計算機網(wǎng)絡(luò)之鏈路層和鏈路層服務(wù)

1、1林楠林楠電子郵件：電子郵件：lynn_辦公電話：辦公電話公室：辦公室：408 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層2進程進程主機主機進程進程主機主機結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層傳輸層傳輸層：傳輸層：實現(xiàn)實現(xiàn)進程進程與與進程進程之間的通信。之間的通信。網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層：實現(xiàn)實現(xiàn)主機主機與與主機主機之間的通信。之間的通信。數(shù)據(jù)鏈路層：數(shù)據(jù)鏈路層：實現(xiàn)實現(xiàn)結(jié)點結(jié)點與與結(jié)點結(jié)點之間的通信。之間的通信。Review數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層3數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)幀的組成數(shù)據(jù)幀的組成物理尋址物理尋址差錯控制差錯控制流量控制流量控制數(shù)據(jù)鏈

2、路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能4r結(jié)點結(jié)點 Nodes：主機或路由器主機或路由器r連接連接 Links： 在通信路徑中連在通信路徑中連接鄰近結(jié)點的通信連接。接鄰近結(jié)點的通信連接。m有線連接有線連接 Wired linksm無線連接無線連接 Wireless linksr幀幀F(xiàn)rame ：一個數(shù)據(jù)鏈路層幀一個數(shù)據(jù)鏈路層幀封裝一個網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報。封裝一個網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報。傳送數(shù)據(jù)報從一結(jié)點到鄰近結(jié)點。傳送數(shù)據(jù)報從一結(jié)點到鄰近結(jié)點。一個傳輸結(jié)點封裝數(shù)據(jù)報到一數(shù)據(jù)一個傳輸結(jié)點封裝數(shù)據(jù)報到一數(shù)據(jù)鏈路層鏈路層幀幀，再發(fā)送，再發(fā)送幀幀到連接上。到連接上。連接連接“l(fā)ink”數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能5幀結(jié)束幀首部幀首部

3、I P 數(shù)據(jù)報I P 數(shù)據(jù)報幀的數(shù)據(jù)部分幀的數(shù)據(jù)部分幀尾部幀尾部MT U數(shù)據(jù)鏈路層的幀長從這里開始發(fā)送幀開始每一種鏈路層協(xié)議都規(guī)定了幀的數(shù)據(jù)部分的長度上限每一種鏈路層協(xié)議都規(guī)定了幀的數(shù)據(jù)部分的長度上限 最大傳輸單元最大傳輸單元 MTU6 端口號：標識不同進程端口號：標識不同進程主機主機數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能: 物理尋址物理尋址進程進程 域名：標識不同主機域名：標識不同主機網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口邏輯地址：邏輯地址：IP地址地址物理地址：物理地址：MAC地址地址標識不同的網(wǎng)絡(luò)接口標識不同的網(wǎng)絡(luò)接口7r數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議大多在數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議大多在適配器適配器中執(zhí)行中執(zhí)行 (Adaptor： NICs:

4、Network Interface Cards 網(wǎng)絡(luò)接口卡，網(wǎng)卡，網(wǎng)絡(luò)接口卡，網(wǎng)卡，) r將計算機接入網(wǎng)絡(luò)時，每臺計算機都需要安將計算機接入網(wǎng)絡(luò)時，每臺計算機都需要安裝裝網(wǎng)卡網(wǎng)卡，通過網(wǎng)卡計算機才和網(wǎng)線相連。，通過網(wǎng)卡計算機才和網(wǎng)線相連。r網(wǎng)卡：網(wǎng)卡：是計算機上的是計算機上的“收發(fā)室收發(fā)室”，是計算機，是計算機聯(lián)網(wǎng)的必需設(shè)備，它負責向外發(fā)送數(shù)據(jù)，并聯(lián)網(wǎng)的必需設(shè)備，它負責向外發(fā)送數(shù)據(jù)，并從網(wǎng)絡(luò)中判斷接收屬于自己的數(shù)據(jù)。從網(wǎng)絡(luò)中判斷接收屬于自己的數(shù)據(jù)。發(fā)送結(jié)點發(fā)送結(jié)點幀幀接收結(jié)點接收結(jié)點數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報幀幀適配器適配器適配器適配器數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能: 物理尋址物理

