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【图解网络传输单工、半双工、全双工】_以太网 半双工-CSDN博客
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【图解网络传输单工、半双工、全双工】
最新推荐文章于 2024-03-13 15:48:54 发布
千北@
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在网络传输中,数据在线路上的传送方式可以分为单工通信、半双工通信和全双工通信三种。以下我们将通过简单的叙述方式,配图了解这三种方式的定义和区别。
一、单工
定义:单工数据传输只支持数据在一个方向上传输。
举例:意思就是A只能发信号,B只能接受信号,通信是单向的。类比于灯塔发发出光信号,航船只能接受信号。
二、半双工
定义:半双工数据传输允许数据在两个方向上传输,但是在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输,它实际上是一种切换方向的单工通信。
举例:指A 能发信号给B,B也能发信号给A,但这两个过程不能同时进行。可以想象一下对讲机,你收到的回复并不是都马上就有的。而且前提是双方不能在同一个状态,如果双方同时处于收状态,或同时处于发状态,便不能正常通信了。
计算机主机用串行接口连接显示终端时, 在半双工方式中,输入过程和输出过程使用同一通路 。有些计算机和显示终端之间采用半双工方式工作,这时,从键盘打入的字符在发送到主机的同时就被送到终端上显示出来,而不是用回送的办法, 所以避免了接收过程和发送过程同时进行的情况。
三、全双工
定义:全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输,因此,全双工通信是两个单工通信方式的结合,它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。
举例:全双工比半双工又进了一步。在A 给B发信号的同时,B也可以给A发信号。典型的例子就是打电话,双方都能说,对方也能听到。
网卡的全双工是指网卡在发送数据的同时也能够接收数据,两者同步进行。网卡一般都支持全双工。对于全双工以太,IEEE 制订了802.3x 全双工 / 流控制标准,该标准对全双工方式下的流控制机制做了具体的规定。
四、半双工和全双工区别
1、半双工传输模式采用载波侦听多路访问 /冲突检测。传统的共享型 LAN以半双工模式运行 ,线路上容易发生传输冲突。与集线器相连的节点(即多个节点共享一条到交换机端口的连接)必须以半双工模式运行。因为这种节点必须能够冲突检测,类似于单车道桥梁。
2 、全双工传输模式可以用于点到点以太网连接和快速以太网连接,同时不会发生冲突,因为他们使用双绞线中两条不同线路,类似于双车道桥梁。
3、一般在网卡的高级属性里可以修改网卡的双工类型,默认是自动协商。交换机上有Duplex灯,如果亮表示工作在全双工方式。绝大多数的交换机均能自动识别与支持双工方式,无需手工设置。
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网络传输(网卡):什么是单工?什么是双工?
10-01
触到网络的地方都经常会出现单工传输、双工传输的问题,很多设备上也都有标注。很多朋友不是很理解单工是什么意思?双工又是什么意思?
什么是单工、半双工和双工通信(最详细)
热门推荐
a3192048的博客
12-28
4万+
单工、半双工、全双工、单工数据传输只支持数据在一个方向上传输;
半双工数据传输允许数据在两个方向上传输,但是,在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输,它实际上是一种切换方向的单工通信;
全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输,因此,全双工通信是两个单工通信方式的结合,它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。
网卡的全双工(Full Duplex)是指网卡...
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RJ45接口与以太网的全半双工
qq_33471732的博客
04-02
1145
在网络中,1,2号线对和3,6号线对被广泛用于传输数据信号,这被称为“直通线”,而4,5号线对和7,8号线对通常用于传输电源和信号地,这被称为“交叉线”或“网线”。半双工模式只需要使用4条线(1,2号线对和3,6号线对)进行通信,因此在使用半双工模式时,以太网PHY必须支持这种模式并且仅使用这些线进行通信。在半双工模式下,LAN8742可以通过仅使用4条线(1,2号线对和3,6号线对)来进行通信。请注意,选择适当的PHY取决于所需的网络配置和功能,因此在选择PHY时需要了解其支持的模式和功能。
计算机网络中的半双工、冲突域
有梦想的咕噜家族
09-03
338
在以太网中,当两个设备同时发送数据时,信号会在传输媒介中相互干扰,导致数据包损坏。冲突域表示在物理层上,在该域中,如果两个或多个设备同时发送数据,它们的信号会相互干扰,造成冲突和数据包丢失。在全双工模式下,每个设备都有独立的发送和接收通道,可以同时进行发送和接收操作,从而提高了网络的吞吐量和效率。换句话说,当一个设备发送数据时,它不能同时接收数据。“冲突域”(Collision Domain)是指在以太网中,当多个设备共享同一个共享介质(如集线器)时,可能发生碰撞(即冲突)的物理范围。
图文并茂~ 详解交换机中的半双工与全双工网络知识
weixin_55922953的博客
12-11
6083
很多学习网络知识的朋友在配置交换机时,时常会看到半双工与全双工的功能,今天带大家一起来了解下什么是半双工与全双工。
早期的网络设备HUB(集线器)就是半双工,目前基本没有人用了,而现在用的SWITCH(交换机)就是全双工。
a、半双工:接口任意时刻只能接收数据或者发送数据,并存在最大传输距离的限制。
半双工就像对讲机一样,如果某人向把语音传递给另一个人,它必须按下某个按钮,然后再说话。当按下按钮时,信息只向一个方法传递,所以他们在传输语音时听不到对方的声音,为了能接收到对方的声音,必须松开..
以太网接口的半双工和全双工及工作原理
tian8126359的专栏
06-12
1万+
半双工:半双工传输模式实现以太网载波监听多路访问冲突检测。传统的共享LAN是在半双工下工作的,在同一时间只能传输单一方向的数据。当两个方向的数据同时传输时,就会产生冲突,这会降低以太网的效率。
全双工:全双工传输是采用点对点连接,这种安排没有冲突,因为它们使用双绞线中两个独立的线路,这等于没有安装新的介质就提高了带宽。例如在上例的车站间又加了一条并行的铁轨,同时可有两列火车双向通行。在双全工
【以太网硬件八】1000base-T怎么做到全双工通信的?
highman110的博客
10-04
3874
解密1000base-T全双工的实现原理
以太网的双工模式
qq_42342531的博客
04-18
4213
以太网的物理层存在半双工和全双工两种模式。
半双工
半双工的工作模式:
任意时刻只能接收数据或者发送数据。
采用CSMA/CD机制。
有最大传输距离的限制。
HUB工作在半双工模式。
全双工
在有L2交换机取代了HUB组建以太网后,以太网由共享式转变为交换式。而且用全双工代替了半双工,传输数据帧的效率大大提高,最大吞吐量达到双倍速率。
全双工从根本上解决了以太网的冲突问题,以太网从此告别CSMA/CD。
全双工的工作模式:
【网络基础】半双工和全双工
LawssssCat的博客
05-04
1万+
讨论在网络中使用的两种不同的传输类型。
半双工(half duplex)和全双工(full duplex)。
引入基带传输、宽带传输两种传输频带,并讨论全双工的实现。
半双工
在半双工的网络中,两个设备使用网络电缆互连成一个点对点系统,这两个系统彼此之间可以进行双向通信。
但在半双工系统中,他们一次只能在一个方向上通信,不能同时双向通信,所以每次只能有一个方向的数据流。
当着两台计算...
备忘录:千兆以太网全双工实现
weixin_48695749的博客
09-06
938
千兆以太网全双工实现
个人学习知识点汇总\单工、半双工、全双工区别.docx
05-15
通信模式单工、半双工、全双工的定义和区别,形象理解。
单工和双工光纤跳线的详细讲解
07-07
单工和双工都是电信和计算机网络中的通信通道两种模式,单工、双工跳线也可称为单联、双联(单芯、双芯)。 什么是单工? 单工是数据传输只支持在一个方向上传输。通信两端,一端是发送器,另外一端...
双工,半双工,全双工的区别
08-14
双工,半双工,全双工的区别,介绍的还比较清楚
区别单工,半双工,全双工
08-14
这一个文档可以让你能够明白到经常在很多场合提及到的单工,半双工,全双工概念,是一个很不错的学习文档
车载诊断协议DoIP系列 —— AL IPv6地址分配&通用DoIP报头结构
Soly_kun的博客
03-10
210
### 本文大体如下:
### 1、系列文章目的
### 2、AL IPv6地址分配
### 3、通用DoIP报头结构
trunk
2301_79947226的博客
03-10
447
当两台交换机之间需要互相传送多个 VLAN 的数据时,就需要使用 trunk 端口。Trunk 端口会将属于不同 VLAN 的数据进行打标记(通常是 IEEE 802.1Q 协议中定义的 VLAN 标识符),从而使得在传输过程中能够正确区分和处理不同 VLAN 的数据。在华为企业级网络模拟平台(eNSP)中,“trunk” 是指用于在交换机之间传送多个 VLAN 数据的端口。在 eNSP 中,您可以通过配置交换机的接口将其设置为 trunk 端口,从而实现跨交换机的 VLAN 数据传输和通信。
【MODBUS】Java实现的Modbus协议类库——推荐j2mod库
最新发布
开源物联网项目商业化作者
03-13
529
Jamod是另一个开源的Modbus Java库。这个库的设计是完全面向对象的,基于抽象,应该支持易于理解、可重用性和可扩展性。它支持Modbus RTU和Modbus TCP,并且提供了主站和从站的功能。这是jamod Modbus库的一个分支,取自1.2.1版本,根据Apache 2许可证发布,包含在该项目的SVN存储库中。j2mod项目的目标是基于Java编程语言生成一个功能更全面的Modbus(tm)通信库。这是一个积极开发的项目,接受具有Modbus主站和从站开发经验的专业软件工程师提交的文件。
【网络层】IPv6引进的主要变化(湖科大慕课自学笔记)
2301_77185537的博客
03-08
457
我们知道因特网使用的是TCP/IP四层体系结构,其中网际层的网际协议IP是因特网的核心协议,目前常用的是版本4(IPv4):IPv6引进的主要变化。下一代网际协议IPv6。:IPv6的诞生背景。
计算机网络-数据链路层
m0_61876562的博客
03-10
1478
到达对端时再将这些小包, 会按顺序重组, 拼装到⼀起返回给传输层(用到IP协议头中的13位片偏移);⼀旦这些小包中任意⼀个小包丢失, 接收端的重组就会失败,但是IP层不会负责重新传输数据。2、MTU对UDP协议的影响回顾⼀下UDP协议:⼀旦UDP携带的数据超过1472(1500(MTU) - 20(IP⾸部) - 8(UDP⾸部)), 那么就会在网络层分成多个IP数据报.这多个IP数据报有任意⼀个丢失, 都会引起接收端网络层重组失败. 那么这就意味着, 如果UDP数据。
对通信系统而言,什么叫单工、半双工、全双工?
