以太网的接口类型及速度分类
RJ-45接口
这种接口就是我们现在最常见的网络设备接口,俗称“水晶头”,专业术语为RJ-45连接器,属于双绞线以太网接口类型。RJ-45插头只能沿固定方向插入,设有一个塑料弹片与RJ-45插槽卡住以防止脱落。这种接口在10Base-T以太网、100Base-TX以太网、1000Base-TX以太网中都可以使用,传输介质都是双绞线,不过根据带宽的不同对介质也有不同的要求,特别是1000Base-TX千兆以太网连接时,至少要使用超五类线,要保证稳定高速的话还要使用6类线。
SC光纤接口
SC光纤接口在100Base-TX以太网时代就已经得到了应用,因此当时称为100Base-FX(F是光纤单词fiber的缩写),不过当时由于性能并不比双绞线突出但是成本却较高,因此没有得到普及,现在业界大力推广千兆网络,SC光纤接口则重新受到重视。
光纤接口类型很多,SC光纤接口主要用于局网交换环境,在一些高性能以太网交换机和路由器上提供了这种接口,它与RJ-45接口看上去很相似,不过SC接口显得更扁些,其明显区别还是里面的触片,如果是8条细的铜触片,则是RJ-45接口,如果是一根铜柱则是SC光纤接口。
FDDI接口
FDDI是目前成熟的LAN技术中传输速率最高的一种,具有定时令牌协议的特性,支持多种拓扑结构,传输媒体为光纤。光纤分布式数据接口(FDDI)是由美国国家标准化组织(ANSI)制定的在光缆上发送数字信号的一组协议。FDDI使用双环令牌,传输速率可以达到100Mbps。CCDI是FDDI的一种变型,它采用双绞铜缆为传输介质,数据传输速率通常为 100Mbps。FDDI-2是FDDI的扩展协议,支持语音、视频及数据传输,是FDDI 的另一个变种,称为 FDDI 全双工技术(FFDT),它采用与 FDDI 相同的网络结构,但传输速率可以达到 200Mbps 。
由于使用光纤作为传输媒体具有容量大、传输距离长、抗干扰能力强等多种优点,常用于城域网、校园环境的主干网、多建筑物网络分布的环境,于是FDDI接口在网络骨干交换机上比较常见,现在随着千兆的普及,一些高端的千兆交换机上也开始使用这种接口。
AUI接口
AUI接口专门用于连接粗同轴电缆,早期的网卡上有这样的接口与集线器、交换机相连组成网络,现在一般用不到了。AUI接口是一种“D”型15针接口,之前在令牌环网或总线型网络中使用,可以借助外接的收发转发器(AUI-to-RJ-45),实现与10Base-T以太网络的连接。
BNC接口
BNC是专门用于与细同轴电缆连接的接口,细同轴电缆也就是我们常说的“细缆”,它最常见的应用是分离式显示信号接口,即采用红、绿、蓝和水平、垂直扫描频率分开输入显示器的接口,信号相互之间的干扰更小。现在BNC基本上已经不再使用于交换机,只有一些早期的RJ-45以太网交换机和集线器中还提供少数BNC接口。
Console接口
可进行网络管理的以太网交换机上一般都有一个“Console”端口,它是专门用于对交换机进行配置和管理的。通过Console端口连接并配置交换机,是配置和管理交换机必须经过的步骤。因为其他方式的配置往往需要借助于IP地址、域名或设备名称才可以实现,而新购买的交换机显然不可能内置有这些参数,所以Console端口是最常用、最基本的交换机管理和配置端口。
不同类型的交换机Console端口所处的位置并不相同,有的位于前面板,而有的则位于后面板。通常是模块化交换机大多位于前面板,而固定配置交换机则大多位于后面板。在该端口的上方或侧方都会有类似“CONSOLE”字样的标识。除位置不同之外,Console端口的类型也有所不同,绝大多数交换机都采用RJ-45端口,但也有少数采用DB-9串口端口或DB-25串口端口。无论以太网交换机采用DB-9或DB-25串行接口,还是采用RJ-45接口,都需要通过专门的Console线连接至配置方计算机的串行口。
与以太网交换机不同的Console端口相对应,Console线也分为两种:一种是串行线,即两端均为串行接口(两端均为母头),两端可以分别插入至计算机的串口和交换机的Console端口;另一种是两端均为RJ-45接头(RJ-45toRJ-45)的扁平线。
由于扁平线两端均为RJ-45接口,无法直接与计算机串口进行连接,因此,还必须同时使用一个RJ-45toDB-9(或RJ-45to DB-25)的适配器。通常情况下,在交换机的包装箱中都会随机赠送这么一条Console线和相应的DB-9或DB-25适配器。