5、尋址8r邏輯地址邏輯地址 = IP地址地址: m網(wǎng)絡(luò)層地址網(wǎng)絡(luò)層地址m使得數(shù)據(jù)報到達目的主機使得數(shù)據(jù)報到達目的主機IP子網(wǎng)（發(fā)送與接收主機子網(wǎng)（發(fā)送與接收主機可能不在同一子網(wǎng)可能不在同一子網(wǎng)）r物理地址物理地址 = 網(wǎng)卡地址網(wǎng)卡地址 = MAC地址地址 = LAN地址地址 = 以太網(wǎng)地址以太網(wǎng)地址 : m使得數(shù)據(jù)報從一接口傳送到另一物理連接的接口（使得數(shù)據(jù)報從一接口傳送到另一物理連接的接口（兩接口在同一子網(wǎng)兩接口在同一子網(wǎng)）m48 位位MAC，永久性，唯一性（，永久性，唯一性（出廠時固化到網(wǎng)卡的出廠時固化到網(wǎng)卡的ROM中中） MAC地址地址 IP地址地址48位位 32位位人的身份證號碼人的身份

6、證號碼 人的通訊地址人的通訊地址結(jié)點適配器的地址結(jié)點適配器的地址結(jié)點的地址結(jié)點的地址扁平管理扁平管理垂直管理（子網(wǎng)地址垂直管理（子網(wǎng)地址+主機地址）主機地址）不變不變 隨主機移動改變隨主機移動改變數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能: 物理尋址物理尋址9第十三講第十三講 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層r數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能r點對點網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議點對點網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議 (PPP)r廣播網(wǎng)絡(luò)：多路訪問控制協(xié)議廣播網(wǎng)絡(luò)：多路訪問控制協(xié)議 (CSMA/CD，CSMA/CA)r局域網(wǎng)局域網(wǎng)mIEEE802局域網(wǎng)標準局域網(wǎng)標準m以太網(wǎng)以太網(wǎng) Ethernet m局域網(wǎng)主要互連設(shè)備局域網(wǎng)主要互連設(shè)備m虛

7、擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng) VLANm無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)10r點對點點對點 （ 例如：例如：PPP撥號訪問撥號訪問）r廣播式廣播式 （ 共享線路或介質(zhì)共享線路或介質(zhì); 例如：傳統(tǒng)以太網(wǎng)例如：傳統(tǒng)以太網(wǎng), 無線網(wǎng)無線網(wǎng),等）等）r交換式交換式 （ 例如：例如：交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng), ATM 等等 ）有三種類型的有三種類型的 “鏈路鏈路”: 共享有線共享有線 共享無線共享無線 衛(wèi)星衛(wèi)星 談?wù)摃務(wù)摃?11r一個發(fā)送端，一個接收端，一個連接一個發(fā)送端，一個接收端，一個連接m不需要介質(zhì)訪問控制不需要介質(zhì)訪問控制m不需要進行不需要進行MACMAC尋址尋址m應(yīng)用：應(yīng)用：兩路由器之間，兩路由器之間，SONET

8、/SDH鏈路。鏈路。 撥號或撥號或ADSL訪問訪問Internet,在家用在家用MODEM與與ISP路由器之間。路由器之間。r常見的點對點數(shù)據(jù)鏈路控制常見的點對點數(shù)據(jù)鏈路控制 DLCDLC（Data Link ControlData Link Control）協(xié)議）協(xié)議: :mPPPPPP： ( ( 點對點協(xié)議點對點協(xié)議 Point-to-Point Protocol )Point-to-Point Protocol )mHDLCHDLC：( ( 高級數(shù)據(jù)鏈路控制高級數(shù)據(jù)鏈路控制 High Level Data Link Control )High Level Data Link Contro

9、l )mSDLCSDLC：（同步數(shù)據(jù)鏈路控制（同步數(shù)據(jù)鏈路控制 Synchronous Data Link Control)Synchronous Data Link Control)mSLIPSLIP：( ( 串行線互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議串行線互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議Serial Line Internet ProtocolSerial Line Internet Protocol）點對點數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議點對點數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中兩個設(shè)備通過一個專用鏈路連接在一起，兩個設(shè)備可以在任何時在網(wǎng)絡(luò)中兩個設(shè)備通過一個專用鏈路連接在一起，兩個設(shè)備可以在任何時間訪問鏈路，這種訪問稱為間訪問鏈路，這種訪問稱為點對點訪問點對點訪

