课程编码以太网高级技术课件

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,杭州华三通信技术有限公司,以太网已经成为网络建设者的新宠,以太网以惊人的速度向前发展,从速率到结构都已经有了全新变革。,引入,以太网已经成为网络建设者的新宠引入,第一章 以太网技术的简要回顾,第二章 以太网技术标准,第三章 以太网交换结构,第四章 以太网链路聚合,目录,第一章 以太网技术的简要回顾目录,以太网技术的简要回顾,在IP网络大家庭中，以太网作为其中的一员工作在链路层；,向上提供链路数据传输服务，向下需要物理层作为传输数据流的基础；,在以太网链路层，可以进一步划分成如下子层：,LLC子层,MAC子层,在以太网物理层，可以进一步分成如下子层：,PLS,PCS,PMA,以太网技术的简要回顾在IP网络大家庭中，以太网作为其中的一员,以太网发展简史,1973年，以太网之父Dr.Robert Metcalfe在Xerox发明了以太网；,1985年，IEEE正式推出标准以太网802.3 10Base-5的标准；,1988年，IEEE正式推出标准以太网802.3a 10Base-2的标准；,1990年，IEEE正式推出标准以太网802.3i 10Base-T的标准；,1993年，IEEE正式推出标准以太网802.3j 10Base-F的标准；,1995年，IEEE正式推出快速以太网802.3u 100Base-T的标准；,1998年，IEEE正式推出千兆以太网802.3z 1000Bas-X的标准；,1999年，IEEE正式推出千兆以太网802.3ab 1000Base-T的标准；,2002年，IEEE正式推出万兆以太网802.3ae标准，包含了 10GBase-R，10GBase-W和10GBase-X。,以太网发展简史1973年，以太网之父Dr.Robert M,第一章 以太网技术的简要回顾,第二章 以太网技术标准,第三章 以太网交换结构,第四章 以太网链路聚合,目录,第一章 以太网技术的简要回顾目录,以太网技术标准,标准以太网,快速以太网,千兆以太网,万兆以太网,以太网技术标准标准以太网,以太网技术标准,标准以太网,快速以太网,千兆以太网,万兆以太网,以太网技术标准标准以太网,标准以太网,标准以太网是最早的以太网技术标准，它包含如下成员：,10Base-5,10Base-2,10Base-T,10Base-F,标准以太网标准以太网是最早的以太网技术标准，它包含如下成员：,标准以太网的实现模型,标准以太网的物理层：,物理信令子层（PLS）,实现MAC子层与PMA子层之间的数据转换和传输,物理介质附属子层（PMA）,实现数据在物理介质上的传输转化，同时完成介质冲突检测等功能,附属单元接口（AUI）,统一数据输入输出,实现物理介质非相关,介质相关接口（MDI）,提供与传输介质相连的接口,标准以太网的实现模型标准以太网的物理层：,标准以太网的编码,标准以太网采用曼切斯特编码,一个时钟周期传输一个bit，在时钟周期间使用电平翻转来表示bit信息,高电平到低电平翻转为“0”，低电平到高电平翻转为“1”,时钟频率为10M,0,0,0,1,1,1,1,标准以太网的编码标准以太网采用曼切斯特编码0001111,以太网技术标准,标准以太网,快速以太网,千兆以太网,万兆以太网,以太网技术标准标准以太网,快速以太网,快速以太网在标准以太网的基础上进行了改进，速率得到大幅提升，并同时兼容了标准以太网技术：,100Base-T4,100Base-TX,100Base-FX,100Base-T2,快速以太网快速以太网在标准以太网的基础上进行了改进，速率得到,快速以太网的实现模型,快速以太网的物理层,物理编码子层（PCS）,实现数据编解码,物理介质附属子层（PMA）,实现编码组信息和码流信息之间的转换,物理介质相关子层（PMD）,实现码流信息与物理信号之间的转换,自协商子层,实现不同以太网标准之间的协商匹配,介质非相关接口（MII）,实现介质相关于介质非相关的隔离,介质相关接口（MDI）,快速以太网的实现模型快速以太网的物理层,快速以太网的编码,快速以太网不同的技术采用了不同的编码算法：,以太网技术,100Base-T4,100Base-TX,100Base-FX,100Base-T2,编码算法,8B6T,4B/5B,4B/5B,PAM5X5,时钟频率,25M,125M,125M,25M,线对速率,33.3M,100M,100M,50M+50M,线对数量,4,2,1,2,快速以太网的编码快速以太网不同的技术采用了不同的编码算法：以,MII、MDI与MDI-X,MII是介质非相关接口的简称，是物理层内部接口,MDI是介质非相关接口的简称，使物理层与传输介质之间的一种接口,MII与MDI是一对相对的概念,MII提供与介质无关的服务，不同的介质可以使用相同的MII,MDI提供与介质有关的服务，不同的介质具有不同的MDI,MDI-X也是介质非相关接口，也位于物理层和传输介质之间。