任务一 以太网的工作方式
1. 以太网是什么
①以太网是一种有线局域网技术。它规定了包括物理层的连接、信号类型和介质访问层协议等内容。
②以太网是IEEE802.3技术标准的一种实现。这个标准详细规定了：
物理层：用什么样的线缆（如Cat 5e, Cat 6）、接口（如RJ-45）、电信号等。
数据链路层：数据帧的格式、设备的寻址方式、冲突检测和处理机制等。
载波监听：
多路访问：
以太网帧: 以太网传输数据的"标准格式"
2. 以太网成为事实上的局域网标准的原因是什么
帧格式适合传输IP数据包
灵活
简单易实现
融合：以太网和WAN、MAN之间的融合（大规模、长距离）
3.以太网的Mac帧格式是什么
以太网规定了一种标准的“数据包裹”格式，称为以太网帧。所有数据都必须打包成这个格式才能在网上传输。一个标准帧主要包含：
前导码和帧开始符：用于同步时钟，表示帧的开始。
目标MAC地址（6字节）：接收者的物理地址。
源MAC地址（6字节）：发送者的物理地址。
类型/长度（2字节）：指明帧内数据的协议类型（如IPv4、ARP等）。
数据（46-1500字节）：实际要传输的数据。
帧校验序列（4字节）：用于检查帧在传输过程中是否出错。
4. 以太网的分类是什么
按传输介质：
按传输速率
5.IEEE 802.3物理层规范的名称由哪三部分组成
速度
信号方法
物理媒体类型
例如：10BASE-T中，10表示信号的传输速率为10Mb/s，Base表示信道上传输的是基带信号，T是英文双绞线电缆
6.带冲突的载波监听多路访问是什么
带冲突的载波监听多路访问（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，CSMA/CD）是一种介质访问控制方法，适用于总线结构及星型结构的局域网络，传输介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤。
7.带冲突的载波监听多路访问的工作过程是什么
CSMA/CD的工作过程可以简单地概括为4句：先听后发，边听边发，冲突停止，随机延迟后重发。
具体过程（五个步骤）：
（1）当一个站点想要发送数据时，首先检测（监听）网络，查看是否有其他站点正在利用线路发送数据，即监听线路的忙、闲状态。如果发现线路上有数据正在传输，则目前线路忙；如果发现线路上没有数据正在传输，则目前线路空闲。 （2）如果线路忙，则等待，直到线路空闲。 （3）如果线路空闲，该站点就发送数据。 （4）在发送数据的同时，站点继续监听网络以确保没有发生冲突。也就是将其发送信号的波形与从线路上接收（监听）到的信号波形进行比较。如果相同则没有发生冲突，该站点在发送完数据后正常结束；如果不相同，说明该站点发送数据时，其他站点也在发送数据，即发生了冲突。 （5）若检测到冲突发生，则冲突各方立即停止发送，并发出一串固定格式的阻塞信号以强化冲突，以方便网络中其他的站点都能发现，然后过一段时间（时长随机的）再重发。循环上述过程，只有当线路空闲时，站点才可以发送数据。
8. 实现冲突检测的几种方法是什么
实现冲突检测的几种方法如下： （1）通过硬件检查。以信号叠加引起的接收信号电平摆动变大是否超过某一阈值，来判断是否有冲突发生。 （2）通过检查曼彻斯特编码信号的每位中间有无过零点（零点是否偏移）来判断是否发生冲突。
任务二 以太网实例
1. 组网标准是什么
组网标准主要定义物理介质的传输规范。有两个维度：
物理介质分：双绞线、电缆、光缆
速率：10兆、百兆、千兆、万兆
2. 10BASE-5网络是什么？
10BASE-5网络是较早的Ethernet网络，其拓扑结构为总线型。
10BASE-5也称粗缆以太网，采用阻抗为50Ω的相同轴电缆作为传输介质。
拓扑结构：总线型
名称：粗缆以太网
10：所有计算机共享同一带宽
BASE: 基带
5: 表示每段最大长度是500米
物理结构：
电缆