10、問（Point-to-Point access）12第十三講第十三講 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層r數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能r點對點網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議點對點網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議 (PPP)r廣播網(wǎng)絡(luò)：多路訪問控制協(xié)議廣播網(wǎng)絡(luò)：多路訪問控制協(xié)議 (CSMA/CD，CSMA/CA)r局域網(wǎng)局域網(wǎng)mIEEE802局域網(wǎng)標準局域網(wǎng)標準m以太網(wǎng)以太網(wǎng) Ethernet m局域網(wǎng)主要互連設(shè)備局域網(wǎng)主要互連設(shè)備m虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng) VLANm無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)13r各結(jié)點共享一條傳輸介質(zhì)，兩個或多個結(jié)點同時傳輸數(shù)據(jù)時各結(jié)點共享一條傳輸介質(zhì)，兩個或多個結(jié)點同時傳輸數(shù)據(jù)時 相互干擾，產(chǎn)生相互干擾，產(chǎn)生 沖

11、突沖突 collision ！ m在某一時刻只有一個結(jié)點可以成功地發(fā)送信號。在某一時刻只有一個結(jié)點可以成功地發(fā)送信號。m當一個結(jié)點同時接收兩個或更多信號的時候產(chǎn)生當一個結(jié)點同時接收兩個或更多信號的時候產(chǎn)生沖突沖突。多路訪問控制多路訪問控制 MAC Multiple Access Control各結(jié)點怎樣共享介質(zhì)？各結(jié)點怎樣共享介質(zhì)？答：答：多路訪問協(xié)議多路訪問協(xié)議 multiple access protocol 解決各結(jié)點怎樣共享介質(zhì)。解決各結(jié)點怎樣共享介質(zhì)。 例如：例如：確定哪個結(jié)點可以發(fā)送數(shù)據(jù)，什么時刻發(fā)送？確定哪個結(jié)點可以發(fā)送數(shù)據(jù)，什么時刻發(fā)送？ 不同的物理連接，有不同的多路訪問協(xié)議。

12、不同的物理連接，有不同的多路訪問協(xié)議。 應(yīng)用：應(yīng)用： 局域網(wǎng)局域網(wǎng) LANs 無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng) Wireless LANs 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò) Satellite Networks 14rCSMA/CD：載波檢測多路訪問：載波檢測多路訪問 / 沖突檢測沖突檢測，傳統(tǒng)局域網(wǎng)。，傳統(tǒng)局域網(wǎng)。rCSMA/CA：載波檢測多路訪問：載波檢測多路訪問 / 沖突避免沖突避免，無線局域網(wǎng)。，無線局域網(wǎng)。 隨機訪問協(xié)議隨機訪問協(xié)議 授控訪問協(xié)議授控訪問協(xié)議 通道化協(xié)議通道化協(xié)議多路訪問協(xié)議多路訪問協(xié)議預約預約輪詢輪詢令牌環(huán)令牌環(huán)多路訪問協(xié)議多路訪問協(xié)議 (小結(jié)小結(jié))15CSMA/CD: 載波偵聽多路訪問載波偵

13、聽多路訪問 / 沖突檢測沖突檢測 Carrier sense multiple access / Collision Detectionm當沖突發(fā)生后，發(fā)送結(jié)點在很短時間內(nèi)可探測到，當沖突發(fā)生后，發(fā)送結(jié)點在很短時間內(nèi)可探測到，m結(jié)點立即中斷傳輸，沖突的傳輸數(shù)據(jù)被丟棄，減少帶寬浪費，結(jié)點立即中斷傳輸，沖突的傳輸數(shù)據(jù)被丟棄，減少帶寬浪費，m然后，結(jié)點采取持續(xù)性或非持續(xù)性重傳。然后，結(jié)點采取持續(xù)性或非持續(xù)性重傳。m應(yīng)用于：應(yīng)用于：傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的LAN中。中。CSMA/CA: 載波偵聽多路訪問載波偵聽多路訪問 / 沖突避免沖突避免 Carrier sense multiple access / Coll

