Extend materials: physical layer and more

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1 Extend materials: physical layer and more

2 UTP的连接标准——TIA/EIA 568A/568B
TIA/EIA 568A 白绿 绿 白橙 兰 白兰 橙 白棕 棕TIA/EIA 568B 白橙 橙 白绿 兰 白兰 绿 白棕 棕 RJ-45连接器（水晶头） extend materials

3 UTP及有关模块 Cat 5 UTP RJ-45模块 RJ-45连接器（水晶头） TIA/EIA 568B标准
白橙 橙 白绿 兰 白兰 绿 白棕 棕 RJ-45模块 RJ-45连接器（水晶头） extend materials

4 使用中的UTP extend materials

5 粗、细同轴电缆的比较 extend materials

6 实际使用中的细同轴电缆 extend materials

7 实际的光纤 extend materials

8 双绞线、同轴电缆、光纤的对比 extend materials

9 一些光纤连接器件 SC：568A标准， 方形，插入锁定 ST：插入锁定 光耦合器（ST） FC：旋紧锁定 MIC：用于FDDI，双光缆
Other: SMA, D4, ESCON, & more extend materials Several new styles: Designed to fit into RJ-45 panel cutout

10 光纤盒的内部 extend materials

11 一些定义 波特率（baud rate） 比特率（bit rate） 带宽（bandwidth） 容量（capacity）
信号每秒钟电平变化的次数，单位是Hz 比特率（bit rate） 每秒钟传输0和1的个数，单位是bps 带宽（bandwidth） 容量（capacity） extend materials

12 信道的最大数据传输率：Nyquist公式和Shannon公式
C = 2W log2 M ◆C = 该信道最大数据传输率，单位b/s ◆ W = 带宽，单位Hz ◆ M = 信号编码级数 extend materials

13 Nyquist公式解释 假设一个信号只有两个电平，那么这个时候可以把低电平理解为“0”，高电平理解为“1”，这样每秒钟电平变化的次数也就是传输的0，1个数了，即比特率 = 波特率。但是有些信号可能不止两个电平，比如一个四电平的信号，那么每个电平就可以被理解成“00”，“01”，“10”，“11”，这样每次电平变化就能传输两位的数据了，即比特率 = 2 × 波特率。一般的，bit rate = buad rate × log2L，这里L就是信号电平的个数。 extend materials

14 Nyquist公式为估算已知带宽信道的最高数据传输速率 提供了依据。 例，话音级线路的带宽约为3.1kHz，根据上式计算的
信道最大数据传输率如下表所示 M 最大数据率 b/s b/s b/s b/s b/s extend materials

15 Shannon公式 ●Shannon公式：用于有噪声干扰信道 （香农公式） C = W log2 （1+S/N） C: 传输率，单位b/s
例：信道带宽W=3.1kHz，S/N=2000，则C = 3100×log2 （1+2000）≈ 34kb/s，即该信道上的最大数据传输率不会 大于34kb/s。 注意：信噪比的单位也可用分贝(dB)表示： S/NdB=10log10 S/N所以，若S/NdB=30dB ，则S/N=1000。 C = W log2 （1+S/N） C: 传输率，单位b/s W: 带宽，单位Hz S/N: 信噪比 extend materials

16 Nyquist公式和Shannon公式 C = 2W log2M 用于理想信道（这样的信道存在吗？） 数据传输率随信号编码级数增加而增加。
C = W log2（1+S/N） 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） 无论信号编码级数增加到多少，此公式给出了有噪声信 道可能达到的最大数据传输速率上限。 原因：噪声的存在将使编码级数不可能无限增加。 extend materials

17 交换机工作原理 反向学习方法 端口聚合 生成树协议（Spanning Tree Protocol, STP）
在数据传输中学习端口和mac地址的转发表 端口聚合 两个交换机之间通过两个或多个端口并行连接，以获得更高的带宽 生成树协议（Spanning Tree Protocol, STP） extend materials

18 生成树协议 — 起因 Loop的危险： 如右图，考虑被两个Bridges连接起来的两个局域网
假设主机n要发送帧F, 并且两个Bridges的MAC地址表中都没有包含F目的地址的表项 F F F F extend materials

19 生成树协议 — 概述 LAN 2 LAN 5 LAN 1 LAN 3 LAN 4 基本思想：
生成树没有环。 Bridge之间通过不断地交换控制帧来动态的构造生成树。 这个控制帧被称为： Configuration Bridge Protocol Data Unit (Configuration BPDU) LAN 2 d Bridge Bridge LAN 5 Bridge Bridge LAN 1 Bridge LAN 3 LAN 4 extend materials

20 生成树协议 — 术语 Bridge ID: 每个Bridge的唯一标识（Priority + MAC Address）。
Port ID: Bridge上每个端口的唯一标识。（Port Priority + Port Index） Root Bridge: 具有最小Bridge ID的Bridge。在生成树协议中，将把这个Bridge当作是生成树的Root. Root Path Cost: 到达Root Bridge的最短路径的长度，单位一般为hop数。 Root Port: 到达Root Bridge的最短路径的出发端口。 Designated Bridge: 对于一个LAN而言，通往Root Bridge最短路径上的所经由的第一个Bridge。如果两个Bridge有相同长度的最短路径，那么取Bridge ID较小的那一个。 Designated Port: 如果Bridge B是LAN L的Designated Bridge, 那么Bridge B与LAN L相连的端口就称为Bridge B对于LAN L的Designated Port. extend materials

21 Algorhyme - Peom of spanning tree algorithm
I think that I shall never see, a graph more lovely than a tree. A tree whose crucial property, is loop-free connectivity. A tree that must be sure to span, so packet can reach every LAN. First, the root must be selected. By ID, it is elected. Least-cost paths from root are traced. In the tree, these paths are placed. A mesh is made by folks like me, then bridges find a spanning tree By Radia Perlman extend materials