,MDI-X实际上是是MDI的一个变种，仅仅在输入输出的引脚上进行了交换。主要应用于DTE与DTE之间的连接而产生。,MII、MDI与MDI-XMII是介质非相关接口的简称，是物,以太网的自协商,以太网自协商的基础：FLP/NLP,快速链路脉冲（FLP）,快速链路脉冲是一连串的均衡间隔的数据脉冲，每个脉冲之间间隔为62.57s,每个快速链路脉冲是一个包含17个时钟脉冲和16个数据脉冲的脉冲串,数据脉冲表示了需要协商的信息参数,.,.,.,.,.,.,FLP Bursts,以太网的自协商以太网自协商的基础：FLP/NLP.,FLP的基本页信息,FLP的协商页分为基本页和消息页,基本页信息,S0-S4表示消息类型：始终为00001,A0-A7表示DTE所支持的技术能力,10BASE-T半双工,10BASE-T全双工,100BASE-TX半双工,100BASE-T4,全双工流控能力指示,100BASE-TX 全双工,保留,全双工非对称流控指示,远程故障指示,成功收到协商页指示,下一页信息指示,S0,S1,S2,S3,S4,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,RF,NP,Ack,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,D9,D10,D11,D12,D13,D14,D15,Selector Field,Technology Ability Field,FLP的基本页信息FLP的协商页分为基本页和消息页10BAS,FLP的消息页信息,消息页信息又分为格式化消息和非格式化消息,格式化消息与非格式化消息采用同样的结构,M0-M10（U0-U10）表示消息类型,T表示同步状态,ACK2表示能够兼容消息页指示能力,MP表示是格式化消息还是非格式化消息,M0,M1,M2,M3,M4,M5,M6,M7,M8,M9,M10,T,Ack2,MP,NP,Ack,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,D9,D10,D11,D12,D13,D14,D15,Message Code Field,U0,U1,U2,U3,U4,U5,U6,U7,U8,U9,U10,T,Ack2,MP,NP,Ack,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,D9,D10,D11,D12,D13,D14,D15,Unformatted Code Field,FLP的消息页信息消息页信息又分为格式化消息和非格式化消息M,技术能力优先级,在以太网自协商中，需要根据技术能力的优先级确定最终选择哪个技术能力与对方匹配，其技术能力级别如下：,技术能力级别,技术能力,1000BASE-T全双工（消息页信息）,9,1000BASE-T半双工（消息页信息）,8,100BASE-T2全双工（消息页信息）,7,100BASE-TX全双工（基本页信息）,6,100BASE-T2半双工（消息页信息）,5,100BASE-T4（基本页信息）,4,100BASE-TX半双工（基本页信息）,3,10BASE-T全双工（基本页信息）,2,10BASE-T半双工（基本页信息）,1,技术能力优先级在以太网自协商中，需要根据技术能力的优先级确定,MDI与MDI-X的自协商,以太网的标准自协商并不包含MDI和MDI-X的自协商,MDI与MDI-X的自协商解决了DTE与DTE之间的连接线缆交叉问题,MDI-X相对于MDI进行了引脚的交换，某些DTE可以支持MDI和MDI-X的自动协商和转换,1,1,MDI,MDI/MDI-X,2,3,6,2,3,6,1,2,3,6,MDI与MDI-X的自协商以太网的标准自协商并不包含MDI和,以太网技术标准,标准以太网,快速以太网,千兆以太网,万兆以太网,以太网技术标准标准以太网,以太网技术标准,标准以太网,快速以太网,千兆以太网,万兆以太网,以太网技术标准标准以太网,千兆以太网,千兆以太网在快速以太网的基础上进行了进一步的发展，其具体的千兆以太网技术有：,1000