06-02
单工、半双工和全双工是指通信系统中信息传输的方式。 单工通信指只能在一个方向上传输信息,如广播电视、电视遥控器等。发送方只能发送信息,接收方只能接收信息,两者不能同时进行。 半双工通信指信息可以在两个...
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千北@:
得看你工作岗位和工作地点了,听名字这公司大概率是乙方的,跟外包差不多,如果足够大,部门够完善,还是可以的
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图解网络传输单工、半双工、全双工 - 知乎切换模式写文章登录/注册图解网络传输单工、半双工、全双工L-COM诺通已认证账号在网络传输中,数据在线路上的传送方式可以分为单工通信、半双工通信和全双工通信三种。以下我们将通过简单的叙述方式,配图了解这三种方式的定义和区别。一、单工定义:单工数据传输只支持数据在一个方向上传输。举例:意思就是A只能发信号,B只能接受信号,通信是单向的。类比于灯塔发发出光信号,航船只能接受信号。二、半双工定义:半双工数据传输允许数据在两个方向上传输,但是在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输,它实际上是一种切换方向的单工通信。举例:指A 能发信号给B,B也能发信号给A,但这两个过程不能同时进行。可以想象一下对讲机,你收到的回复并不是都马上就有的。而且前提是双方不能在同一个状态,如果双方同时处于收状态,或同时处于发状态,便不能正常通信了。计算机主机用串行接口连接显示终端时, 在半双工方式中,输入过程和输出过程使用同一通路 。有些计算机和显示终端之间采用半双工方式工作,这时,从键盘打入的字符在发送到主机的同时就被送到终端上显示出来,而不是用回送的办法, 所以避免了接收过程和发送过程同时进行的情况。三、全双工定义:全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输,因此,全双工通信是两个单工通信方式的结合,它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。举例:全双工比半双工又进了一步。在A 给B发信号的同时,B也可以给A发信号。典型的例子就是打电话,双方都能说,对方也能听到。网卡的全双工是指网卡在发送数据的同时也能够接收数据,两者同步进行。网卡一般都支持全双工。对于全双工以太,IEEE 制订了802.3x 全双工 / 流控制标准,该标准对全双工方式下的流控制机制做了具体的规定。四、半双工和全双工区别1、半双工传输模式采用载波侦听多路访问 /冲突检测。传统的共享型 LAN以半双工模式运行 ,线路上容易发生传输冲突。与集线器相连的节点(即多个节点共享一条到交换机端口的连接)必须以半双工模式运行。因为这种节点必须能够冲突检测,类似于单车道桥梁。2 、全双工传输模式可以用于点到点以太网连接和快速以太网连接,同时不会发生冲突,因为他们使用双绞线中两条不同线路,类似于双车道桥梁。3、一般在网卡的高级属性里可以修改网卡的双工类型,默认是自动协商。交换机上有Duplex灯,如果亮表示工作在全双工方式。绝大多数的交换机均能自动识别与支持双工方式,无需手工设置。发布于 2021-03-23 16:51以太网(Ethernet)通信赞同 282 条评论分享喜欢收藏申请
深入理解以太网网线原理 - 知乎
深入理解以太网网线原理 - 知乎首发于嵌入式工程猫的专栏切换模式写文章登录/注册深入理解以太网网线原理嵌入式工程猫 译者按:大部分人都知道,百兆以太网只用了 RJ45 端口中的 2 对 4 根线,分别为 TX、RX 的差分信号。 千兆以太网用了 RJ45 端口中的全部 4 对 8 根线,但是这 4 对 8 根线是怎么定义的?哪些属于 TX,哪些属于 RX? 我也不知道,而且以前居然没有认真去了解过,所以我决定找一篇与此相关的文章翻译一下,分享给大家。 本文是“攻玉计划”的一部分,翻译自 https://www.practicalnetworking.net/stand-alone/ethernet-wiring/当我们谈到“以太网”的时候,我们可能会讨论各种概念,包括所有线缆规格(10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T 等等)。这些协议规定了导线上的电平(即 0/1 信号)是如何传递的,也规定了如何将电平信号解析为数据帧。本来,此文只想简单介绍一下交叉线和直通线之间的基本区别,但基于我们的 原则,我们觉得应该更深入一些。首先,我们会先介绍一些术语,并消除一些歧义,然后回答一些基本的问题:我们为什么要用交叉线或者直通线?到底什么是双绞线?一个个比特位是如何在线上传播的?最后,我们会综合这些概念,并探讨一下千兆以太网的相关标准。术语解释即使你刚接触网络通信不久,也应该听说了很多网线相关的概念,例如“以太网”“双绞线”“RJ45”“屏蔽线”“非屏蔽线”等。但这些概念代表了什么含义?互相之间又有什么异同?有没有什么概念被误用了?坦白而言,这些概念经常被误用,不妨看看:8P8C这是网线两端接口的物理标准,表示它有 8 个卡口位(Position)和 8 个触点(Contacts)。这也定义了此塑料透明接口的外形设计和尺寸。RJ45标准插座接口(Registered Jack)第 45 号标准定义了线缆中导线的个数以及线序,并规定使用 8P8C 的物理接口。特别地,RJ45 定义了两种线序标准:T568a 和 T568b:请注意,两个标准唯一的实际区别是第 2 对线和第 3 对线的颜色不同。 很多人经常用 RJ45 来指代 8P8C 插口,但这是不对的。还有另一种叫 RJ61 的类似标准,也使用了 8P8C 的插口,但其内部的线序不一样。标准插座接口定义家族中还有很多其他 RJxx 的接口,但接线定义和物理尺寸都不一样。双绞线双绞线是一种组合线缆,包含了 8 根独立的导线,其中每两根作为一对,每对的两根线互相绞绕在一起。由此得到 4 对导线,每对导线作为一个数据传输通道。导线成对出现这一概念很重要,我们在后文中会讲到,简而言之,这有助于减少电磁干扰(EMI)。通常,双绞线有两种规格:屏蔽线及非屏蔽线。注意,不管哪种规格,网线中都有 4 对导线,也就是 4 个独立的数据通道。非屏蔽线非屏蔽线(Unshielded Twisted Pair)(UTP)在实际工程部署中更为常见。它对外部的电磁噪声没有额外的防护,但得益于双绞线的固有特性,其数据传输也非常可靠。我们将在后文详细阐述。非屏蔽线更便宜,物理韧性更好,也更软。这些优点使得非屏蔽线在大多数场合更受欢迎。屏蔽线屏蔽线(Shielded Twisted Pair)(STP)在每对双绞线、以及全部 4 对导线最外侧都包有额外的金属屏蔽壳,这有助于隔离信号传输时的电磁噪声。但同时,如果屏蔽壳的某个地方出现了破损,或者屏蔽壳在网线两端没有都良好接地,它自身可能会成为一个天线,并且会因为空间中随处可见的无线电波(比如 Wi-Fi 信号)而给信号传输带来额外的电磁噪声。更为甚者,屏蔽线必须与带屏蔽的 8P8C 插头一起使用,才能实现全链路端到端的屏蔽功能。显然,屏蔽线肯定更贵,也比非屏蔽线更脆弱,因为如果屏蔽线被过度弯曲的话,其屏蔽壳很容易破损。因此,屏蔽线的使用场合比非屏蔽线少得多。屏蔽线通常只会用在对电磁屏蔽高度敏感的场合,例如,网线紧挨着发电机或者重型机械的输电线等。以太网就像我们之前说的,以太网(Ethernet)是一系列标准的合集,其中之一就是不同的接线规格:10BASE-T,100BASE-TX,1000BASE-T 等等。以太网协议也定义了每个比特(1 和 0)如何在线缆上传输,以及如何将这些比特流组合为有意义的数据帧。例如,以太网规定每帧数据的前 56 个比特必须是交替出现的 1 和 0(即“前导码”),接下来 8 个比特必须是 10101011(即帧起始标志),再接下来 48 个比特是目标 MAC 地址,然后是 48 个比特的源 MAC 地址……直到整个数据帧被全部传输完毕。接下来,我们将讨论以太网标准中不同规格的接线规格。BASE T* 相关术语本节讲述的概念都与网线内部的导线如何使用相关。例如,哪些用来发送数据,哪些用来接收数据,如何发送信号,以及电压等级。BASE T* 这一概念有三个组成部分,所以在我们讲述特定的标准之前,先来单独了解一下它们,以 100 BASE-T 为例:100BASE-T 中的“100”开头的数字表示网线每秒可以传输多少“兆(百万)”比特,即 Mbps。100Mbps 的网线理论上每秒可传输 100,000,000 个比特,大概每秒 12.5 兆字节(MBps),注意大写的 B 和小写的 b 分别代表字节和比特。这一速率的网线有时被称为“快速以太网”,这是相较于 10Mbps 的“普通以太网”以及 1000Mbps 的“吉比特以太网”而言的。100BASE-T 中的“BASE”base 这个概念是“基带”(baseband)信号的缩写,对应的概念是“宽带”(broadband)信号。这些概念刚出现的时候,其区别是:基带在介质中传输数字信号,宽带在介质中传输模拟信号。数字信号和模拟信号的区别在于其可被解析的值个数。模拟信号可以表示无数种不同的值,例如,我们可以用一根线上某个特定的电压值来表示一个绿色的像素点,而另一个电压值来表示红色的像素点,以此类推,这样,这根线就能传输一张图片上的每一个像素点。数字信号可以表示有限个不同的值,通常就两个:1 和 0。如果上述的图片用一根数字信号线来传输的话,我们会传输一系列 1 和 0 的信号流。接收端可以解析这些二进制数据为一系列数字,例如基于 RGB 颜色编码,就能构造出每一个像素点。也就是说,数字信号和模拟信号的主要区别就是,模拟信号线上可获得无穷多中不同的值,而数字信号线上,要么是 0,要么是 1,不可能出现第三种情况。如此一来,数字信号传输具有更高的容错率,因为导线上的电压范围只被分为了两种情况(1 或者 0)。 译者按:原文在此处举了更多的例子来详细阐述“模拟信号”和“数字信号”的区别,但译者认为过于冗余,故略去这部分篇幅。100BASE-T 中的“-T”“-T”表示其为双绞线(Twisted Pair)。相似的标准还有“-2”及“-5”,表示其是最大长度为 200 和 500 米的同轴电缆,以及“-SR”和“-LR”,表示其为短距离(Short Range)和长距离(Long Range)光纤。