第5章：介質(zhì)訪問控制子層ppt課件

1、吳功宜吳功宜 編著編著普通高等教育精品教材普通高等教育精品教材普通高等教育普通高等教育“十一五十一五國家級規(guī)劃教材國家級規(guī)劃教材本章學(xué)習(xí)要求：本章學(xué)習(xí)要求：理解：局域網(wǎng)的分類與特點(diǎn)。理解：局域網(wǎng)的分類與特點(diǎn)。理解：理解：IEEE 802參考模型與介質(zhì)訪問控制子層參考模型與介質(zhì)訪問控制子層 的基本概念。的基本概念。掌握：掌握：Ethernet局域網(wǎng)的基本工作原理。局域網(wǎng)的基本工作原理。掌握：高速局域網(wǎng)、交換局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)掌握：高速局域網(wǎng)、交換局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng) 的基本工作原理。的基本工作原理。掌握：無線局域網(wǎng)掌握：無線局域網(wǎng)WLAN與與802.11標(biāo)準(zhǔn)的基本標(biāo)準(zhǔn)的基本 概念。概念。掌握：網(wǎng)絡(luò)

2、互聯(lián)基本概念與網(wǎng)橋基本工作原掌握：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)基本概念與網(wǎng)橋基本工作原 理。理。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層3本章知識點(diǎn)結(jié)構(gòu)本章知識點(diǎn)結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層45.1 局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與演變局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與演變5.1.1 局域網(wǎng)技術(shù)的研究與發(fā)展局域網(wǎng)技術(shù)的研究與發(fā)展計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層5介質(zhì)訪問控制的基本概念介質(zhì)訪問控制的基本概念分布式控制的方法分布式控制的方法局域網(wǎng)中不存在中心主機(jī)，而是由每個主機(jī)各自局域網(wǎng)中不存在中心主機(jī)，而是由每個主機(jī)各自決定是否發(fā)送數(shù)據(jù)，

3、以及出現(xiàn)沖突時如何處理。決定是否發(fā)送數(shù)據(jù)，以及出現(xiàn)沖突時如何處理。“介質(zhì)訪問控制方法介質(zhì)訪問控制方法要解決的三個基本問題：要解決的三個基本問題： 什么時候發(fā)送數(shù)據(jù)？什么時候發(fā)送數(shù)據(jù)？ 如何發(fā)現(xiàn)沖突？如何發(fā)現(xiàn)沖突？ 出現(xiàn)沖突怎么辦？出現(xiàn)沖突怎么辦？計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層65.1.2 介質(zhì)訪問控制方法介質(zhì)訪問控制方法CSMA/CD、 Token Bus與與Token Ring的比較的比較三種不同的介質(zhì)訪問控制方法對應(yīng)三種不同類型三種不同的介質(zhì)訪問控制方法對應(yīng)三種不同類型的局域網(wǎng)：的局域網(wǎng)：采用帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問采用帶有沖突檢測的載波偵聽多路

4、訪問 (CSMA/CD) 訪問控制方法的總線形訪問控制方法的總線形Ethernet，稱為稱為“以太網(wǎng)以太網(wǎng)”。采用令牌控制的令牌總線形采用令牌控制的令牌總線形Token Bus局域網(wǎng)局域網(wǎng)，稱為，稱為“Token Bus或或“令牌總線網(wǎng)令牌總線網(wǎng)”。采用令牌控制的令牌環(huán)形采用令牌控制的令牌環(huán)形Token Ring局域網(wǎng)局域網(wǎng)，稱為，稱為“Token Ring或或“令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)”。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層7CSMA/CD總線形局域網(wǎng)特點(diǎn)總線形局域網(wǎng)特點(diǎn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層8令牌總線形局域網(wǎng)的特點(diǎn)令牌總

5、線形局域網(wǎng)的特點(diǎn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層9令牌環(huán)局域網(wǎng)的特點(diǎn)令牌環(huán)局域網(wǎng)的特點(diǎn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層10CSMA/CD方法的主要特點(diǎn)方法的主要特點(diǎn)介質(zhì)訪問控制方法算法簡單，易于實(shí)現(xiàn)。目前，介質(zhì)訪問控制方法算法簡單，易于實(shí)現(xiàn)。目前，有很多種有很多種VLSI可以實(shí)現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)CSMA/CD方法，有利方法，有利于降低于降低Ethernet組網(wǎng)成本，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。組網(wǎng)成本，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。一種隨機(jī)訪問控制方法，適用于對傳輸實(shí)時性要一種隨機(jī)訪問控制方法，適用于對傳輸實(shí)時性要求不高的辦公環(huán)境。求不高的辦公環(huán)境。在網(wǎng)絡(luò)通信

