計算機局域網(wǎng)4學時ppt課件

1、第第4 4章章 計算機局域網(wǎng)計算機局域網(wǎng) 本章內(nèi)容本章內(nèi)容P29-35,46-57P29-35,46-57 局域網(wǎng)的概念、特點及組成局域網(wǎng)的概念、特點及組成 局域網(wǎng)的體系構(gòu)造局域網(wǎng)的體系構(gòu)造 局域網(wǎng)的關鍵技術拓撲構(gòu)造、信號的傳局域網(wǎng)的關鍵技術拓撲構(gòu)造、信號的傳輸方式、介質(zhì)訪問控制方法輸方式、介質(zhì)訪問控制方法 以太網(wǎng)以太網(wǎng)Ethernet Ethernet 傳統(tǒng)以太網(wǎng)同軸電纜以太網(wǎng)、雙傳統(tǒng)以太網(wǎng)同軸電纜以太網(wǎng)、雙絞線以太網(wǎng)、絞線以太網(wǎng)、 光纖以太網(wǎng)、全雙工光纖以太網(wǎng)、全雙工以太網(wǎng)以太網(wǎng) 高速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)、千兆以高速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、萬兆以太網(wǎng)、萬兆以 太網(wǎng)、太網(wǎng)、FDDIFDDI

2、4.1.1 4.1.1 局域網(wǎng)的概念和特點局域網(wǎng)的概念和特點 在一個較小的范圍一個辦公室、一幢樓、在一個較小的范圍一個辦公室、一幢樓、一家企業(yè)、一個校園等內(nèi)，利用通訊線路將眾一家企業(yè)、一個校園等內(nèi)，利用通訊線路將眾多計算機普通為微型計算機及外設銜接起來，多計算機普通為微型計算機及外設銜接起來，到達數(shù)據(jù)通訊和資源共享目的的一種網(wǎng)絡。到達數(shù)據(jù)通訊和資源共享目的的一種網(wǎng)絡。 美國電子電氣工程師協(xié)會美國電子電氣工程師協(xié)會Institute of Institute of Electrical and Electronics EngineersElectrical and Electronics Eng

3、ineers，IEEEIEEE對局域網(wǎng)做了如下定義：對局域網(wǎng)做了如下定義： 局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)通訊被限制在幾米至幾千米局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)通訊被限制在幾米至幾千米的地理范圍內(nèi)，例如，一幢辦公樓、一座工廠或的地理范圍內(nèi)，例如，一幢辦公樓、一座工廠或一所學校，可以使器具有中等或較高數(shù)據(jù)傳輸速一所學校，可以使器具有中等或較高數(shù)據(jù)傳輸速率的物理信道，并且具有較低的誤碼率，由單一率的物理信道，并且具有較低的誤碼率，由單一組織機構(gòu)所公用。組織機構(gòu)所公用。 這一定義確定了局域網(wǎng)在地理范圍、運營管這一定義確定了局域網(wǎng)在地理范圍、運營管理規(guī)模和數(shù)據(jù)傳輸速率等方面的主要特征。理規(guī)模和數(shù)據(jù)傳輸速率等方面的主要特征。4.1 4

4、.1 局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)概述 特點：特點： 覆蓋有限的地理范圍普通覆蓋有限的地理范圍普通0.125km0.125km 傳輸速率高通常在傳輸速率高通常在10Mb/s1000Mb/s10Mb/s1000Mb/s之之 間間) )、傳輸延時??；誤碼率低普通、傳輸延時??；誤碼率低普通10-8 10-10-8 10-1111 構(gòu)造簡單，易于實現(xiàn)；本錢低構(gòu)造簡單，易于實現(xiàn)；本錢低 可運用多種傳輸介質(zhì)銜接可運用多種傳輸介質(zhì)銜接 目的：目的： 為銜接在網(wǎng)上的一切計算機或其它設備之間為銜接在網(wǎng)上的一切計算機或其它設備之間提供一條傳輸速率較高、誤碼率較低和價錢低廉提供一條傳輸速率較高、誤碼率較低和價錢低廉的通訊信道，

5、從而實現(xiàn)相互通訊及資源共享。的通訊信道，從而實現(xiàn)相互通訊及資源共享。4.1.2 4.1.2 局域網(wǎng)的根本組成局域網(wǎng)的根本組成 局域網(wǎng)由網(wǎng)絡硬件和網(wǎng)絡軟件兩大部分組成。局域網(wǎng)由網(wǎng)絡硬件和網(wǎng)絡軟件兩大部分組成。 1 1、網(wǎng)絡硬件、網(wǎng)絡硬件 網(wǎng)絡效力器、網(wǎng)絡任務站、網(wǎng)絡接口卡、網(wǎng)絡網(wǎng)絡效力器、網(wǎng)絡任務站、網(wǎng)絡接口卡、網(wǎng)絡設備交換機、集線器、中繼器、網(wǎng)橋等、傳輸設備交換機、集線器、中繼器、網(wǎng)橋等、傳輸介質(zhì)及介質(zhì)銜接部件，以及各種適配器等。介質(zhì)及介質(zhì)銜接部件，以及各種適配器等。 2 2、網(wǎng)絡軟件、網(wǎng)絡軟件 網(wǎng)絡軟件是一種在網(wǎng)絡環(huán)境下運轉(zhuǎn)和運用的軟網(wǎng)絡軟件是一種在網(wǎng)絡環(huán)境下運轉(zhuǎn)和運用的軟件。根據(jù)其功能與作

6、用，分為網(wǎng)絡系統(tǒng)軟件和網(wǎng)絡件。根據(jù)其功能與作用，分為網(wǎng)絡系統(tǒng)軟件和網(wǎng)絡運用軟件?；蛘哒f一種是控制與管理網(wǎng)絡運轉(zhuǎn)的軟運用軟件?；蛘哒f一種是控制與管理網(wǎng)絡運轉(zhuǎn)的軟件；另一種是使通訊雙方可以交流信息的軟件。件；另一種是使通訊雙方可以交流信息的軟件。 圖例：采用100Mbps交換以太網(wǎng)技術組建一個局域網(wǎng)，其硬件設備包括計算機系統(tǒng)、100Mbps網(wǎng)絡接口卡(網(wǎng)卡)、快速以太網(wǎng)交換機(Switch)、非屏蔽雙絞線(UTP)及RJ-45規(guī)范接口部件。 4.2.1 4.2.1 局域網(wǎng)參考模型局域網(wǎng)參考模型(IEEE802(IEEE802參考模型參考模型) ) IEEE802IEEE802局域網(wǎng)參考模型局域網(wǎng)參

7、考模型 應應用用層層OSI參參考考模模型型表表示示層層會會話話層層傳傳輸輸層層網(wǎng)網(wǎng)絡絡層層數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鏈鏈路路層層物物理理層層局局域域網(wǎng)網(wǎng)參參考考模模型型高高層層協(xié)協(xié)議議LLC子子層層MAC子子層層IEEE802標標準準范范圍圍傳傳輸輸媒媒體體傳傳輸輸媒媒體體高高層層協(xié)協(xié)議議高高層層協(xié)協(xié)議議LLC子子層層MAC子子層層物物理理層層物物理理層層4.2 4.2 局域網(wǎng)體系構(gòu)造局域網(wǎng)體系構(gòu)造1.1.局域網(wǎng)的物理層與前類似局域網(wǎng)的物理層與前類似2.2.局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層 局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層按功能劃分為兩個子層，即邏輯鏈局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層按功能劃分為兩個子層，即邏輯鏈路控制子層路控制子層L