以上解释了 BASE T* 相关术语的三个独立部分,我们现在可以探讨下快速以太网的两个重要规范(对于吉比特以太网的相关规范,我们会在后文继续探讨):100BASE-T4100BASE-T4 使用了网线中全部 4 对 8 根线。其中一对仅仅用于发送信号(TX),一对仅仅用于接收信号(RX)。剩下两对既可以用于 RX 也可以用于 TX,这通过网线两端设备的协商来决定具体用途。T4 是双绞线早期的标准之一,但由于其过于复杂且必要性不强,如今已很少使用。100BASE-TX100BASE-TX 只使用了网线中的 2 对 4 根线,其中一对用于 TX,另一对用于 RX,剩下两根线没有使用。你完全可以做一根只有 4 根线的网线以实现 100BASE-TX 的所有功能,只要插口触点位置正确即可(位号1,2,3,6),但通常网线铺设过程中,另外 4 根线也保留了下来,用于占位,并适配未来可能的场景升级。100BASE-TX (包括全部 8 根线)是如今最常用的快速以太网标准。但是,它通常被简写成了 100BASE-T。再强调一下,T 只表示其为双绞线,而 TX 才表示其使用了 1&2 及 3&6 两对线。以上介绍可从实用性和技术性的角度帮读者理解相关概念。而在实际情况中,即使你不理解原理,直接使用这些产品也非常简单,就算犯一些小错误,也是允许的。为什么使用交叉线网上能找到很多“交叉线”及“直通线”应用场景的相关教程,但他们一般很少解释其原理。本节我们会深入探讨一下相关概念。100BASE-TX 及 10BASE-T 标准中定义的网线,都包含 8 根导线,两两以双绞线的形式结合为 4 对。在这四对线中,实际只用到两对:第 2、3 对。每根线都是单工的介质,也就是说,信号只能按照指定的单方向传输。为了实现全双工通讯,某对线将始终沿某个方向传输数据,而另一对线将始终沿相反的方向传输数据。网络接口卡(Network Interface Card)(NIC)的配置会决定哪对线用于发送数据,哪对线用于接收数据。使用第 2 对线(1 号和 2 号引脚)发送数据(TX)、且使用第 3 对线(3 号和 6 号引脚)接收(RX)数据的的 NIC 被称作介质相关接口(Media Dependent Interface)(MDI),与之相反,使用第 3 对线作为 TX、第 2 对线作为 RX 的 NIC 被称为交叉模式介质相关接口(Media Dependent Interface Crossover)(MDI-X)。电脑之间直连通讯假设一台电脑使用 MDI 模式的 NIC ,那么它就总是用第 2 对线发送数据,用第 3 对线接收数据。但如果两台用网线连接在一起的电脑都用第 2 对线发送数据,那么就会产生冲突。与此同时,两台电脑也都无法从第 3 对线上接收到数据。因此,网线对需要交叉一下,以便从一台电脑的第 2 对线发送的数据,会被另一台电脑的第 3 对线接收到,反之亦然。下图是一个简单的示意(无需在意示意图中线的颜色,这只是为了区分两个不通的路径而已):注意,两台电脑都在独立的通道上发送数据,并且依靠交叉线机制(如图所示中间的 X),两台电脑都能接收到对方发送的数据。因此,两台电脑直连后,必须使用交叉线才能通讯。电脑之间通过交换机通讯交换机使得同一网络下两台电脑的通讯变得更简单。交换机的 NIC 都采用 MDI-X 标准,也就是说,交换机总是在第 3 对线上发送数据,在第 2 对线上接收数据(与电脑的 NIC 相反)。也就是说,交换机内部有一个交叉的机制,网线本身也就不需要交叉了:可见,连接在交换机上的电脑可以直接使用直通线,让交换机处理线序交叉即可。端到端的通讯路径也是一样的:每个设备都在自己的 TX 线上发送数据,在 RX 线上接收数据。电脑之间通过两个串联的交换机我们刚刚讨论了,两台电脑直连,需要使用交叉线;类似的,两台交换机之间也需要交叉线:在这种情况下,端到端的通讯路径也与上述方式无异。路由器与集线器那么,路由器和集线器呢?他们用了怎样的 NIC ?实际情况是,路由器与电脑类似,使用了 MDI 标准(第 2 对线是 TX,第 3 对线是 RX),因此,你可以将上述图片中的任意电脑换成路由器,通讯路径分析也是一样的。而集线器与交换机类似,使用 MDI-X 标准。 译者按:此处的“路由器”是狭义上仅具有“路由”功能的设备,不等于常见的家用无线路由器以太网线序图前文讲到,RJ45 的导线颜色有两种标准:T568a 和 T568b。双绞线两侧所使用的标准决定了其是交叉线还是直通线。要想做一根直通线,只要保证线两端的标准一致就行了,都是 T568a 或者都是 T568b:要想做一根交叉线,只需其中一端为 T568a,另一端为 T568b 即可。注意,第 1 对线和第 4 对线没有使用(蓝色对和棕色对)。理论上你的网线中可以去掉这几根线,但是去掉之后剩下的线排列起来有些困难。另外,这两对线因为用不到,所以无需交叉。但是,吉比特以太网标准需要用到全部 8 根线,所以为了一致性,通常所有网线对都被交叉。我们会在后文讨论吉比特以太网。最后需要注意的是,数据信号本身并不在乎导线的颜色,只要它们连在了正确的接口上就能通讯。但能用不代表就是一个好主意,颜色乱接的话,后续维护起来就是噩梦。助记图综上所述,我们可以把交叉线和直通线的用法画作一张图:之所以这么摆放,是因为这样画起来更方便。我们把 L1、L2 层的设备画在左右两侧,L3 层设备画在上下两边,然后两两连接。关于网络协议分层请参见 OSI 模型。小结一下:L1/L2 层设备互相连接,需要交叉线;L1/L2 层设备与 L3 层设备连接,需要直通线;L3 层设备互相连接,需要交叉线。或者更简单:同则交叉异则直通自动 MDI-X即使知道了什么时候该用直通线,什么时候该用交叉线,对于网络工程师来说,布线也常常是个头疼的事情。于是,出现了一个新技术,可以自动分析两台设备的接口模式,并决定是否要交叉 TX/RX。这个技术叫做“自动 MDI-X”。使用自动 MDI-X 技术,任意两台设备之间都可以通过直通线连接,并让两端动态确定是否需要交叉 TX 和 RX。自动 MDI-X 是 100BASE-T 实现中的一个可选功能,而在所有吉比特以太网设备中是必须的。自动 MDI-X 的工作原理那么,自动 MDI-X 是如何实现的?两端的设备如何确定哪对线是 TX 或 RX?如果有必要的话,哪一边的设备会交换 TX 和 RX?本节会介绍其内部工作原理。记住,交叉线的目的是让一方的 TX 连接到另一方的 RX。也就是说,一方的 NIC 必须用 MDI 标准,另一方必须是 MDI-X 标准。自动 MDI-X 是这样实现这一功能的:双方都先生成 1-2047 中的一个随机数,如果随机数是奇数,那么这一方会将自己的 NIC 配置为 MDI-X 模式;如果是偶数,则配置为 MDI 模式。而后双方就开始在其所选择的 TX 线上发送连接脉冲信号。如果双方都能在自己的 RX 线上收到对方的连接脉冲,那么就代表协商完成,因为双方都能在 TX 线上发,在 RX 线上收。如果双方都不能收到对方的连接脉冲,那么它们肯定都随机到了奇数或都随机到了偶数。因此,它们中的某一方必须将自身的 TX 和 RX 交换。但是双方不能同时交换 TX 和 RX,因为这样一来依然是冲突的。因此,我们设计了一个系统,以随机的时间间隔切换 TX/RX 对,直到双方成功协商。前文提到随机生成的数字(1-2047)会循环变化,以便双方能选择一个新的标准(MDI 或者 MDI-X)。但是这个数字不能每次加 1,因为这样的话,双方都会从奇数变为偶数,或者偶数变为奇数。换句话说,如果双方一开始都选择了 MDI 模式,如果同时加 1,它们都会切换为 MDI-X 模式,依然无法协商。所以,这个随机数使用了叫“线性反馈移位寄存器”的设备以实现循环变化。线性反馈移位寄存器(Linear-Feedback Shift Register)(LFSR)是一种算法,它会循环遍历某个范围内的所有数字,而且在每一个循环内不会重复。这些数字以一种可预测的、但随机的顺序循环出现(也就是说,它们不按照大小顺序依次出现,但出现的位置是确定的)。举个例子,如果双方随机的初始值分别为 1000 和 2000,那么它们在 LFSR 序列中下一个数字的奇偶性是完全随机的。但如果双方随机到了同一个初始值,那么它们之后随机出来的数字依然是一样的。这个过程会一直持续下去,直到双方成功协商。现在问题来了,万一双方随机到了相同的数字,然后循环的时间间隔也一样呢?我们可以简单计算一下出现这种情况的几率:双方随机到相同数字的几率是 1/2047,双方选择相同时间间隔的几率是 1/4,也就是说,双方同时切换 MDI/MDI-X 标准的几率是 1/8188。循环每大概 62ms 运行一遍,也就是说,每秒有大概 16 个循环(每次循环开始时都会重新随机一次)。那么双方在 1 秒之内始终是相同的循环时间的几率是 1/4,294,967,296 (42 亿分之一,1/2^32)。因此,二者结合,双方在一秒内始终随机到相同的随机数、且时间间隔也一样的几率是 1/8,791,798,054,912 (8.7万亿),这种事情几乎不可能发生,就算发生了,你再等一秒就行了。为什么使用双绞线在网络的物理连线上使用双绞线似乎毋庸置疑。但是,为什么呢?是什么源于让双绞线在网络布线选择中处于主导地位?有两个主要的原因,且都与电磁干扰(Electromagnetic Interference)(EMI)相关:使用双绞线可以极大减少导线向外辐射电磁干扰;使用双绞线可以减少外部电磁干扰对导线本身的影响。如果网线需要长距离与其他各种线缆捆绑在一起布置(比如数据中心或者配电箱),以上两个特性都是非常重要的。减少 EMI 向外辐射只要导线中有电流信号,那就一定会辐射 EMI,进而影响到周围的线缆——也就是通常所说的“串扰”。EMI 辐射可以通过额外的屏蔽装置补偿掉,但是大名鼎鼎的 贝尔先生 发明了抵消电磁干扰的绝妙方法。他的想法是使用两根导线,其中一根发送原始信号,另一根发送与原始信号完全相反的信号。如此一来,两根线会辐射恰好反向的 EMI,也就互相抵消了。简单解释一下,如果一根线发送 +10V 的电压,并辐射了 +0.01V 的 EMI;而另一根线同时发送 -10V 的电压,并辐射了 -0.01V 的 EMI。它们的 EMI 加起来就是 0。在电气工程中,这两根线通常被称为“差分对”,可以用 TX+ 和 TX- 来表示。