14、ision Avoidancem在此過程中不產(chǎn)生沖突。在此過程中不產(chǎn)生沖突。m結(jié)點檢測介質(zhì)不忙時，等待一時間再發(fā)送幀，并設(shè)置一定時器結(jié)點檢測介質(zhì)不忙時，等待一時間再發(fā)送幀，并設(shè)置一定時器m如果在定時器到時之前接收到對方的確認，則認為傳輸成功；如果在定時器到時之前接收到對方的確認，則認為傳輸成功； 否則，則認為幀丟失，再重新檢測介質(zhì)重發(fā)數(shù)據(jù)。否則，則認為幀丟失，再重新檢測介質(zhì)重發(fā)數(shù)據(jù)。m應(yīng)用于：應(yīng)用于：無線無線LAN中。中。多路訪問協(xié)議多路訪問協(xié)議:1) 隨機訪問協(xié)議隨機訪問協(xié)議16第十四講第十四講 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層r數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能r點對點網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議點對點網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)

15、鏈路控制協(xié)議 (PPP)r廣播網(wǎng)絡(luò)：多路訪問控制協(xié)議廣播網(wǎng)絡(luò)：多路訪問控制協(xié)議 (CSMA/CD，CSMA/CA)r局域網(wǎng)局域網(wǎng)mIEEE802局域網(wǎng)標準局域網(wǎng)標準m以太網(wǎng)以太網(wǎng) Ethernet m局域網(wǎng)主要互連設(shè)備局域網(wǎng)主要互連設(shè)備m虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng) VLANm無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)17組成分組組成分組流量控制流量控制尋址尋址差錯控制差錯控制介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制局域網(wǎng)局域網(wǎng) 局域網(wǎng)工作在局域網(wǎng)工作在物理層物理層和和數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 最常見的有線最常見的有線LAN: Ethernet 以太網(wǎng)以太網(wǎng) 最具有發(fā)展?jié)摿Φ淖罹哂邪l(fā)展?jié)摿Φ腖AN：無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)18第十四講第十四講 數(shù)

16、據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層r數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能r點對點網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議點對點網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議 (PPP)r廣播網(wǎng)絡(luò)：多路訪問控制協(xié)議廣播網(wǎng)絡(luò)：多路訪問控制協(xié)議 (CSMA/CD，CSMA/CA)r局域網(wǎng)局域網(wǎng)mIEEE802局域網(wǎng)標準局域網(wǎng)標準m以太網(wǎng)以太網(wǎng) Ethernet m局域網(wǎng)主要互連設(shè)備局域網(wǎng)主要互連設(shè)備m虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng) VLANm無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)19互聯(lián)網(wǎng)沒有對互聯(lián)網(wǎng)沒有對LAN，WAN做詳細的說明，因此就必須有另外的做詳細的說明，因此就必須有另外的 協(xié)議標準協(xié)議標準 (IEEE802局域網(wǎng)標準局域網(wǎng)標準) 來處理來處理LAN。 IEEE802: 電氣和電子

17、工程師協(xié)會電氣和電子工程師協(xié)會802委員會委員會: 802工程工程 IEEE802局域網(wǎng)標準局域網(wǎng)標準 把數(shù)據(jù)鏈路層分為上下兩層把數(shù)據(jù)鏈路層分為上下兩層: LLC 邏輯鏈路控制子層邏輯鏈路控制子層 MAC 介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層IEEE802 局域網(wǎng)標準局域網(wǎng)標準802項目項目MACIEEE802局域網(wǎng)標準局域網(wǎng)標準LLC20以太網(wǎng)以太網(wǎng) Ethernetr主機通過主機通過LAN連接到連接到Internet需要五層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的服務(wù)。需要五層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的服務(wù)。r上面三層（上面三層（應(yīng)用層，運輸層，網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層，運輸層，網(wǎng)絡(luò)層）對所有的對所有的LAN是是相同相同的。的。r數(shù)據(jù)鏈路層中數(shù)據(jù)鏈路

18、層中LLC子層子層設(shè)計對于所有設(shè)計對于所有LAN是是相同相同的。的。r所以局域網(wǎng)之間的區(qū)別僅僅在于它們的所以局域網(wǎng)之間的區(qū)別僅僅在于它們的MAC子層和物理層。子層和物理層。r對于每一個不同的局域網(wǎng)，對于每一個不同的局域網(wǎng)，MAC子層差別不大，但物理層完全不同子層差別不大，但物理層完全不同。傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)10 Mbps快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)100 Mbps千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)1000 Mbps數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層鏈路層物理層物理層邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制 LLC介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制三代以太網(wǎng)三代以太網(wǎng)21以太網(wǎng)以太網(wǎng) Ethernet網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