6、負(fù)荷較低時表現(xiàn)出較好的吞吐率與延在網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷較低時表現(xiàn)出較好的吞吐率與延遲特性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷增大時，由于沖突增遲特性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷增大時，由于沖突增多，網(wǎng)絡(luò)吞吐率下降、傳輸延遲增加。多，網(wǎng)絡(luò)吞吐率下降、傳輸延遲增加。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層11確定型介質(zhì)訪問控制方法確定型介質(zhì)訪問控制方法Token Bus、Token Ring的主要特點(diǎn)：的主要特點(diǎn)：適用于對數(shù)據(jù)傳輸實(shí)性要求較高的應(yīng)用環(huán)境，如生適用于對數(shù)據(jù)傳輸實(shí)性要求較高的應(yīng)用環(huán)境，如生產(chǎn)過程控制領(lǐng)域。產(chǎn)過程控制領(lǐng)域。在網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷較重時，表現(xiàn)出很好的吞吐率與較在網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷較重時，表現(xiàn)出很好的

7、吞吐率與較低的傳輸延遲，因此適用于通信負(fù)荷較重的應(yīng)用低的傳輸延遲，因此適用于通信負(fù)荷較重的應(yīng)用環(huán)境。環(huán)境。環(huán)的維護(hù)過程復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來比較困難。環(huán)的維護(hù)過程復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來比較困難。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層12不同通信負(fù)荷下實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率的比較不同通信負(fù)荷下實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率的比較計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層135.1.3 Ethernet技術(shù)的研究與發(fā)展技術(shù)的研究與發(fā)展計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層14延時帶寬積物理意義延時帶寬積物理意義計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介

8、質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層15Ethernet技術(shù)的發(fā)展過程技術(shù)的發(fā)展過程計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層165.1.4 局域網(wǎng)參考模型與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)參考模型與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層17IEEE 802協(xié)議結(jié)構(gòu)協(xié)議結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層185.2 Ethernet基本工作原理基本工作原理5.2.1 Ethernet數(shù)據(jù)發(fā)送流程分析數(shù)據(jù)發(fā)送流程分析計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層19 載波偵聽載波偵聽 總線電平跳變與

9、總線忙閑狀態(tài)的判斷總線電平跳變與總線忙閑狀態(tài)的判斷計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層20沖突窗口的概念沖突窗口的概念沖突窗口沖突窗口=2D/V=2D/VD D為總線傳輸介質(zhì)的最大長度為總線傳輸介質(zhì)的最大長度V V是電磁波在介質(zhì)中的傳播速度是電磁波在介質(zhì)中的傳播速度計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層21 沖突檢測沖突檢測 曼徹斯特編碼信號的波形疊加曼徹斯特編碼信號的波形疊加計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層22發(fā)現(xiàn)沖突、停止發(fā)送發(fā)現(xiàn)沖突、停止發(fā)送如果在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中檢測出沖突，為了解決信如果在發(fā)

10、送數(shù)據(jù)過程中檢測出沖突，為了解決信道爭用沖突，發(fā)送主機(jī)要進(jìn)入停止發(fā)送數(shù)據(jù)、道爭用沖突，發(fā)送主機(jī)要進(jìn)入停止發(fā)送數(shù)據(jù)、隨機(jī)延遲后重發(fā)的流程。隨機(jī)延遲后重發(fā)的流程。隨機(jī)延遲重發(fā)的第一步是發(fā)送隨機(jī)延遲重發(fā)的第一步是發(fā)送“沖突加強(qiáng)干擾序沖突加強(qiáng)干擾序列列jamming sequence信號信號”。沖突加強(qiáng)干。沖突加強(qiáng)干擾序列信號長度規(guī)定為擾序列信號長度規(guī)定為32bit。發(fā)送沖突加強(qiáng)干擾序列信號的目的是：確保有足發(fā)送沖突加強(qiáng)干擾序列信號的目的是：確保有足夠的沖突持續(xù)時間，使網(wǎng)中所有主機(jī)都能檢測夠的沖突持續(xù)時間，使網(wǎng)中所有主機(jī)都能檢測出沖突存在，并立即丟棄沖突幀，減少由于沖出沖突存在，并立即丟棄沖突幀，減少