收发器：连接客户机和总线
中继器：延长网段
AUI：连接收发器和客户机网卡
终端匹配：粗缆两端
3.10BASE-5网络的特点是什么？
介质与连接：
10BASE-5规定每一个网段上的客户端均通过收发器（Transceiver）与总线相连，收发器与客户端之间的接口标准为AUI，AUI是一种15针的插头插座，粗缆两端应连接50Ω的终端匹配器（也称终端端），其中一端必须接地。
规模与距离： 粗缆的每个网段最大长度为500m，超过500m时需要使用中继器以延长网段。10BASE-5以太网最多可以有5个网段，故10BASE-5以太网的最大联网距离为2500m，每个客户机与收发器在总线上的最小距离为2.5m，每个网段最多可连接100个客户机。
4. 10BASE-2网络是什么
10BASE-2网络是较早的Ethernet网络，其拓扑结构为总线型。10BASE-2也称细缆以太网，采用50Ω的相同轴电缆作为传输介质。
拓扑结构：总线型
名称：细缆以太网
5.10BASE-2网络的特点是什么？
介质与连接： 10BASE-2以太网不需要收发器，因为收发器与网卡集成在了一起。因此，10BASE-2以太网连接时比10BASE-5以太网简单，价格也要低得多。 在细缆的两端必须连接50Ω的终端匹配器。T型连接器与网卡上的BNC接口必须直接相连，中间不得有任何电缆，T型连接器的另外两端连接细缆。T型连接器也叫T型头，是一种电缆与网卡之间的连接器件。
规模与距离： 10BASE-2规定每个网段的最大长度为185m，最多5个网段，故10BASE-2网络的最大联网距离为925m。每个网段中最多可以有30个客户机，每个客户机在总线上的T型连接器之间的最小距离为0.5m。
6. 10BASE-T网络是什么
20世纪90年代以太网技术发展的一大突破是使用非屏蔽双绞线（UTP）的10BASE-T标准。10BASE-T中的T表示双绞线（Twisted Pairwise），它采用曼彻斯特编码方式工作。10BASE-T以太网的拓扑结构为星型。
7.10BASE-T网络的特点是什么？
物理连接与拓扑：是一个以集线器（Hub）为星型拓扑中央节点的10BASE-T网络，所有的工作站都通过双绞线连接到集线器（Hub）上。
传输距离与接口：工作站与Hub之间的双绞线最大距离为100m，非屏蔽双绞线的两端使用RJ45接口，一端接客户机，另一端必须接Hub。
组网硬件：10BASE-T的组网由网卡、集线器、交换机、双绞线等硬件组成。
里程碑意义主要体现在：
首次将星型拓扑引入了以太网中，
其二是突破了双绞线不能进行10Mb/s及以上速率传输的传统技术限制；
第三，在后期发展中，引入了第2层交换机以替代第1层集线器作为星型拓扑的核心，从而使以太网从共享以太网时代进入了交换以太网时代。
兼容性：10BASE-5、10BASE-2、10BASE-T在物理层存在较大的差异，但它们在数据链路层都是采用CSMA/CD作为介质访问控制协议的，并且在MAC子层使用统一的IEEE 802.3帧格式，所以10BASE-T网络与10BASE-2、10BASE-5是相互兼容的。
8.100BASE-T是什么？
随着网络应用的不断深入和多媒体技术的发展，10Mb/s以太网已难以满足网络用户的应用需求。IEEE 802.3委员会在1995年制定了100Mb/s的快速以太网规范（IEEE 802.3u）。快速以太网技术100BASE-T是从10BASE-T标准以太网发展而来的，可支持100Mb/s的数据传输速率，并且与10BASE-T一样可支持共享式与交换式两种使用环境，在交换式以太网环境中可以实现全双工通信。
9.100BASE-T的特点是什么？
介质访问控制与帧格式： IEEE 802.3u在MAC子层仍然采用CSMA/CD作为介质访问控制方法，并且保留了IEEE 802.3的帧格式。
物理层改进： 但是，为了实现100 Mb/s的传输速率，在物理层作了一些重要的改进。例如，在编码上，采用了效率更高的4B/5B编码方式。
