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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。
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10M 以太网

10Mbps以太网即标准以太网，由IEEE802.3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IEEE802.3的规定，10M以太网目前使用的线缆有：10Base-T双绞线、10Base5粗同轴电缆以及10Base2细同轴电缆。10Base-T是目前使用为的一种以太网电缆标准。它具有一个优势就是易于扩展，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：电缆的比较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。
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共享式以太网

共享式以太网的典型是使用10Base2/10Base5的总线型网络和以集线器（集线 器）为的星型网络。在使用集线器的以太网中，集线器将很多以太网设备集中到一台中心设备上，这些设备都连接到集线器中的同一物理总线结构中。从本质上讲，以集线器为的以太网同原先的总线型以太网无根本区别。

集线器的工作原理：

集线器并不处理或检查其上的通信量，通过将一个端口接收的信号重复分发给其他端口来扩展物理介质。所有连接到集线器的设备共享同一介质，其结果是它们也共享同一域、广播和带宽。因此集线器和它所连接的设备组成了一个单一的域。如果一个节点发出一个广播信息，集线器会将这个广播传播给所有同它相连 的节点，因此它也是一个单一的广播域。

于设备厂商来说，通常是购买光模块来提供光口输出，因此会更加关注设备和光模块 之间电接口的信号质量。对于采用光纤传输的10G以太网来说，设备和光模块之间互连目前采用**多的是SFP+(EnhancedSmallForm-factorPluggable)的接口。SFP+接口标准**早在2006年发布，与以前的光模块接口如XENPAK、XFP标准相比，尺寸更小、密度更大且可以支持热插拔，目前***用于承载FiberChannel、10G以太网、OTN等的协议标准。是SFP+接口的适合应用场景。工业以太网交换机的分类有哪些？

以太网帧的概述：

以太网的帧是数据链路层的封装，网络层的数据包被加上帧头和帧尾成为可以被数据链路层识别的数据帧（成帧）。虽然帧头和帧尾所用的字节数是固定不变的，但依被封装的数据包大小的不同，以太网的长度也在变化，其范围是64～1518字节（不算8字节的前导字）。

/域

（Collision）：在以太网中，当两个数据帧同时被发到物理传输介质上，并完全或部分重叠时，就发生了数据。当发生时，物理网段上的数据都不再有效。

域：在同一个域中的每一个节点都能收到所有被发送的帧。

影响产生的因素：是影响以太网性能的重要因素，由于的存在使得传统的以太网在负载超过40%时，效率将明显下降。产生的原因有很多，如同一域中节点的数量越多，产生的可能性就越大。此外，诸如数据分组的长度（以太网的比较大帧长度为1518字节）、网络的直径等因素也会影响的产生。因此，当以太网的规模增大时，就必须采取措施来控制的扩散。通常的办法是使用网桥和交换机将网络分段，将一个大的域划分为若干小域。

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以太网测试的实际连接图

在测试过程中，测试软件会提示用户把被测设备设置成不同的测试模式以完成不同项目的测试，如千兆以太网中就规定了4种测试模式针对不同的测试。软件运行后，示波器会自动设置时基、垂直增益、触发等参数并进行测量，测量结果会汇总成一个html格式的测试 报告，报告中列出了测试的项目、是否通过、spec的要求、实测值、margin等，

值得注意的是，以太网的信号测试并不是用探头搭在正常工作的电缆上完成的，因为以 太网信号属于高速信号，所以必须在信号末端的端接电阻处做测试才是准确的，这也就是使 用测试夹具的目的。 数字信号以太网测试商家

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