11、由于沖突浪費(fèi)的時間，提高信道利用率。突浪費(fèi)的時間，提高信道利用率。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層23隨機(jī)延遲重發(fā)隨機(jī)延遲重發(fā)幀的最大重發(fā)次數(shù)為幀的最大重發(fā)次數(shù)為16CSMA/CD后退延遲算法是截止二進(jìn)制指數(shù)后退延遲算法后退延遲算法是截止二進(jìn)制指數(shù)后退延遲算法為：為：2kRa 為重新發(fā)送所需的后退延遲的時間為重新發(fā)送所需的后退延遲的時間 a是沖突窗口值是沖突窗口值 R是隨機(jī)數(shù)是隨機(jī)數(shù)二進(jìn)制指數(shù)二進(jìn)制指數(shù)k的范圍，定義了的范圍，定義了k=minn，10） 重發(fā)次數(shù)重發(fā)次數(shù)n第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層245.2.2 Ethernet幀結(jié)構(gòu)幀

12、結(jié)構(gòu)Ethernet幀結(jié)構(gòu)比較幀結(jié)構(gòu)比較計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層255.2.3 Ethernet接收流程的分析接收流程的分析計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層265.2.4 Ethernet網(wǎng)卡設(shè)計與物理地址網(wǎng)卡設(shè)計與物理地址 典型的典型的10BASE-5的的Ethernet實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層27 Ethernet網(wǎng)卡與計算機(jī)之間關(guān)系網(wǎng)卡與計算機(jī)之間關(guān)系計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層28 Ethernet物理地址物

13、理地址計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層295.2.5 Ethernet物理層標(biāo)準(zhǔn)命名方法物理層標(biāo)準(zhǔn)命名方法IEEE 802.3 X Type-Y NameX表示數(shù)據(jù)傳輸速率，單位為表示數(shù)據(jù)傳輸速率，單位為MbpsY表示網(wǎng)段的最大長度，單位為表示網(wǎng)段的最大長度，單位為100mType表示傳輸方式是基帶還是頻帶表示傳輸方式是基帶還是頻帶Name表示局域網(wǎng)的名稱表示局域網(wǎng)的名稱計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層305.3 交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)技術(shù)交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)技術(shù)5.3.1 交換式局域網(wǎng)技術(shù)交換式局域網(wǎng)技術(shù)交換基本的

14、功能：交換基本的功能：建立和維護(hù)一個表示建立和維護(hù)一個表示MAC地址與交換機(jī)端口號地址與交換機(jī)端口號對應(yīng)關(guān)系的映射表。對應(yīng)關(guān)系的映射表。在發(fā)送主機(jī)與接收主機(jī)端口之間建立虛連接。在發(fā)送主機(jī)與接收主機(jī)端口之間建立虛連接。完成幀的過濾與轉(zhuǎn)發(fā)。完成幀的過濾與轉(zhuǎn)發(fā)。執(zhí)行生成樹協(xié)議，防止出現(xiàn)環(huán)路。執(zhí)行生成樹協(xié)議，防止出現(xiàn)環(huán)路。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層31局域網(wǎng)交換機(jī)的工作原理局域網(wǎng)交換機(jī)的工作原理計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層32 交換機(jī)的交換方式交換機(jī)的交換方式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控

15、制子層335.3.2 虛擬局域網(wǎng)技術(shù)虛擬局域網(wǎng)技術(shù) 傳統(tǒng)局域網(wǎng)與傳統(tǒng)局域網(wǎng)與 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng) 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的比較組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的比較計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層34VLAN的劃分方法的劃分方法基于交換機(jī)端口的基于交換機(jī)端口的VLAN劃分方法劃分方法計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層35 基于主機(jī)基于主機(jī)MAC地址的地址的VLAN劃分方法劃分方法計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層36 基于網(wǎng)絡(luò)層地址或協(xié)議的基于網(wǎng)絡(luò)層地址或協(xié)議的VLAN劃分方法劃分方法計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪

16、問控制子層介質(zhì)訪問控制子層37IEEE802.1Q的基本內(nèi)容的基本內(nèi)容擴(kuò)展后的擴(kuò)展后的Ethernet幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層38 VLAN數(shù)據(jù)幀交換過程數(shù)據(jù)幀交換過程計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層39VLAN技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：可以通過軟件設(shè)置的方法靈活地組織邏輯工作組可以通過軟件設(shè)置的方法靈活地組織邏輯工作組，極大地方便了局域網(wǎng)的管理。，極大地方便了局域網(wǎng)的管理。限制了局域網(wǎng)中的廣播通信量，有效地提高了局限制了局域網(wǎng)中的廣播通信量，有效地提高了局域網(wǎng)系統(tǒng)的性能。域網(wǎng)系統(tǒng)的性能。網(wǎng)絡(luò)管理員可以通

17、過制定交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，能夠網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過制定交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，能夠提高局域網(wǎng)系統(tǒng)的安全性。提高局域網(wǎng)系統(tǒng)的安全性。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層405.4 高速高速Ethernet研究與發(fā)展研究與發(fā)展5.4.1 Fast Ethernet在傳統(tǒng)在傳統(tǒng)10Mbps的的Ethernet基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種速率為速率為100Mbps的高速局域網(wǎng)。的高速局域網(wǎng)。IEEE 802委員會正式批準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)委員會正式批準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3u。保留著傳統(tǒng)保留著傳統(tǒng)Ethernet的幀格式與最小、最大幀長的幀格式與最小、最大幀長度等特征。度等特征。定義

18、了介質(zhì)專用接口定義了介質(zhì)專用接口MII），將），將MAC層與物理層與物理層分隔開。層分隔開。目前目前100ASE-T主要有三種物理層標(biāo)準(zhǔn)：主要有三種物理層標(biāo)準(zhǔn)：100BASE-TX、100BASE-T4、100BASE-FX。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層41支持半雙工與全雙工工作模式支持半雙工與全雙工工作模式可以提供半雙工模式之外，也可以工作在全雙工可以提供半雙工模式之外，也可以工作在全雙工模式。模式。全雙工模式不存在爭用問題，全雙工模式不存在爭用問題，MAC層不需要采層不需要采用用CSMA/CD方法。方法。增加了增加了10Mbps與與100Mbps速率

19、自動協(xié)商功能速率自動協(xié)商功能具有具有10Mbps與與100Mbps速率網(wǎng)卡共存的速率自速率網(wǎng)卡共存的速率自動協(xié)商機(jī)制。動協(xié)商機(jī)制。自動協(xié)商只涉及到物理層，不需要人為干預(yù)，能自動協(xié)商只涉及到物理層，不需要人為干預(yù)，能夠自動配置。夠自動配置。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層425.4.2 Gigabit EthernetGE可以應(yīng)用于數(shù)據(jù)倉庫、高性能計算機(jī)、存儲可以應(yīng)用于數(shù)據(jù)倉庫、高性能計算機(jī)、存儲區(qū)域網(wǎng)與云計算硬件平臺中。區(qū)域網(wǎng)與云計算硬件平臺中。GE標(biāo)準(zhǔn)是標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802.3z。GE的傳輸速率達(dá)到了的傳輸速率達(dá)到了1000Mbps，它仍然保留著，它仍然

20、保留著傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的Ethernet的幀格式與最小、最大幀長度的幀格式與最小、最大幀長度等特征。等特征。定義了千兆介質(zhì)專用接口定義了千兆介質(zhì)專用接口GMII）。）。GE已經(jīng)成為大、中型局域網(wǎng)系統(tǒng)主干網(wǎng)的首選已經(jīng)成為大、中型局域網(wǎng)系統(tǒng)主干網(wǎng)的首選方案，有著廣泛的應(yīng)用前景。方案，有著廣泛的應(yīng)用前景。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層435.4.3 10 Gigabit Ethernet10GbE主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：保留著傳統(tǒng)的保留著傳統(tǒng)的Ethernet的的幀格式與最小、最大幀長度的的的幀格式與最小、最大幀長度的特征。特征。10GbE定義了專用的介質(zhì)專用接口定義了專