物理层规范（根据传输介质不同）： 根据所使用的网络传输介质的不同，100BASE-T定义了3种不同的物理层规范（其中的UTP为非屏蔽双绞线；STP为屏蔽双绞线；SMMP为单模或多模光纤）。 （1）100BASE-TX使用3类UTP或STP双绞线（网段长度100m），实际使用线缆中的2对。 （2）100BASE-T4使用3-5类UTP双绞线（网段长度100m），实际使用线缆中的4对。 （3）100BASE-FX使用SMMP型光纤（网段长度400~2000m，全双工时的传输速率...）
10.快速以太网（100BASE-T）的优点是什么？
高速率： 快速以太网技术100BASE-T是从10BASE-T标准以太网发展而来的，可支持100Mb/s的数据传输速率。
结构简单实用，成本低、易于普及。与10BASE-T布线兼容：无需改变网络拓扑结构，所有在10BASE-T上的软件功能保持不变，只需更换网卡和配置一台100Mb/s的集线器
11.100BASE-T和10BASE-T的相同和不同之处是什么？
（1）相同之处 ①采用相同的介质访问控制方式，即CSMA/CD协议。 ②采用相同的数据传输的帧格式。 ③相同的组网方法。 ④均具有低成本、易扩展性能。
（2）不同之处 ①发送时间不同。快速以太网络每个比特的发送时间由10BASE-T的100ns降低到10ns。 ②工作频率不同。10BASE-T的工作频率为25MHz，而100BASE-TX和100BASE-FX的工作频率为125MHz。 ③物理层所支持的传输介质和信号编码方式不同。10BASE-T使用曼彻斯特编码，而100BASE-TX则采用了效率更高的4B/5B编码方法。 ④介质无关接口。快速以太网采用介质独立接口将MAC子层与物理层分隔开来，使得物理层在实现100Mb/s速率时介质和信号编码的变化不会影响到MAC子层，因此也被称为介质无关接口。10BASE-T没有这种接口。
12. 千兆以太网是什么？
千兆以太网标准是以太网技术的又一次扩展，其数据传输率为1000Mb/s（即1Gb/s），因此也称吉比特以太网。千兆以太网基本保留了原有以太网的帧结构，所以向下和以太网、快速以太网完全兼容，使得原有的10Mb/s以太网和100Mb/s以太网可以直接连接到千兆以太网。
13. 千兆以太网的物理层协议由哪些？
千兆以太网的物理层包括：
1000BASE-SX：建筑物网络系统的主干通路
1000BASE-LX：建筑物网络系统的主干通路或校园及城域主干网
1000BASE-CX：网络设备的互联。如：核心机房内连接网络服务器或办公环境下连接客户机
1000BASE-T：结构化布线中同一层建筑的通信。建筑物内的网络主干。
14. 千兆以太网的优点是什么？
千兆以太网的主要优点如下： （1）简易性。千兆以太网保持了传统以太网的技术原理、安装实施和管理维护的简易性，这是千兆以太网成功的基础之一。 （2）技术过渡的平滑性。千兆以太网保持了经典以太网的主要技术特征，采用CSMA/CD介质访问控制方法，采用相同的帧格式及大小，支持全双工、半双工工作方式，以确保平滑过渡。 （3）网络可靠性。保持经典以太网的安装和维护方法，采用中央集线器或交换机的星型结构和结构化布线方法，以确保千兆以太网的可靠性。 （4）可管理性和可维护性。采用简单网络管理协议（SNMP）查找和排除工具，使千兆以太网的可管理性和可维护性。 （5）支持新应用与新数据类型。计算机技术和应用的发展，出现了许多新的应用模式，千兆以太网具有支持新应用与新数据类型的高速传输能力。
15. 万兆以太网的特点是什么？
万兆以太网采用全双工与光纤技术，兼容以前各种版本的以太网、快速以太网及千兆以太网技术，便于现有网络升级到万兆以太网。 万兆以太网不仅再度扩展了以太网的带宽和传输距离，更重要的是使得以太网从局域网领域向城域网、广域网领域渗透。