第一部分 千兆以太网基础 1
第1章 千兆网之前的以太网 1
1．1 以太网发展简史 1
1．1．1 1973-1982：以太网的产生与DIX联盟 1
1．1．2 1982-1990：10Mb/s以太网发展成熟 2
1．1．3 1983-1997：LAN桥接与交换 2
1．1．4 1992-1997：快速以太网 2
1．1．5 1996—今：千兆以太网 3
1．2 以太网流行的原因 3
1．2．1 以太网与令牌环 3
1．2．2 价格取胜 4
1．2．3 DIX贡献出他们唯一的LAN，以太网…… 5
1．3 以太网像钟摆一样摆动 6
1．4 以太网的命名方法 7
1．5 走向千兆以太网 8
第2章 从共享介质到专用介质 10
2．1 最先选用同轴电缆的原因 10
2．2 向结构化布线转变 11
2．3 结构化布线的优点 13
2．4 10BASE-T/100BASE-T的变革 15
2．5 专用介质和千兆以太网 15
2．5．1 桌面UTP布线 16
2．5．2 建筑物和园区主干网：光纤网 17
2．5．3 专用介质 18
第3章 从共享式LAN到专用LAN 19
3．1共享带宽LAN的基本概念 19
3．2 LAN网桥 20
3．2．1 数据链路编址 21
3．2．2 单播地址和组播地址 22
3．2．4 网桥的工作过程 23
3．2．3 全局唯一地址的副产品 23
3．3 交换机是网桥 26
3．4 交换式LAN的基本概念 26
3．4．1 隔离冲突域 26
3．4．2 分段和微分段 27
3．4．3 扩展距离限制 29
3．4．4 增加总容量 29
3．4．5 数据率灵活性 29
3．5 成本与性能 30
3．6 千兆以太网交换机的意义 31
第4章 全双工以太网 33
4．1 以太网是CSMA/CD 33
4．2 为什么使用MAC 33
4．3．1 专用介质 34
4．3 实现全双工的必要因素 34
4．3．2 专用LAN 36
4．4 全双工以太网 37
4．4．1 全双工操作环境 37
4．4．2 半双工操作的子集 38
4．4．3 发送器操作 39
4．4．4 接收器操作 39
4．4．5 帧的最小长度限制 39
4．5 全双工操作的意义 40
4．5．1 排除了半双工以太网中连接长度的限制 40
4．5．2 增加链路容量 40
4．5．3 增加交换机负载 42
4．6 全双工的应用环境 43
4．6．1 交换机到交换机的连接 43
4．6．2 服务器和路由器连接 43
4．6．3 远距离连接 44
4．7 全双工模式在千兆以太网中的应用 45
第5章 帧格式 46
5．1 位/字节顺序的表示方法 46
5．1．1 位序 46
5．1．2 字节顺序 46
5．2 以太网地址 47
5．3 以太网帧 48
5．4 IEEE802.3帧格式1983～1996 49
5．5 IEEE802.3帧格式1997 51
第6章 以太网流量控制 53
6．1 以太网流量控制需求 53
6．1．1 交换机的功能 53
6．1．2 丢帧的影响 53
6．1．5 半双工网络的后退压力 55
6．1．3 端到端流量控制 55
6．1．4 性能价格权衡 55
6．1．6 全双工网络中的显式流量控制 57
6．2 MAC控制 57
6．2．1 MAC控制结构 57
6．2．2 MAC控制帧格式 59
6．3 PAUSE功能 59
6．3．1 PAUSE操作概述 60
6．3．2 PAUSE帧的语义 60
6．3．3 流量控制功能的配置 62
6．4 流量控制的实现问题 63
6．4．1 PAUSE功能的实现 63
6．4．2 流量控制策略及其使用 66
6．5．1 对称式的流量控制 68
6．5．2 非对称式流量控制 68
6．5 流量控制的对称性 68
第7章 以太网的介质无关性 71
7．1 多介质类型的以太网 71
7．2 10Mb/s连接单元接口 72
7．2．1 介质无关性是一个意外产物 72
7．2．2 AUI体系结构 72
7．2．3 AUI设计 73
7．3 100Mb/s介质无关接口 74
7．3．1 MII体系结构 74
7．3．2 MII设计 75
7．4 介质无关性和千兆以太网 76
7．5 介质无关接口总结 76
第8章 自动配置 78
8．1 产生自动配置的动机 78
8．2．2 自动协商范围 79
8．2 UTP系统上的自动协商 79
8．2．1 自动协商的发展 79
8．2．3 自动协商原理 80
8．2．4 自动协商操作 81
8．3 光纤上的自动协商 83
8．4 千兆以太网自动配置 83
第二部分 千兆以太网技术 85
第9章 千兆以太网体系结构及概述 85
9．1 千兆以太网体系结构 85
9．2 千兆以太网技术概述 86
9．2．1 更高层软件和接口 86
9．2．2 MAC操作 86
9．2．3 信号编码 87
9．2．4 物理介质和信令 88
9．2．5 拓扑 90
9．2．6 介质无关接口 91
9．2．8 10/100/1000Mb/s以太网技术移植总结 92
9．2．7 自动协商 92
第10章 千兆以太网介质访问控制 94
10．1 半双工MAC 94
10．1．1 半双工以太网MAC操作 94