8、LCLLC，Logical Link ControlLogical Link Control和介質(zhì)訪問控和介質(zhì)訪問控制子層制子層MACMAC，Media Access ControlMedia Access Control。1 1劃分子層的目的：劃分子層的目的：將數(shù)據(jù)鏈路功能中與硬件相關的部分和與硬件無關的部分將數(shù)據(jù)鏈路功能中與硬件相關的部分和與硬件無關的部分分開，使分開，使LANLAN體系構(gòu)造能順應不同的傳輸介質(zhì)。體系構(gòu)造能順應不同的傳輸介質(zhì)。處理共享信道處理共享信道( (如總線如總線) )的介質(zhì)訪問控制問題，使幀的傳輸?shù)慕橘|(zhì)訪問控制問題，使幀的傳輸獨立于傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法。獨立于傳

9、輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法。LLCLLC：與介質(zhì)、拓撲無關；：與介質(zhì)、拓撲無關； MACMAC：與介質(zhì)、拓撲有關。：與介質(zhì)、拓撲有關。2 2局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層的特點：局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層的特點：局域網(wǎng)鏈路支持多路訪問，支持成組地址和廣播；局域網(wǎng)鏈路支持多路訪問，支持成組地址和廣播；支持介質(zhì)訪問控制功能；支持介質(zhì)訪問控制功能；提供某些網(wǎng)絡層的功能，如網(wǎng)絡效力訪問點提供某些網(wǎng)絡層的功能，如網(wǎng)絡效力訪問點(SAP)(SAP)、多路復、多路復用、流量控制、過失控制、用、流量控制、過失控制、.3 3MACMAC子層子層 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層(MAC)(MAC)是數(shù)據(jù)鏈路層的一個功能子層，是數(shù)據(jù)鏈

10、路層的一個功能子層，MACMAC子層構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路層的下半部，它直接與物理層相鄰。子層構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路層的下半部，它直接與物理層相鄰。MACMAC子層是與傳輸介質(zhì)有關的一個數(shù)據(jù)鏈路層的功能子層，子層是與傳輸介質(zhì)有關的一個數(shù)據(jù)鏈路層的功能子層，它主要制定管理和分配信道的協(xié)議規(guī)范。它主要制定管理和分配信道的協(xié)議規(guī)范。 MACMAC子層功能：實現(xiàn)和維護子層功能：實現(xiàn)和維護MACMAC協(xié)議，過失檢測，尋址協(xié)議，過失檢測，尋址等。等。MACMAC地址物理地址地址物理地址: : 作用：局域網(wǎng)上的計作用：局域網(wǎng)上的計 算機利用算機利用MACMAC地址表地址表 示本人和他人的身份；示本人和他人的身份； MACM

11、AC地址通常存儲在地址通常存儲在 網(wǎng)絡接口卡網(wǎng)絡接口卡NICNIC中；中； MACMAC地址位于地址位于OSIOSI參考參考 模型的數(shù)據(jù)鏈路層模型的數(shù)據(jù)鏈路層4 4LLCLLC子層子層 邏輯鏈路控制子層邏輯鏈路控制子層(LLC)(LLC)也是數(shù)據(jù)鏈路層的一個功能也是數(shù)據(jù)鏈路層的一個功能子層。它構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路層的上半部，與網(wǎng)絡層和子層。它構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路層的上半部，與網(wǎng)絡層和MACMAC子層子層相鄰。相鄰。LLCLLC子層在子層在MACMAC子層的支持下向網(wǎng)絡層提供效力。它可子層的支持下向網(wǎng)絡層提供效力。它可運轉(zhuǎn)于一切運轉(zhuǎn)于一切IEEE802IEEE802局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的協(xié)議之上。局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的

12、協(xié)議之上。 LLCLLC子層與傳輸介質(zhì)無關，它獨立于介質(zhì)訪問控制方法，子層與傳輸介質(zhì)無關，它獨立于介質(zhì)訪問控制方法，隱藏了各種局域網(wǎng)技術之間的差別，向網(wǎng)絡層提供一個一致隱藏了各種局域網(wǎng)技術之間的差別，向網(wǎng)絡層提供一個一致的格式與接口。的格式與接口。 * * LLC LLC子層的作用：在子層的作用：在MACMAC子層提供的介質(zhì)訪問控制和物子層提供的介質(zhì)訪問控制和物理層提供的比特效力的根底上，將不可靠的信道處置為可靠理層提供的比特效力的根底上，將不可靠的信道處置為可靠的信道，確保數(shù)據(jù)幀的正確傳輸。的信道，確保數(shù)據(jù)幀的正確傳輸。 * * LLC LLC子層的功能：向高層提供一致的鏈路訪問方式，子層的

13、功能：向高層提供一致的鏈路訪問方式，組幀組幀/ /拆幀、建立拆幀、建立/ /釋放邏輯銜接，過失控制，幀序號處置，釋放邏輯銜接，過失控制，幀序號處置，提供某些網(wǎng)絡層功能。提供某些網(wǎng)絡層功能。 對不同的對不同的LANLAN規(guī)范，它們的規(guī)范，它們的LLCLLC子層都是一樣的，區(qū)別僅在子層都是一樣的，區(qū)別僅在MACMAC子層和物理層。子層和物理層。PA高層高層PDU LLC首部 LLC數(shù)據(jù)IEEE802 LANIEEE802 LAN的封裝過程：的封裝過程：LLC幀幀MAC幀幀MAC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組分組介質(zhì)上傳介質(zhì)上傳輸?shù)膸數(shù)膸琈AC首部首部MAC尾部尾部MAC尾部尾部MAC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)MAC首部首部3. 3

14、. 局域網(wǎng)的網(wǎng)絡層和高層局域網(wǎng)的網(wǎng)絡層和高層 IEEE 802IEEE 802規(guī)范沒有定義網(wǎng)絡層和更高層：規(guī)范沒有定義網(wǎng)絡層和更高層： 沒有路由選擇功能不需求路由器沒有路由選擇功能不需求路由器 局域網(wǎng)拓撲構(gòu)造比較簡單，普通不需中間轉(zhuǎn)接局域網(wǎng)拓撲構(gòu)造比較簡單，普通不需中間轉(zhuǎn)接 流量控制、尋址、排序、過失控制等功能由數(shù)據(jù)鏈路流量控制、尋址、排序、過失控制等功能由數(shù)據(jù)鏈路層完成層完成 網(wǎng)絡層和更高層通常由協(xié)議軟件如網(wǎng)絡層和更高層通常由協(xié)議軟件如TCP/IPTCP/IP協(xié)議、協(xié)議、IPX/SPXIPX/SPX協(xié)議和網(wǎng)絡操作系統(tǒng)來實現(xiàn)。協(xié)議和網(wǎng)絡操作系統(tǒng)來實現(xiàn)。4.2.2 IEEE8024.2.2 IE

15、EE802局域網(wǎng)協(xié)議規(guī)范局域網(wǎng)協(xié)議規(guī)范 IEEE802各分委員會構(gòu)造關系與局域網(wǎng)規(guī)范圖8 80 02 2. .3 3C CS SMA A/ /C CD D物物理理層層8 80 02 2. .4 4T To ok ke en n B Bu us s物物理理層層8 80 02 2. .5 5T To ok ke en nR Ri in ng g物物理理層層8 80 02 2. .6 6城城域域網(wǎng)網(wǎng)8 80 02 2. .9 9I IS SD DN N8 80 02 2. .1 11 1無無線線局局域域網(wǎng)網(wǎng)8 80 02 2. .2 2邏邏輯輯鏈鏈路路控控制制子子層層8 80 02 2. .1 1

