10/40/100 千兆以太网使用哪些接入方法和拓扑?

网络工程 以太网 拓扑
2022-02-17 18:45:48

所以我正在学习不同的以太网类型,据说标准以太网在 Bus/Star 上运行,并使用 CSMA/CD 作为访问方法。减去总线部分的快速以太网和千兆以太网也是如此。我想知道 10/40/100 千兆以太网?我到处寻找,但除了关于拓扑的“所有千兆以太网变体都使用星形拓扑”外,找不到任何线索。假设这些被视为千兆变体是否安全?那么访问方法呢?我无法想象他们正在使用 CSMA/CD,因为听起来他们已经开始在千兆以太网上转向全双工模式

2个回答

仅当多个同时发送器之间存在冲突的可能性时才需要介质访问控制方法。

随着时间的推移,能够缓冲帧的交换机的成本下降,它们逐渐取代了最初用于构建双绞线以太网网络的哑中继器集线器。可以缓冲帧的交换机和全双工物理层的组合意味着不再需要介质访问控制。

  • 10 兆位以太网网络几乎总是半双工的 CSMA/CD,无论是同轴电缆还是哑中继器集线器。
  • 100 兆位以太网网络是混合的。早期的 100 兆位网络通常使用哑中继器集线器和 CSMA/CD,但到 100 兆位时代结束时,交换式全双工网络已成为常态。
  • 千兆以太网理论上支持 CSMA/CD,但我从未见过任何证据表明它在实践中实际使用过。
  • 10 Gb 和更新的以太网标准完全放弃了 CSMA/CD 支持,所有链路都是全双工的,并且没有介质访问控制。

以太网桥接是围绕无环路拓扑(星形或树形)设计的。无环路拓扑可以轻松避免重复数据包,这意味着可以可靠地使用入口端口来跟踪主机的位置。

然而,无环路拓扑存在可靠性和可扩展性问题。已经使用了多种技术来缓解这些问题。

  • 生成树协议允许物理网络有环路,但禁用链路,以便网络的活动部分是无环路的。这减轻了无环路网络的一些可靠性问题,但对可扩展性问题没有帮助。
  • 链路聚合允许将相同的两个设备之间的多条物理链路组合成一条逻辑链路。这有助于解决一些可靠性和可扩展性问题,但仍然使网络容易受到交换机故障的影响。
  • 大多数主要供应商都提供某种形式的“多机箱链路聚合”。同一品牌的两个(或可能更多)交换机可以链接在一起,并作为单个逻辑交换机用于链路聚合。这提供了一些针对交换机故障的防御,而不会留下未使用的链路。

尽管有所有这些缓解措施,但随着网络增长超过一定的规模/流量,以太网桥接的无环路拓扑要求变得越来越成为一个限制因素。

另一方面,IP 路由完全不需要无环路拓扑。因此,您经常会看到以太网链路仅用于在 IP 路由器(或“L3 交换机”)之间建立点对点连接的网络,完全避开了以太网的拓扑限制。

在某些情况下,您甚至会看到虚拟以太网建立在 IP 网络之上的情况,而 IP 网络又建立在点对点以太网链路之上。

CSMA/CD 已过时。它仅用于 10 和 100 Mbit/s 以太网。CSMA/CD 也被指定用于千兆以太网,但并未在任何地方使用。所有现代变体​​都使用全双工,没有任何冲突域。

此外,所有现代变体​​(PON 变体除外)都使用点对点链路,需要交换机来连接两个以上的节点。单个交换机以星形拓扑排列连接的节点,多个交换机以树形拓扑连接。链或环也可以使用生成树协议,但不是最优的。