第四章 MAC 子层和局域网

1. 第四章 MAC子层和局域网 • 局域网大多采用广播传输技术。 • 广播信道（broadcast channel）或多重访问信道（multiaccess channel）或随机访问信道（random access channel）中，所有站点共享一个传输信道，任何时候只允许一个站点使用信道（向信道上发送数据）。若有两个或多个站点同时发送数据，则信号在信道上就会发生碰撞或冲突（collision），导致数据发送失败。 • 解决冲突的办法就是采用一套信道分配的策略来控制各个站点如何使用信道，即介质（信道）访问（使用）控制MAC（Medium Access Control）。 • 由于网络中使用的传输介质及拓扑结构的不同，使得介质访问控制的策略也不相同，因此在局域网的数据链路层底部特别设置一个介质访问控制子层来专门负责信道分配的问题。

2. 信道分配的策略 • 信道分配策略可分为两大类： • 静态分配：如传统的FDM和TDM，将频带或时间片固定地分配给各个站点。适用于站点数量少且固定的场所，控制简单，效率高。 • 动态分配：异步时分多路复用。分为两种： • 随机访问（争用，contention）：只要有数据，就可直接发送，发生冲突后再采取措施解决冲突。适用于负载轻的网络，负载重时效率低。 • 控制访问：发送站点必须先获得发送的权利，再发送数据，不会发生冲突。在负载重的网络中可获得很高的信道利用率。主要有轮转（round-robin）和预约（reservation）两种方式。

3. 争用协议一：ALOHA协议 • 20世纪70年代，美国夏威夷大学的ALOHA网通过无线广播信道将分散在各个岛屿上的远程终端连接到本部的主机上，是最早采用争用协议的网络。 • 有两个版本： • 纯ALOHA协议（Pure ALOHA）：时间是连续的，不需要时间同步。 • 时隙ALOHA协议（Slotted ALOHA）：时间是离散的，需要时间同步。

4. 纯ALOHA协议 • 每个站点只要有数据就可发送；通过监听信道来发现是否发生冲突；若冲突，则等待一段随机时间，再重新发送。 • 研究发现，各个帧的长度相同，就可获得最大的吞吐量（单位时间内能够成功发送的数据帧的平均数量）。

5. 纯ALOHA信道的分析 • 一个争用系统一方面不断生成新的数据帧发送，两一方面由于冲突造成老的数据帧的重发。 • 若在一个帧时Tframe（frame time，一个数据帧占有的时间长度）内平均有S个新帧生成，再加上一些重发的老帧，该时间内实际发送的帧的平均数为G。显然必须满足0<S<1。 • 当负载很小时，几乎不发生冲突，可认为S≈G。 • 当负载增大而产生冲突时，G>S。 • 在各种负荷下，设传送成功的概率为P0，则存在S=GP0的关系，这里S即为吞吐量， G为网络负载。 • 在任一帧时内生成 k 帧的概率服从泊松分布（Poisson distributed）：

6. 纯ALOHA系统中的易损时间区 • 在下图中可看出，在时间区t0 ~ t0+2t内，除阴影帧外只要有其它数据帧开始发送，都会产生冲突，这个时间区（即2t，两个帧时）称为易损时间区（vulnerable period）。

7. 纯ALOHA信道的效率 • 生成0帧的概率=G0e-G/0!=e-G • 由于两个帧时内产生的帧数平均为2G，则在易损时间区内只有一个数据帧（无任何其它帧产生）的概率为：P0=e-2G • 代入S=GP0可得：S=Ge-2G • 当G=0.5时，可获得最大的吞吐量Smax=1/2e≈18.4%

8. 时隙ALOHA协议 • 1972年提出了可将纯ALOHA的利用率提高一倍的方法，即时隙ALOHA系统。 • 将信道时间分为离散的时间片，每个时间片可以用来发送一个帧。一个站点有数据发送时，必须等到下个时间片的开始才能发送。 • 这种时间的同步是通过设置一个可定时发送信号的特殊站点来实现的。 • 时隙ALOHA的易损时间区是纯ALOHA的一半（即t，一个帧时），因此可得：S=Ge-G • 当G=1时，可获得最大的吞吐量Smax=1/e≈36.8%