16、L LA AN N 體體系系結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)與與網(wǎng)網(wǎng)絡絡互互連連高高層層L LL LC CMA AC C物物理理層層 為了使不同廠商消費的網(wǎng)絡設備之間具有兼容性、互換性和互操作性，為了使不同廠商消費的網(wǎng)絡設備之間具有兼容性、互換性和互操作性，急需建立一個一致的規(guī)范，局域網(wǎng)規(guī)范化委員會急需建立一個一致的規(guī)范，局域網(wǎng)規(guī)范化委員會(IEEE802委員會委員會美國電氣美國電氣與電子工程師協(xié)會與電子工程師協(xié)會)應運而生，制定了一系列局域網(wǎng)規(guī)范，稱為應運而生，制定了一系列局域網(wǎng)規(guī)范，稱為IEEE802規(guī)范。規(guī)范。 IEEE802 IEEE802規(guī)范系列中的主要規(guī)范規(guī)范系列中的主要規(guī)范 802.2 - 邏輯鏈路控制

17、子層LLC功能與效力 802.3 - CSMA/CD以太網(wǎng) 802.4 - Token Bus令牌總線 802.5 - Token Ring令牌環(huán) 802.8 FDDI光纖分布數(shù)據(jù)接口 802.11 WLAN無線局域網(wǎng) IEEE802 IEEE802規(guī)范主要描畫了局域網(wǎng)網(wǎng)絡體系構(gòu)造中最低兩規(guī)范主要描畫了局域網(wǎng)網(wǎng)絡體系構(gòu)造中最低兩層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能以及網(wǎng)絡層的接口效力，層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能以及網(wǎng)絡層的接口效力，其編號從其編號從IEEE802.1IEEE802.1到到IEEE802.13IEEE802.13。4.3 4.3 局域網(wǎng)的關鍵技術局域網(wǎng)的關鍵技術拓撲構(gòu)造邏輯、物理拓撲構(gòu)造邏

18、輯、物理總線型、星型、環(huán)型總線型、星型、環(huán)型信號傳輸方式信號傳輸方式基帶、寬帶基帶、寬帶介質(zhì)訪問方法介質(zhì)訪問方法CSMA/CDCSMA/CD、Token-passingToken-passing 這些技術共同決議了局域網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的類型、網(wǎng)絡這些技術共同決議了局域網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的類型、網(wǎng)絡的呼應時間、吞吐量、利用率以及網(wǎng)絡運用等各種網(wǎng)絡的呼應時間、吞吐量、利用率以及網(wǎng)絡運用等各種網(wǎng)絡特征。特征。n總線型總線型: : 一切結(jié)點都直接銜接到共享信道一切結(jié)點都直接銜接到共享信道n星星 型型: : 一切結(jié)點都銜接到中央結(jié)點一切結(jié)點都銜接到中央結(jié)點n環(huán)環(huán) 型型: : 節(jié)點經(jīng)過點到點鏈路與相鄰節(jié)點銜接節(jié)點經(jīng)過點

19、到點鏈路與相鄰節(jié)點銜接BusStarRingABCADCBABCAT4.3.1 4.3.1 局域網(wǎng)的拓撲構(gòu)造局域網(wǎng)的拓撲構(gòu)造 1.1.總線型拓撲構(gòu)造總線型拓撲構(gòu)造 一切節(jié)點都銜接到一條作為公共傳輸介質(zhì)的總線上，信息的傳輸以“共享介質(zhì)方式進展。1 1一切節(jié)點都經(jīng)過相應的網(wǎng)卡直接銜接到一條作為公一切節(jié)點都經(jīng)過相應的網(wǎng)卡直接銜接到一條作為公 共傳輸介質(zhì)的總線上；共傳輸介質(zhì)的總線上；2 2傳輸介質(zhì)：同軸電纜和雙絞線；傳輸介質(zhì)：同軸電纜和雙絞線；3 3信道的通訊方式：半雙工，即一切節(jié)點都可以發(fā)送信道的通訊方式：半雙工，即一切節(jié)點都可以發(fā)送 和接納數(shù)據(jù)，但一段時間內(nèi)只允許一個節(jié)點發(fā)送數(shù)和接納數(shù)據(jù)，但一段時

20、間內(nèi)只允許一個節(jié)點發(fā)送數(shù) 據(jù)，當一個節(jié)點以據(jù)，當一個節(jié)點以“廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)時，其他節(jié)廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)時，其他節(jié) 點可以用點可以用“收聽方式接納數(shù)據(jù)；收聽方式接納數(shù)據(jù)；4 4能夠出現(xiàn)能夠出現(xiàn)“沖突沖突collisioncollision景象，即同一時辰景象，即同一時辰有有 兩個或兩個以上節(jié)點經(jīng)過總線發(fā)送數(shù)據(jù)，會呵斥傳兩個或兩個以上節(jié)點經(jīng)過總線發(fā)送數(shù)據(jù)，會呵斥傳 輸失敗，需求處理多結(jié)點訪問總線的介質(zhì)訪問控制輸失敗，需求處理多結(jié)點訪問總線的介質(zhì)訪問控制 問題。問題?？偩€型特點：總線型特點：總線型的優(yōu)點：總線型的優(yōu)點： 一個節(jié)點失效不影響其他一個節(jié)點失效不影響其他節(jié)點的任務，節(jié)點的增刪不影節(jié)點的任務

21、，節(jié)點的增刪不影響全網(wǎng)的運轉(zhuǎn)。響全網(wǎng)的運轉(zhuǎn)。 構(gòu)造簡單構(gòu)造簡單 接入靈敏接入靈敏 擴展容易擴展容易 可靠性高可靠性高2.2.星型拓撲構(gòu)造星型拓撲構(gòu)造特點：特點：存在一個中心節(jié)點存在一個中心節(jié)點每個節(jié)點經(jīng)過點到點的鏈路與中心節(jié)點銜接每個節(jié)點經(jīng)過點到點的鏈路與中心節(jié)點銜接一切通訊都經(jīng)過中心節(jié)點進展一切通訊都經(jīng)過中心節(jié)點進展優(yōu)缺陷：優(yōu)缺陷： 構(gòu)造簡單，但中心節(jié)點一旦出現(xiàn)缺點，整個系統(tǒng)構(gòu)造簡單，但中心節(jié)點一旦出現(xiàn)缺點，整個系統(tǒng)不能任務。不能任務。 交換局域網(wǎng)是一種典型的星型拓撲構(gòu)造交換局域網(wǎng)是一種典型的星型拓撲構(gòu)造3.3.環(huán)型拓撲構(gòu)造環(huán)型拓撲構(gòu)造特點：特點：以共享介質(zhì)方式進展數(shù)據(jù)傳輸以共享介質(zhì)方式進展

22、數(shù)據(jù)傳輸每個節(jié)點都與兩個相鄰的節(jié)點相連每個節(jié)點都與兩個相鄰的節(jié)點相連節(jié)點之間采用點到點的鏈路節(jié)點之間采用點到點的鏈路網(wǎng)絡中的一切節(jié)點構(gòu)成一個閉合的環(huán)網(wǎng)絡中的一切節(jié)點構(gòu)成一個閉合的環(huán)環(huán)中的數(shù)據(jù)沿著一個方向繞環(huán)逐站傳輸環(huán)中的數(shù)據(jù)沿著一個方向繞環(huán)逐站傳輸環(huán)型構(gòu)造優(yōu)缺陷：環(huán)型構(gòu)造優(yōu)缺陷： 構(gòu)造簡單，容易實現(xiàn)，傳輸延遲確定，順應傳輸負荷較重、實時構(gòu)造簡單，容易實現(xiàn)，傳輸延遲確定，順應傳輸負荷較重、實時性要求較高的運用環(huán)境。但可靠性差、缺點診斷困難，假設環(huán)中某一性要求較高的運用環(huán)境。但可靠性差、缺點診斷困難，假設環(huán)中某一位置的斷開將導致整個網(wǎng)絡癱瘓。位置的斷開將導致整個網(wǎng)絡癱瘓。局域網(wǎng)拓樸構(gòu)造的選擇需思索

