絡拓撲發(fā)生變化時的生成樹，在生成樹上的根網(wǎng)橋每隔一段時間還要對生成樹的拓撲進行更新。

3.源路由網(wǎng)橋

透明網(wǎng)橋容易安裝，但資源利用不充分。所以源路由網(wǎng)橋問世了。

源路由網(wǎng)橋，是在發(fā)送幀時，把詳細的路由信息放在幀的首部中。

源站用什么方法才能知道應當選擇什么樣的路由？

為發(fā)現(xiàn)合適路由，源站以廣播形式向欲通信的目的站發(fā)送一個發(fā)現(xiàn)幀（discovery frame）作為探測之用。發(fā)現(xiàn)幀將在整個擴展的以太網(wǎng)中沿著所有可能的路由傳送，并沿途記錄所經(jīng)過的路由。當發(fā)現(xiàn)幀到達目的站時，就沿著各自的路由返回源站。源站得知這些路由后，選擇一個最佳路由。以后，凡從這個源站向該目的站發(fā)送的幀的首部，就必須攜帶源站所確定的這一路由信息。

幀還可以幫助源站確定整個網(wǎng)絡可以通過的幀的最大長度。

源路由網(wǎng)橋和透明網(wǎng)橋的區(qū)別

①透明網(wǎng)橋的網(wǎng)絡資源利用不如源路由網(wǎng)橋充分，透明網(wǎng)橋是透明的。源路由網(wǎng)橋對主機不是透明的，主機必須知道網(wǎng)橋的標識以及連接到哪一個網(wǎng)段上。

②在一個時期，透明網(wǎng)橋和源路由網(wǎng)橋是各自獨立發(fā)展的。但隨之而來的需求是要設計一種方式來滿足通過透明網(wǎng)橋互聯(lián)的局域網(wǎng)和通過源路由網(wǎng)橋互聯(lián)的局域網(wǎng)之間的連接。

③最終，所有的標準網(wǎng)橋都必須支持透明網(wǎng)橋，而源路由則被作為一個可選配的附加特性。

④源路由網(wǎng)橋可選擇最佳路由，而透明網(wǎng)橋只能使用生成樹，而使用生成樹一般不能保證所使用的路由是最佳的，也不能在不同的鏈路中進行負載均衡。

⑤主要特點比較

4.多接口網(wǎng)橋——以太網(wǎng)交換機

Ⅰ、概念

以太網(wǎng)交換機：是基于以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的交換機，以太網(wǎng)采用共享總線型傳輸媒體方式的局域網(wǎng)。工作在鏈路層。

網(wǎng)橋的接口數(shù)很少，一般只有2~4個，而以太網(wǎng)交換機通常都有十幾個接口。實質是一個多接口的網(wǎng)橋，和工作在物理層的轉發(fā)器和集線器有很大區(qū)別。

是每個端口都直接與主機或集線器相連（普通網(wǎng)橋的接口往往是連接到以太網(wǎng)的一個網(wǎng)段），并且一般都工作在全雙工方式。當主機需要通信時，以太網(wǎng)交換機能同時連通許多對端口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣，進行無沖突地傳輸數(shù)據(jù)。

以太網(wǎng)交換機和透明網(wǎng)橋一樣，也是一種即插即用設備，其內部的幀轉發(fā)表也是通過自學習算法自動地逐漸建立起來的。當兩個站通信完成后就斷開連接。

使用了專用的交換結構芯片，其交換速率就較高。

例如：對于普通10Mb/s的共享式以太網(wǎng)，若有N個用戶，則每個用戶占有的平均帶寬只有總帶寬的N分之一。在使用以太網(wǎng)交換機時，雖然每個接口到主機的帶寬還是10Mb/s，但由于一個用戶在通信時是獨占而不是和其他網(wǎng)絡用戶共享傳輸媒體的帶寬，因此對于擁有N對接口的交換機的總容量為N*10Mb/s。這是交換機最大的優(yōu)點。

從共享總線以太網(wǎng)或10 BASE-T 以太網(wǎng)到交換機以太網(wǎng)時，所有接入設備的軟件和硬件、適配器等都不需要作任何改動。也就是說，所有接入的設備繼續(xù)使用CSMA / CD 協(xié)議。另外，只要增加集線器的容量，整個系統(tǒng)的容量是可以擴充的。