21、用的介質(zhì)專用接口10GMII。10GbE只工作在全雙工方式，不再不采用只工作在全雙工方式，不再不采用CSMA/CD協(xié)議，協(xié)議，覆蓋范圍不受傳統(tǒng)覆蓋范圍不受傳統(tǒng)Ethernet網(wǎng)的沖突窗口限制，傳輸網(wǎng)的沖突窗口限制，傳輸距離只取決于光纖通信系統(tǒng)的性能。距離只取決于光纖通信系統(tǒng)的性能。10GbE的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從局域網(wǎng)，逐漸擴(kuò)展到城域網(wǎng)與的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從局域網(wǎng)，逐漸擴(kuò)展到城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的核心交換網(wǎng)之中。廣域網(wǎng)的核心交換網(wǎng)之中。10GbE的物理層協(xié)議分為：局域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)與廣域網(wǎng)的物理層協(xié)議分為：局域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)與廣域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)兩類。物理層標(biāo)準(zhǔn)兩類。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子

22、層介質(zhì)訪問控制子層445.4.4 40 Gigabit Ethernet 與與100 Gigabit Ethernet40 GbE與與100 GbE研究的背景研究的背景移動移動Internet應(yīng)用應(yīng)用三網(wǎng)融合的高清視頻業(yè)務(wù)增長的需要三網(wǎng)融合的高清視頻業(yè)務(wù)增長的需要云計算、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的興起云計算、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的興起城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)核心交換網(wǎng)傳輸帶寬增長的需城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)核心交換網(wǎng)傳輸帶寬增長的需求求計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層4540GbE的研究與應(yīng)用的研究與應(yīng)用40Gbps的波分復(fù)用的波分復(fù)用WDM技術(shù)早在技術(shù)早在2019年就出現(xiàn)年就出現(xiàn)了。了。201920

23、19年前后在局部范圍內(nèi)開始商用，同時年前后在局部范圍內(nèi)開始商用，同時路由器開始提供路由器開始提供40Gbps的接口。的接口。在在20192019年有多個廠商能夠提供速率為年有多個廠商能夠提供速率為40Gbps 的波分復(fù)用設(shè)備。的波分復(fù)用設(shè)備。40GbE技術(shù)將會大量應(yīng)用于技術(shù)將會大量應(yīng)用于IDC、高性能計算機(jī)、高性能計算機(jī)、高性能服務(wù)器集群與云計算平臺。高性能服務(wù)器集群與云計算平臺。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層46100GbE技術(shù)的研究與應(yīng)用技術(shù)的研究與應(yīng)用 100GbE的標(biāo)準(zhǔn)是的標(biāo)準(zhǔn)是802.3ba 100GbE保留著傳統(tǒng)的保留著傳統(tǒng)的Ethernet的

24、的幀格式與最的的幀格式與最小、最大幀長度的規(guī)定小、最大幀長度的規(guī)定 100GbE物理接口主要有三種類型：物理接口主要有三種類型： 1010GbE短距離互聯(lián)的短距離互聯(lián)的LAN接口技術(shù)接口技術(shù) 425GE中短距離互聯(lián)的中短距離互聯(lián)的LAN 接口技術(shù)接口技術(shù) 10m的銅纜接口和的銅纜接口和1m的系統(tǒng)背板互聯(lián)技的系統(tǒng)背板互聯(lián)技術(shù)術(shù)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層475.4.5 光以太網(wǎng)與城域以太網(wǎng)光以太網(wǎng)與城域以太網(wǎng)光以太網(wǎng)的基本概念光以太網(wǎng)的基本概念光以太網(wǎng)術(shù)語是北電網(wǎng)絡(luò)光以太網(wǎng)術(shù)語是北電網(wǎng)絡(luò)2000年提出，得到網(wǎng)絡(luò)界與電年提出，得到網(wǎng)絡(luò)界與電信界的認(rèn)同和支持。