23、如下要素：局域網(wǎng)拓樸構(gòu)造的選擇需思索如下要素：1 1、局域網(wǎng)既要易于安裝，又要易于擴展；、局域網(wǎng)既要易于安裝，又要易于擴展；2 2、局域網(wǎng)的可靠性是思索選擇局城網(wǎng)的重、局域網(wǎng)的可靠性是思索選擇局城網(wǎng)的重要要素。要易于故降診斷和隔離，以使得要要素。要易于故降診斷和隔離，以使得局域網(wǎng)的主體在部分發(fā)生缺點時依然可以局域網(wǎng)的主體在部分發(fā)生缺點時依然可以正常運轉(zhuǎn)；正常運轉(zhuǎn)；3 3、局域網(wǎng)拓撲構(gòu)造的選擇還會影響傳輸媒、局域網(wǎng)拓撲構(gòu)造的選擇還會影響傳輸媒體的選擇和介質(zhì)訪問控制方法確實定，這體的選擇和介質(zhì)訪問控制方法確實定，這些要素又會影響各個結(jié)點運轉(zhuǎn)速度和局域些要素又會影響各個結(jié)點運轉(zhuǎn)速度和局域網(wǎng)軟、硬件接

24、口的復雜性。網(wǎng)軟、硬件接口的復雜性。1 1、基帶傳輸：把數(shù)字脈沖信號直接在傳輸介質(zhì)上傳輸。、基帶傳輸：把數(shù)字脈沖信號直接在傳輸介質(zhì)上傳輸。所運用的典型傳輸介質(zhì)有雙絞線、基帶同軸電纜、光纖。所運用的典型傳輸介質(zhì)有雙絞線、基帶同軸電纜、光纖。2 2、寬帶傳輸：把數(shù)字脈沖信號經(jīng)調(diào)制后再在傳輸介質(zhì)、寬帶傳輸：把數(shù)字脈沖信號經(jīng)調(diào)制后再在傳輸介質(zhì)上傳輸。所運用的典型傳輸介質(zhì)有寬帶同軸電纜、無線上傳輸。所運用的典型傳輸介質(zhì)有寬帶同軸電纜、無線電波等。電波等。 傳統(tǒng)局域網(wǎng)中主要的傳輸方式是基帶傳輸，寬帶傳傳統(tǒng)局域網(wǎng)中主要的傳輸方式是基帶傳輸，寬帶傳輸主要運用在無線局域網(wǎng)中。輸主要運用在無線局域網(wǎng)中。 4.3.

25、2 4.3.2 信號的傳輸方式信號的傳輸方式 局域網(wǎng)運用廣播信道多點訪問，隨機訪問，多個局域網(wǎng)運用廣播信道多點訪問，隨機訪問，多個站點共享同一信道共享介質(zhì)會如下出現(xiàn)問題：站點共享同一信道共享介質(zhì)會如下出現(xiàn)問題：各站點如何訪問共享信道？各站點如何訪問共享信道？如何處理同時訪問呵斥的沖突信道爭用？如何處理同時訪問呵斥的沖突信道爭用？ 處理以上問題的方法稱為介質(zhì)訪問控制方法。處理以上問題的方法稱為介質(zhì)訪問控制方法。1 1介質(zhì)訪問控制方法：介質(zhì)訪問控制方法： 控制網(wǎng)絡中各個節(jié)點之間信息的合理傳輸，對信道進控制網(wǎng)絡中各個節(jié)點之間信息的合理傳輸，對信道進展合理分配的方法，也就是網(wǎng)絡中的多個站點如何共享通展

26、合理分配的方法，也就是網(wǎng)絡中的多個站點如何共享通訊媒體。訊媒體。2 2兩類介質(zhì)共享技術：兩類介質(zhì)共享技術：靜態(tài)分配靜態(tài)分配FDMFDM、WDMWDM、TDMTDM、CDMCDM復用技術復用技術不適用于局域網(wǎng)不適用于局域網(wǎng)動態(tài)分配隨機接入、受控接入動態(tài)分配隨機接入、受控接入CSMA/CDCSMA/CD、Token-PassingToken-Passing4.3.3 4.3.3 介質(zhì)訪問控制方法介質(zhì)訪問控制方法信道共享技術分類信道共享技術分類信道共享技術信道共享技術TDMFDMSTDMATDM隨機訪問隨機訪問受控訪問受控訪問CSMACSMA/CD集中控制集中控制分散控制分散控制輪詢輪詢令牌令牌靜態(tài)

27、分配靜態(tài)分配動態(tài)分配動態(tài)分配以太網(wǎng)以太網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)WDMCDM 常見的方法有兩種：常見的方法有兩種： 載波監(jiān)聽多路訪問載波監(jiān)聽多路訪問/ /沖突檢測沖突檢測CSMA/CDCSMA/CD Carrier Sense Multiple Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect Access/Collision Detect 采用隨機訪問技術的競爭型介質(zhì)訪問控采用隨機訪問技術的競爭型介質(zhì)訪問控制方法制方法 令牌傳送令牌傳送Token PassingToken Passing Token RingToken Ring令牌環(huán)令牌環(huán) Token B

28、usToken Bus令牌總線令牌總線 FDDIFDDI光纖分布式數(shù)據(jù)接口光纖分布式數(shù)據(jù)接口 采用受控訪問技術的分散控制型介質(zhì)訪采用受控訪問技術的分散控制型介質(zhì)訪問控制方法問控制方法 CSMA/CD被廣泛地運用于局域網(wǎng)的被廣泛地運用于局域網(wǎng)的MAC子層，是子層，是IEEE802.3的中的中心協(xié)議，也是以太網(wǎng)所采用的協(xié)議。它是典型的隨機訪問技術，也是一心協(xié)議，也是以太網(wǎng)所采用的協(xié)議。它是典型的隨機訪問技術，也是一種爭用型技術。種爭用型技術。CSMA/CD主要是為處理如何爭用一個廣播型的共享傳主要是為處理如何爭用一個廣播型的共享傳輸信道而設計的，它可以決議該誰運用信道。輸信道而設計的，它可以決議該

29、誰運用信道。1.CSMA/CD1.CSMA/CD載波監(jiān)聽多路訪問載波監(jiān)聽多路訪問/ /沖突檢測沖突檢測 多個站點如何平安地運用共享信道？多個站點如何平安地運用共享信道？最簡單的思緒：最簡單的思緒： 發(fā)送前先檢測一下其它站點能否正在發(fā)送發(fā)送前先檢測一下其它站點能否正在發(fā)送即信道忙否。即信道忙否。假設信道空閑，能否可以立刻發(fā)送？假設信道空閑，能否可以立刻發(fā)送？假設有多個站點都在等待發(fā)送，必然沖突！假設有多個站點都在等待發(fā)送，必然沖突！處理：等待一段隨機時間后再發(fā)降低了沖突概率處理：等待一段隨機時間后再發(fā)降低了沖突概率假設信道忙，如何處置？假設信道忙，如何處置？繼續(xù)監(jiān)聽：繼續(xù)監(jiān)聽：等到信道空閑后立刻