这一发明可以实现不需要大量屏蔽的布线方案,也是当前非屏蔽线得以大量使用的原因之一。但现在我们只回答了“双绞线”中的“双”,至于为什么还要“绞”,我们继续往下看:减少外部 EMI 的吸收即使采用了上述的“差分线”,我们也无法避开所有外部的电磁干扰。无线网络、蓝牙、卫星通讯以及手机等都会成为空间中杂散的无线电波来源。但幸好贝尔又出现了,并设计了一种非常简单却很有效的方案以屏蔽电磁干扰。这一设计基于 EMI 的一个基本概念:离 EMI 辐射源越近,收到的干扰越强。如果两根线交替着靠近 EMI 辐射源,它们就能吸收同样多的辐射。如下图所示:蓝色线的初始电压是 +50V,绿线与之相反为 -50V。EMI 辐射源为图中的红圈,一圈圈向外辐射,离中心越远的圈层干扰电压越小。如果简单将图中每根线上绘制的点受到的干扰电压相加,会发现两根线都增加了 22V 的电压。尽管上图导线右侧的电压与左侧的不同,但是两根导线之间的电压差却总是一致的,一直都是 100V。EMI 对两根导线的影响是等同的。经过简单的计算与变换,即可根据最终的 100V 电压差得到初始信号分别为 +50V 和 -50V,如下图所示: 提醒一下,以上 EMI 干扰相关电压数值被严重夸大了。实际上,正常情况下 EMI 带来的电压扰动是微伏(µV)级别的,即 1/1000,000 V。但原理依然是一样的。发送比特位上文讲到,网线中的数据是以数字信号的方式发送的,也就是一串 1 和 0 的数据流。但双绞线具体是如何发送数据的呢?我们接下来会用一个简化的模型来解释一下。发送数据信号,本质上来说就是在某段时间内,给导线加上变化的电压。收发双方会先协商好一个时钟频率,以确定传输的每一单位的电压信号将维持多长时间。简便起见,我们称之为“位号”。在给定的时间点,每一个位号只能表示线上传输的 0 或者 1。不同的标准会规定不同的电压等级,但由于我们简化了模型,所以不用管真正的电压是多少。但我们依然会使用 100BASE-TX 标准所规定的电压等级,即 +2.5V 和 -2.5V。如果要在某个位号上发送比特 1,发送方会向 TX+ 线上施加 +2.5V 电压;如果要发送比特 0,就向 TX+ 线上发送 -2.5V 电压。而 TX- 线则始终相反,比特 1 是 -2.5V,比特 0 是 +2.5V。下表是发送 110010101110 二进制序列的相关情况:注意上图不是网线的实体布局,只代表 TX+ 和 TX- 线上交替变化的电压信号。双绞线实际是均匀缠绕的。就像之前讲到的,每对中的两根线上的电压总是互为相反量,一切都很整齐,且在水平方向上是对称的。现在假设网线附近有 EMI 辐射源,我们在上表中添加一行噪声数据,然后看看最终会变成什么样:注意到,现在这幅图已经不再对称了。两根线仍然发送相反的电压,但加了一个偏置量。但是,接收端并不一定要完美的 +2.5V 和 -2.5V,它只需确定哪根线发送更高的电平。如果 TX+ 发送的是高电平,那么这个位号就表示 1,如果 TX- 是更高的电平,那么这个位号就表示 0。或者更简单,如果上图中蓝线在上面,就代表 1,黄线在上面,就代表 0。通过这种方式,接收端能一位一位地拼凑好整个数据,不管 EMI 对原始电平有怎样的干扰。可见,非屏蔽线不能消除电磁干扰,但能消除电磁干扰的影响。吉比特以太网我们已经详细介绍了快速以太网(100Mbps),现在我们继续讨论一下吉比特以太网(千兆以太网,1000Mbps 或者 1Gbps)。首要的区别就是,吉比特以太网标准需要用到全部 4 对 8 根线,不像百兆网只用到 2 对。因此,在制造吉比特以太网网线时,全部 4 对线都需要交叉。前文讲到,RJ45 有两种不同的标准:T-568a 和 T-568b。下图描绘了 4 对线都交叉它们各自的样子:也就是说,吉比特以太网需要自动 MDI-X。所以,你可以直接在千兆网络中使用直通线,然后让网卡自动选择是否需要交叉。吉比特以太网有两种布线标准:1000BASE-TX此标准使用了全部 4 对线,但规定了其中两对线为 TX,另外两对线为 RX。理论上讲,这比 1000BASE-T 更简单,但是这需要更昂贵的 Cat6 网线,而不是常见的 Cat5 或 Cat5e 网线。因此,1000BASE-TX 在实际部署中并不常见。1000BASE-T这是当前应用最广泛的吉比特以太网标准。它以全双工模式同时使用了全部 4 对线,也就是说每对线都可以同时用作 RX 和 TX。这是通过“回声消除”技术实现的,我们会在下一节详细阐述。使用这种线序标准的最大优势是,你可以在现有的 Cat5e 网线上跑到千兆,而无需升级到更贵的 Cat6 网线。 1000BASE-T 经常被错误地指代 1000BASE-TX。这可能是因为在快速以太网协议中,占主导地位的标准是 100BASE-TX。另外很多时候,线缆标准也经常合起来称作 10/100/1000 BASE-TX。实际上,各个不同速率下,占主导的以太网协议分别是 10BASE-T、100BASE-TX 以及 1000BASE-T。在同一对线上实现全双工上节说到,1000BASE-T 标准可以在同一对线上同时发送和接收数据。在本节我们将解释这是如何实现的。首先,我们来做一个简单的类比。你应该有过这样的经历:在跟别人通电话时,如果对方开了免提,你就能在听筒中听到自己的声音。这是因为你的声音从对方的扬声器中发出,在空间中遇到障碍物反射,又被对方的麦克风接收。这就叫做回声。高端的电话可以从麦克风收到的声波中剔除扬声器发出的声波——这个技术就叫做回声消除。回声消除也是吉比特以太网能够在同一对线上同时发送和接收数据的基础。基本原理就是,如果你知道你发送了什么信号,那么你就能从你收到的信号中将其剔除。前文讲到,发送信号本质上是往导线上施加电压。反之,接收信号就是读取导线上的电压值。如果发送方往某根导线上施加了以下电压:+0.5V, +1V, -2V, -1V同时,也是发送方,它在同一个导线上读取到了以下电压值:+1.5V, 0V, -2.5V, +1V那么,发送方可做一个减法,用读取值减去其发送的值,这样就能得到对方往这根线上加了多高的电压:+1V, -1V, -0.5V, +2V如此一来,同一根线就能在同一时间,同时发送和接收数据了。再次强调,上述电压值仅仅为了解释原理,实际情况下,电压值可能完全不同,还会包含 EMI 等。同时,我们刚刚只讨论了双绞线中的一根线,另一根线仍然会承载反向的电压。使用这种技术,全部 4 对线都可被同时用作 TX 和 RX。另外与前面几节的讨论相同,由于采用了双绞线,它们都还会消除入方向和出方向的 EMI。总结读到这里,你应该对以太网和双绞线的知识点有一个宏观的理解了。这些年我们学习并整理出了这篇文章,原来看似简单的网线居然囊括了这么多技术点,现在感觉很对不起那些被我随便就扔掉的网线了。以太网线充满了许多我们本以为理所当然的技术,但实际却很复杂。本文为了便于理解,也省略了很多细节,如果读者有兴趣可以继续研究。编辑于 2024-02-29 14:41・IP 属地江苏网络工程以太网(Ethernet)赞同 24719 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录嵌入式工程猫的专栏嵌入式物联网全栈系统
【图解网络传输单工、半双工、全双工】_以太网 半双工-CSDN博客
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【图解网络传输单工、半双工、全双工】
千北@
于 2023-11-03 13:45:41 发布
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在网络传输中,数据在线路上的传送方式可以分为单工通信、半双工通信和全双工通信三种。以下我们将通过简单的叙述方式,配图了解这三种方式的定义和区别。
一、单工
定义:单工数据传输只支持数据在一个方向上传输。
举例:意思就是A只能发信号,B只能接受信号,通信是单向的。类比于灯塔发发出光信号,航船只能接受信号。
二、半双工
定义:半双工数据传输允许数据在两个方向上传输,但是在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输,它实际上是一种切换方向的单工通信。
举例:指A 能发信号给B,B也能发信号给A,但这两个过程不能同时进行。可以想象一下对讲机,你收到的回复并不是都马上就有的。而且前提是双方不能在同一个状态,如果双方同时处于收状态,或同时处于发状态,便不能正常通信了。
计算机主机用串行接口连接显示终端时, 在半双工方式中,输入过程和输出过程使用同一通路 。有些计算机和显示终端之间采用半双工方式工作,这时,从键盘打入的字符在发送到主机的同时就被送到终端上显示出来,而不是用回送的办法, 所以避免了接收过程和发送过程同时进行的情况。
三、全双工
定义:全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输,因此,全双工通信是两个单工通信方式的结合,它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。
举例:全双工比半双工又进了一步。在A 给B发信号的同时,B也可以给A发信号。典型的例子就是打电话,双方都能说,对方也能听到。
网卡的全双工是指网卡在发送数据的同时也能够接收数据,两者同步进行。网卡一般都支持全双工。对于全双工以太,IEEE 制订了802.3x 全双工 / 流控制标准,该标准对全双工方式下的流控制机制做了具体的规定。
四、半双工和全双工区别
1、半双工传输模式采用载波侦听多路访问 /冲突检测。传统的共享型 LAN以半双工模式运行 ,线路上容易发生传输冲突。与集线器相连的节点(即多个节点共享一条到交换机端口的连接)必须以半双工模式运行。因为这种节点必须能够冲突检测,类似于单车道桥梁。
2 、全双工传输模式可以用于点到点以太网连接和快速以太网连接,同时不会发生冲突,因为他们使用双绞线中两条不同线路,类似于双车道桥梁。
3、一般在网卡的高级属性里可以修改网卡的双工类型,默认是自动协商。交换机上有Duplex灯,如果亮表示工作在全双工方式。绝大多数的交换机均能自动识别与支持双工方式,无需手工设置。
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网络传输(网卡):什么是单工?什么是双工?