以太網(wǎng)一般都具有多種速率的接口。可有10Mb/s、100Mb/s、1Gb/s的接口的各種組合，這就大大方便了各種不同情況的用戶。

Ⅱ、轉發(fā)方式

①直通（cut-through）轉發(fā)

直通式交換，也就是交換機在收到幀后，只要查看到此幀的目的MAC地址，馬上憑借MAC地址表向相應的端口轉發(fā)。

如果在這種交換機的內部采用基于硬件的交叉矩陣，交換時延就非常小。

這種方式的好處是速度快，轉發(fā)所需時間短，但缺點是不檢查差錯就直接將幀轉發(fā)出去，因此可能把一些無效幀轉發(fā)給向其他的站。

②存儲轉發(fā)

存儲轉發(fā)機制就是交換機的每個端口被分配到一定的緩沖區(qū)（內存空間，一般為64 k），數(shù)據(jù)在進入交換機后讀取完目標MAC地址，憑借MAC地址表了解到轉發(fā)關系后，數(shù)據(jù)會一直在此端口的緩沖區(qū)內存儲，直到數(shù)據(jù)填滿緩沖區(qū)然后一次把所有數(shù)據(jù)轉發(fā)到目的地。

在數(shù)據(jù)存儲在緩沖區(qū)期間，交換機會對數(shù)據(jù)作出簡單效驗，如果此時發(fā)現(xiàn)錯誤的數(shù)據(jù)，就不會轉發(fā)到目地端，而是在這里直接丟棄掉了。

當然這種方式可以提供更好的數(shù)據(jù)轉發(fā)質量，但是相對的轉發(fā)所需時間就會比直通交換要長一點。

③無碎片轉發(fā)(segment-free switching)

碎片隔離式也叫改進型直通式交換，利用到直通式的優(yōu)勢就是轉發(fā)遲延小，同時會檢查每個數(shù)據(jù)幀的長度。

因為原理上，每個以太網(wǎng)幀不可能小于64字節(jié)，大于1518字節(jié)。如果交換機檢查到有小過64字節(jié)或大于1518字節(jié)的幀，它都會認為這些幀是“殘缺幀”或“超長幀”，那么也會在轉發(fā)前丟棄掉。

這種方式綜合了直通交換和存儲轉發(fā)的優(yōu)勢，很多高速交換機會采用，但是并沒有存儲轉發(fā)方式來的普及。

注：(1)無論是直通轉發(fā)還是存儲轉發(fā)都是一種二層的轉發(fā)方式，而且它們的轉發(fā)策略都是基于 目的MAC（DMAC）的，在這一點上這兩種轉發(fā)方式?jīng)]有區(qū)別。第三種方法主要是第一種“直通轉發(fā)”的變形。

(2)它們之間的最大區(qū)別在于，它們何時去處理轉發(fā)，也就是交換機怎樣去處理數(shù)據(jù)包的接收進程和轉發(fā)進程的關系。

Ⅲ、交換機可方便實現(xiàn)虛擬局域網(wǎng)VLAN（virtual LAN）

定義：（IEEE 802.1 Q標準的定義）虛擬局域網(wǎng)VLAN是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構成的與物理位置無關的邏輯組，而這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。每一個VLAN的幀都有一個明確的標識符，指明發(fā)送這個幀的工作站是屬于哪一個VLAN。

它只是局域網(wǎng)給用戶提供的服務，而不是一種新型局域網(wǎng)。

圖解：設有10個工作站分配在三個樓層中。由圖看出，每一個VLAN的工作站可處在不同的局域網(wǎng)中，也可以不在同一層樓中。在虛擬局域網(wǎng)上的每一個站都可以聽到同一個虛擬網(wǎng)上的其他成員所發(fā)出的廣播。這樣，虛擬網(wǎng)限制了接收廣播信息的工作站數(shù)，使得網(wǎng)絡不會因傳播過多的廣播信息（即所謂的廣播風暴）而引起性能惡化。

虛擬局域網(wǎng)是用戶和網(wǎng)絡資源的邏輯組合，因此可按照需要將有關設備和資源非常方便地重新組合，使用戶從不同的服務器或數(shù)據(jù)庫中存取所需的資源。