30、發(fā)送等到信道空閑后立刻發(fā)送等到信道空閑后等待隨機時間后再發(fā)送等到信道空閑后等待隨機時間后再發(fā)送等待一段隨機時間后再重新檢測信道等待一段隨機時間后再重新檢測信道真的一旦出現(xiàn)兩個站點同時發(fā)送的情況，如何處置？真的一旦出現(xiàn)兩個站點同時發(fā)送的情況，如何處置？以上方法均無法處置！以上方法均無法處置！1 1CSMACSMA載波監(jiān)聽多路訪問載波監(jiān)聽多路訪問 根本方法：根本方法： 發(fā)送前先監(jiān)聽信道，確定能否有其他站發(fā)送發(fā)送前先監(jiān)聽信道，確定能否有其他站發(fā)送的信號；的信號； 假設空閑那么可以發(fā)送；假設空閑那么可以發(fā)送； 假設信道忙，等待一定間隔后重試。假設信道忙，等待一定間隔后重試?！暗却欢ㄩg隔稱為等待一定間

31、隔稱為“堅持退避，算法：堅持退避，算法： i. i. 不堅持不堅持CSMACSMA 1 1假設空閑，那么立刻發(fā)送。假設空閑，那么立刻發(fā)送。 2 2假設忙，等待一段隨機時間，反復第一假設忙，等待一段隨機時間，反復第一步。步。 ii. 1- ii. 1-堅持堅持CSMACSMA 1 1假設空閑，那么立刻發(fā)送。假設空閑，那么立刻發(fā)送。 2 2假設忙，繼續(xù)監(jiān)聽，直到空閑，然后立假設忙，繼續(xù)監(jiān)聽，直到空閑，然后立刻發(fā)送。刻發(fā)送。 iii. P- iii. P-堅持堅持CSMACSMA 1 1假設空閑，那么以概率假設空閑，那么以概率P P發(fā)送，以發(fā)送，以1-P1-P的概率延遲一個時間單位。延遲后反復第一步

32、。的概率延遲一個時間單位。延遲后反復第一步。 2 2假設忙，繼續(xù)監(jiān)聽直到空閑，反復第一假設忙，繼續(xù)監(jiān)聽直到空閑，反復第一步。步。三種三種“堅持退避方法的缺陷：堅持退避方法的缺陷： i. 不堅持不堅持CSMA的缺陷：的缺陷： 即使有幾個站點有數(shù)據(jù)要發(fā)送，介質(zhì)依然能夠處于空閑形即使有幾個站點有數(shù)據(jù)要發(fā)送，介質(zhì)依然能夠處于空閑形狀，因此介質(zhì)的利用率低。狀，因此介質(zhì)的利用率低。ii. 1-堅持堅持CSMA的缺陷：的缺陷： 假設有兩個或兩個以上的站點同時發(fā)送，沖突就不可防止。假設有兩個或兩個以上的站點同時發(fā)送，沖突就不可防止。iii. P-堅持堅持CSMA的缺陷：的缺陷： 如何有效選擇概率如何有效選擇概

33、率P值。值。CSMA的最大缺陷是不能處置以下情況：的最大缺陷是不能處置以下情況： 假設要發(fā)送信息的多個站點同時發(fā)現(xiàn)介質(zhì)空閑，他們就會假設要發(fā)送信息的多個站點同時發(fā)現(xiàn)介質(zhì)空閑，他們就會同時發(fā)送信息，于是發(fā)生沖突。同時發(fā)送信息，于是發(fā)生沖突。 此問題發(fā)生的緣由，各站點監(jiān)測到介質(zhì)空閑后的發(fā)送過程此問題發(fā)生的緣由，各站點監(jiān)測到介質(zhì)空閑后的發(fā)送過程中不會再監(jiān)測有無沖突產(chǎn)生。中不會再監(jiān)測有無沖突產(chǎn)生。 如何處理此問題？如何處理此問題？2 2CSMA/CDCSMA/CD帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問用于用于IEEE802.3IEEE802.3以太網(wǎng)以太網(wǎng)任務原理：任務原理：發(fā)送前先

34、監(jiān)聽信道能否空閑，假設空閑那么立刻發(fā)送；發(fā)送前先監(jiān)聽信道能否空閑，假設空閑那么立刻發(fā)送；假設信道忙，那么繼續(xù)監(jiān)聽，一旦空閑就立刻發(fā)送；假設信道忙，那么繼續(xù)監(jiān)聽，一旦空閑就立刻發(fā)送；在發(fā)送過程中，仍需繼續(xù)監(jiān)聽。假設監(jiān)聽到?jīng)_突，那在發(fā)送過程中，仍需繼續(xù)監(jiān)聽。假設監(jiān)聽到?jīng)_突，那么立刻停頓發(fā)送數(shù)據(jù)，然后發(fā)送一串干擾信號么立刻停頓發(fā)送數(shù)據(jù)，然后發(fā)送一串干擾信號JamJam；發(fā)送發(fā)送JamJam信號的目的是強化沖突，以便使一切的站點信號的目的是強化沖突，以便使一切的站點都能檢測到發(fā)生了沖突。都能檢測到發(fā)生了沖突。等待一段隨機時間稱為退避以后，再重新嘗試。等待一段隨機時間稱為退避以后，再重新嘗試。歸結(jié)為四句

35、話：歸結(jié)為四句話： 先聽后發(fā)，邊聽邊發(fā)，沖突停頓，延遲重先聽后發(fā)，邊聽邊發(fā)，沖突停頓，延遲重發(fā)。發(fā)。舉例闡明！舉例闡明！任務原理：任務原理： 先聽后發(fā)，先聽后發(fā)， 邊聽邊發(fā)，邊聽邊發(fā)， 沖突停頓沖突停頓, , 延遲重發(fā)。延遲重發(fā)。(a)(a) CSMA/CDCSMA/CD發(fā)送任務過程發(fā)送任務過程 CSMA/CD CSMA/CD發(fā)送時的任務過程分為兩部分：載波監(jiān)聽總線和發(fā)送時的任務過程分為兩部分：載波監(jiān)聽總線和總線沖突檢測?？偩€沖突檢測。 運用運用CSMA/CDCSMA/CD方法時，總線上要發(fā)送信息的各節(jié)點在發(fā)送方法時，總線上要發(fā)送信息的各節(jié)點在發(fā)送前都要監(jiān)聽總線，即檢測總線上能否有其他節(jié)點發(fā)送

36、的信息。前都要監(jiān)聽總線，即檢測總線上能否有其他節(jié)點發(fā)送的信息。假設總線空閑，即沒有檢測到總線上有信息在傳輸，那么本節(jié)假設總線空閑，即沒有檢測到總線上有信息在傳輸，那么本節(jié)點可啟動發(fā)送；假設監(jiān)聽到總線忙，即檢測到總線上正有信息點可啟動發(fā)送；假設監(jiān)聽到總線忙，即檢測到總線上正有信息在傳輸，那么該節(jié)點不可再發(fā)送信息，以免破壞正傳輸?shù)男畔?，在傳輸，那么該?jié)點不可再發(fā)送信息，以免破壞正傳輸?shù)男畔?，需求等一段時間在總線空閑時再啟動發(fā)送。這個過程就是載波需求等一段時間在總線空閑時再啟動發(fā)送。這個過程就是載波監(jiān)聽。監(jiān)聽。 某一節(jié)點一旦啟動發(fā)送，此時會有兩個或更多節(jié)點發(fā)送某一節(jié)點一旦啟動發(fā)送，此時會有兩個或更多

