以下关于以太网的叙述中，不正确的是：（23）。

NetBEUI（NetBiosEnhancedUserInterface，NetBios增强用户接口）是NetBIOS协议的增强版本，曾被许多操作系统采用，例如WindowsforWorkgroup、Win9x系列、WindowsNT等。NetBEUI协议在许多情形下很有用，是Windows 98之前的操作系统的默认协议。

NetBEUI协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置，特别适合于在“网络邻居”传送数据。所以建议除了TCP/IP协议之外，局域网的计算机最好也安上NetBEUI协议。另外还有一点要注意，如果一台只装了TCP/IP协议的Windows 98机器要想加入到WINNT域，也必须安装NetBEUI协议。

NetBEUI是非路由协议，用于携带NetBIOS通信。NetBEUI缺乏路由和网络层寻址功能，既是其最大的优点，也是其最大的缺点。由于不需要附加的网络寻址和网络层头尾，因此它很快、很有效且适用于单个网络或整个环境都桥接起来的小工作组环境。但由于它不支持路由，注定不会成为企业网络的主要协议。

2．IPX/SPX协议

Internet分组交换／顺序分组交换IPX/SPX（Internetwork Packet Exchange/Sequences Packet Exchange）是Novell公司的通信协议集。与NetBEUI形成鲜明区别的是IPX/SPX比较庞大，在复杂环境下具有很强的适应性。这是因为IPX/SPX在设计一开始就考虑了网段的问题，因此它具有强大的路由功能，适合于大型网络使用。当用户端接入NetWare服务器时，IPX/SPX及其兼容协议是最好的选择。

IPX主要实现网络设备之间连接的建立、维持和终止；SPX协议是IPX的辅助协议，主要实现发出信息的分组、跟踪分组传输，保证信息完整无缺地传输。

IPX的可扩展性受到其高层广播通信和高开销的限制。服务广告协议（Service Advertising Protocol，SAP）将路由网络中的主机数限制为几千。尽管SAP的局限性已经被智能路由器和服务器配置所克服，但是，大规模IPX网络的管理仍是非常困难的工作。

3．TCP/IP协议

定义

TCP/IP协议是开放式的协议，已经成为Internet通信标准。TCP/IP是指一整套数据通信协议，其名字由这些协议中的两个协议组成，即传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）和网际协议（Internet Protocol，IP）。虽然还有很多其他协议，但TCP和IP显然是两个最重要的协议。

TCP/IP的特点

TCP/IP协议有一些重要特点，能够满足世界范围的数据通信。其特点包括如下几点：

.开放式协议标准。可免费使用，且与具体的计算机硬件或操作系统无关。

.与物理网络硬件无关。TCP/IP可以将很多不同类型的网络集成在一起，它可以适用于以太网、令牌环网、拨号线、X.25网络以及任何其他类型的物理传输介质。

.通用的寻址方案。

.各种标准化的高级协议。可广泛而持续地提供多种用户服务。

TCP/IP通信模型

TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型（OSI）是一种通信协议的7层抽象的参考模型，其中每一层执行某一特定任务。7层分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。七层模型分别概括如下：

.物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。这一层的数据叫做比特。

.数据链路层：主要对从物理层接收的数据进行MAC地址（网卡的地址）的封装与解封装。常把这一层的数据叫做帧。在这一层工作的设备是交换机，数据通过交换机来传输。

.网络层：主要对从下层接收到的数据进行IP地址的封装与解封装。在这一层工作的设备是路由器，常把这一层的数据叫做数据包。

.传输层：定义了传输数据的协议和端口号，如TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据），UDP（用户数据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的）。主要将从下层接收的数据进行分段传输，到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段。

.会话层：建立和控制两个应用实体之间的会话过程。

.表示层：提供统一的网络数据表示。对接收的数据进行解释、加密与解密、压缩与解压缩等。

.应用层：提供OSI用户服务，以及提供网络与用户应用软件之间的接口服务。

TCP/IP通信协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为：

.应用层：是TCP/IP栈的顶层，所有的应用程序和服务都包含在这一层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）、超文本传输协议（HTTP）等。