10-01
触到网络的地方都经常会出现单工传输、双工传输的问题,很多设备上也都有标注。很多朋友不是很理解单工是什么意思?双工又是什么意思?
什么是单工、半双工和双工通信(最详细)
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单工、半双工、全双工、单工数据传输只支持数据在一个方向上传输;
半双工数据传输允许数据在两个方向上传输,但是,在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输,它实际上是一种切换方向的单工通信;
全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输,因此,全双工通信是两个单工通信方式的结合,它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。
网卡的全双工(Full Duplex)是指网卡...
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RJ45接口与以太网的全半双工
qq_33471732的博客
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在网络中,1,2号线对和3,6号线对被广泛用于传输数据信号,这被称为“直通线”,而4,5号线对和7,8号线对通常用于传输电源和信号地,这被称为“交叉线”或“网线”。半双工模式只需要使用4条线(1,2号线对和3,6号线对)进行通信,因此在使用半双工模式时,以太网PHY必须支持这种模式并且仅使用这些线进行通信。在半双工模式下,LAN8742可以通过仅使用4条线(1,2号线对和3,6号线对)来进行通信。请注意,选择适当的PHY取决于所需的网络配置和功能,因此在选择PHY时需要了解其支持的模式和功能。
计算机网络中的半双工、冲突域
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有梦想的咕噜家族
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在以太网中,当两个设备同时发送数据时,信号会在传输媒介中相互干扰,导致数据包损坏。冲突域表示在物理层上,在该域中,如果两个或多个设备同时发送数据,它们的信号会相互干扰,造成冲突和数据包丢失。在全双工模式下,每个设备都有独立的发送和接收通道,可以同时进行发送和接收操作,从而提高了网络的吞吐量和效率。换句话说,当一个设备发送数据时,它不能同时接收数据。“冲突域”(Collision Domain)是指在以太网中,当多个设备共享同一个共享介质(如集线器)时,可能发生碰撞(即冲突)的物理范围。
图文并茂~ 详解交换机中的半双工与全双工网络知识
weixin_55922953的博客
12-11
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很多学习网络知识的朋友在配置交换机时,时常会看到半双工与全双工的功能,今天带大家一起来了解下什么是半双工与全双工。
早期的网络设备HUB(集线器)就是半双工,目前基本没有人用了,而现在用的SWITCH(交换机)就是全双工。
a、半双工:接口任意时刻只能接收数据或者发送数据,并存在最大传输距离的限制。
半双工就像对讲机一样,如果某人向把语音传递给另一个人,它必须按下某个按钮,然后再说话。当按下按钮时,信息只向一个方法传递,所以他们在传输语音时听不到对方的声音,为了能接收到对方的声音,必须松开..
以太网接口的半双工和全双工及工作原理
tian8126359的专栏
06-12
1万+
半双工:半双工传输模式实现以太网载波监听多路访问冲突检测。传统的共享LAN是在半双工下工作的,在同一时间只能传输单一方向的数据。当两个方向的数据同时传输时,就会产生冲突,这会降低以太网的效率。
全双工:全双工传输是采用点对点连接,这种安排没有冲突,因为它们使用双绞线中两个独立的线路,这等于没有安装新的介质就提高了带宽。例如在上例的车站间又加了一条并行的铁轨,同时可有两列火车双向通行。在双全工
【以太网硬件八】1000base-T怎么做到全双工通信的?
highman110的博客
10-04
3874
解密1000base-T全双工的实现原理
以太网的双工模式
qq_42342531的博客
04-18
4213
以太网的物理层存在半双工和全双工两种模式。
半双工
半双工的工作模式:
任意时刻只能接收数据或者发送数据。
采用CSMA/CD机制。
有最大传输距离的限制。
HUB工作在半双工模式。
全双工
在有L2交换机取代了HUB组建以太网后,以太网由共享式转变为交换式。而且用全双工代替了半双工,传输数据帧的效率大大提高,最大吞吐量达到双倍速率。
全双工从根本上解决了以太网的冲突问题,以太网从此告别CSMA/CD。
全双工的工作模式:
【网络基础】半双工和全双工
LawssssCat的博客
05-04
1万+
讨论在网络中使用的两种不同的传输类型。
半双工(half duplex)和全双工(full duplex)。
引入基带传输、宽带传输两种传输频带,并讨论全双工的实现。
半双工
在半双工的网络中,两个设备使用网络电缆互连成一个点对点系统,这两个系统彼此之间可以进行双向通信。
但在半双工系统中,他们一次只能在一个方向上通信,不能同时双向通信,所以每次只能有一个方向的数据流。
当着两台计算...
备忘录:千兆以太网全双工实现
weixin_48695749的博客
09-06
938
千兆以太网全双工实现
网络传输单工、半双工、全双工的解读
weixin_46264209的博客
10-09
554
来源
在网络传输中,数据在线路上的传送方式可以分为单工通信、半双工通信和全双工通信三种。以下我们将通过简单的叙述方式,配图了解这三种方式的定义和区别。
一、单工
定义:单工数据传输只支持数据在一个方向上传输。
举例:意思就是A只能发信号,B只能接收信号,通信是单向的。类比于灯塔发发出光信号,航船只能接收信号。
二、半双工
定义:半双工数据传输允许数据在两个方向上传输,但是在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输,它实际上是一种切换方向的单工通信。
举例:指A 能发信号给B,B也能发信号给A,但这两个过程不能
全双工,半双工
08-16
420
全双工是通讯传输的一个术语 单工就是在同一时间只允许一方向另一方传送信息,而另一方不能向一方传送 全双工(Full Duplex)是指在发送数据的同时也能够接收数据,两者同步进行,这好像我们平时打电话一样,说话的同时也能够听到对方的声音。目前的网卡一般都支持全双工。 半双工(Half Duplex),所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生,举个简单例子,一条窄窄的马路,...
计算机网络(3.14)数据链路层- 高速以太网
朝歌
04-30
3487
1、100BASE-T 以太网
速率达到或超过100Mbit/s 的以太网称为高速以太网。 100BASE-T 在双绞线上传送100 Mbit/s 基带信号的星形拓扑以太网,仍使用 IEEE 802.3 的CSMA/CD 协议。
100BASE-T 以太网又称为快速以太网 (Fast Ethernet)。1995 年IEEE已把 100BASE-T 的快速以太网定为正式标准,其代号为IEEE...
网络基础知识(一)半双工与全双工
womendouhenqiang的博客
07-27
2434
半双工与全双工
半双工:在半双工模式(half-duplex mode)下,通信双方都能収送和接收数据,但丌能同时进行。当一台设备収送时,另一台只能接收,反之亦然。对讲机是半双工系统的典型例子(PS.对讲机貌似也有全双工的了,但是不常用?)。
全双工:在全双工模式(full-duplex mode)下,通信双方都能同时接收和収送数据。电话网络是典型的全双工例子。
以太网接口的双工模式及自动协商原理
weixin_34254823的博客
03-25
1579
以太网相信大家不会陌生,因为以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准,使用非常广泛。有一定网络知识的朋友,可能会知道以太网有半双工和全双工两种工作模式,而且全双工模式比半双工模式要好。那么这两种模式具体有什么区别呢?以太网设备之间的双工模式又是如何进行协商的呢?下面为大家详细介绍。
一、全双工和半双工的概念
1、全双工(Full D...