9. 争用协议二：CSMA协议 • 载波侦听多路访问（Carrier Sense Multiple Access）协议中，各站点不是随意发送数据帧，而是先要监听一下信道，根据信道的状态来调整自己的动作，只有发现信道空闲后再可发送数据。即“讲前先听” • 可大大减少冲突，获得远大于1/e的利用率，广泛应用于LAN中。 • 常见的四种CSMA协议： • 1-坚持式CSMA（1-persistentCSMA） • 非坚持式CSMA（non-persistent） • p-坚持式CSMA（p-persistentCSMA） • 带有冲突检测的CSMA（CSMA with Collision Detection）

10. 1-坚持式CSMA • 当一个站点要发送数据时，首先监听信道，若信道忙，就坚持监听，一旦发现信道空闲，就立即发送数据（发送数据的概率为1）。若发生冲突，就等待一随机长时间，再重新开始监听信道。 • 两种发生冲突的可能： • 信号传输的延迟造成的冲突。 • 对个站点在监听到信道空闲时，同时发送。 • 此协议的性能高于ALOHA协议。

11. 非坚持式CSMA • 当一个站点要发送数据时，首先监听信道，若信道忙，就随机等待一段时间后再开始监听信道（非坚持）；一旦发现信道空闲，就立即发送数据。 • 此协议的信道利用率高于1-坚持式CSMA协议。 • 网络的延迟增大。

12. p-坚持式CSMA • 用于时隙信道。当一个站点要发送数据时，首先监听信道，若信道忙则等到下个时间片再开始监听信道；若信道空闲便以概率p发送数据，而以概率q=1-p推迟到下个时间片再重复上述过程，直到数据被发送。 • 概率p的目的就是试图降低1-坚持式协议中多个站点同时发送而造成冲突的概率。 • 采用坚持监听是试图克服非坚持式协议中造成的时间延迟。 • p的选择直接关系到协议的性能。

13. 各种随机访问协议的信道利用率与负载的关系图各种随机访问协议的信道利用率与负载的关系图

14. CSMA/CD • CS协议的“讲前先听”对ALOHA系统进行了有效的改进，但在发送过程中若发生冲突，仍要将剩余的无效数据发送完，既浪费了时间又浪费了带宽。 • CD协议的“边讲边听”可对CSMA作进一步的改进。发送过程中，仍然监听信道，通过检测回复信号的能量或脉冲宽度并将之与发送的信号作比较，就可判断是否发生冲突。一旦发生冲突，立即取消发送，等待一随机时间后再重新尝试发送。 • CSMA/CD有三种状态：竞争、传输和空闲周期。

15. CSMA/CD协议中的竞争时间片 • 竞争时间片（contention slot）的长度为信道最大传输延迟（propagation delay）的2倍（即2τ，图中为2Tprop）。表示一个站点发送数据后，最多需经2τ的时间才能确认是否“抓住”（seized）了电缆。 • 例如，对于1公里长的同轴电缆，τ约为5µs，则其竞争时间片为2τ，即10µs。

16. 竞争时间片的理解 • 竞争时间片也叫冲突检测时间。 • 使用特殊的编码用于冲突检测。 • 帧的最小长度？ • 较大的τ（长的信道）和短帧对冲突的影响。

17. 无冲突（collision-free）协议 • 顾名思义无冲突协议就是不会产生冲突的协议。 • 两种无冲突协议： • 位图（bit-map）协议也叫比特映像协议 • 二进制倒计数（binary countdown）协议也叫二进制地址相加协议

18. 位图协议 • 假设有N个站点（编号为0 ~ N-1），下图中N=8。 • 将信道时间划分成一系列交替的预约周期（位图）和数据传输周期： • 一个预约周期由N个1比特的竞争时隙组成，每个时隙对应一个站点。任何一个站点有数据发送时，必须在它的竞争时隙期间发送“1”进行预约。 • 预约周期结束后，预约过的站点按编号顺序进行发送，永不冲突。最后一站点发完数据后，开始新一轮的预约周期。

19. 位图协议的性能 • 低负荷时，数据发送少，基本重复预约周期。 • 对于低编号的站点，平均需等待N/2时隙（本次预约周期）外加N时隙（下一轮预约周期），共1.5N时隙后才可发送。 • 对于高编号的站点，平均只需等待N/2时隙（本次预约周期）就可发送。 • 因此，所有站点平均等待时间为N个时隙。则低负荷下的效率为d/(N+d)，其中d为一个数据帧的比特量。 • 高负荷时，基本上N比特竞争时隙按比例平均分配给N帧数据，即每帧需要一比特的额外开销，则效率为d/(d+1)。

20. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 1 1 1 3 1 7 1 1 1 5 位图协议的改进 • 小时隙轮换优先权协议：对位图协议稍加改进，一个站点在预约后可立即发送，发送后紧接着又进入预约周期，由后继站点进行预约发送。 • 改善了位图协议在低负荷下的效率，每个站点的平均等待时间都为N/2个时隙。

21. 二进制倒计数协议 • 每个站点的地址用等长的二进制数表示。每个要发送数据的站点先广播发送它们的二进制地址（按高位到低位的顺序）。这些地址在信道上被按位相加（逻辑或）。各站点在发送 地址时监听信道，当 发现自己地址中的某 个“0”在信道上变为 “1”时，即退出竞争。 最后参与竞争的地址 最高的站点获得发送 权。发送结束后，重 新进入下一轮竞争。

22. 二进制倒计数协议的效率及改进 • 对共有N个站点的系统中，地址长度为lnN，每个站点为获得信道所需的额外开销也就是lnN，则其协议效率应为d(d+lnN)。 • 将帧的第一个字段改为地址字段，则协议效率可达100%。 • 显然，各站点具有不同的优先级，地址越高，优先级也越高。 • 为了公平，采用一种虚拟站编号并轮换优先级的改进方案，编号可变，发送完数据的站点将其地址编号降到最低0，其它编号低于该站点的站点编号都加1。

23. 有限争用（limited-contention）协议 • 争用协议在轻负荷时延迟特性好，但重负荷时信道效率低；而无冲突协议在轻负荷时延迟特性差，但重负荷时信道效率高。 • 将争用协议和无冲突协议结合起来，在轻负荷时使用争用策略，而在重负荷时使用无冲突策略，即有限争用协议。

24. 对称（symmetric）式争用的分析 • 在对称的争用协议中，每个站点都以相同的概率p竟争使用信道，假设共有k个站点参与信道竟争，则在一竞争时隙内一个站点获取信道的成功概率为kp(1-p)k-1，通过对p的微分可得最优值p=1/k，即 Pr[最优p的成功率]=[(k-1)/k]k-1 当k增大时，竞争成功概率Pr急剧下降，当k=5时接近其极限1/e。

25. 非对称（asymmetric）争用方式 • 只要减少参与竞争的站点数，就可增加每一竞争时隙内站点获取信道的概率。 • 有限争用协议的指导思想：根据网络的负荷情况，对所有的站点进行动态分组（负荷轻时，每组中的站点数多一些；负荷重时，站点数就少一点），每个竞争时隙内只允许某个组中的站点进行竞争。

26. 自适应步进树协议 • 自适应步进树（adaptive tree walk）协议是有限争用协议的一个典型例子。 • 把所有站点看作是一棵二叉树的树叶，树中的其它节点作为不同的组别。自顶开始采用深度优先搜索方式，将竞争时隙顺序地分配给不同的组别。若发生冲突，则对其左子树和右子树继续搜索，直到没有站点发送或某个站点竞争获得成功。

27. 自适应步进树协议示例 • 站点C、D和G有数据发送： • 时隙0：组1中碰撞，移到组2。 • 时隙1：组2中碰撞，移到组4。 • 时隙2：组4中无站点发送，移到组5。 • 时隙3：组5中碰撞，移到C。 • 时隙4： C竞争成功，移到D。 • 时隙5： D竞争成功，移到组3。 • 时隙6：组3中无冲突，G竞争成功。 0层 1层 2层

28. 自适应步进树协议的改进 • 负荷越重，初次搜索的层次就应该越低。假设通过实时监视网络流量可较准确地估算出有q个站点准备发送数据，则可推算出应从第log2q层开始搜索。 • 其它的优化。考虑站点G和H要发送数据： • 常规需7个时隙：1、2、3、6、7、G、H。 • 采用log2q层开始搜索需6个时隙：2、3、6、7、G、H。 • 更优化方法只需4个时隙：2、6、G、H。

29. IEEE 802标准与局域网 • IEEE于1980年2月成立了一个局域网标准化委员会，叫作802委员会，专门从事局域网标准的制定，其制定的一系列标准称作IEEE 802标准。 • IEEE 802标准被ANSI接收为美国国家标准化，于1984年3月被ISO采纳作为局域网的国际标准，称为ISO 8802标准。 • 从OSI参考模型的角度来看，IEEE 802标准主要涉及物理层和数据链路层及网络层的一部分，其中数据链路层被分为介质访问控制（MAC）子层和逻辑链路控制（LLC，Logical Link Control）子层。 • 物理层和介质访问控制子层：局域网可采用多种传输介质和拓扑结构，相应就需有多种不同的介质访问控制方式。 • 逻辑链路控制子层：完成通常意义下的数据链路层的功能，使网络的上层可完全独立于各种不同的物理底层。 • 网际（network）层：由于局域网基本使用广播信道，各节点之间无需路有选择。但当涉及多个局域网互连时，就必须设置一网际层来实现路由选择的问题，相当于网络层的一个子层。