.传输层：提供在计算机之间可靠或不可靠的数据传输，将数据上传到应用层或下传到互联网络层。包含两个核心协议：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。TCP是一种面向连接的、可靠的协议；UDP是一种面向无连接的、不可靠的传输协议。

.互连网络层：负责分配地址、打包和路由数据，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收）。这一层包括4个核心协议：IP、ARP、ICMP和IGMP。

.网络接口层：负责将数据放置在网络介质上或从网络介质接收数据。这一层包含像网络缆线和网络适配器之类的物理设备。网络接口层不包括基于软件的协议类型，但包含像以太网和ATM这样的协议，它们定义了数据是如何在网络上传输的。

TCP/IP模型和OSI模型的区别如下表所示。

TCP/IP模型和OSI模型的区别

主要协议

TCP/IP协议主要包括如下协议：

.IP：网际协议，是TCP/IP的心脏，也是网络层中最重要的协议，负责给要传输的数据分配地址，将其发送到目的地。

.ARP：地址解析协议，实现通过IP地址得知其物理地址（MAC）。

.RARP：反向地址解析协议。

.ICMP：负责提供在数据投递过程中失败时诊断功能和错误报告。

.IGMP：负责组播（多播的管理）。

.TCP：面向连接的、可靠的传输协议。面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。

.UDP：面向无连接的、不可靠的传输协议。UDP与TCP位于同一层，但它不管数据包的顺序、错误或重发。因此，UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务，主要用于那些面向查询——应答的服务，例如NFS。相对于FTP或Telnet，这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP（网络时间协议）和DNS（DNS也使用TCP）。

.SMTP：简单邮件传输协议，它是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则，由它来控制信件的中转方式。

.FTP：文件传输协议，是用于在网络上进行文件传输的一套标准协议。

.TFTP：简单文件传输协议，相对于FTP，TFTP没有复杂的交互存取接口和认证控制，适用于客户端和服务器之间不需要复杂交互的环境。TFTP协议的运行基于UDP协议。

.Telnet：远程登录协议。

.HTTP：超文本传输协议，用于传送WWW方式的数据。

.DNS：域名解析服务，即将域名映射成IP地址的协议。

.NFS：网络文件系统。

.SNMP：简单网络管理协议。

以太网

以太网是最早使用的局域网，也是目前使用最广泛的网络产品。以太网有10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s、10Gb/s等多种速率。

以太网传输介质

以太网比较常用的传输介质包括同轴电缆、双绞线和光纤三种，以IEEE 802.3委员会习惯用类似于10Base-T的方式进行命名。这种命名方式由三个部分组成：

（1）10：表示速率，单位是Mb/s。

（2）Base：表示传输机制，Base代表基带，Broad代表宽带。

（3）T：传输介质，T表示双绞线、F表示光纤、数字代表铜缆的最大段长。

传输介质的具体命名方案如下表所示，了解这些知识是十分必要的。

以太网传输介质表

以太网时隙

时间被分为离散的区间称为时隙（Slot Time）。帧总是在时隙开始的一瞬间开始发送。一个时隙内可能发送0，1或多个帧，分别对应空闲时隙、成功发送和发生冲突的情况。

设置时隙理由

在以太网规则中，若发生冲突，则必须让网上每个主机都检测到。信号传播整个介质需要一定的时间。考虑极限情况，主机发送的帧很小，两冲突主机相距很远。在A发送的帧传播到B的前一刻，B开始发送帧。这样，当A的帧到达B时，B检测到了冲突，于是发送阻塞信号。B的阻塞信号还没有传输到A，A的帧已发送完毕，那么A就检测不到冲突，而误认为已发送成功，不再发送。由于信号的传播时延，检测到冲突需要一定的时间，所以发送的帧必须有一定的长度。这就是时隙需要解决的问题。

在最坏情况下，检测到冲突所需的时间

若A和B是网上相距最远的两个主机，设信号在A和B之间传播时延为τ，假定A在t时刻开始发送一帧，则这个帧在t+τ时刻到达B，若B在t+τ-ε时刻开始发送一帧，则B在t+τ时就会检测到冲突，并发出阻塞信号。阻塞信号将在t+2τ时到达A。所以A必须在t+2τ时仍在发送才可以检测到冲突，所以一帧的发送时间必须大于2τ。