Ⅳ、以太網(wǎng)的幀的格式的擴展（方便支持虛擬局域網(wǎng)）

VLAN標記：用來指明發(fā)送該幀的工作站屬于哪一個虛擬局域網(wǎng)。如果還使用原來的以太網(wǎng)幀格式，那么就無法劃分虛擬局域網(wǎng)。

802.1 Q 標記類型：前2字節(jié)，總是設置為0x8100,（即二進制的 10000001 ?00000000），當數(shù)據(jù)鏈路層檢測到MAC幀的源地址字段后面的兩個字節(jié)值是這么多時，就知道現(xiàn)在插入了4字節(jié)的VLAN標記。

用戶優(yōu)先級：占3位

規(guī)范格式指示符CFI（canonical ?format ?indicator）：占1位

VLAN標識符VID：占12位，唯一標志了這個以太網(wǎng)幀是屬于哪一個VLAN

以太網(wǎng)的最大長度由原來的1518字節(jié)（1500字節(jié)的數(shù)據(jù)加上18字節(jié)的首部）變?yōu)?522字節(jié)。

六、高速以太網(wǎng)

速度達到或超過100Mb/s的以太網(wǎng)

1.100 BASE-T 以太網(wǎng)

是在雙絞線上傳送100Mb/s基帶信號的星型拓撲以太網(wǎng)。仍用IEEE 802.3 的CSMA / CD 協(xié)議，它又稱為快速以太網(wǎng)（fast ethernet）。用戶只需更換一張適配器，再配上一個100Mb/s的集線器，就可很方便地由 10 BASE-T以太網(wǎng)直接升級到100Mb / s，而不必改變網(wǎng)絡的拓撲結構。100 BASE-T的適配器有很強的自適應性，能夠自動識別10Mb/s和100Mb/s。

100 BASE-T代號為 IEEE 802.3 u，是對現(xiàn)行的IEEE 802.3 標準的補充。

可使用交換式集線器提供很好的服務質量，可在全雙工方式下工作而無沖突發(fā)生，因此 CSMA / CD 協(xié)議對全雙工方式工作的快速以太網(wǎng)是不起作用的（但在半雙工方式工作時一定要CSMA/CD協(xié)議）。

為什么不適用CSMA/CD協(xié)議還要叫以太網(wǎng)？這是因為快速以太網(wǎng)使用的MAC幀格式仍然是IEEE 802.3標準規(guī)定的幀格式。

IEEE 802.3 u的標準未包括對同軸電纜的支持，這意味著想從細纜以太網(wǎng)升級到快速以太網(wǎng)的用戶必須重新布線。因此，現(xiàn)在，10/100 Mb / s 以太網(wǎng)都是使用無屏蔽雙絞線布線。

100Mb / s以太網(wǎng)的新標準改動了原 10 Mb/s 以太網(wǎng)的某些規(guī)定，這里最主要原因是要在數(shù)據(jù)發(fā)送速率提高時使參數(shù)a扔保持不變（或保持為較小的數(shù)值）：

可以看出，當數(shù)據(jù)率C（Mb/s）提高到10倍時，為保持參數(shù)a不變，可將幀長L（bit）也增大到10倍，也可將網(wǎng)絡電纜長度（因而使τ）減小到原有數(shù)值的十分之一。

在100Mb / s的以太網(wǎng)中采用的方法是保持最短幀長不變，但把一個網(wǎng)段的最長電纜長度減小到100m。但最短幀長仍然為64字節(jié)，即512比特。因此100Mb/s以太網(wǎng)的爭用期是5.12us，幀間最小間隔現(xiàn)在是0.96us，都是10Mb/s以太網(wǎng)的1/10。

100Mb/s 以太網(wǎng)的新標準還規(guī)定了以下三種不同的物理層標準：

（1）100BASE-TX ? ? ?使用兩對UTP 5類線或屏蔽雙絞線STP，其中一對用于發(fā)送，另一對用于接收。

（2）100BASE-FX ? ? ? 使用兩根光纖，一根用于發(fā)送，一根用于接收。

（3）100BASE-T4 ? ? ? ? 使用4對UTP 3類線或5類線，這是為已使用UTP ?3類線的大量用戶而設計的。它使用3對線同時傳送數(shù)據(jù)（每一對線以33又1/3 Mb/s的速率傳送數(shù)據(jù)），用1對線作為碰撞檢測的接收信道。