以太网端口的双工模式和速率
weixin_30703911的博客
05-05
2303
一、什么是半双工与全双工
1、双工模式分为如下两种:
a、半双工:只能收或者发,并存在最大传输距离的限制。
b、全双工:可以同时收和发,最大吞吐量可达到双倍速率,且消除了半双工的物理距离限制。
2、配置以太网接口速率和双工模式可在自协商或者非自协商两种模式下进行:
a、在自协商模式下,接口速率和双工模式是由链路两端的接口协商决定的。一旦协商通过,链路两端的设备就锁定在同样的双...
半双工、全双工以太网
weixin_34244102的博客
12-21
493
1)半双工只使用一对线缆,全双工使用两对线缆。
2)半双工以太网共享一个冲突域,全双工以太网有专用的冲突域。
3)集线器工作在半双工,交换机工作在全双工。
转载于:https://blog.51cto.com/jackcyc/747927...
全双工以太网
f990065706的专栏
10-30
578
仝双工以太网可以用于下列 3种 情况:· 交换机到主机的连接· 交换机到交换机的连接· 使用交叉电缆的从主机到主机的连接
全双工,半双工与CSMA/CD的关系
团长的专栏
10-30
6954
另一篇儿转的话:
全双工,半双工与CSMA/CD的关系
谈谈以太网中何时使用CSMA/CD冲突检测机制
关于以太网何时使用CSMA/CD检测机制,这个问题前两天刚和朋友做了讨论。在网络上搜索了很久,也有一些同行们不太理解,特别是一些初学CCNA的,没有工作经验的同行们。在此,我把我的观点和依据发在博客上供大家讨论。
以太网中到底何时使用CSMA/CD检测机制来避免冲突,在...
对通信系统而言,什么叫单工、半双工、全双工?
06-02
单工、半双工和全双工是指通信系统中信息传输的方式。 单工通信指只能在一个方向上传输信息,如广播电视、电视遥控器等。发送方只能发送信息,接收方只能接收信息,两者不能同时进行。 半双工通信指信息可以在两个...
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最新推荐文章于 2024-02-03 21:41:19 发布
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最新推荐文章于 2024-02-03 21:41:19 发布
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以太网
交换机
IT
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半双工:半双工传输模式实现以太网载波监听多路访问冲突检测。传统的共享LAN是在半双工下工作的,在同一时间只能传输单一方向的数据。当两个方向的数据同时传输时,就会产生冲突,这会降低以太网的效率。
全双工:全双工传输是采用点对点连接,这种安排没有冲突,因为它们使用双绞线中两个独立的线路,这等于没有安装新的介质就提高了带宽。例如在上例的车站间又加了一条并行的铁轨,同时可有两列火车双向通行。在双全工模式下,冲突检测电路不可用,因此每个双全工连接只用一个端口,用于点对点连接。标准以太网的传输效率可达到50%~60%的带宽,双全工在两个方向上都提供100%的效率。
△ 以太网的工作原理
以太网采用带冲突检测的载波帧听多路访问(CSMA/CD)机制。以太网中节点都可以看到在网络中发送的所有信息,因此,我们说以太网是一种广播网络。
以太网的工作过程如下:
当以太网中的一台主机要传输数据时,它将按如下步骤进行:
1、帧听信道上收否有信号在传输。如果有的话,表明信道处于忙状态,就继续帧听,直到信道空闲为止。
2、若没有帧听到任何信号,就传输数据
3、传输的时候继续帧听,如发现冲突则执行退避算法,随机等待一段时间后,重新执行步骤1(当冲突发生时,涉及冲突的计算机会发送会返回到帧听信道状态。
注意:每台计算机一次只允许发送一个包,一个拥塞序列,以警告所有的节点)
4、若未发现冲突则发送成功,计算机所有计算机在试图再一次发送数据之前,必须在最近一次发送后等待9.6微秒(以10Mbps运行)。
△ 帧结构
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)。
△ 冲突/冲突域
冲突(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,就发生了数据冲突。当冲突发生时,物理网段上的数据都不再有效。
冲突域:在同一个冲突域中的每一个节点都能收到所有被发送的帧。
影响冲突产生的因素:冲突是影响以太网性能的重要因素,由于冲突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。产生冲突的原因有很多,如同一冲突域中节点的数量越多,产生冲突的可能性就越大。此外,诸如数据分组的长度(以太网的最大帧长度为1518字节)、网络的直径等因素也会影响冲突的产生。因此,当以太网的规模增大时,就必须采取措施来控制冲突的扩散。通常的办法是使用网桥和交换机将网络分段,将一个大的冲突域划分为若干小冲突域。
△ 广播/广播域
广播:在网络传输中,向所有连通的节点发送消息称为广播。
广播域:网络中能接收任何一设备发出的广播帧的所有设备的集合。
广播和广播域的区别:广播网络指网络中所有的节点都可以收到传输的数据帧,不管该帧是否是发给这些节点。非目的节点的主机虽然收到该数据帧但不做处理。
广播是指由广播帧构成的数据流量,这些广播帧以广播地址(地址的每一位都为“1”)为目的地址,告之网络中所有的计算机接收此帧并处理它。
△ 共享式以太网
共享式以太网的典型代表是使用10Base2/10Base5的总线型网络和以集线器(集线器)为核心的星型网络。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,以集线器为核心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,仅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冲突域、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冲突域。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。
集线器的工作特点:
集线器多用于小规模的以太网,由于集线器一般使用外接电源(有源),对其接收的信号有放大处理。在某些场合,集线器也被称为“多端口中继器”。
集线器同中继器一样都是工作在物理层的网络设备。
共享式以太网存在的弊端:由于所有的节点都接在同一冲突域中,不管一个帧从哪里来或到哪里去,所有的节点都能接受到这个帧。随着节点的增加,大量的冲突将导致网络性能急剧下降。而且集线器同时只能传输一个数据帧,这意味着集线器所有端口都要共享同一带宽。
△ 交换式以太网
交换式结构:
在交换式以太网中,交换机根据收到的数据帧中的MAC地址决定数据帧应发向交换机的哪个端口。因为端口间的帧传输彼此屏蔽,因此节点就不担心自己发送的帧在通过交换机时是否会与其他节点发送的帧产生冲突。
为什么要用交换式网络替代共享式网络:
·减少冲突:交换机将冲突隔绝在每一个端口(每个端口都是一个冲突域),避免了冲突的扩散。
·提升带宽:接入交换机的每个节点都可以使用全部的带宽,而不是各个节点共享带宽。
△ 以太网交换机
交换机的工作原理:
·交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射,并将其写入MAC地址表中。
·交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较,以决定由哪个端口进行转发。
·如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中,则向所有端口转发。这一过程称之为泛洪(flood)。
·广播帧和组播帧向所有的端口转发。
交换机的三个主要功能:
·学习:以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址,并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。
·转发/过滤:当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时,它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口(如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口)。
·消除回路:当交换机包括一个冗余回路时,以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生,同时允许存在后备路径。
交换机的工作特性:
·交换机的每一个端口所连接的网段都是一个独立的冲突域。
·交换机所连接的设备仍然在同一个广播域内,也就是说,交换机不隔绝广播(唯一的例外是在配有VLAN的环境中)。
·交换机依据帧头的信息进行转发,因此说交换机是工作在数据链路层的网络设备
△ 交换机的分类:
依照交换机处理帧的不同的操作模式,主要可分为两类。
存储转发:交换机在转发之前必须接收整个帧,并进行检错,如无错误再将这一帧发向目的地址。帧通过交换机的转发时延随帧长度的不同而变化。
直通式:交换机只要检查到帧头中所包含的目的地址就立即转发该帧,而无需等待帧全部的被接收,也不进行错误校验。由于以太网帧头的长度总是固定的,因此帧通过交换机的转发时延也保持不变。
注意:
直通式的转发速度大大快于存储转发模式,但可靠性要差一些,因为可能转发冲突 帧或带CRC错误的帧。
△ 生成树协议
消除回路:
在由交换机构成的交换网络中通常设计有冗余链路和设备。这种设计的目的是防止一个点的失败导致整个网络功能的丢失。虽然冗余设计可能消除的单点失败问题,但也导致了交换回路的产生,它会导致以下问题。
·广播风暴
·同一帧的多份拷贝
·不稳定的MAC地址表
因此,在交换网络中必须有一个机制来阻止回路,而生成树协议(Spanning Tree Protocol)的作用正在于此。
生成树的工作原理:
生成树协议的国际标准是IEEE802.1b。运行生成树算法的网桥/交换机在规定的间隔(默认2秒)内通过网桥协议数据单元(BPDU)的组播帧与其他交换机交换配置信息,其工作的过程如下:
·通过比较网桥优先级选取根网桥(给定广播域内只有一个根网桥)。
·其余的非根网桥只有一个通向根交换机的端口称为根端口。
·每个网段只有一个转发端口。
·根交换机所有的连接端口均为转发端口。
注意:生成树协议在交换机上一般是默认开启的,不经人工干预即可正常工作。但这种自动生成的方案可能导致数据传输的路径并非最优化。因此,可以通过人工设置网桥优先级的方法影响生成树的生成结果。
生成树的状态:
运行生成树协议的交换机上的端口,总是处于下面四个状态中的一个。在正常操作期间,端口处于转发或阻塞状态。当设备识别网络拓扑结构变化时,交换机自动进行状态转换,在这期间端口暂时处于监听和学习状态。
阻塞:所有端口以阻塞状态启动以防止回路。由生成树确定哪个端口转换到转发状态,处于阻塞状态的端口不转发数据但可接受BPDU。
监听:不转发,检测BPDU,(临时状态)。
学习:不转发,学习MAC地址表(临时状态)。
转发:端口能转送和接受数据。
小知识:实际上,在真正使用交换机时还可能出现一种特殊的端口状态-Disable状态。这是由于端口故障或由于错误的交换机配置而导致数据冲突造成的死锁状态。如果并非是端口故障的原因,我们可以通过交换机重启来解决这一问题。
生成树的重计算:
当网络的拓扑结构发生改变时,生成树协议重新计算,以生成新的生成树结构。当所有交换机的端口状态变为转发或阻塞时,意味着重新计算完毕。这种状态称为会聚(Convergence)。
注意:在网络拓扑结构改变期间,设备直到生成树会聚才能进行通信,这可能会对某些应用产生影响,因此一般认为可以使生成树运行良好的交换网络,不应该超过七层。此外可以通过一些特殊的交换机技术加快会聚的时间。
△ 网桥
网桥概述:
依据帧地址进行转发的二层网络设备,可将数个局域网网段连接在一起。网桥可连接相同介质的网段也可访问不同介质的网段。网桥的主要作用是分割和减少冲突。它的工作原理同交换机类似,也是通过MAC地址表进行转发。因此,网桥同交换机没有本质的区别。在某些情况下,我们可以认为网桥就是交换机。
△ 路由器的简单介绍
什么是路由器:
路由器是使用一种或者更多度量因素的网络设备,它决定网络通信能够通过的最佳路径。路由器依据网络层信息将数据包从一个网络前向转发到另一个网络。
路由器的功能:
·隔绝广播,划分广播域
·通过路由选择算法决定最优路径
·转发基于三层目的地址的数据包
·其他功能
△ 虚拟局域网VLAN
网桥/交换机的本质和功能是通过将网络分割成多个冲突域提供增强的网络服务,然而网桥/交换机仍是一个广播域,一个广播数据包可被网桥/交换机转发至全网。虽然OSI模型的第三层的路由器提供了广播域分段,但交换机也提供了一种称为VLAN的广播域分段方法。
什么是VLAN:
一个VLAN是跨越多个物理LAN网段的逻辑广播域,人们设计VLAN来为工作站提供独立的广播域,这些工作站是依据其功能、项目组或应用而不顾其用户的物理位置而逻辑分段的。
一个VLAN=一个广播域=逻辑网段
VLAN的优点和安装特性:
VLAN的优点:
·安全性。一个VLAN里的广播帧不会扩散到其他VLAN中。
·网络分段。将物理网段按需要划分成几个逻辑网段
·灵活性。可将交换端口和连接用户逻辑的分成利益团体,例如以同一部门的工作人员,项目小组等多种用户组来分段。
典型VLAN的安装特性:
·每一个逻辑网段像一个独立物理网段
·VLAN能跨越多个交换机
·由主干(Trunk)为多个VLAN运载通信量
VLAN如何操作:
·配置在交换机上的每一个VLAN都能执行地址学习、转发/过滤和消除回路机制,就像一个独立的物理网桥一样。VLAN可能包括几个端口
·交换机通过将数据转发到与发起端口同一VLAN的目的端口实现VLAN。
·通常一个端口只运载它所属VLAN的通信量。
VLAN的成员模式:
静态:分配给VLAN的端口由管理员静态(人工)配置。
动态:动态VLAN可基于MAC地址、IP地址等识别其成员资格。当使用MAC地址时,通常的方式是用VLAN成员资格策略服务器(VMPS)支持动态VLAN。VMPS包括一个映射MAC地址到VLAN分配的数据库。当一个帧到达动态端口时,交换机根据帧的源地址查询VMPS,获取相应的VLAN分配。
注意:虽然VLAN是在交换机上划分的,但交换机是二层网络设备,单一的有交换机构成的网络无法进行VLAN间通信的,解决这一问题的方法是使用三层的网络设备-路由器。路由器可以转发不同VLAN间的数据包,就像它连接了几个真实的物理网段一样。这时我们称之为VLAN间路由。
△ 高速以太网
快速以太网:
快速以太网(Fast Ethernet)也就是我们常说的百兆以太网,它在保持帧格式、MAC(介质存取控制)机制和MTU(最大传送单元)质量的前提下,其速率比 10Base-T的以太网增加了10倍。二者之间的相似性使得10Base-T以太网现有的应用程序和网络管理工具能够在快速以太网上使用。快速以太网是基于扩充的IEEE802.3标准。
千兆以太网:
千兆位以太网是一种新型高速局域网,它可以提供1Gbps的通信带宽,采用和传统10M、100M以太网同样的CSMA/CD协议、帧格式和帧长,因此可以实现在原有低速以太网基础上平滑、连续性的网络升级。只用于Point to Point,连接介质以光纤为主,最大传输距离已达到70km,可用于MAN的建设。
由于千兆以太网采用了与传统以太网、快速以太网完全兼容的技术规范,因此千兆以太网除了继承传统以太局域网的优点外,还具有升级平滑、实施容易、性价比高和易管理等优点。
千兆以太网技术适用于大中规模(几百至上千台电脑的网络)的园区网主干,从而实现千兆主干、百兆交换(或共享)到桌面的主流网络应用模式。
小知识:
千兆以太网的优势是同旧系统的兼容性好,价格相对便宜。在这也是千兆以太网在同ATM的竞争中获胜的主要原因。
△ 小结:
当今居于主导地位的局域网技术-以太网。以太网是建立在CSMA/CD机制上的广播型网络。冲突的产生是限制以太网性能的重要因素,早期的以太网设备如集线器是物理层设备,不能隔绝冲突扩散,限制了网络性能的提高。而交换机(网桥)做为一种能隔绝冲突的二层网络设备,极大的提高了以太网的性能。正逐渐替代集线器成为主流的以太网设备。然而交换机(网桥)对网络中的广播数据流量则不做任何限制,这也影响了网络的性能。通过在交换机上划分VLAN和采用三层的网络设备-路由器解决了这一问题。以太网做为一种原理简单,便于实现同时又价格低廉的局域网技术已经成为业界的主流。而更高性能的快速以太网和千兆以太网的出现更使其成为最有前途的网络技术。
为什么叫以太网?
以太网这个名字,起源于一个科学假设:声音是通过空气传播的,那么光呢?在外太空没有空气光也可以传播。于是,有人说光是通过一种叫以太的物质传播。后来,爱因斯坦证明以太根本就不存在。
大家知道,声音是通过空气传播的,那么光是通过什么传播的呢?
在牛顿运动定律中,物体的运动是相对的。比如,地铁车厢里面的人看见您在车厢里原地踏步走,而位于车厢外面的人却看见你以120公里每小时的速度前进。
但光的运动并不是这样,您无论以什么物体作为参照物,它的运动速度始终都是299 792 458 米 / 秒。这个问题困惑了很多科学家,难道牛顿定律失灵了?一个来自瑞士专利局的职员,名叫爱因斯坦的人在1905年发表了篇论文,文中提到,无论观察者以何种速度运动,相对于他们而言,光的速度是恒久不变的,相对论便由此诞生了。
这简单的理念有一些非凡的结论。可能最著名者莫过于质量和能量的等价,用爱因斯坦的方程来表达就是E=mc^2(E是能量,m是质量,c是光速),以及没有任何东西能运动得比光还快的定律。由于能量和质量的等价,物体由于它的运动所具的能量应该加到它的质量上面去。换言之,要加速它将变得更为困难。这个效应只有当物体以接近于光速的速度运动时才有实际的意义。例如,以10%光速运动的物体的质量只比原先增加了0.5%,而以90%光速运动的物体,其质量变得比正常质量的2倍还多。当一个物体接近光速时,它的质量上升得越来越快,它需要越来越多的能量才能进一步加速上去。实际上它永远不可能达到光速,因为那时质量会变成无限大,而由质量能量等价原理,这就需要无限大的能量才能做到。
由此我们可以看出,世界上根本就不存在以太这种物质,因为光速是永远恒定不变的,为其找个运动参照物是个笑话。有鉴于此,以太网的命名也就是一个笑话。但以太网并不会消失,它正随着人们追求高速度而不断的进行蜕变。以前,只要数据链路层遵从CSMA/CD协议通信,那么它就可以被称为以太网,但随着接入共享网络设备的增加,冲突会使网络的传输效率越来越低。后来,交换机的出现使全双工以太网得到了更好的实现。未来,以太网会披上光的外衣,飞的更快。
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以太网接口的半双工和全双工及工作原理
半双工:半双工传输模式实现以太网载波监听多路访问冲突检测。传统的共享LAN是在半双工下工作的,在同一时间只能传输单一方向的数据。当两个方向的数据同时传输时,就会产生冲突,这会降低以太网的效率。全双工:全双工传输是采用点对点连接,这种安排没有冲突,因为它们使用双绞线中两个独立的线路,这等于没有安装新的介质就提高了带宽。例如在上例的车站间又加了一条并行的铁轨,同时可有两列火车双向通行。在双全工
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1、双工模式分为如下两种:
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全双工
在有L2交换机取代了HUB组建以太网后,以太网由共享式转变为交换式。而且用全双工代替了半双工,传输数据帧的效率大大提高,最大吞吐量达到双倍速率。
全双工从根本上解决了以太网的冲突问题,以太网从此告别CSMA/CD。
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kimuwu:
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以太网的物理层存在半双工和全双工两种模式 - 知乎
