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前面介绍的是传统的局域网：以太网和令牌环网。随着通信技术的发展以及用户对网络带宽需求的增加，迫切需要建立高速的局域网。下面我们介绍高速局域网技术。1.快速以太网技术⑴ 快速以太网技术的发展随着局域网应用的深入，用户对局域网带宽提出了更高的要求。人们只有两条路可以选择：要么重新设计一种新的局域网体系结构与介质访问控制方法，去取代传统的局域技术；要么保持传统的局域网体系结构与介质访问控制方法不变，设法提高局域网的传输速率。对目前已大量存在的以太网来说，要保护用户已有的投资，同时又要增加网络的带宽，快速以太网(fast Ethernet)是符合后一种要求的新一代高速局域网。快速以太网的传输速率比普通以太网快10倍，数据传输速率达到了100Mbps。快速以太网保留着传统以太网的所有特征，包括相同的数据帧格式、介质访问控制方法与组网方法，只是将每个比特的发送时间由100ns降低到了10ns。之所以这样处理主要考虑到下面三个原因：① 与现存成千上万个以太网相兼容；② 担心制定新的协议可能会出现不可预见的困难；③ 不需要引入更多新技术便可完成这项工作。IEEE802委员会1995年6月正式批准了快速以太网(Fast Ethernet)标准，该标准被命名为802.3u。⑵ 快速以太网的协议结构IEEE802.3 u标准在LLC子层使用IEEE802.2标准，在MAC子层使用CSMA/CD方法，只是在物理层作了一些必要的调整，定义了新的物理层标准(100 BASE-T)。100 BASET标准定义了介质专用接口(MII，media independent interface)，它将 MAC子层与物理层分隔开来。这样，物理层在实现 100 Mbps速率时所使用的传输介质和信号编码方式的变化不会影响MAC子层。快速以太网的协议结构如图6-24所示。⑶ 100BASE-T 快速以太网技术标准100BASE-T标准可以支持多种传输介质。目前，100 BASE-T有以下三种有关传输介质的标准：分别是100BASE-T4、100BASE-TX和100BASE-FX。100BASE-T4需要4对3类双绞线：一对专用于发送，一对专用于接收，另两对则是双向的。将100 Mbps的数据信号分配到3对电缆传输，从而降低了对电缆的要求。100BASE-TX需要2对高质量的双绞线：一对用于发送数据，另一对用于接收数据。这种电缆类型既可以是5类非屏蔽双绞线(Category 5)，也可以是IBM 1类屏蔽双绞线(IBM Type 1 STP)。一般把100BASE-TX和100BASE-T4统称为100BASE-T。100BASE-T站点与集线器的最大距离不超过100米。100BASE- FX的标准电缆类型是内径为62.5 μ m 、外经为125 μ m 的多模光缆。光缆仅需一对光纤：一路用于发送，一路用于接收。100BASE-FX可将站点与服务器的最大距离增加到185米，服务器和工作站之间(无集线器)的最大距离增加到约400米；而使用单模光纤时可达2公里。表6-2给出了快速以太网3种不同的物理层标准。表6-2 快速以太网3种物理层标准100BASE-TX 100BASE-FX 100BASE-T4支持全双工 是 是 否电缆对数 两对双绞线 一对光纤 四对双绞线电缆类型 UTP Cat5，STP Type 1 多模/单模光纤 UTP Cat5最大距离 100m 200m，2km 100m接口类型 RJ-45或DB9 MIC，ST，SC RJ-45 2.千兆以太网⑴ 千兆以太网的发展现状及其特点千兆以太网是建立在以太网标准基础之上的技术。千兆以太网和大量使用的以太网、快速以太网完全兼容，并利用了原以太网标准所规定的全部技术规范，其中包括CSMA/CD协议、以太网帧、全双工、流量控制以及IEEE 802.3标准中所定义的管理对象。作为以太网的一个组成部分，千兆以太网也支持流量管理技术，它保证在以太网上的服务质量，这些技术包括IEEE 802.1P第二层优先级、第三层优先级的QoS编码位、特别服务和资源预留协议(RSVP)。 千兆以太网还利用IEEE 802.1QVLAN支持、第四层过滤、千兆位的第三层交换。