25、信界的認(rèn)同和支持。10Gbps、40Gbps 、100Gbps高速以太網(wǎng)中只采用全雙工高速以太網(wǎng)中只采用全雙工模式，物理傳輸介質(zhì)以光纖為主。模式，物理傳輸介質(zhì)以光纖為主?？梢猿浞值貙⒖梢猿浞值貙thernet技術(shù)與技術(shù)與SDH、MPLS與與DWDM等等成熟的光通信技術(shù)交叉融合、優(yōu)勢互補(bǔ)，以提升成熟的光通信技術(shù)交叉融合、優(yōu)勢互補(bǔ)，以提升Ethernet技術(shù)的服務(wù)質(zhì)量技術(shù)的服務(wù)質(zhì)量QoS、網(wǎng)絡(luò)安全性與系統(tǒng)可靠、網(wǎng)絡(luò)安全性與系統(tǒng)可靠性，使得光以太網(wǎng)成為能夠滿足電信級服務(wù)要求的網(wǎng)性，使得光以太網(wǎng)成為能夠滿足電信級服務(wù)要求的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。絡(luò)技術(shù)。利用光纖的巨大帶寬資源與成熟、廣泛應(yīng)用的利用光纖的巨大帶寬資

26、源與成熟、廣泛應(yīng)用的Ethernet技技術(shù)，為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商建造新一代的寬帶城域網(wǎng)提供技術(shù)術(shù)，為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商建造新一代的寬帶城域網(wǎng)提供技術(shù)支持。支持。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層48城域以太網(wǎng)的基本概念城域以太網(wǎng)的基本概念寬帶城域網(wǎng)選擇網(wǎng)絡(luò)方案的三大驅(qū)動因素是成本、可擴(kuò)寬帶城域網(wǎng)選擇網(wǎng)絡(luò)方案的三大驅(qū)動因素是成本、可擴(kuò)展性和易用性的話，那么選擇展性和易用性的話，那么選擇Ethernet技術(shù)作為下一技術(shù)作為下一代構(gòu)建寬帶城域網(wǎng)的主要技術(shù)是非常恰當(dāng)?shù)?。代?gòu)建寬帶城域網(wǎng)的主要技術(shù)是非常恰當(dāng)?shù)摹thernet具有良好的擴(kuò)展性，能夠容易地實(shí)現(xiàn)從具有良好的擴(kuò)展性，能夠容易

27、地實(shí)現(xiàn)從10Mbps到到100Gbps的平滑升級，并且能夠覆蓋從幾十米到的平滑升級，并且能夠覆蓋從幾十米到100公里的范圍。公里的范圍。研究可運(yùn)營的光以太網(wǎng)已經(jīng)不是單一的技術(shù)研究，而是研究可運(yùn)營的光以太網(wǎng)已經(jīng)不是單一的技術(shù)研究，而是提出了城域以太網(wǎng)的解決方案。光以太網(wǎng)、城域以太提出了城域以太網(wǎng)的解決方案。光以太網(wǎng)、城域以太網(wǎng)的發(fā)展將從根本上改變網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商規(guī)劃、建立、管網(wǎng)的發(fā)展將從根本上改變網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商規(guī)劃、建立、管理思想。理思想。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層495.5 Ethernet組網(wǎng)設(shè)備與組網(wǎng)方法組網(wǎng)設(shè)備與組網(wǎng)方法5.5.1 Ethernet基本的組

28、網(wǎng)方法與設(shè)備基本的組網(wǎng)方法與設(shè)備用中繼器連接兩個用中繼器連接兩個Ethernet纜段結(jié)構(gòu)纜段結(jié)構(gòu)中繼器的工作原理中繼器的工作原理計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層50 集線器集線器HUB）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層51 集線器組網(wǎng)結(jié)構(gòu)集線器組網(wǎng)結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層525.5.2 交換交換Ethernet與高速與高速Ethernet組網(wǎng)方法組網(wǎng)方法典型的交換以太網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)典型的交換以太網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層535.