2.吉比特以太網(wǎng)

它的標準有如下幾個特點：

（1）允許在1Gb/s 下全雙工和半雙工兩種方式工作

（2）使用IEEE 802.3協(xié)議規(guī)定的幀格式

（3）在半雙工下使用CSMA/CD協(xié)議（全雙工不用）

（4）與10BASE-T和100BASE-T技術向后兼容

吉比特以太網(wǎng)可用作現(xiàn)有網(wǎng)絡的主干網(wǎng)，也可在高帶寬（高速率）的應用場合中（如醫(yī)療圖像或CAD的圖形等）用來連接工作站和服務器。

它的物理層有兩種成熟技術：一種來自現(xiàn)有的以太網(wǎng)，一種則是ANSI制定的光纖通道FC（fibre channel）。

物理層共有兩個標準：

（1）1000BASE-X （IEEE 802.3 標準）

是基于光纖通道的物理層，即FC-0和FC-1。使用的媒體有三種：1000BASE-SX（SX表示短波長）、1000BASE-LX（LX表示長波長）、1000BASE-CX（CX表示銅線，使用兩對短距離的屏蔽雙絞線電纜）。

（2）1000BASE-T ?（802.3 ab 標準）

是使用4對UTP 5 類線，傳送距離為100m。

半雙工方式時，要進行碰撞檢測。由于數(shù)據(jù)率提高了，所以只有減小最大電纜長度或增大幀的最小長度，才能使參數(shù)a保持為較小的數(shù)值。若將吉比特以太網(wǎng)最大電纜長度減小到10m，那么網(wǎng)絡的實際價值就大大減小。而若將最短幀長提高到640字節(jié)，則在發(fā)送短數(shù)據(jù)時開銷又嫌太大。因此，吉比特以太網(wǎng)仍然保持一個網(wǎng)段的最大長度為100m，但采用了“載波延伸”（carrier extension）的辦法，使最短幀長仍為64字節(jié)（這樣可保持兼容性），同時將爭用期增大為512字節(jié)。凡發(fā)送的MAC幀長不足512字節(jié)時，就用一些特殊字符填充在幀的后面，使MAC幀的長度增大到512字節(jié)，這對有效載荷并無影響。接收端在收到以太網(wǎng)的MAC幀后，要把所填充的特殊字符刪除后才向高層交付。當原來僅64字節(jié)長的短幀填充到了512字節(jié)時，所填充的448字節(jié)就造成了很大的開銷。

為此，吉特比以太網(wǎng)增加了一種功能叫分組突發(fā)（packet bursting）。這就是當很多短幀要發(fā)送時，第一個短幀要采用上面所說的載波延伸的方法進行填充。但隨后的一些短幀則可以一個接一個發(fā)送，它們之間只需要留有必要的幀間最小間隙即可。這樣就形成一串分組的突發(fā)，直到達到1500字節(jié)或稍多一些為止。當吉特比以太網(wǎng)工作在全雙工方式時，不適用載波延伸和分組突發(fā)。

3.10吉比特以太網(wǎng)

10GE，也就是萬兆以太網(wǎng)，它并非將吉比特以太網(wǎng)簡單地提高到10倍，有很多技術問題要解決。

主要特點：①幀格式與10 Mb/s，100Mb/s 和 1Gb/s 以太網(wǎng)的幀格式完全相同。還保留了802.3標準規(guī)定的以太網(wǎng)最小和最大幀長。這樣使用戶在將其已有的以太網(wǎng)進行升級時，仍能和低速率的以太網(wǎng)很方便地通信。

②由于數(shù)據(jù)率很高，所以不再使用銅線而只是用光纖作為傳輸媒體。也可用較便宜的多模光纖。

③只工作在全雙工方式，因此不存在爭用問題，也不使用CSMA/CD協(xié)議。這就使得10 GE 的傳輸距離不再受進行碰撞檢測的限制而大大提高了。

吉比特以太網(wǎng)的物理層可以使用已有的光纖通道的技術，而10GE的物理層則是新開發(fā)的。它有兩種不同的物理層：

（1）局域網(wǎng)物理層 LAN PHY 。局域網(wǎng)物理層的數(shù)據(jù)率是 10.000 Gb/s（這表示是精確的10 Gb/s），因此一個10GE交換機可以支持正好10個吉比特以太網(wǎng)接口。