37、節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)它還要繼續(xù)對總線進展檢測，即邊發(fā)送邊監(jiān)聽，這是為數(shù)據(jù)它還要繼續(xù)對總線進展檢測，即邊發(fā)送邊監(jiān)聽，這是為了判別本節(jié)點的傳輸信息能否與其他節(jié)點的傳輸信息發(fā)生沖突。了判別本節(jié)點的傳輸信息能否與其他節(jié)點的傳輸信息發(fā)生沖突。假設檢測闡明總線上的信息與本節(jié)點發(fā)送的信息一致，即未發(fā)假設檢測闡明總線上的信息與本節(jié)點發(fā)送的信息一致，即未發(fā)生沖突，那么闡明該節(jié)點此次搶占總線勝利，繼續(xù)發(fā)送信息直生沖突，那么闡明該節(jié)點此次搶占總線勝利，繼續(xù)發(fā)送信息直至信息發(fā)送終了。假設檢測到總線上信息與本節(jié)點所發(fā)的信息至信息發(fā)送終了。假設檢測到總線上信息與本節(jié)點所發(fā)的信息不一致，那么闡明發(fā)生了沖突，此次搶占總線未勝利，這時

38、就不一致，那么闡明發(fā)生了沖突，此次搶占總線未勝利，這時就要停頓發(fā)送。為了確保其他站點可以檢測到?jīng)_突，該站要發(fā)送要停頓發(fā)送。為了確保其他站點可以檢測到?jīng)_突，該站要發(fā)送一串短的阻塞一串短的阻塞(Jam)(Jam)信號，加強沖突；然后停頓發(fā)送并等待一信號，加強沖突；然后停頓發(fā)送并等待一個隨機周期后該站點再嘗試發(fā)送信息個隨機周期后該站點再嘗試發(fā)送信息( (該等待的隨機時間周期該等待的隨機時間周期是按一定算法計算出來的是按一定算法計算出來的) )。這個過程就是沖突檢測。這個過程就是沖突檢測。(b)CSMA/CD(b)CSMA/CD接納任務過程接納任務過程 CSMA/CDCSMA/CD方法的數(shù)據(jù)接納過程相

39、對簡單：網(wǎng)上每個節(jié)點都方法的數(shù)據(jù)接納過程相對簡單：網(wǎng)上每個節(jié)點都在監(jiān)聽總線，假設有信息傳輸，那么接納信息，得到在監(jiān)聽總線，假設有信息傳輸，那么接納信息，得到MACMAC幀；幀；再分析和判別幀中的接納地址，假設接納地址為本節(jié)點地址，再分析和判別幀中的接納地址，假設接納地址為本節(jié)點地址，那么復制接納該幀；否那么，簡單丟棄該幀。那么復制接納該幀；否那么，簡單丟棄該幀。接收幀時2.2.令牌傳送令牌傳送Token PassingToken PassingABDC站點站點干線耦合器干線耦合器單向環(huán)單向環(huán)點到點鏈路點到點鏈路1 1IEEE802.5IEEE802.5令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng) Token Ring T

40、oken Ring 拓撲構(gòu)造：點到點鏈路銜接，構(gòu)成閉合環(huán)拓撲構(gòu)造：點到點鏈路銜接，構(gòu)成閉合環(huán)令牌環(huán)令牌環(huán)Token RingToken Ring根本任務原理根本任務原理: :網(wǎng)上一切站點都處于空閑時，令牌沿環(huán)繞行網(wǎng)上一切站點都處于空閑時，令牌沿環(huán)繞行 a. a. 發(fā)送站點：發(fā)送站點： 必需等待，直到捕獲到令牌必需等待，直到捕獲到令牌 發(fā)送數(shù)據(jù)幀發(fā)送數(shù)據(jù)幀釋放令牌釋放令牌 吸收數(shù)據(jù)幀繞環(huán)一周后吸收數(shù)據(jù)幀繞環(huán)一周后 b. b. 中間站點數(shù)據(jù)幀的目的地址與本人不同：中間站點數(shù)據(jù)幀的目的地址與本人不同： 轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)上的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)上的數(shù)據(jù)幀 c. c. 接納站點數(shù)據(jù)幀的目的地址與本人一樣：接納站點數(shù)據(jù)幀的

41、目的地址與本人一樣： 拷貝環(huán)上的數(shù)據(jù)幀拷貝環(huán)上的數(shù)據(jù)幀 轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)上的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)上的數(shù)據(jù)幀 目前，令牌環(huán)技術已成為流行的環(huán)訪問技術。這種介質(zhì)訪目前，令牌環(huán)技術已成為流行的環(huán)訪問技術。這種介質(zhì)訪問方法的根底是令牌問方法的根底是令牌(Token)(Token)。令牌是一種特殊的幀。令牌是一種特殊的幀(3(3字節(jié)字節(jié)) )，用于控制網(wǎng)絡站點的發(fā)送權，只需抓住令牌的網(wǎng)絡站點才干發(fā)用于控制網(wǎng)絡站點的發(fā)送權，只需抓住令牌的網(wǎng)絡站點才干發(fā)送數(shù)據(jù)。送數(shù)據(jù)。 拿到令牌的站點將令牌轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀頭，后面加掛上本人拿到令牌的站點將令牌轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀頭，后面加掛上本人的數(shù)據(jù)進展發(fā)送；由于只需一個令牌，一次只能有一個站點發(fā)的

42、數(shù)據(jù)進展發(fā)送；由于只需一個令牌，一次只能有一個站點發(fā)送，因此令牌環(huán)技術不存在爭用景象，是一種無爭用型介質(zhì)訪送，因此令牌環(huán)技術不存在爭用景象，是一種無爭用型介質(zhì)訪問控制方法。問控制方法。Token Ring/IEEE802.5的操作舉例ATc幀循環(huán)一圈后幀循環(huán)一圈后, ,A A將數(shù)據(jù)幀回收將數(shù)據(jù)幀回收并放出空令牌并放出空令牌ATDataaA A有數(shù)據(jù)要發(fā)有數(shù)據(jù)要發(fā)送送, , 它抓住空它抓住空令牌令牌bAA A將令牌修正為將令牌修正為數(shù)據(jù)幀頭數(shù)據(jù)幀頭, ,并加并加掛數(shù)據(jù)發(fā)送掛數(shù)據(jù)發(fā)送TDataCData目的站點從環(huán)目的站點從環(huán)上拷貝數(shù)據(jù)上拷貝數(shù)據(jù)TDataCTDataCTDataC數(shù)據(jù)傳輸實例數(shù)據(jù)

43、傳輸實例站點站點A A、B B分別向站點分別向站點C C、D D發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸實例續(xù)數(shù)據(jù)傳輸實例續(xù)站點站點A A、B B分別向站點分別向站點C C、D D發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸實例續(xù)數(shù)據(jù)傳輸實例續(xù)站點站點A A、B B分別向站點分別向站點C C、D D發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸實例續(xù)數(shù)據(jù)傳輸實例續(xù)站點站點A A、B B分別向站點分別向站點C C、D D發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)2 2IEEE802.4IEEE802.4令牌總線令牌總線Token BusToken Bus 在物理上令牌總線是一根線型或樹型的電纜，其上銜接各個站點；在邏輯上，一切站點構(gòu)成一個環(huán) 。令牌總線 小結(jié)：小結(jié)：1 1、CS