千兆以太网原先是作为一种交换技术设计的，采用光纤作为上行链路，用于楼宇之间的连接。之后，在服务器的连接和骨干网中，千兆以太网获得广泛应用，由于IEEE 802.3ab标准(采用5类及以上非屏蔽双绞线的千兆以太网标准)的出台，千兆以太网可适用于任何大中小型企事业单位。目前，千兆以太网已经发展成为主流网络技术。大到成千上万人的大型企业，小到几十人的中小型企业，在建设企业局域网时都会把千兆以太网技术作为首选的高速网络技术。千兆以太网技术甚至正在取代ATM技术，成为城域网建设的主力军。 千兆以太网的主要特点：千兆位以太网提供完美无缺的迁移途径，充分保护在现有网络基础设施上的投资。千兆位以太网将保留IEEE 802.3和以太网帧格式以及802.3受管理的对象规格，从而使企业能够在升级至千兆性能的同时，保留现有的线缆、操作系统、协议、桌面应用程序和网络管理战略与工具；千兆位以太网相对于原有的快速以太网、FDDI、ATM等主干网解决方案，提供了一条最佳的路径。至少在目前看来，是改善交换机与交换机之间骨干连接和交换机与服务器之间连接的可靠、经济的途径。网络设计人员能够建立有效使用高速、关键任务的应用程序和文件备份的高速基础设施。网络管理人员将为用户提供对Internet、Intranet、城域网与广域网的更快速的访问；IEEE 802.3工作组建立了802.3z和802.3ab千兆位以太网工作组，其任务是开发适应不同需求的千兆位以太网标准。该标准支持全双工和半双工1000Mbps，相应的操作采用IEEE 802.3以太网的帧格式和CSMA/CD介质访问控制方法。千兆位以太网还要与10BASE-T和100BASE-T向后兼容。此外，IEEE标准将支持最大距离为550米的多模光纤、最大距离为70千米的单模光纤和最大距离为100米的铜轴电缆。千兆位以太网填补了802.3以太网/快速以太网标准的不足。⑵ 千兆以太网的协议结构制定千兆以太网标准的工作是从 1995年开始的。 1995年11月，IEEE 802 3委员会成立了高速网研究组。 1996年8月，成立了 802.3 工作组，主要研究使用多模光纤与屏蔽双绞线的千兆以太网物理层标准。 1997年初，成立了 802.3ab工作组，主要研究使用单模光纤与非屏蔽双绞线的千兆以太网物理层标准。 1998年 2月，IEEE 802委员会正批准了千兆以太网标准(IEEE 802.3z)。IEEE 802.3z 标准在LLC子层使用IEEE 802.2标准，在MAC子层使用CSMA/CD方法，只是在物理层作了一些必要的调整，它定义了新的物理层标准( 1000 BASE-T)。1000 BASE-T标准定义了千兆介质专用接口(GMII， gigabit media independent interface)，它将MAC子层与物理层分隔开来。这样，物理层在实现1000Mbps速率时所使用的传输介质和信号编码方式的变化不会影响MAC子层。千兆以太网的协议结构如图6-25所示1000 BASE-T标准可以支持多种传输介质。目前，1000 BASE-T有以下几种有关传输介质的标准：① 1000 BASE-T使用的是 5类非屏蔽双绞线，双绞线长度可以达到 100m。② 1000 BASE-CX使用的是屏蔽双绞线，双绞线长度可以达到 25 m。③ 1000 BASE-LX使用的是波长为 1300nm的单模光纤，光纤长度可以达到3 000 m。④ 1000 BASE-SX使用的是波长为 850nm的多模光纤，光纤长度可以达到 300～550m。3.10Gbps以太网和40Gbps以太网技术2002年6月正式发布了802.3ae 10Gbps标准，将802.3协议扩展到10Gbps的工作速度，并扩展以太网的应用空间，使之能够包括ＷＡＮ链接。10Gbps以太网与SONET：OC-192帧结构的融合，可以与OC-192电路和SONET/SDH设备一起运行，保护了传统基础设施投资，使供应商能够在不同地区中通过城域网提供端到端的以太网络。 2003年5月26日，在以太网技术行将迎来三十岁诞辰之际，思科高级副总裁Luca Cafiero指出，未来两年内，以太网最高数据传输速率将可望提高至40Gbps。
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