Base-X,1000Base-SX,1000Base-LX,1000Base-CX,1000Base-T,千兆以太网千兆以太网在快速以太网的基础上进行了进一步的发展，,千兆以太网的实现模型,千兆以太网的物理层：,物理编码子层（PCS）,实现数据编解码,物理介质附属子层（PMA）,实现编码组信息和码流信息之间的转换,物理介质相关子层（PMD）,实现码流信息与物理信号之间的转换,千兆介质非相关接口（GMII）,实现介质相关于介质非相关的隔离,介质相关接口（MDI）,千兆以太网的实现模型千兆以太网的物理层：,千兆以太网的编码,千兆以太网中采用了两种不同的编码：,1000Base-X：8B/10B,1000Base-T：4D-PAM5,以太网技术,编码算法,时钟频率,线对速率,线对数量,1000Base-X,8B/10B,1250M,1000M,1,1000Base-T,4D-PAM5,125M,250M+250M,4,千兆以太网的编码千兆以太网中采用了两种不同的编码：以太网技术,以太网技术标准,标准以太网,快速以太网,千兆以太网,万兆以太网,以太网技术标准标准以太网,万兆以太网,万兆以太网除了在速率上有了进一步提高，同时还为了兼容广域网的连接而产生了新的技术应用：,10GBase-R,专用光纤传输，同千兆以太网,10GBase-W,采用SDH/SONET作为传输,10GBase-X,采用WDM技术传输,万兆以太网万兆以太网除了在速率上有了进一步提高，同时还为了兼,万兆以太网的实现模型,万兆以太网的物理层：,物理编码子层（PCS）,实现数据编解码,WAN接口子层（WIS）,实现PCS编码信息在SDH/SONET上传输封装,物理介质附属子层（PMA）,实现编码组信息和码流信息之间的转换,物理介质相关子层（PMD）,实现码流信息与物理信号之间转换,万兆介质非相关接口（XGMII）,实现介质相关于介质非相关的隔离,介质相关接口（MDI）,万兆以太网的实现模型万兆以太网的物理层：,万兆以太网的XGMII、XGXS和XAUI,万兆以太网的XGMII,数据传输采用并行传输的方式,32个数据通道和4个控制通道（Channel）,每8个数据通道和1个控制通道组成一个大的通路（LANE）,传输距离小（最大7厘米）,万兆以太网的XGXS,扩展XGMII的传输距离,将高速率数据转换为低速率数据,万兆以太网的XAUI,扩展XGMII的传输距离（最大50厘米）,连接XGXS子层,8B/10B编码传输,万兆以太网的XGMII、XGXS和XAUI万兆以太网的XGM,万兆以太网的PCS和PMA,10GBase-X的PCS和PMA,PCS完成XGMII的并行数据到PMA的并行数据转换,XGMII传输数据32Bit宽,PMA接收数据10Bit宽,采用8B/10B的编码算法,10GBase-R&10GBase-W的PCS和PMA,PCS完成XGMII的并行数据到PMA的并行数据转换,XGMII传输数据32Bit宽,PMA接收数据16Bit宽,采用64B/66B的编码算法,万兆以太网的PCS和PMA10GBase-X的PCS和PMA,64B/66B编码,64B/66B编码,将两个32Bit宽的数据块合并构成64Bit数据块,扰码计算，防止长时间高电平或低电平,增加同步标志域2Bit,数据信息块：01,控制信息块：10,速率匹配,16Bit宽数据流,64B/66B编码64B/66B编码,万兆以太网的WIS和PMD,万兆以太网的WIS专门完成PCS编码产生的码元信息在SONET/SDH传输通道中的传输封装,WIS采用SONET的VC4-64c 通道传输数据,VC4-64c 的传输速率为：9.95328Gbps,SONET的段开销和通道开销降低了净负荷,WIS的传输速率为：9.58464Gbps,万兆以太网的PMD,10GBase-R PMD：64B/66B编码组,10GBase-W PMD：64B/66B编码组,10Gbase-LX4 PMD：8B/10B编码组,万兆以太网的WIS和PMD万兆以太网的WIS专门完成PCS编,第一章 以太网技术的简要回顾,第二章 以太网技术标准,第三章 以太网交换结构,第四章 以太网链路聚合,目录,第一章 以太网技术的简要回顾目录,以太网交换结构,以太网交换结构的发展：,总线,无交换，共处同一冲突域,总线交换,不同的冲突域共享一个总线资源进行数据交换,共享内存交换,不同的冲突域共享内存资源采用读写操作完成数据交换,CrossBar交换,不同冲突域两两之间独享资源进行数据交换,以太网交换结构以太网交换结构的发展：,课程编码以太网高级技术课件,