以太网的物理层存在半双工和全双工两种模式 - 知乎切换模式写文章登录/注册以太网的物理层存在半双工和全双工两种模式外太空的金山通信小白一枚,在学习中分享知识,还望多多指点半双工半双工的工作模式:任意时刻只能接收数据或者发送数据。采用CSMA/CD机制。有最大传输距离的限制。HUB工作在半双工模式。全双工在有L2交换机取代了HUB组建以太网后,以太网由共享式转变为交换式。而且用全双工代替了半双工,传输数据帧的效率大大提高,最大吞吐量达到双倍速率。全双工从根本上解决了以太网的冲突问题,以太网从此告别CSMA/CD。全双工的工作模式:同一时刻可以接收和发送数据。最大吞吐量达双倍速率。消除了半双工的物理距离限制。当前制造的网卡、二层设备、三层设备都支持全双工模式,HUB除外。实现全双工的硬件保证:支持全双工的网卡芯片收发线路完全分离的物理介质全双工半双工通俗的解释:该模式分别有全双工和半双工模式,两个模式的区别在于比如有两条公路,一条路是有两个车道的,可以双向行驶的,互不影响;而另一条路只有一个车道,两俩车子无法同时通过,另外一辆交互的车俩才能通过。在现实应用中,对讲机就是半双工的典型例子,电话是全双工的。发布于 2023-04-03 21:36・IP 属地河北交换机路由器HUB赞同 4添加评论分享喜欢收藏申请
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全双工通信的原理是怎么样的?为什么全双工通信可能用在 5G 中? - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册通信第五代移动通信(5G)通信技术(CT)全双工语音通话全双工通信的原理是怎么样的?为什么全双工通信可能用在 5G 中?关注者55被浏览35,355关注问题写回答邀请回答好问题添加评论分享3 个回答默认排序Wi-Fi研习者Wi-Fi话题下的优秀答主 关注首先这里全双工定义的可能比较广义一些,即是一个即可以发又可以收的终端,一般说全双工的(在SDR设备里面见过这样的说法,即实际上再说支持时分双工或者频分双工)。其次是关注真正的全双工,即同一根天线在同一个频率(信道)同一个时间进行双工通信。全双工国内有时候被称为同时同频全双工,如果是国外paper的话,更多称呼为in-band full-duplex(IBFD)。我们大体介绍下IBFD的原理,首先IBFD是可以支持单根天线的,一般而言有两种形式(PS:以下所述都是基于学术论文的角度,现实的demo是有,也有芯片级别的产物,不过大部分还是比较初级)如上图(图来源为《Resource Allocation and Rate Gains in Practical Full-Duplex Systems》这篇文章)。其中b图实现全双工是基于两根天线的,c图是一根天线的。b图比较好理解,一根发,一根收,解释下c图,c图这里术语是用的circulator,其中天线接在最下面的一个口,然后接受回路和发送回路分别接上面的两个口。然后需要解释下一根天线为什么可以完成全双工的,这个一般看到比较早的是基于斯坦福的《Achieving single channel, full duplex wireless communication》这篇文章。由于天线是接收电磁波的,电磁波就可以叠加的。在本地发送信号的时候,实际上对方发送过来的信号在电磁波上是叠加的,但是由于本地发送信号的幅度很高,所以对方发送过来的信号就淹没在本地的发送信号中了,所以就没有办法接收。而解决这个问题的思路简单而言(里面有一些细致的步骤不展开,基本思路而已),就是由于本地发送的信号本地是已知的,所以在试图接收对方的信号的时候,把本地的发送信号给减去,那么就可以获得对方的发送信号了(比较微弱),从而即可达到全双工的需求。而在具体实施的过程中,可能不仅仅做一次相减即可,而需要做多次,如下面的框架图(还是摘自《Resource Allocation and Rate Gains in Practical Full-Duplex Systems》)其中Hc,r(s)那里是第一次相减,即模拟相减,原因是在于,如果不减的话,那么由于本地的发送信号到接收信号没有距离上的衰减,所以很强,如果该信号再次经过LNA(低噪声放大器),那么信号是满格,或者破坏LNA,所以需要第一次抵消自己的发送信号,相当于一次粗过滤。然后在数字解调部分,即Hc,d(s)那里做第二次相减,即数字相减,做一次细的过滤,从而解出对方的信号。一般做模拟自抵消都是硬件做的,我们通常称呼这个设备叫做Electrical Balance Duplexer (EBD),翻译成中文的就是电平衡器。这个东西有点类似于双工器,但是还是有不少区别,普通的双工器一般都是分离两个不同频率的信号,实际上是两个匹配网络,分别提取对应信号的,电平衡器是做模拟自抵消的,所以是处理同频信号。一种EBD的设计如下图(参考NI-全双工软件定义无线电方案)接收天线插在EBD之上,做完模拟自抵消之后,再接入接收和发送链路,数字自抵消是通过数字逻辑执行的。我们还可以进一步看看各个部分大致要抵消多少功率,比如下图我们看到上图(参考《An Electrical-Balance Duplexer for In-Band Full-Duplex with <-85dBm In-Band Distortion at +10dBm TX-power》),由天线出来的信号首先通过RF自抵消(RF SIC)差不多50dB,然后经过LNA之后经过一个VM网络(Vector Modulator),抵消30dB左右,最后经过一个ADC数字化后,再数字抵消30dB,这种是自抵消性能比较好的,通过三级抵消一共能到110dB,已经可以算是非常不错的性能了。EBD的设计方法实际上多种多样,除了有用减法器,用芯片控制逻辑,还有直接用电磁波原理抵消的,好比上图(参考《Digitally-Controlled Electrical Balance Duplexer for Transmitter-Receiver Isolation in Full-Duplex Radio》)。这些不同的EBD的方案越来越多,有了这么多的方案作为备选,我们可以认为将来全双工技术还是有希望走进民用的。编辑于 2019-11-25 12:50赞同 631 条评论分享收藏喜欢收起前沿通信 关注5G 无线全双工之自干扰消除1788 播放 · 1 赞同发布于 2021-06-12 06:40· 721 次播放赞同 1添加评论分享收藏喜欢收起
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发表于 2022/09/13 15:02:13
2022/09/13
【摘要】 你好,这里是网络技术联盟站。在网络世界中,我们经常听到全双工、半双工的名词,除了这两个名词还有一个名词叫做单工,那么这三个名词是什么意思,之间有什么差异呢?今天这篇文章瑞哥带大家好好了解一下。让我们直接开始吧! 前言在介绍这三个名词前,我们先来简单一下数据传输模式。数据传输模式描述了网络中的两个设备如何通信或交换数据,说明了信号在媒体上传播的方向以及在任何给定时间可以穿越媒体的信号数量。那么...
你好,这里是网络技术联盟站。
在网络世界中,我们经常听到全双工、半双工的名词,除了这两个名词还有一个名词叫做单工,那么这三个名词是什么意思,之间有什么差异呢?今天这篇文章瑞哥带大家好好了解一下。
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前言
在介绍这三个名词前,我们先来简单一下数据传输模式。
数据传输模式描述了网络中的两个设备如何通信或交换数据,说明了信号在媒体上传播的方向以及在任何给定时间可以穿越媒体的信号数量。
那么这个数据传输模式一共有三种方式:
接下来我们来详细介绍一下这三种模式。
单工
在单工模式下,通信是单向的,即数据流向一个方向。设备只能发送数据而不能接收数据,或者可以接收数据但不能发送数据。
如图所示,该图展示了单工通信模式,设备支持一种方向的通信模式,只能是R1向R2发送数据。
在生活中,单工通信有好多例子,比如:广播电台是一个单工频道,它将信号传输给听众,但从不允许他们回传。
我们用一张动图形象的介绍一下单工通信:
单工优点:
可以利用通信信道的整个带宽,所以一次性可以传输更多的数据。
单工缺点:
通信是单向的,设备之间没有相互通信,效率低。
半双工
半双工允许双向通信,但不能同时进行,信号在介质上双向传播,但一次只能向一个方向传播,由于信号仅沿一个方向传播,因此设备可以在给定时间发送或接收数据,设置为半双工的网卡在发送数据时无法接收数据。
如图所示,展示了半双工通信模式,在时刻1,R1可以向R2发送数据,在时刻2,R2可以向R1发送数据,两者不能在同一时间既发送数据,又接收数据,两者一定是错开来的。
在生活中,半双工的例子很常见,比如对讲机,就是活生生的例子,对讲机两头一定是一个在讲一个在听,然后角色对换,你肯定没看到两人在对讲机里同一时刻在对骂。
我们用一张动图形象的介绍一下半双工通信:
半双工优点:
半双工在同一时刻也是占用整条带宽,所以每次也能传输很多数据。
半双工缺点:
半双工由于在通信的时候,通信一方在传输数据,另一方只能等待接收数据,存在一点时延。
全双工
全双工允许同时在两个方向上进行通信,它将可用通道分为两部分,一部分用于发送数据,另一部分用于接收数据。
由于发送和接收数据有单独的路径,因此设备可以在给定时间同时执行这两项任务。
如图所示,展示全双工通信模式,R1和R2可以同时接收和发送数据。
在生活中,全双工的例子非常多,其中最典型的就是高速公路,高速公路上,两个方向的道路,可同时通车:
全双工例子还有个典型的,那就是打电话,仔细想想呢,你和你的女朋友打电话,你女朋友可以在你说话的时候同时对你慢声细语的关心。
我们用一张动图形象的介绍一下全双工通信:
全双工优点;
通信双方可以同时发送和接收数据,效率很高。
全双工缺点:
假如设备之间不存在专用路径,那么信道容量就会减少一半。
这个很好理解,高速公路上我们最容易碰到的就是有一方在施工,那么另一方为了承担全双工的职责,必须在一条道上划出两个方向的通道出来,这个时候堵车就非常常见了:
单工、半双工、全双工对比
1、通信方向
单工:单向
半双工:双向,但不能同时双向
全双工:同时双向
2、通信性能
单工:性能较低
半双工:性能比单工好点
全双工:性能最好
3、带宽利用率
单工:利用单个带宽的最大值
半双工:对单个带宽的利用较少
全双工:传输带宽的利用率加倍
4、例子
单工:电台、电视、键盘、显示器
半双工:对讲机
全双工:公路、电话、聊天工具
总结
单工通信仅在一个方向上进行,半双工通信一次在一个方向上进行,全双工通信在两个方向上同时进行。
本文分别介绍了单工、半双工、全双工的含义、例子、优缺点,最后感谢您的阅读,如果觉得文章对您有帮助,别忘了点赞、收藏⭐哦!有任何问题,欢迎在下方评论区与我讨论!!!
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