29、5.3 局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)化布線的基本概念局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)化布線的基本概念 建筑物綜合布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖建筑物綜合布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層54戶外系統(tǒng)戶外系統(tǒng)布線配線系統(tǒng)布線配線系統(tǒng)機(jī)房子系統(tǒng)機(jī)房子系統(tǒng)垂直豎井系統(tǒng)垂直豎井系統(tǒng)布線配線系統(tǒng)布線配線系統(tǒng)平面樓層系統(tǒng)平面樓層系統(tǒng)用戶端子5.6 局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋5.6.1 局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋的基本概念局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋的基本概念網(wǎng)橋是實(shí)現(xiàn)兩個或兩個以上相同類型的同構(gòu)局域網(wǎng)橋是實(shí)現(xiàn)兩個或兩個以上相同類型的同構(gòu)局域網(wǎng)的互聯(lián)，也可以實(shí)現(xiàn)兩個或兩個以上不同類網(wǎng)的互聯(lián)，也可以實(shí)現(xiàn)兩個或兩個以上不同類型

30、的異構(gòu)局域網(wǎng)的互聯(lián)設(shè)備。型的異構(gòu)局域網(wǎng)的互聯(lián)設(shè)備。網(wǎng)橋主要有兩大主要的功能：網(wǎng)橋主要有兩大主要的功能： 端口號與對應(yīng)的端口號與對應(yīng)的MAC地址表的轉(zhuǎn)發(fā)表生成與地址表的轉(zhuǎn)發(fā)表生成與 維護(hù)維護(hù) 幀接收、過濾與轉(zhuǎn)發(fā)幀接收、過濾與轉(zhuǎn)發(fā)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層55 網(wǎng)橋結(jié)構(gòu)與工作原理網(wǎng)橋結(jié)構(gòu)與工作原理計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層56源路由網(wǎng)橋源路由網(wǎng)橋源路由網(wǎng)橋由發(fā)送幀的源主機(jī)負(fù)責(zé)路由選擇。源路由網(wǎng)橋由發(fā)送幀的源主機(jī)負(fù)責(zé)路由選擇。每個主機(jī)在發(fā)送幀時，將詳細(xì)的路由信息寫在幀每個主機(jī)在發(fā)送幀時，將詳細(xì)的路由信息寫在幀頭部，網(wǎng)

31、橋根據(jù)源主機(jī)確定的路由轉(zhuǎn)發(fā)幀。頭部，網(wǎng)橋根據(jù)源主機(jī)確定的路由轉(zhuǎn)發(fā)幀。為了發(fā)現(xiàn)合適的路由，源主機(jī)以廣播方式向目的為了發(fā)現(xiàn)合適的路由，源主機(jī)以廣播方式向目的主機(jī)發(fā)送用于探測的發(fā)現(xiàn)幀。主機(jī)發(fā)送用于探測的發(fā)現(xiàn)幀。源主機(jī)得到這些路由信息后，從可能的路由中選源主機(jī)得到這些路由信息后，從可能的路由中選擇出一個最佳路由。擇出一個最佳路由。常用的方法是：如果有超過一條的路徑，源主機(jī)常用的方法是：如果有超過一條的路徑，源主機(jī)將選擇經(jīng)過的中間經(jīng)過的網(wǎng)橋跳數(shù)最少的路徑。將選擇經(jīng)過的中間經(jīng)過的網(wǎng)橋跳數(shù)最少的路徑。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層57透明網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋用透明網(wǎng)橋互聯(lián)局域網(wǎng)

32、時，網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)表開始是用透明網(wǎng)橋互聯(lián)局域網(wǎng)時，網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)表開始是空的。網(wǎng)橋采取與交換機(jī)采取自學(xué)習(xí)方法，在空的。網(wǎng)橋采取與交換機(jī)采取自學(xué)習(xí)方法，在轉(zhuǎn)發(fā)幀的過程中，逐漸將建立和更新轉(zhuǎn)發(fā)表。轉(zhuǎn)發(fā)幀的過程中，逐漸將建立和更新轉(zhuǎn)發(fā)表。透明網(wǎng)橋通過自學(xué)習(xí)算法生成和維護(hù)網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)表，透明網(wǎng)橋通過自學(xué)習(xí)算法生成和維護(hù)網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)表，是一種即插即用的局域網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備。是一種即插即用的局域網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備。局域網(wǎng)的主機(jī)不負(fù)責(zé)幀傳輸路徑的選擇。互聯(lián)的局域網(wǎng)的主機(jī)不負(fù)責(zé)幀傳輸路徑的選擇?；ヂ?lián)的局域網(wǎng)主機(jī)不需要知道網(wǎng)橋的存在，也不需要局域網(wǎng)主機(jī)不需要知道網(wǎng)橋的存在，也不需要了解網(wǎng)橋之間的連接關(guān)系，網(wǎng)橋?qū)χ鳈C(jī)是透明了解網(wǎng)橋之間的連接關(guān)