30. OSI参考模型 802工程模型 Network Layer Data Link Layer Physical Layer Network LLC MAC Physical OSI参考模型和802工程模型的关系

31. IEEE 802标准系列 • IEEE 802.1A：概述及网络体系结构 • IEEE 802.1B：寻址、网络管理和网际互联 • IEEE 802.2：逻辑链路控制协议 • IEEE 802.3：CSMA/CD介质访问控制方法和物理层技术规范（以太网） • IEEE 802.4：令牌总线介质访问控制方法和物理层技术规范 • IEEE 802.5：令牌环介质访问控制方法和物理层技术规范 • IEEE 802.6：DQDB介质访问控制方法和物理层技术规范（MAN） • IEEE 802.7：宽带LAN（时分剑桥环网） • IEEE 802.8：光纤局域网 （FDDI） • IEEE 802.9：综合话音数据局域网（ISDN） • IEEE 802.10：可互操作的局域网的安全机制（Virtual LAN） • IEEE 802.11：CSMA/CA（WLAN） • IEEE 802.12：优先级请求访问局域网（100VoiceGrade-AnyLAN） • IEEE 802.14：有线电视网上的数据传输 • IEEE 802.15：WPAN（Wireless Personal Area Networks） • IEEE 802.16：Broadband wireless（Wireless MAN） • IEEE 802.17：坚固型分组环（RPR，Resilient Packet Ring） • IEEE 802.18：Radio Regulatory TAG（Technical Advisory Group） • IEEE 802.19：Coexistence Technical Advisory Group

32. 802.1B 网际互联 802.2 LLC 802.3 MAC 802.3 物理层 802.4 MAC 802.4 物理层 802.5 MAC 802.5 物理层 802.6 MAC 802.6 物理层 802.1A 概述及体系结构 802.1B 寻址、管理 IEEE 802标准系列图示

33. 从以太网到IEEE 802.3 • 1976年，Xerox公司建成世界上第一个CSMA/CD局域网（2.94Mbps），在一公里长的粗同轴电缆上连接了100多个个人工作站，此系统被称作以太网（ethernet）。 • 以太网的成功促使Xerox、DEC和Intel联合开发该产品，并制定了一个10Mbps的以太网标准。IEEE 802.3标准正是建立在此标准之上。 • IEEE 802.3和以太网的区别： • IEEE 802.3描述了运行在各种介质上的从1Mbps~10Mbps的整个1-坚持式CSMA/CD系统的家族。 • 两者帧的头部字段定义也有所不同。 • 以太网 =？CSMA/CD =？IEEE 802.3

34. IEEE 802.3标准的协议 • IEEE 802.3标准采用1-坚持式CSMA/CD协议： • 当站点有数据发送时，先监听信道，若信道忙就重复监听直到信道空闲，一旦信道空闲就立即发送数据。 • 在发送数据时仍继续监听信道，若发生冲突就终止数据发送（实际上会再发送4到6个字节的干扰串（jam），以便加强冲突，使所有站点都能尽早发现冲突，退出数据发送，这叫作冲突强化措施（collision consensus enforcement）），等待一随机时间后，再重新尝试发送。

35. IEEE 802.3的体系结构 • AUI（Attachment Unit Interface） • PLS（Physical Layer Signaling） • PMA（PhysicalMedium Attachment） • MAU（Medium Attachement Unit） • MDI（Media Dependent Interface） Network LLC DTE MAC PLS AUI连接器 AUI电缆 AUI PMA MAU MDI Medium

36. IEEE 802.3的四种介质规范 • 按历史的发展顺序依次为： • 10Base5（粗缆以太网） • 10Base2（细缆以太网） • 10Base-T（双绞线以太网） • 10Base-F（光纤以太网） • 含义： • “10”：速率为10 Mbps • “Base”：基带信号传输 • “5”：单段的最大长度为5个100米 • “2”：单段的最大长度为2个100米，实际为600英尺，约182.88米 • “T”：Twisted pair，使用双绞线介质 • “F”：Fiber optics使用光纤介质