按照标准，10Mb/s以太网采用中继器时，连接最大长度为2500m，最多经过4个中继器，因此规定对于10Mb/s以太网规定一帧的最小发送时间必须为51.2μs。51.2μs也就是512位数据在10Mb/s以太网速率下的传播时间，常称为512位时。这个时间定义为以太网时隙。512位=64字节，因此以太网帧的最小长度为64字节。

冲突发生的时段

（1）冲突只能发生在主机发送帧的最初一段时间，即512位时的时段。

（2）当网上所有主机都检测到冲突后，就会停发帧。

（3）512位时是主机捕获信道的时间，如果某主机发送一个帧的512位时，而没有发生冲突，以后也就不会再发生冲突了。

提高传统以太网带宽的途径

以往被淘汰、传统的以太网是以10Mb/s速率半双工方式进行数据传输的。随着网络应用的迅速发展，网络的带宽限制已成为进一步提高网络性能的瓶颈。提高传统以太网带宽的方法主要有以下3种。

交换以太网

以太网使用的CSMA/CD是一种竞争式的介质访问控制协议，因此从本质上说它在网络负载较低时性能不错，但如果网络负载很大时，冲突会很常见，因此导致网络性能的大幅下降。为了解决这一瓶颈问题，“交换式以太网”应运而生，这种系统的核心是使用交换机代替集线器。交换机的特点是，其每个端口都分配到全部10Mb/s的以太网带宽。若交换机有8个端口或16个端口，那么它的带宽至少是共享型的8倍或16倍（这里不包括由于减少碰撞而获得的带宽）。

交换以太网能够大幅度的提高网络性能的主要原因是：

.减少了每个网段中的站点的数量；

.同时支持多个并发的通信连接。

网络交换机有三种交换机制：直通（Cut through）、存储转发（Store and forward）和碎片直通（Fragment free Cut through）。

交换式以太网具有几个优点：第一，它保留现有以太网的基础设施，保护了用户的投资；第二，提高了每个站点的平均拥有带宽和网络的整体带宽；第三，减少了冲突，提高了网络传输效率。

全双工以太网

全双工技术可以提供双倍于半双工操作的带宽，即每个方向都支持10Mb/s，这样就可以得到20Mb/s的以太网带宽。当然这还与网络流量的对称度有关。

全双工操作吸引人的另一个特点是它不需要改变原来10Base-T网络中的电缆布线，可以使用和10Base-T相同的双绞线布线系统，不同的是它使用一对双绞线进行发送，而使用另一对进行接收。这个方法是可行的，因为一般10Base-T布线是有冗余的（共4对双绞线）。

高速服务器连接

众多的工作站在访问服务器时可能会在服务器的连接处出现瓶颈，通过高速服务器连接可以解决这个问题。使用带有高速端口的交换机（如24个10Mb/s端口，1个100Mb/s或1000Mb/s高速端口），然后再把服务器接在高速端口上并使用全双工操作。这样服务器就可以实现与网络200Mb/s或2000Mb/s的连接。

以太网的帧格式

以太网帧的格式如下图所示，包含的字段有前导码、目的地址、源地址、数据类型、发送的数据，以及帧校验序列等。这些字段中除了数据字段是变长以外，其余字段的长度都是固定的。

以太网的帧结构

注：字段的长度以字节为单位

前导码（P）字段占用8字节。

目的地址（DA）字段和源地址（SA）字段都是占用6字节的长度。目的地址用于标识接收站点的地址，它可以是单个的地址，也可以是组地址或广播地址，当地址中最高字节的最低位设置为1时表示该地址是一个多播地址，用十六进制数可表示为01：00：00：00：00：00，假如全部48位（每字节8位，6字节即48位）都是1时，该地址表示是一个广播地址。源地址用于标识发送站点的地址。

类型（Type）字段占用两字节，表示数据的类型，如0x0800表示其后的数据字段中的数据包是一个IP包，而0x0806表示ARP数据包，0x8035表示RARP数据包。

数据（Data）字段占用46～1500个不等长的字节数。以太网要求最少要有46字节的数据，如果数据不够长度，必须在不足的空间插入填充字节来补充。

帧校验序列（FCS）字段是32位（即4字节）的循环冗余码。

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