33、系，網(wǎng)橋?qū)χ鳈C(jī)是透明的。的。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層585.6.2 網(wǎng)橋的工作流程網(wǎng)橋的工作流程計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層595.6.3 生成樹協(xié)議生成樹協(xié)議 網(wǎng)橋互聯(lián)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)橋互聯(lián)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層60 分析生成樹協(xié)議執(zhí)行過程的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖分析生成樹協(xié)議執(zhí)行過程的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層61 有效拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有效拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子

34、層62 主機(jī)之間的幀傳輸路徑主機(jī)之間的幀傳輸路徑計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層635.6.4 網(wǎng)橋與中繼器、集線器、交換機(jī)的比較網(wǎng)橋與中繼器、集線器、交換機(jī)的比較 網(wǎng)橋與中繼器作用的比較網(wǎng)橋與中繼器作用的比較計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層64中繼器、集線器、網(wǎng)橋與交換機(jī)的比較中繼器、集線器、網(wǎng)橋與交換機(jī)的比較比較的內(nèi)容中繼器集線器交換機(jī)網(wǎng)橋協(xié)議層次物理層物理層MAC層MAC層主要功能連接多個纜段，增加總線長度，增加接入的主機(jī)數(shù)量接入多臺計算機(jī)形成星形結(jié)構(gòu)的Ethernet連接多臺計算機(jī)，實(shí)現(xiàn)快速幀轉(zhuǎn)發(fā)互聯(lián)多個同構(gòu)或異構(gòu)

35、的局域網(wǎng)工作原理信號放大與整形信號放大與整形在多端口之間同時轉(zhuǎn)發(fā)多幀MAC地址過濾與幀轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)兩個端口可以有多端口可以有多端口可以有多端口使用地址MAC地址MAC地址沖突域連接在多個纜段上的所有主機(jī)屬于一個沖突域連接在集線器上的所有主機(jī)屬于一個沖突域如果主機(jī)獨(dú)占端口，則不存在沖突每個互聯(lián)的局域網(wǎng)分別是一個沖突域計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層655.7 無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)5.7.1 無線局域網(wǎng)發(fā)展背景無線局域網(wǎng)發(fā)展背景無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLAN不僅能夠作為獨(dú)立的一種移動通不僅能夠作為獨(dú)立的一種移動通信網(wǎng)絡(luò)來使用，而且可以作為傳統(tǒng)局域網(wǎng)的補(bǔ)充。信網(wǎng)絡(luò)來

36、使用，而且可以作為傳統(tǒng)局域網(wǎng)的補(bǔ)充。無線局域網(wǎng)以微波、激光與紅外線等無線電波作為傳輸無線局域網(wǎng)以微波、激光與紅外線等無線電波作為傳輸介質(zhì)，來全部或部分取代傳統(tǒng)局域網(wǎng)中的雙絞線與光介質(zhì)，來全部或部分取代傳統(tǒng)局域網(wǎng)中的雙絞線與光纖。纖。無線局域網(wǎng)不僅能夠滿足移動和特殊應(yīng)用領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)的要無線局域網(wǎng)不僅能夠滿足移動和特殊應(yīng)用領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)的要求，還能覆蓋有線局域網(wǎng)難以布線的位置。求，還能覆蓋有線局域網(wǎng)難以布線的位置。無線局域網(wǎng)的發(fā)展速度很快。目前，支持無線局域網(wǎng)的發(fā)展速度很快。目前，支持2Mbps傳輸速傳輸速率的系統(tǒng)已經(jīng)成熟，而速率為率的系統(tǒng)已經(jīng)成熟，而速率為40Mbps80Mbps的系的系統(tǒng)正在研究中。統(tǒng)正在研究中。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第第5 5章章 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層66無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)802.11協(xié)議發(fā)展過程協(xié)議發(fā)展過程2019年形成了第一個無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)年形成了第一個無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)802.11。802.11定義了使用紅外、跳頻擴(kuò)頻與直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，定義了使用紅外、跳頻擴(kuò)頻與直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，