44、MA/CDCSMA/CD屬于隨機型介質(zhì)訪問控制方法，屬于隨機型介質(zhì)訪問控制方法，采用總線爭用的采用總線爭用的 方式。具有構(gòu)造簡單、在輕負載下延遲小方式。具有構(gòu)造簡單、在輕負載下延遲小等優(yōu)點，但隨等優(yōu)點，但隨 著負載的添加，沖突概率添加，性能將明著負載的添加，沖突概率添加，性能將明顯下降，適用顯下降，適用 于對數(shù)據(jù)傳輸實時性要求不嚴厲的運用環(huán)于對數(shù)據(jù)傳輸實時性要求不嚴厲的運用環(huán)境。境。2 2、Token RingToken Ring屬于確定型介質(zhì)訪問控制方法，屬于確定型介質(zhì)訪問控制方法，具有重負載具有重負載 下利用率高、網(wǎng)絡性能對間隔不敏感以及下利用率高、網(wǎng)絡性能對間隔不敏感以及具有公平訪問具有

45、公平訪問 等優(yōu)越性能，但環(huán)形網(wǎng)構(gòu)造復雜，存在檢等優(yōu)越性能，但環(huán)形網(wǎng)構(gòu)造復雜，存在檢錯和可靠性等錯和可靠性等 問題，適用于對數(shù)據(jù)傳輸實時性要求較高問題，適用于對數(shù)據(jù)傳輸實時性要求較高的環(huán)境。的環(huán)境。3 3、Token BusToken Bus也屬于確定型介質(zhì)訪問控制方也屬于確定型介質(zhì)訪問控制方法，是在綜合以法，是在綜合以 上兩種介質(zhì)訪問控制方法優(yōu)點的根底上構(gòu)上兩種介質(zhì)訪問控制方法優(yōu)點的根底上構(gòu)成的一種介質(zhì)成的一種介質(zhì) 訪問控制方法。訪問控制方法。4.4 4.4 傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)電纜電纜19851985年被采用為年被采用為IEEE 802.3IEEE 802.3，支持多種傳輸媒，支持多種傳輸媒

46、體。體?！皫в袥_突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問方法和物帶有沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問方法和物理層技術規(guī)范理層技術規(guī)范Ethernet IIEthernet II和和IEEE 802.3IEEE 802.3二者區(qū)別很小二者區(qū)別很小僅是幀格式和支持的傳輸介質(zhì)略有不同僅是幀格式和支持的傳輸介質(zhì)略有不同目前已開展到萬兆以太網(wǎng)，仍在繼續(xù)開展目前已開展到萬兆以太網(wǎng)，仍在繼續(xù)開展 一種在以前被假定為電一種在以前被假定為電磁波的傳播介質(zhì)，具有磁波的傳播介質(zhì)，具有絕對延續(xù)性、高度彈性、絕對延續(xù)性、高度彈性、極其稀薄等特性。極其稀薄等特性。IEEE 802.3 IEEE 802.3 以太網(wǎng)規(guī)范主要的以太網(wǎng)規(guī)范主要的 傳

47、統(tǒng)以太網(wǎng)：傳統(tǒng)以太網(wǎng)：10Mb/s10Mb/s 802.3 802.3 粗同軸電纜粗同軸電纜 802.3a 802.3a 細同軸電纜細同軸電纜 802.3i 802.3i 雙絞線雙絞線 802.3j 802.3j 光纖光纖 快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)FEFE：100Mb/s100Mb/s 802.3u 802.3u 雙絞線，光纖雙絞線，光纖 千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)GEGE：1000Mb/s1000Mb/s1Gb/s1Gb/s 802.3z 802.3z 屏蔽短雙絞線、光纖屏蔽短雙絞線、光纖 802.3ab 802.3ab 雙絞線雙絞線 萬兆以太網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)10GE10GE：10Gb/s10Gb/s 8

48、02.3ae 802.3ae 光纖光纖4.4.2 4.4.2 以太網(wǎng)的物理層選項與標識方法以太網(wǎng)的物理層選項與標識方法速率、信號傳輸方式、介質(zhì)類型速率、信號傳輸方式、介質(zhì)類型速率速率Mb/s基帶或?qū)拵Щ鶐Щ驅(qū)拵ase，Broad每段最大長度單位每段最大長度單位: :百米百米或介質(zhì)類型或介質(zhì)類型T T，F(xiàn) F，X X10 Base 5傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)10Base5 10Base5 粗粗同軸同軸10Base2 10Base2 細細同軸同軸10Base-T 10Base-T UTP UTP 10Base-F 10Base-F MMFMMF快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)100Bas

49、e-T UTP100Base-T UTP100Base-F MMF/SMF100Base-F MMF/SMF1000Base-X 1000Base-X STP/MMF/SMFSTP/MMF/SMF1000Base-T UTP1000Base-T UTP4.4.3 Ethernet/IEEE802.34.4.3 Ethernet/IEEE802.3操作原那操作原那么么任何站點發(fā)送數(shù)據(jù)時都要遵照任何站點發(fā)送數(shù)據(jù)時都要遵照CSMA/CDCSMA/CD協(xié)議；協(xié)議；每個站點都可以接納到一切來自其他站點的數(shù)據(jù)廣播每個站點都可以接納到一切來自其他站點的數(shù)據(jù)廣播信道；信道；只需地址與數(shù)據(jù)幀的目的地址一樣的站點

50、才接納數(shù)據(jù)；只需地址與數(shù)據(jù)幀的目的地址一樣的站點才接納數(shù)據(jù)；目的站點將復制該幀，其他站點那么忽略該幀。目的站點將復制該幀，其他站點那么忽略該幀。ABCAC 發(fā)送幀，目的地址為發(fā)送幀，目的地址為A ABCA 復制該幀復制該幀A信號由終端電阻吸收信號由終端電阻吸收ABC C 發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡空閑發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡空閑終端電阻終端電阻ABCB 忽略該幀忽略該幀A* *4.4.4 Ethernet/IEEE802.34.4.4 Ethernet/IEEE802.3幀格式幀格式PRPR： 前導碼前導碼 - 10101010 - 10101010序列，用于使接納方與發(fā)送方同步序列，用于使接納方與發(fā)送方同步SFDSFD： 幀

51、首定界符幀首定界符 10101011 10101011，表示一幀的開場，表示一幀的開場DA/SADA/SA：目的：目的/ /源源MACMAC地址地址LENLEN： 數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)部分的字節(jié)數(shù)，取值范圍：數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)部分的字節(jié)數(shù)，取值范圍：0-15000-1500TypeType： 類型，高層協(xié)議標識類型，高層協(xié)議標識LLC-PDULLC-PDUDataData：數(shù)據(jù)，最少：數(shù)據(jù)，最少4646字節(jié)字節(jié), , 最多最多15001500字節(jié)，不夠時以字節(jié)，不夠時以PadPad填充填充 PadPad： 填充字段可選，其作用是保證幀長不小于填充字段可選，其作用是保證幀長不小于6464字節(jié)字節(jié)FCSFCS：

52、 幀校驗序列幀校驗序列CRC-32CRC-326 6 2 46-1500 4字節(jié)字節(jié) FCSSATypeDADataPadEthernetIEEE 802.3 2/6 2/6 2 46-1500 4 字節(jié)字節(jié)FCSSALENDALLC-PDUPad 校驗區(qū)間校驗區(qū)間64-1518 字節(jié)字節(jié)PR SFD 7 1PRSFD 7 1用途：保證幀長64字節(jié)4.4.5 4.4.5 以太網(wǎng)的以太網(wǎng)的MACMAC地址物理地址地址物理地址闡明：闡明： 以太網(wǎng)的以太網(wǎng)的MACMAC地址又稱為物理地址，它是網(wǎng)絡地址又稱為物理地址，它是網(wǎng)絡站點的全球獨一的標識符，與其物理位置無關。站點的全球獨一的標識符，與其物理位

53、置無關。留意：留意：MACMAC地址是在數(shù)據(jù)鏈路層進展處置，而不是地址是在數(shù)據(jù)鏈路層進展處置，而不是在物理層。在物理層。 網(wǎng)絡站點的每一個網(wǎng)絡接口都有一個網(wǎng)絡站點的每一個網(wǎng)絡接口都有一個MACMAC地址，地址，該地址大多固化在網(wǎng)絡站點的硬件中。該地址大多固化在網(wǎng)絡站點的硬件中。 一個站點允許有多個一個站點允許有多個MACMAC地址，個數(shù)取決于該地址，個數(shù)取決于該站點網(wǎng)絡接口的個數(shù)。例如：站點網(wǎng)絡接口的個數(shù)。例如：安裝有多塊網(wǎng)卡的計算機；安裝有多塊網(wǎng)卡的計算機；有多個以太網(wǎng)接口的路由器。有多個以太網(wǎng)接口的路由器。以太網(wǎng)物理地址的特點：以太網(wǎng)物理地址的特點：1 1IEEE802.3IEEE802.

