以太網權威指南(第2版) Ethernet: The Definitive Guide, 2/e

Charles E. Spurgeon, Joann Zimmerman

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商品描述

<內容簡介>

本書由以太網標準制定參與者、以太網配置方面的專家執筆,是一本介紹以太網構建與維護的全面指南。內容從以太網基礎知識介紹開始,之後重點介紹以太網介質系統的構建,詳細講解如何使用轉換器和集線器搭建以太網,並探討以太網的性能和故障診斷等內容。

<作者簡介>

Charles Spurgeon是得克薩斯大學奧斯汀分校高級技術架構師,他維護的網絡系統服務於200餘座建築的70 000餘名用戶。他協助搭建的以太網絡由器原型是思科系統的創始技術。
Joann Zimmerman曾是一名軟件工程師,編寫編譯器、軟件工具、網絡監控軟件的圖書與文檔,還為幾家公司創建了搭建管理流程和配置管理流程。
 
<目錄>

前言xv
第一部分以太網簡介
第1章以太網發展史2
1.1以太網的歷史2
1.1.1 Aloha網絡3
1.1.2以太網的發明3
1.2再造以太網4
1.2.1雙絞線介質以太網5
1.2.2 100 Mbit/s的以太網5
1.2.3 1000 Mbit/s的以太網6
1.2.4 10 Gbit/s、40 Gbit/s和100 Gbit/s的以太網6
1.2.5以太網新特性6
1.3以太網交換機7
1.4以太網的未來7
第2章IEEE以太網標準8
2.1以太網標準的進化史8
2.2以太網介質標準10
2.2.1 IEEE補充標準10
2.2.2草案標準11
2.2.3 DIX標準和IEEE標準的區別11
2.3 IEEE標準組織11
2.3.1 OSI 7層結構12
2.3.2 OSI模型中的IEEE子層13
2.4合規級別14
2.5 IEEE介質系統標識符15
2.5.1 10 Mbit/s介質系統15
2.5.2 100 Mbit/s介質系統16
2.5.3 1000 Mbit/s介質系統17
2.5.4 10 Gbit/s介質系統18
2.5.5 40 Gbit/s介質系統18
2.5.6 100 Gbit/s介質系統18
第3章以太網系統19
3.1以太網的四個基本元素19
3.1.1以太網幀20
3.1.2介質訪問控制協議21
3.1.3硬件23
3.2網絡協議和以太網25
3.2.1盡力傳遞25
3.2.2網絡協議設計26
3.2.3協議封裝27
3.2.4 IP協議和以太網地址27
3.3展望29
第4章以太網幀和全雙工模式30
4.1以太網幀31
4.1.1幀頭32
4.1.2目的地址32
4.1.3源地址33
4.1.4 Q標籤34
4.1.5信封前綴和後綴34
4.1.6類型/長度域35
4.1.7數據域36
4.1.8 FCS域36
4.1.9結束幀檢測36
4.2全雙工介質訪問控制37
4.2.1全雙工操作37
4.2.2全雙工操作效用38
4.2.3配置全雙工操作38
4.2.4全雙工介質支持39
4.2.5全雙工介質段長度39
4.3以太網流控制40
4.4高層協議和以太網幀42
4.4.1多路復用數據幀42
4.4.2 IEEE邏輯鏈路控制42
4.4.3 LLC子網絡訪問協議43
第5章自動協商45
5.1自動協商協議的發展45
5.2自動協商的基本概念46
5.3自動協商信號48
5.4自動協商操作51
5.4.1並行探測53
5.4.2並行探測操作53
5.4.3並行探測和雙工不匹配54
5.4.4自動協商完成時間54
5.5自動協商和佈線問題55
5.5.1限制3類電纜上的以太網速度56
5.5.2電纜問題和千兆以太網自動協商56
5.5.3交叉電纜和自動協商56
5.6 1000BASE-X自動協商57
5.7自動協商命令58
5.8自動協商調試58
5.8.1一般調試信息59
5.8.2調試工具和命令59
5.9制定鏈路配置策略61
5.9.1企業網絡的鏈路配置策略61
5.9.2手動配置帶來的問題62
第6章以太網供電63
6.1以太網供電標準63
6.1.1 PoE標準目標64