19、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) Topology網(wǎng)絡(luò)中計算機所連成的幾何形狀網(wǎng)絡(luò)中計算機所連成的幾何形狀:1 總線形總線形 Bus （淘汰）（淘汰）2 星形星形 Star （流行）（流行）3 環(huán)形環(huán)形 Ring（沒普及）（沒普及）4 網(wǎng)形網(wǎng)形 Mesh （廣域網(wǎng)）（廣域網(wǎng)）22r無連接無連接: 在發(fā)送端和接收端的網(wǎng)卡之間不需要握手連接。在發(fā)送端和接收端的網(wǎng)卡之間不需要握手連接。r不可靠不可靠: 接收端網(wǎng)卡不發(fā)送確認消息到發(fā)送端網(wǎng)卡。接收端網(wǎng)卡不發(fā)送確認消息到發(fā)送端網(wǎng)卡。 因此：因此：m數(shù)據(jù)包流向網(wǎng)絡(luò)層可能有間隔，數(shù)據(jù)包流向網(wǎng)絡(luò)層可能有間隔，m如果運輸層使用如果運輸層使用TCP，間隔將被添滿，間隔將被添滿，m否則

20、應(yīng)用層將看到間隔。否則應(yīng)用層將看到間隔。以太網(wǎng)以太網(wǎng) Ethernet以太網(wǎng)技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)層提供無連接，不可靠服務(wù)。以太網(wǎng)技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)層提供無連接，不可靠服務(wù)。隨著以太網(wǎng)的發(fā)展，可分為：隨著以太網(wǎng)的發(fā)展，可分為：1、傳統(tǒng)以太網(wǎng)、傳統(tǒng)以太網(wǎng) 10Mbps2、快速以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng) 100Mbps3、千兆以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng) 1000Mbps23傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)10Mbps使用持續(xù)性的多路訪問協(xié)議：使用持續(xù)性的多路訪問協(xié)議：CSMA/CD以太網(wǎng)以太網(wǎng): 1) 傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng) 10Mbps 10Base5 粗纜以太網(wǎng)粗纜以太網(wǎng) 使用物理使用物理總線總線拓撲結(jié)構(gòu)，傳輸介質(zhì)使用粗同軸電纜。拓撲結(jié)構(gòu)，傳

21、輸介質(zhì)使用粗同軸電纜。 10Base2 細纜以太網(wǎng)細纜以太網(wǎng) 使用物理使用物理總線總線拓撲結(jié)構(gòu)，傳輸介質(zhì)使用細同軸電纜。拓撲結(jié)構(gòu)，傳輸介質(zhì)使用細同軸電纜。 10Base-T 雙絞線以太網(wǎng)雙絞線以太網(wǎng) ( T 代表雙絞線代表雙絞線 Twisted Pair ) 使用物理使用物理星型星型拓撲結(jié)構(gòu)，雙絞線。所有結(jié)點連接到拓撲結(jié)構(gòu)，雙絞線。所有結(jié)點連接到集線器集線器HUB上。上。 10Base-FL 光纖鏈路以太網(wǎng)光纖鏈路以太網(wǎng) 使用物理使用物理星型星型拓撲結(jié)構(gòu)，光纖。所有結(jié)點連接到拓撲結(jié)構(gòu)，光纖。所有結(jié)點連接到集線器集線器HUB上。上。傳傳統(tǒng)統(tǒng)以以太太網(wǎng)網(wǎng)類類型型24集線器集線器 Hub 本質(zhì)是物理