54、3規(guī)范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定：MACMAC地址的長度為地址的長度為6 6個字節(jié)，共個字節(jié)，共 48 48位位, ,表示為表示為EUI-48,EUI-48,可有可有2467024670萬億個萬億個地址有地址有2 2 位用于特殊用途，可滿足全球一切以位用于特殊用途，可滿足全球一切以太網(wǎng)物理地太網(wǎng)物理地 址的需求，表示方法為在兩個十六進制址的需求，表示方法為在兩個十六進制數(shù)之間用一數(shù)之間用一 個連字符隔開。個連字符隔開。2 2物理地址高物理地址高3B3B地址地址2424位稱為機構(gòu)獨位稱為機構(gòu)獨一標識符一標識符OUIOUI， 由由IEEEIEEE注冊管理委員會注冊管理委員會RACRAC一致分配一致分配給設備消

55、費給設備消費 廠商，廠商， 如：如：3COM3COM公司的公司的OUI=02-60-8COUI=02-60-8C3 3物理地址低物理地址低3B3B地址地址2424位稱為擴展標位稱為擴展標識符識符EIEI，由廠，由廠 商自行分配給每一塊網(wǎng)卡或設備的網(wǎng)絡商自行分配給每一塊網(wǎng)卡或設備的網(wǎng)絡硬件接口，硬件接口， 如：如：3COM3COM公司的公司的EI=00-A6-38EI=00-A6-38。也可以是也可以是2 2個字節(jié)，個字節(jié)，但這種格式的地址但這種格式的地址很少運用。很少運用。4MAC地址的三種類型：地址的三種類型： 單播地址：單播地址：I/G0 擁有單播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡中獨一一個由單播擁有單

56、播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡中獨一一個由單播地址指定的站點。地址指定的站點。點對點傳輸點對點傳輸 多播地址：多播地址：I/G1 擁有多播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡中由組播地址指定擁有多播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡中由組播地址指定的一組站點。的一組站點。點對多點傳輸點對多點傳輸 廣播地址：全廣播地址：全1地址，地址，F(xiàn)F-FF-FF-FF-FF-FF 擁有廣播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡中一切的站點。擁有廣播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡中一切的站點。廣播傳輸廣播傳輸 留意：以上分類只適用于目的地址。留意：以上分類只適用于目的地址。I/GOUI22位位G/LEI24位位0=全局管理地址全局管理地址1=本地管理地址普通不用本地管理地

57、址普通不用0=單播地址單播地址1=組播地址組播地址4.4.6 4.4.6 傳統(tǒng)以太網(wǎng)分類按傳輸介質(zhì)傳統(tǒng)以太網(wǎng)分類按傳輸介質(zhì)1 1、同軸電纜以太網(wǎng)粗纜以太網(wǎng)、同軸電纜以太網(wǎng)粗纜以太網(wǎng)10BASE510BASE5、細纜、細纜以太網(wǎng)以太網(wǎng)10BASE2 10BASE2 2 2、雙絞線以太網(wǎng)、雙絞線以太網(wǎng)3 3、光纖以太網(wǎng)、光纖以太網(wǎng) 雙絞線的銜接規(guī)范雙絞線的銜接規(guī)范 在以太網(wǎng)的規(guī)范中，在以太網(wǎng)的規(guī)范中，10Mbps10Mbps與與100Mbps100Mbps雙絞線系統(tǒng)采用雙絞線系統(tǒng)采用一樣的線序：一樣的線序：1 1、2 2兩根線為一對，兩根線為一對，3 3、6 6兩根線為另一兩根線為另一對。對。 色

58、標色標 Pin# Pin# SignalSignal 白橙白橙 1 1 TD+TD+發(fā)送發(fā)送 橙橙 2 2 TD-TD- 白綠白綠 3 3 RD+RD+接納接納 藍藍 4 4 不用不用 白藍白藍 5 5 不用不用 綠綠 6 6 RD-RD- 白棕白棕 7 7 不用不用 棕棕 8 8 不用不用1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8雙絞線以太網(wǎng)雙絞線以太網(wǎng) 非屏蔽雙絞線由非屏蔽雙絞線由4對導線組成，常用的顏對導線組成，常用的顏色與線號的對應關系：色與線號的對應關系： 橙橙2和橙白和橙白1；綠；綠6和綠白和綠白3 藍藍4和藍白和藍白5；棕；棕8和棕白和棕白7根本銜接規(guī)那么根本銜

59、接規(guī)那么 本人的發(fā)線要與對方的的收線相連本人的發(fā)線要與對方的的收線相連 本人的收線要與對方的的發(fā)線相連本人的收線要與對方的的發(fā)線相連 直通直通UTP電纜：電纜： 交叉交叉UTP電纜電纜直通直通UTPUTP電纜的運用環(huán)境電纜的運用環(huán)境1 11.計算機與集線器相連2.2.集線器的直通級聯(lián)端口與另一集線器的普通交叉端口級聯(lián)集線器的直通級聯(lián)端口與另一集線器的普通交叉端口級聯(lián)交叉交叉UTPUTP電纜的運用環(huán)境電纜的運用環(huán)境 利用集線器的普通交叉端口與另一集線器的普通交叉端口級聯(lián)。 兩臺微機直接銜接時，也可參考此接法4.5 4.5 高速以太網(wǎng)高速以太網(wǎng)一局域網(wǎng)的開展出現(xiàn)的問題：一局域網(wǎng)的開展出現(xiàn)的問題：

60、1 1、計算機的處置速度提高了百萬倍、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸速率、計算機的處置速度提高了百萬倍、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸速率只提高了上千倍，兩個速率不匹配。只提高了上千倍，兩個速率不匹配。 2 2、網(wǎng)絡規(guī)模不斷增大，新的運用不斷提出，網(wǎng)絡帶寬與、網(wǎng)絡規(guī)模不斷增大，新的運用不斷提出，網(wǎng)絡帶寬與性能不相順應。性能不相順應。 3 3、網(wǎng)絡結(jié)點數(shù)的添加，沖突和重發(fā)景象大量發(fā)生，網(wǎng)路、網(wǎng)絡結(jié)點數(shù)的添加，沖突和重發(fā)景象大量發(fā)生，網(wǎng)路效率急劇下降，網(wǎng)絡傳輸延遲增長，網(wǎng)絡效力質(zhì)量下降。效率急劇下降，網(wǎng)絡傳輸延遲增長，網(wǎng)絡效力質(zhì)量下降。二處理的方法：二處理的方法： 1 1、提高速率，從、提高速率，從10Mb/s10Mb/s提高到提高