6.1.2以太網電源支持的設備64
6.1.3 PoE帶來的益處64
6.2 PoE設備角色65
6.3 PoE類型參數66
6.4 PoE操作67
6.4.1電力檢測67
6.4.2電力歸類67
6.4.3鏈路電力保持69
6.4.4電源錯誤監控69
6.5 PoE和電纜對69
6.6 PoE電力管理72
6.6. 1 PoE電力需求73
6.6.2 PoE埠管理73
6.6.3 PoE監測和電力監管73
6.7供應商擴展標準74
6.7.1思科的UPoE 74
6.7.2美高森美的EEPoE 74
6.7.3 HDBaseT供電(POH) 75
第二部分以太網介質系統
第7章以太網介質信號和節能以太網78
7.1介質獨立接口79
7.2以太網PHY組件80
7.3以太網信號編碼81
7.3.1基帶信號問題81
7.3.2基帶漂移和信號編碼82
7.3.3先進信號技術82
7.4以太網接口82
7.5節能以太網83
7.5.1 IEEE EEE標準84
7.5.2 EEE操作85
7.5.3 EEE操作對延遲的影響87
7.5.4 EEE節能87
第8章10 Mbit/s以太網89
8.1 10BASE-T介質系統89
8.1.1 10BASE-T以太網接口90
8.1.2信號極性和極性倒置90
8.1.3 10BASE-T信號編碼90
8.1.4 10BASE -T介質組件91
8.1.5將基站接入10BASE-T以太網92
8.1.6 10BASE-T鏈路完整性測試93
8.1.7 10BASE-T配置嚮導93
8.2光纖介質系統(10BASE-F) 94
8.2 .1新舊光纖鏈路段94
8.2.2 10BASE-FL信號組件95
8.2.3 10BASE-FL以太網接口95
8.2.4 10BASE-FL信號編碼95
8.2.5 10BASE-FL介質組件95
8.3 10BASE-FL光纖特性95
8.3.1備選10BASE-FL光纖電纜96
8.3.2光纖連接器96
8.3.3連接10BASE-FL以太網段97
8.3.4 10BASE-FL鏈路完整性測試97
8.3.5 10BASE-FL配置嚮導98
第9章100 Mbit/s以太網99
9.1 100BASE-X介質系統99
9.2快速以太網雙絞線介質系統(100BASE-TX) 100
9.2.1 100BASE-TX信號組件100
9.2.2 100BASE-TX以太網接口100
9.2.3 100BASE-TX信號編碼101
9.2.4 100BASE-TX介質組件103
9.2.5 100BASE-TX鏈路完整性測試104
9.2.6 100BASE-TX配置嚮導104
9.3快速以太網光纖介質系統( 100BASE-FX) 104
9.3.1 100BASE-FX信號組件105
9.3.2 100BASE-FX信號編碼105
9.3.3 100BASE-FX介質組件105
9.4 100BASE-FX光纖特性107
9.4.1備選100BASE-FX光纖電纜107
9.4.2 100BASE-FX鏈路完整性測試107
9.4.3 100BASE-FX配置嚮導107
9.4.4更長的光纖段108
第10章千兆以太網109
10.1千兆以太網雙絞線介質系統(1000BASE -T) 109
10.1.1 1000BASE-T信號組件109
10.1.2 1000BASE-T信號編碼110
10.1.3 1000BASE-T介質組件112
10.1.4 1000BASE-T鏈路完整性測試113
10.1.5 1000BASE-T配置嚮導113
10.2千兆以太網光纖介質系統(1000BASE-X) 114
10.2.1 1000BASE-X信號組件114
10.2.2 1000BASE-X鏈路完整性測試114
10.2.3 1000BASE-X信號編碼114
10.2.4 100BASE -X介質組件115
10.3 1000BASE-X光纖規格117
10.3.1 1000BASE-SX損耗預算117
10.3.2 1000BASE-LX損耗預算118
10.3.3 1000BASE-LX/LH長距離損耗預算119