22、層的中繼器本質(zhì)是物理層的中繼器r集線器集線器/中繼器中繼器/轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器都是都是物理層設(shè)備，物理層設(shè)備，工作在物理層。工作在物理層。m集線器處理集線器處理位位，而不處理幀。，而不處理幀。m位從一接口輸入，以同樣的速率發(fā)送到其他所有輸出接口。位從一接口輸入，以同樣的速率發(fā)送到其他所有輸出接口。r所有結(jié)點通過網(wǎng)線連接到集線器上所有結(jié)點通過網(wǎng)線連接到集線器上m物理上呈現(xiàn)出物理上呈現(xiàn)出 “星型拓撲星型拓撲”，邏輯上仍然是邏輯上仍然是總線形總線形。rCSMA/CD 算法在集線器（算法在集線器（Hub）中實現(xiàn)。）中實現(xiàn)。NICHUB間段最大長度間段最大長度 100m以太網(wǎng)以太網(wǎng): 1) 傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太

23、網(wǎng) 10Mbps25網(wǎng)橋：網(wǎng)橋：以太網(wǎng)發(fā)展的第一步是使用網(wǎng)橋?qū)⒕钟蚓W(wǎng)分段的。以太網(wǎng)發(fā)展的第一步是使用網(wǎng)橋?qū)⒕钟蚓W(wǎng)分段的。 網(wǎng)橋工作在網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，處理幀。數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，處理幀。 可以連接不同鏈路層技術(shù)的網(wǎng)段，通過多個網(wǎng)段互連擴展局域網(wǎng)?？梢赃B接不同鏈路層技術(shù)的網(wǎng)段，通過多個網(wǎng)段互連擴展局域網(wǎng)。 以太網(wǎng)以太網(wǎng): 1) 傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng) 10Mbps網(wǎng)段2網(wǎng)段1應(yīng)用層傳輸層互連網(wǎng)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層互連網(wǎng)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層PHYDL網(wǎng)網(wǎng)橋橋主機2主機1PHY26a.沒有網(wǎng)橋沒有網(wǎng)橋 b.帶有網(wǎng)橋帶有網(wǎng)橋 網(wǎng)橋的功能一：網(wǎng)橋的功能一：提高帶寬，擴大網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模提高帶寬，擴大

24、網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模 在非橋接的傳統(tǒng)以太網(wǎng)中，帶寬在非橋接的傳統(tǒng)以太網(wǎng)中，帶寬10Mbps由所有結(jié)點共享由所有結(jié)點共享 a.假設(shè)一假設(shè)一12個結(jié)點的傳統(tǒng)以太網(wǎng)，每個結(jié)點平均享受個結(jié)點的傳統(tǒng)以太網(wǎng)，每個結(jié)點平均享受10Mbps/12。 通過一個通過一個網(wǎng)橋網(wǎng)橋，將一個網(wǎng)絡(luò)分割成兩個或更多的網(wǎng)段，每個網(wǎng)段，將一個網(wǎng)絡(luò)分割成兩個或更多的網(wǎng)段，每個網(wǎng)段 獨立享受帶寬獨立享受帶寬10Mbps。 b.假設(shè)分為假設(shè)分為2個網(wǎng)段，每個結(jié)點平均享受個網(wǎng)段，每個結(jié)點平均享受10Mbps/6。以太網(wǎng)以太網(wǎng): 1) 傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng) 10Mbps27網(wǎng)橋的功能二：網(wǎng)橋的功能二：分割沖突域分割沖突域 collision do

25、main沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域a.不帶網(wǎng)橋的網(wǎng)絡(luò)不帶網(wǎng)橋的網(wǎng)絡(luò)b.帶有網(wǎng)橋的網(wǎng)絡(luò)帶有網(wǎng)橋的網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)以太網(wǎng): 1) 傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng) 10Mbps28交換式以太網(wǎng)：交換式以太網(wǎng)：橋接以太網(wǎng)的概念進一步發(fā)展為交換橋接以太網(wǎng)的概念進一步發(fā)展為交換LAN。 如有如有N個結(jié)點，帶寬為每個結(jié)點與交換機共同享受，各個結(jié)點，帶寬為每個結(jié)點與交換機共同享受，各10Mbps。 沖突域分為沖突域分為N個沖突域個沖突域。沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域交換機：具有交換機：具有N個接口的網(wǎng)橋個接口的網(wǎng)橋以太網(wǎng)以太網(wǎng): 1)