37. 10Base5和10Base2 • 所有站点都连接共享一条同轴电缆总线。 • 10Base5使用粗缆收发器（吸血蝙蝠抽头）连接介质，通过收发器电缆（AUI电缆）将粗缆收发器和网卡相连。收发器电缆采用STP（发送数据一对，接收数据一对，碰撞信号传输一对，+15电源和地一对，外加一根屏蔽的保护地），最大长度不能超过50米。 • 10Base2使用T型头及BNC连接器来连接介质和网卡。其收发器不再单独在外，直接集成在网卡上。 • 10Base5和10Base2都遵循5-4-3规则：可有5个网段，用4个中继器，但只有3个网段可接计算机。

38. 各种组网技术的连接

39. 10Base-T和10Base-F • 10Base-T： • 所有站点都通过独立的双绞线连接到一个中央集线器（HUB）的各个接口上。集线器内部电路将所有的接口都连接在一起，构成共享信道。 • 双绞线的连接使用标准的RJ45连接器，最大长度不超过100米。双绞线中只使用其中的两对，1对用于数据发送（1和2脚分别为TxD+和TxD-），另1对用于数据接收（3和6脚分别为RxD+和RxD-） 。 • HUB可以用各种线缆进行级联，以便实现更长距离的连接。 • 10Base-T为星型拓扑结构，符合结构化设计，是以太网中最常用的组网技术。 • 10Base-F使用光纤作为传输介质，具有极好的抗干扰能力，距离可达2公里，适用于室外楼宇之间的连接。

40. 曼彻斯特编码 • 曼彻斯特编码（Manchester encoding）和差分曼彻斯特编码（differential Manchester encoding）都为自同步归零码。曼彻斯特编码属绝对相位编码，而差分曼彻斯特编码属相对相位编码。 • 所有的802.3系统都采用曼彻斯特编码，实现比较简单。其信号的高电平为+0.85V，低电平为-0.85V。 • 由于在每个1/2位周期处都会发生跳变，不仅可提供用于同步的时钟信号（但编码效率降低），也为信道侦听提供了可能。

41. 802.3MAC帧的结构 • 前导码：7个字节（10101010），用于收发双方的时钟同步。 • 帧起始定界符：1个字节（10101011），标志帧的开始。 • 目的地址和源地址：可为2或6个字节，但10Mbps的基带系统只用6字节地址。目的地址可分为： • 单地址：最高比特位为“0”，用于单播（unicast）。 • 组地址：最高比特位为“1”，用于组播（multicast）。 • 广播地址：全“1”，用于广播（broadcast）。 通过次高位的不同来区分全局地址和局部地址： • 局部地址：次高位为“1”，由网络管理员指定，只用于本网中。 • 全局地址：次高位为“0”，由IEEE统一分配，保证在世界上的唯一性。共有248-2≈71013个。

42. 802.3 MAC帧的结构（续） • 长度字段：2个字节（0~1500），用于指明数据域的字节数。 • 数据域：0~1500个字节，用于存放被传输的数据（LLC PDU）。 • 填充域：0~46个字节，802.3规定有效帧从目的地址到校验和字段的最短长度为64字节（固定部分为18字节） ，当数据域长度小于46个字节时，就使用本字段的填充来满足最短帧的要求。 • 校验和：4个字节，使用32位CRC校验，G(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x5+x4+x2+x+1

43. 802.3 MAC最短帧的限制 • 对最短帧的限制主要有两个原因： • 区分出有效帧和碎片帧（由于冲突而中断发送的残缺帧，长度短）。 • 更为重要的原因是短帧可能会造成冲突检测失败。 • 竞争时间片2τ=2(总的DTE延迟+总的Repeater延迟+总的MAU延迟+传输延迟)，决定了半双工CSMA/CD系统（共享信道）中的最大冲突域（collision domain）直径。

44. 802.3 MAC最短帧的限制（续） • 802.3基带系统在2.5公里长（包含4个中继器）的信道上的2τ为51.2µs。 • 对于10Mbps的速率来说， 帧长=51.2µs10Mbps=512 bit=64 Byte • 随着网络速度的提高，相应地必须增大最短帧的长度或缩小电缆的最大长度： • 对于100Mbps：512位时间（bit-time）的2τ为5.12µs，则网络跨度（span）约为205米（基于双绞线，包含2个II类中继器）。 • 对于1000Mbps：512位时间的2τ为0.512µs，则网络跨度为20米？ • 实际的千兆以太网通过一种载波扩展的机制延长一个帧信号在半双工系统上的活动时间（在帧后使用扩展位让帧信号最少在系统上停留512个字节，即4096位时间），因此其竞争时间片为4.096µs，相应的网络直径达到200米（使用一个中继器）。但大大地降低了信道的效率。