10.4 1000BASE-SX和1000BASE- LX配置嚮導119
10.5差分延遲120
第11章10千兆以太網122
11.1 10千兆標準架構122
11.2 10千兆以太網雙絞線介質系統(10GBASE-T) 124
11.2.1 10GBASE-T信號組件124
11.2.2 10GBASE-T信號編碼125
11.2.3 10GBASE-T介質組件127
11.2.4 10GBASE-T鏈路完整性測試129
11.2.5 10GBASE-T配置嚮導129
11.2.6 10GBASE-T短距離模式129
11.2 .7 10GBASE-T信號延遲130
11.3 10千兆以太網短銅電纜介質系統(10GBASE-CX4) 130
11.4 10千兆以太網短銅直連電纜介質系統(10GSFP+Cu) 131
11.4.1 10GSFP+Cu信號組件132
11.4.2 10GSFP+Cu信號編碼133
11.4.3 10GSFP+Cu鏈路完整性測試133
11.4.4 10GSFP+Cu配置嚮導133
11.5 10千兆以太網光纖介質系統134
11.6 10 Gbit/s光纖介質規範137
11.7 10千兆廣域網PHY 138
第12章40千兆以太網139
12.1 40 Gbit/s以太網架構140
12.2 40千兆以太網雙絞線介質系統(40GBASE-T) 143
12.3 40千兆以太網短銅電纜介質系統(40GBASE-CR4) 144
12.3.1 40GBASE-CR4信號組件145
12.3.2 40GBASE-CR4信號編碼146
12.4 QSFP+連接器和多個10 Gbit/s接口147
12.5 40千兆以太網光纖介質系統148
12.5.1 40 Gbit/s光纖介質規範150
12.5.2 40GBASE-LR4光波長152
12.5.3 40千兆擴展域153
第13章100千兆以太網154
13.1 100 Gbit/s以太網架構154
13.2 100千兆以太網雙絞線介質系統157
13.3 100千兆以太網短銅電纜介質系統(100GBASE-CR10) 158
13.4 100千兆以太網光纖介質系統160
13.4.1用於100千兆以太網的思科CPAK模塊162
13.4.2 100千兆光纖介質規範162
第14章400千兆以太網166
14.1 400 Gbit/s以太網研究團隊166
14.2 400 Gbit/s操作提案167
第三部分搭建一個以太網系統
第15章結構化佈線170
15.1結構化佈線系統171
15.2 ANSI/TIA/EIA佈線標準171
15.2.1專有佈線系統問題的解決172
15.2.2 ISO與TIA標準172
15.2.3 ANSI/TIA結構化佈線規範的文檔內容173
15.2.4結構化佈線標準的組成元素173
15.2.5星狀拓撲結構174
15.3雙絞線分類176
15.3.1最小佈線配置推薦177
15.3.2以太網及分類系統177
15.4水平佈線178
15.4 .1水平向通道以及基礎鏈路178
15.4.2佈線及組件規範180
15.4.3 5類及5e類電纜測試及調整180
15.5電纜管理180
15.5.1識別電纜和組件181
15.5.2 1級標號方案181
15.5.3記錄佈線系統182
15.6搭建電纜系統183
第16章雙絞線電纜與連接器185
16.1水平電纜段組件185
16.2雙絞線電纜186
16.2.1雙絞線的信號串擾187
16.2.2雙絞線的組建188
16.2.3雙絞線安裝實踐190
16.3 8針(RJ45類型)連接器190
16.4四對雙絞線電纜佈線機制191
16.4.1正極線和負極線191
16.4.2色標191
16.4 .3接線順序192
16.5模塊化跳接線板194
16.6工作區電源插座195
16.7雙絞線跳接電纜195
16.7.1雙絞線跳接電纜質量195
16.7.2電話級跳接電纜196
16.7.3雙絞線以太網和電話信號196
16.8設備電纜196
16.8.1 50針連接器和25對電纜197
16.8.2 25對電纜口琴形連接器197
16.9製作雙絞線跳接電纜197