以太网是一种基于总线型拓扑结构的网络,使用分布式仲裁机制来解决冲突。速度主要有 10Mbps、100Mbps 和 1000Mbps 三种。
IEEE 802.3 主要确定了以太网各项标准及规范。以太网上的计算机任何时候都可以发送信息,但发送之前都需先检测网络是否空闲,即“侦听”,如果某时刻有两个或者更多的分组发生冲突,则检测到冲突,欲发送数据的计算机就都需等待一段时间,即“回退”,各个计算机的回退时间随机产生,一般情况下都不相同。回退时间过后各计算机再次试图发送。这就是以太网技术必须提到的 CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)机制。显然,随着同一网络上的计算机数目的增加,以太网的效率会降低。同时,随着电缆长度值的增大,在帧长度不变的条件下以太网的效率也会降低。
10M 以太网
10Mbps 以太网即标准以太网,由IEEE 802.3 定义,同一公共通信信道上的所有用户共享这个带宽,这个公共信道称为总线。在交换式 LAN 中,每个交换式端口都是一个以太网总线,采用星型拓扑结构。这种连接方式下将有可能提供全双工的连接,此时,将提供 20Mbps 的总带宽。
根据 IEEE 802.3 的规定,10M 以太网目前广泛使用的线缆有:10Base -T 双绞线、10Base5 粗同轴电缆以及10Base2 细同轴电缆。
10Base-T 是目前使用最为广泛的一种以太网电缆标准。它具有一个显著优势就是易于扩展,维护简单,价格低廉,一个集线器加上几根10Base-T 电缆,就能构成一个实用的小型局域网(当然还得有计算机),10Base-T 的缺点是:电缆的最大有效传输距离是距集线器100m,即使是高质量的5 类双绞线也只能达到150m 。
3 类到 6 类双绞线在塑料外壳内均有这样的四对线缆,区别主要在于类数越高的双绞线,单位长度内的绞环数越多,拧得越紧,这使得 5 类或者 6 类双绞线的交感更少并且在更长的距离上信号质量更好,更适用于高速计算机通信。
各种设备需要使用具体的线缆连接起来。目前应用于各种网络设备的接口可能使用双绞线接口或光纤接口。双绞线和光纤接口之间不能直接相连,必须使用光电转换设备。
快速以太网
1.100Base-TX
物理介质采用5类以上双绞线
网段长度最多100米
2.100Base-FX
物理介质采用单模光纤,网段长度可达10公里
物理介质采用多模光纤,网段长度最多2000米
3.快速以太网由IEEE 802.3u标准定义
快速以太网由 IEEE 802.3u 标准定义,基本与标准以太网相同,但速度比标准以太网快十倍。快速以太网的速度是通过提高时钟频率和使用不同的编码方式获得的。其传输方案最常用的便是100Base-T,100Base-T 又包括100Base-TX 和100Base-T4,100Base-T4 是一种 3 类双绞线方案,不支持全双工,目前最广泛使用的都是100Base-TX,此方案需使用 5 类以上双绞线,时钟信号处理速率高达125MHz。
100Base-FX 使用一对多模或者单模光纤,使用多模光纤的时候,计算机到集线器之间的距离最大可到两公里,使用单模光纤时最大可达十公里。
快速以太网还提供全双工通信,总带宽达到200Mbps。全双工快速以太网仅在使用光纤或某些双绞线介质的点对点链路有效,因为每个带宽为100Mbps 的信道都需要独立的线来支持。
快速以太网有自动协商的功能,能够自动适应电缆两端最高可用的通信速率,能方便的与10M 以太网连接通信。
千兆以太网
1.1000Base-T
物理介质采用5类以上双绞线,网段长度最多100米
2.1000Base-F
物理介质采用多模光纤,网段长度最多500米
3.IEEE 802.3z和802.3ab千兆以太网保留了传统以太网的大部分简单特征,以1000Mbps/2000Mbps 的带宽提供半双工/全双工通信。千兆以太网对电缆的长度的要求更为严格,多模光纤的长度至多为 500 米,5 类双绞线为 100 米。
IEEE 802.3z 标准定义了千兆以太网,IEEE 802.3ab 标准专门定义了双绞线上的千兆以太网规范,两者都是 802.3 标准的补充。由于高速数据速率定时的限制,在同一冲突域中,千兆以太网不允许中继器的互连。
千兆以太网有自动协商的功能,但仅限于协商半双工或全双工流量控制,确定是否支持控制帧,不能与低速以太网之间协商速率。