10．1．2 半双工操作的限制 97
10．1．3 载波扩展 100
10．1．4 帧突发 101
10．1．5 千兆以太网半双工操作参数 103
10．2．2 全双工MAC的操作 106
10．2．3 千兆以太网全双工操作性参数 106
第16章 其他的技术方案 106
10．2．1 全双工操作的限制 106
10．2 全双工MAC 106
10．3 半双工和全双工千兆以太网的基本原理和目标应用 107
第11章 千兆以太网集线器 109
11．1 中继器 109
11．1．1 中继器操作 110
11．1．2 中继器管理 112
11．1．3 千兆以太网支持的中继器配置 113
11．1．4 共享千兆以太网的性能 114
11．1．6 共享千兆以太网的应用 115
11．1．5 中继器的优缺点 115
11．2 交换式集线器 117
11．2．1 工作组级与园区网级交换机 117
11．2．2 千兆以太网交换机的特点 118
11．2．3 千兆交换机体系结构问题 120
11．2．4 缓冲式分配器 123
11．3 路由式集线器 126
11．3．1 千兆以太网路由 127
11．3．2 快速路径路由功能 128
11．3．3 非快速路径路由 129
第12章 千兆以太网的物理层 131
12．1 物理层的体系结构 131
12．1．1 点到点链路 132
12．1．2 块编码 132
12．1．3 串行器和线路驱动器 133
12．2 1000BASE-X 134
12．2．1 1000BASE-X块编码 135
12．2．2 线路编码 138
12．2．3 物理层接口 138
12．2．4 光纤介质（1000BASE-SX/LX） 141
12．2．5 铜介质（1000BASE-CX） 144
12．2．6 1000BASE-X模式小结 146
12．2．7 自动配置 146
12．3 1000BASE-T 149
12．4 物理层设计准则 150
12．4．1 介质选择 151
12．4．2 全双工链路限制 152
12．4．3 半双工链路限制 153
第13章 千兆以太网标准简介 155
13．1 IEEE802.3是什么？ 155
13．2 IEEE802.3z是什么？ 156
13．3 读者对象 156
13．4 IEEE802.3z标准 158
13．4．1 IEEE802.3z标准结构 158
13．4．2 AUI、MII等的含义 160
13．4．3 体系结构：标准与现实 161
13．4．4 标准条款 162
13．5 正在进行的工作 167
第三部分 千兆以太网应用 169
第14章 应用环境 169
14．1 端站接入点 170
14．1．2 操作系统 171
14．1．1 硬件平台和I/O总线 171
14．1．3 数据率需求 172
14．1．4 介质类型 172
14．1．5 其他特征 172
14．2 局域网互连 173
14．2．1 互连网络层次结构 173
14．2．2 网络互连的功能需求 176
14．2．3 局域网互连产品参考表 181
第15章 性能问题 183
15．1 端到端通信路径 183
15．1．2 磁盘I/O总线 184
15．1．3 应用处理 184
15．1．1 磁盘驱动器 184
15．1．4 协议处理 185
15．1．5 设备驱动程序 186
15．1．6 外设总线 186
15．1．7 网络接口 186
15．1．8 局域网LAN 189
15．1．9 LAN互连技术 190
15．1．10 网络互连设备 191
15．2 测量和提高性能 192
15．2．1 瞬间和平均利用率 193
15．2．2 冲突统计 193
15．2．3 可接受的信道利用率 194
15．2．4 以太网开销 194
16．1．1 总容量与吞吐量 196
16．1 快速以太网 196
16．1．2 距离限制 197
16．1．3 交换快速以太网与共享千兆以太网 197
16．1．4 聚集容量与端-端吞吐量 197
16．1．5 成本与产品成熟性 198
16．1．6 快速以太信道 199
16．2 光纤分布式数据接口FDDI 200
16．2．1 FDDI操作 200
16．2．2 FDDI容量 203
16．2．3 FDDI的优势 203
16．3 高性能并行接口HIPPI 203
16．3．1 HIPPI操作 204
16．3．2 流量控制 204
16．3．3 HIPPI成帧 205
16．3．4 HIPPI物理信令 206
16．3．5 HIPPI与千兆以太网 207
16．4 光纤信道 208
16．4．1 光纤信道技术 208
16．4．2 光纤信道分层和体系结构 209
16．4．3 光纤信道和千兆以太网 211
16．4．4 光纤信道作为千兆以太网的替代品 211
16．5 异步传输模式ATM 211
16．5．1 ATM基础 212
16．5．2 ATM技术 213
16．5．3 使用ATM进行数据通信 217
16．5．4 集成语音、视频和数据 227
16．5．5 ATM：未来的浪潮 229
16．5．6 ATM的优点和缺点 229
附录8B/1OB代码表 231
参考文献 238