1、2022-8-6上海交通大学计算机系1 计算机组网原理计算机组网原理原理篇原理篇第五章第五章 千兆位以太网技术千兆位以太网技术马范援马范援f 2022-8-6上海交通大学计算机系2 本章重点本章重点n千兆位以太网与百兆、十兆以太网千兆位以太网与百兆、十兆以太网的兼容性的兼容性n千兆以太网与百兆以太网的主要区千兆以太网与百兆以太网的主要区别别n帧扩展技术帧扩展技术n帧突发技术帧突发技术2022-8-6上海交通大学计算机系31000M1000M以太网的传输速率为以太网的传输速率为1 1GbpsGbps，但，但其帧格式与其帧格式与10M10M、100M100M以太网完全相以太网完全相同，所以兼容性非
2、常好。同，所以兼容性非常好。1000M1000M以太网和以太网和100M100M以太网的主要区以太网的主要区别：别：第五章第五章 千兆位以太网技术千兆位以太网技术2022-8-6上海交通大学计算机系4采用千兆网介质无关接口采用千兆网介质无关接口GMIIGMIIGMIIGMII为物理层与为物理层与DLDL层之间的接口，层之间的接口，数据通道为数据通道为8 8位（位（100M100M以太网为以太网为4 4位）。位）。光纤通道采用光纤通道采用8B/10B8B/10B码码与铜介质相比优先使用光纤与铜介质相比优先使用光纤修改修改CSMA/CDCSMA/CD操作和优选全双工操作和优选全双工采用帧扩展技术采
3、用帧扩展技术为适用于光纤而修改自动协商机制为适用于光纤而修改自动协商机制采用单中继器规范采用单中继器规范2022-8-6上海交通大学计算机系5以太网、以太网、FE、GE的层次结构的层次结构MDLRSMIIPCSPMAPMDAutoNegPCSPMAPDMMDLRSGMIIPLSAUIPMAMDLMAUAUIPHY介质存取控制层（MAC）逻辑链路控制层（LLC）更高层对话层应用层表示层传输层网络层数据链路层物理层（A）以太网（B）快速以太网（C）千兆以太网2022-8-6上海交通大学计算机系65.1 5.1 千兆位以太网体系结构与功能模块千兆位以太网体系结构与功能模块2022-8-6上海交通大学
4、计算机系7编码：编码：1000BASE X1000BASE X：光纤、短屏蔽双绞线：光纤、短屏蔽双绞线 8B10B8B10B码码10001000BASE TBASE T：5 5类类UTPUTP PAM5 PAM5码码 5 5电平的特殊编码电平的特殊编码4 4对双绞线对双绞线2022-8-6上海交通大学计算机系88B10B8B10B码码“千兆以太网千兆以太网”2022-8-6上海交通大学计算机系95.2 5.2 千兆位以太网分类千兆位以太网分类5.2.1 5.2.1 千兆位以太网按千兆位以太网按PHYPHY层分类层分类2022-8-6上海交通大学计算机系105.2.2 10005.2.2 100
5、0BASEXBASEX1.10001.1000BASE CXBASE CX屏蔽双绞线，屏蔽双绞线，9 9芯芯D D型连接器，型连接器，2525米米2022-8-6上海交通大学计算机系112.10002.1000BASE LXBASE LX长波激光长波激光12701355 12701355 （一般为（一般为 1300 1300 ）多模光纤多模光纤62.5 62.5 ，5050 单模光纤单模光纤1010SCSC型光纤连接器型光纤连接器3.3.10001000BASE SXBASE SX短波激光短波激光770860 770860 （一般为（一般为800 800 ）多模光纤多模光纤62.5 62.5
6、，5050 SCSC型光纤连接器型光纤连接器5.2.3 1000BASET5.2.3 1000BASET5 5类以上的非屏蔽双绞线类以上的非屏蔽双绞线 100100米米mmmnmnmnmnmmm2022-8-6上海交通大学计算机系125.3 5.3 千兆位以太网实现技术千兆位以太网实现技术5.3.1 5.3.1 千兆位以太网组网跨距千兆位以太网组网跨距1.1.无中继器连接无中继器连接2022-8-6上海交通大学计算机系132.2.中继器连接中继器连接采用双绞线使用中继器后跨距增加采用双绞线使用中继器后跨距增加采用光纤使用中继器后跨距缩短采用光纤使用中继器后跨距缩短10001000BASE LX
7、/SEBASE LX/SE240m240m1000BASE CX1000BASE CX50m50m1000BASE T1000BASE T200m200m2022-8-6上海交通大学计算机系145.3.2 5.3.2 帧扩展技术帧扩展技术在在802.3802.3标准中帧的最短长度为标准中帧的最短长度为6464字节，即字节，即512512位，位，在在10Mbps10Mbps时，时，512512位传送时间为位传送时间为51.2 51.2 。100Mbps100Mbps时，时，传送时间为传送时间为5.12 5.12 。面对。面对1 1GbpsGbps速率传送时间仅为速率传送时间仅为0.512 0.5
8、12 。根据冲突检测原理，如有冲突发生，要求在该传送根据冲突检测原理，如有冲突发生，要求在该传送时间内能检测到冲突，对千兆位网来说，时间内能检测到冲突，对千兆位网来说，0.512 0.512 的碰撞域范围就很小，使网络的跨距也很短。所以的碰撞域范围就很小，使网络的跨距也很短。所以最小帧长度与碰撞域的地理范围成正比关系。最小帧长度与碰撞域的地理范围成正比关系。ssssPCPCPCPC最大跨距最大跨距2022-8-6上海交通大学计算机系15在千兆位以太网中为增加跨距，必须加长最小帧长在千兆位以太网中为增加跨距，必须加长最小帧长度，但又要考虑到兼容性。对用户来说必须维持度，但又要考虑到兼容性。对用户
9、来说必须维持6464字节不变，于是在千兆位以太网的网卡上对短帧自字节不变，于是在千兆位以太网的网卡上对短帧自动加长帧长度，这称为帧扩展技术。动加长帧长度，这称为帧扩展技术。帧长度帧长度512512字节（字节（40964096位）位）自动添加扩展位，使自动添加扩展位，使帧长度达到帧长度达到40964096位位帧长度帧长度 512512字节字节不添加扩展位不添加扩展位全双工方式不执行帧扩展全双工方式不执行帧扩展2022-8-6上海交通大学计算机系165.3.3 5.3.3 帧突发技术帧突发技术为避免因大量短帧发送造成网络带宽浪费，为避免因大量短帧发送造成网络带宽浪费，千兆位以太网将若干个短帧组合在一起，连续千兆位以太网将若干个短帧组合在一起，连续发送。组合后的帧长度不能超过发送。组合后的帧长度不能超过15181518字节。字节。全双工时不采用该技术。全双工时不采用该技术。2022-8-6上海交通大学计算机系17补充：补充：10000兆以太网兆以太网n帧格式与一般以太网一致帧格式与一般以太网一致n协议：协议：802.3ae，2002年年6月公布月公布 n8B/10B码码n用全双工模式，避免访问的冲突竞争用全双工模式，避免访问的冲突竞争n只能使用光纤只能使用光纤n传输距离：传输距离：多模多模:65米米 300米米(WWDM)单模单模:10000米米40000米米