（2）可選的廣域網(wǎng)物理層 WAN PHY。廣域網(wǎng)物理層有另一種數(shù)據(jù)率，這是為了和所謂的“10Gb/s”（并非精確，去掉幀首部的開銷后，有效載荷的數(shù)據(jù)率少于這么多）的SONET/SDH相連接。反之，SONET/SDH的“10 Gb/s ”速率不可能支持10GE以太網(wǎng)的接口，而只是能夠與SONET/SDH相連接。

10GE并沒有SONET/SDH的同步接口，而只有異步的以太網(wǎng)接口。因此 ，10GE在和SONET/SDH連接時，出于經(jīng)濟上的考慮，它只是具有SONET/SDH的某些特性，但并不是全部兼容。

優(yōu)點：

（1）以太網(wǎng)是一種成熟技術，當然對ISP來說，使用以太網(wǎng)還需要在更大的范圍進行試驗。

（2）互操性好，不同廠商生產的以太網(wǎng)都能可靠地進行互操作。

（3）廣域網(wǎng)中使用以太網(wǎng)時，其價格低，還能使用多種傳輸媒體，這樣使不同傳輸媒體的用戶在進行通信時不必重新布線。

（4）端到端的以太網(wǎng)連接使幀的格式全都是以太網(wǎng)的格式，而不需要再進行幀的格式的轉換，這就簡化了操作和管理。

（4）以太網(wǎng)的演變證明了它可擴展（從10Mb/s到100Mb/s）、靈活（多種媒體、全/半雙工、共享/交換）、易于安裝、穩(wěn)健性好。

4.使用高速以太網(wǎng)進行寬帶接入

以太網(wǎng)已經(jīng)成功地從10Mb/s的速率提高到100Mb/s、1Gb/s、10Gb/s，并且所覆蓋的地理范圍從局域網(wǎng)擴展到了域域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，因此人們嘗試使用寬帶以太網(wǎng)進行寬帶接入因特網(wǎng)。

高速以太網(wǎng)接入的優(yōu)點：可提供雙向的寬帶通信，根據(jù)用戶對帶寬的需求靈活地進行帶寬升級。域域網(wǎng)和廣域網(wǎng)都采用吉比特以太網(wǎng)或10GE時，采用高速以太網(wǎng)接入可實現(xiàn)端到端的以太網(wǎng)傳輸，中間不需要再進行幀格式的轉換。這就提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率和降低了傳輸成本。

舉例：每個大樓門口有一個100Mb/s的以太網(wǎng)交換機（對于通信量不大的樓房也可使用10Mb/s的以太網(wǎng)交換機），然后根據(jù)情況在每一個樓層安裝一個10Mb/s或100Mb/s的以太網(wǎng)交換機。各大樓的以太網(wǎng)交換機通過光纖匯接到結點匯接點。若干個光結點匯接點再通過吉比特以太網(wǎng)匯接到一個高速匯接點，然后通過城域網(wǎng)連接到因特網(wǎng)的主干網(wǎng)。

以太網(wǎng)接入時，若用戶少，就很難獲得經(jīng)濟效益。如果是居民密集的地方，以太網(wǎng)接入是一個可供選擇的寬帶接入方法。

七、其他類型的高速局域網(wǎng)或接口

光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI（fibre distributed data interface）：是一個使用光纖作為傳輸媒體的令牌環(huán)形網(wǎng)。但其芯片復雜而價格貴，所以被以太網(wǎng)取代了。

高性能并行接口HIPPI（high-performance parallel ?interface）：主要用于超級計算機與一些外圍設備（如海量存儲器、圖形工作站等）的高速接口。

光纖通道（fibre channel）：可處理數(shù)據(jù)通道和網(wǎng)絡的連接，也可傳送網(wǎng)絡的分組，基本結構是與輸入和輸出接口連接的一個交叉式交換機。