16.10以太網信號分頻201
16.10.1 10BASE-T和100BASE-T交叉電纜202
16.10.2四對交叉電纜203
16.10.3自動協商機制和MDIX故障204
16.10.4識別交叉電纜204
第17章光纖電纜和連接器205
17.1光纖電纜205
17.1.1光纖芯直徑206
17.1.2光纖模式206
17.1.3光纖帶寬207
17.1.4光纖損耗預算208
17.2光纖連接器209
17.2.1 ST連接器210
17.2.2 SC連接器210
17.2.3 LC連接器211
17.2.4 MPO連接器211
17.3搭建光纖電纜212
17.4光纖系統中的信號分頻213
第四部分以太網交換機和網絡設計
第18章以太網交換機218
18.1交換機的基本功能219
18.1.1網橋和交換機219
18.1.2什麼是交換機219
18.2以太網交換機的操作220
18.2.1地址學習221
18.2.2流量過濾222
18.2.3幀洪氾223
18.2.4廣播和多播通信223
18.3交換機組合224
18.3.1轉發循環224
18.3.2生成樹協議226
18.4交換機性能問題230
18.4.1數據包轉發性能231
18.4.2交換機埠內存231
18.4.3交換機CPU和RAM 231
18.4.4交換機規範231
18.5交換機的基本特性234
18.5.1交換機的管理234
18.5.2數據包鏡像埠234
18.5.3交換機流量過濾器235
18.5.4虛擬局域網236
18.5.5 802.1Q標準的多生成樹協議237
18.5.6服務質量(QoS) 238
第19章利用以太網交換機進行網絡設計239
19.1網絡設計中使用交換機的優點239
19.1.1網絡性能的提高239
19.1.2交換機層次和上行速率240
19.1.3上行速率和交通擁堵241
19.1.4多台對話242
19.2交換機流量瓶頸243
19.3交換機的網絡永續性246
19.4路由器248
19.4.1路由器的運行和使用248
19.4.2路由器或橋接器249
19.5具有特殊功能的交換機250
19.5.1多層交換機250
19.5.2接入交換機250
19.5.3堆棧交換機251
19.5.4工業以太網交換機251
19.5.5無線交換機252
19.5.6因特網服務供應商交換機252
19.5.7城域以太網252
19.5. 8數據中心交換機253
19.6高級交換機的特性255
19.6.1流量檢測255
19.6.2 sFlow和NetFlow 255
19.6.3以太網供電256
第五部分性能和故障排查
第20章以太網性能258
20.1以太網通道的性能258
20.1.1半雙工以太網通道的性能259
20.1.2關於半雙工以太網性能的長期謬見259
20.1.3半雙工以太網通道性能的模擬261
20.2測量以太網性能263
20.2. 1監測時標264
20.2.2數據吞吐量與帶寬266
20.3最優性能的網絡設計268
20.3.1交換機和網絡帶寬268
20.3.2網絡帶寬的增長268
20.3.3應用需求的變化269
20.3.4未來的設計趨勢269
第21章網絡故障診斷與維修270
21.1可靠的網絡設計270
21.2網絡文檔272
21.2.1設備手冊272
21.2.2系統監控與基線273
21.3問題解決模型273
21.4問題檢測274
21.5問題分離276
21.5.1決定網絡路徑276
21.5.2複製症狀276
21.5.3二分搜索分離法277
21.6雙絞線系統問題解決277
21.6.1雙絞線問題解決用到的工具277
21.6.2常見的雙絞線問題278
21.7光纖系統的問題解決280
21.7.1解決光纖系統問題的工具281
21.7.2常見的光纖問題281
21.8解決數據連接的問題282
21.8.1收集數據鏈路信息282
21.8.2用探針收集信息282
21.9網絡層的問題解決283
第六部分附錄
附錄A資源286
附錄B基於CSMA/CD的半雙工工作方式295
附錄C外部收發器312
術語表328
作者簡介339
封面介紹339