45. 二进制指数退避算法 • 冲突发生后随机等待时间的产生遵循二进制指数退避算法（binary exponentiation backoff algorithm），它可以将等待的时间动态地与试图发送的站点数相匹配，具体为： • 以竞争时隙（2τ）作为基本的等待时间单位，在i次冲突后，等待的时隙数为0到2i-1中的随机之一。 • 达到10次冲突后，随机等待的最大时隙数就被固定在1023（210-1）。 • 16次冲突后，宣布发送失败，进一步的恢复留待高层进行。

46. 回答以太网（acknowledging ethernet） • 以太网采用正向应答方式。收到正确帧就返回一个肯定确认；收到错误帧，不作确认。 • 各种类型的帧（包括数据帧、确认帧等）都要参加发送竞争，这种网络称为原型网。 • 确认帧（短帧）发生冲突会大大降低网络效率。 • 为了使确认帧能快速正确地发送，在每次数据帧发送成功后，将第一个竞争时隙（基本等待时间，BWT，Basic Wait Time）留给目的站点，用作确认帧无冲突传输，这种方式叫作回答以太网。

47. 802.3 MAC子层的功能 • 802.3 MAC子层除了要完成介质访问管理（包括介质分配和冲突解决）的功能外，另外还要实现对数据的封装与解封，包括组帧、寻址和错误检测。 LLC子层 发送数据封装 接收数据解封 MAC子层 发送介质 访问管理 接收介质 访问管理 发送数据编码 接收数据解码 物理层

48. 两个100Mbps以太网的标准 • 100VG-AnyLAN，需求优先级访问方法（Demand Priority Access Method）： • 综合采用了以太网和令牌环网的技术，最早由HP和AT&T公司开发，后成为IEEE 802.12标准。 • 摆脱了标准以太网简单、低效的访问控制方式（CSMA/CD），性能大为提高，但不兼容传统的以太网。 • 100Base-T，即快速以太网（fast ethernet）。由大多数公司等组成的快速以太网联盟（FEA）倡导，于1995年5月正式以IEEE 802.3u的规范推出，是802.3的扩展。快速以太网只是简单地将位时缩小到10Mbps以太网的1/10（从100ns到10ns），而以太网的其它重要方面（包括帧格式及MAC机制）都保持不变。采用10Base-T的星型结构。 100Base-T有3种介质规范： 100Base-TX 100Base-FX 100Base-T4 后来又补充了100Base-T2的IEEE 802.3y规范。

49. 100Base-TX和100Base-FX • 100Base-TX和100Base-FX都遵循一套共同的信号规范（来自于FDDI的ANSI标准），以125MBd的码元速率传输4B/5B编码，因此将它们称为100Base-X。 • 100Base-TX ：使用2对5类UTP或2对1类STP，一对发送，一对接收。最大网段长度为100米，使用与10Base-T相同的RJ-45连接器，完全兼容10Base-T。是100Base-T中应用最广泛的标准。 • 100Base-FX：使用两条多模光纤（MMF），一条发送，一条接收。在半双工模式下由于受到循环计时的限制，距离最长为412米。在全双工模式下，距离可达2公里；若使用单模光纤（SMF），则距离可达20公里以上。可使用SC或ST或MIC-M连接器，其中SC最为常用。100Base-FX多用于室外连接。

50. 100Base-T4 和100Base-T2 • 100Base-T4：使用4对3类或更好的UTP（2对单向，2对双向），其中3对用于数据传输（每一对线上的码元率为25MBd，采用8B6T编码），1对用于冲突检测。使用RJ-45连接器，最大网段长度为100米，不支持全双工模式。没有普及。 • 100Base-T2：属于1997年3月公布的IEEE 802.3y标准。使用2对语音级3类或更好的UTP（双向），与4对电缆中另2对上的其它服务共存。采用特殊的PAM 55编码，在每对线上以25MBd的转换率实现所谓的双双工（dual duplex）操作。使用RJ-45连接器，最大网段长度为100米。网络市场几乎没有相关产品。