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 以太网交换机原理

以太网交换机，作为我们广为使用的局域网硬件设备，它的普及程度其实是由于以太网的使用，作为以太网的主流设备，几乎所有的局域网中都会有这种设备的存在。看看以下的拓扑，会发现，在使用星型拓扑的情况下，以太网中必然会有交换机的存在，因为所有的主机都是使用电缆集中连接到交换机上从而能够互相连接的：

标准的线缆集中连接设备是“HUB（集线器）”，但是集线器存在着：共享带宽、端口间等问题，因为大家都知道，标准的以太网是一个“的网络”，也就是说在一个所谓“域”里面，多只有两个节点可以互相通讯。而且，虽然集线器有很多端口，但是其内部结构完全是以太网所谓的“总线结构”，也就是说其内部只有一条“线路”来进行通信。如果上图中的设备是集线器的话，举个例子来说，假如端口1 和 2 之间的节点正在通信，其它端口是需要等待的。直接造成的现象也就是，比如端口 1和 2 所连接节点之间传送数据需要 10 分钟，端口 3 和 4 所在的节点在此同时也开始通过此集线器传输数据，互相间，造成大家所需的时间都会变久，时间可能会达到 20 分钟才能传送完毕。也就是说集线器上互相通讯的端口越多，越严重，传送数据所需的时间越久。
以太网通信如何选择解决方案？黑龙江以太网测试代理商

千兆以太网

千兆以太网技术作为的高速以太网技术，给用户带来了提高网络的有效解决方案，这种解决方案的比较大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。

千兆技术仍然是以太技术，它采用了与10M以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统。由于该技术不改变传统以太网的桌面应用、操作系统，因此可与10M或100M的以太网很好地配合工作。升级到千兆以太网不必改变网络应用程序、网管部件和网络操作系统，能够很大程度地投资保护，因此该技术的市场前景十分看好。

为了能够侦测到64Bytes资料框的碰撞，GigabitEthernet所支持的距离更短。GigabitEthernet支持的网络类型，如下表所示：

传输介质距离1000BaseCXCopperSTP25m

1000BaseTCopperCat5UTP100m

1000BaseSXMulti-modeFiber500m

1000BaseLXSingle-modeFiber3000m

千兆以太网技术有两个标准：IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纤和短程铜线连接方案的标准，目前已完成了标准制定工作。IEEE802.3ab制定了五类双绞线上较长距离连接方案的标准。
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以太网分类

一、标准以太网开始以太网只有10Mbps的吞吐量，它所使用的是CSMA/CD（带有检测的载波侦听多路访问）的访问控制方法，通常把这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。以太网主要有两种传输介质，那就是双绞线和同轴电缆。所有的以太网都遵循IEEE802.3标准，下面列出是IEEE802.3的一些以太网络标准，在这些标准中前面的数字表示传输速度，单位是“Mbps”，的一个数字表示单段网线长度（基准单位是100m），Base表示“基带”的意思，Broad“带宽”。·10Base－5使用粗同轴电缆，比较大网段长度为500m，基带传输方法；·10Base－2使用细同轴电缆，比较大网段长度为185m，基带传输方法；·10Base－T使用双绞线电缆，比较大网段长度为100m；·1Base－5使用双绞线电缆，比较大网段长度为500m，传输速度为1Mbps；·10Broad－36使用同轴电缆（RG－59/UCATV），比较大网段长度为3600m，是一种宽带传输方式；·10Base－F使用光纤传输介质，传输速率为10Mbps；

以太网用于运动控制的三个原因

以太网正成为工业应用中日益重要的网络。就运动控制而言，以太网、现场总线以及其他技术（如组件互连）历来都是相互竞争的，用以在工业自动化和控制系统中获得对一些苛刻要求的工作负载的处理权限。运动控制应用要求确定性（保证网络能够及时将工作负载传送至预定的节点），这是确保位置保持所必需的，这进而又将确保驱动器的精确停止、适当的加速/减速以及其他任务。

标准的IEEE 802.3以太网从未达到这方面的要求。即使全双工交换和隔离域淘汰了过时的CSMA/CD数据链路层，但它还是缺乏可预测性。此外，典型堆栈中的TCP/IP的高度复杂性并未针对实时流量的可靠传送进行优化。因此，现场总线以及带有基于ASIC的PCI卡的PC控制架构一直是常见的运动控制解决方案。
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快速以太网

100Base-TX

物理介质采用5类以上双绞线

网段长度多100米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，网段长度多2000米快速以太网由IEEE802.3u标准定义

快速以太网由IEEE802.3u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比较大可到两公里，使用单模光纤时比较大可达十公里。

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比较高可用的通信速率，能方便的与10M以太网连接通信。
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刚才我们说交换机理论上可以让所有端口通讯互不影响，为什么强调理论上呢？因为，事实上出于造价，很少有交换机可以达到我们上图中的所谓“矩阵式交换”的能力，因为大家从图上也可以看到，为了让端口间的存在可利用通路，每个端口都要预留到任何一个端口的线路，这种全矩阵交换机的模型实现起来造价非常昂贵，因为要利用大量的 CPU 和内存，这种工作方式的交换机动辄要价会达到几十万人民币，普通网络环境根本无法使用。所以造成大部分的交换机其实是利用所谓“宽总线式交换”，带宽来换取造价，黑龙江以太网测试代理商