26、傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng) 10Mbps2910Base5和和10Base2以太網(wǎng)是半雙工的，而以太網(wǎng)是半雙工的，而10Base-T是全雙工的。是全雙工的。全雙工交換式以太網(wǎng)：全雙工交換式以太網(wǎng)：將每個沖突域的能力從將每個沖突域的能力從10Mbps增到增到20Mbps。 如有如有N個結(jié)點，帶寬為每個結(jié)點與交換機共享受，各個結(jié)點，帶寬為每個結(jié)點與交換機共享受，各10Mbps。 每個結(jié)點與交換機之間配置兩個信道，一個用于發(fā)送一個用于接收。每個結(jié)點與交換機之間配置兩個信道，一個用于發(fā)送一個用于接收。 不需要不需要CSMA/CD，不需要載波偵聽沖突檢測。，不需要載波偵聽沖突檢測。接收接收 發(fā)送發(fā)送 發(fā)送發(fā)送

27、 接收接收 交換機交換機 以太網(wǎng)以太網(wǎng): 1) 傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng) 10Mbps30半雙工的快速以太網(wǎng)使用：半雙工的快速以太網(wǎng)使用：CSMA/CD，全雙工的快速以太網(wǎng)不使用：全雙工的快速以太網(wǎng)不使用：CSMA/CD?？焖僖蕴W(wǎng)快速以太網(wǎng)100Mbps類型：類型：兩線的：兩線的：100Base-TX（雙絞線），（雙絞線），物理物理星型星型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)，使用兩對，使用兩對5類雙絞線。類雙絞線。100Base-FX（光纜），（光纜），物理物理星型星型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)，使用兩對光纜。，使用兩對光纜。四線的：四線的：100Base-T4（雙絞線）（雙絞線）,物理物理星型星型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)，使用四

28、對，使用四對3類或更高級雙絞線。類或更高級雙絞線。以太網(wǎng)以太網(wǎng): 2) 快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng) 100Mbps31千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)1000Mbps類型：類型：兩線的：兩線的：1000Base-SX（短波光纜），（短波光纜），物理物理星型星型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)，使用兩對短波光纜。，使用兩對短波光纜。1000Base-LX（長波光纜），（長波光纜），物理物理星型星型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)，使用兩對長波光纜。，使用兩對長波光纜。1000Base-CX（銅纜），（銅纜），物理物理星型星型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)，使用兩對短銅跳線。，使用兩對短銅跳線。四線的：四線的：1000Base-T4（雙絞線）（雙絞線）,物理物

29、理星型星型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)，使用四對，使用四對5類類UTP雙絞線。雙絞線。以太網(wǎng)以太網(wǎng): 3) 千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng) 1000Mbps半雙工的快速以太網(wǎng)使用：半雙工的快速以太網(wǎng)使用：CSMA/CD，全雙工的快速以太網(wǎng)不使用：全雙工的快速以太網(wǎng)不使用：CSMA/CD。32第十四講第十四講 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層r數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能r點對點網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議點對點網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議 (PPP)r廣播網(wǎng)絡(luò)：多路訪問控制協(xié)議廣播網(wǎng)絡(luò)：多路訪問控制協(xié)議 (CSMA/CD，CSMA/CA)r局域網(wǎng)局域網(wǎng)mIEEE802局域網(wǎng)標準局域網(wǎng)標準m以太網(wǎng)以太網(wǎng) Ethernet m局域網(wǎng)主要互連設(shè)

30、備局域網(wǎng)主要互連設(shè)備m虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng) VLANm無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)33網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能層次網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能層次協(xié)議層次協(xié)議層次地址類型地址類型設(shè)備設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層邏輯地址（邏輯地址（IP地址）地址）路由器路由器 router 三層交換機三層交換機 three-layer switch數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 物理地址（物理地址（MAC地址）地址）二層交換機二層交換機 two-layer switch網(wǎng)橋網(wǎng)橋 bridge網(wǎng)卡網(wǎng)卡物理層物理層無無集線器集線器 hub中繼器中繼器 repeater網(wǎng)卡網(wǎng)卡局域網(wǎng)主要互連設(shè)備局域網(wǎng)主要互連設(shè)備34交換機：隔離沖突交換機：隔離沖突r交換機在不同網(wǎng)段之間

31、交換機在不同網(wǎng)段之間隔離沖突域隔離沖突域。r交換機交換機 過濾幀過濾幀: 同一網(wǎng)段的同一網(wǎng)段的幀幀不會被傳到其他網(wǎng)段。不會被傳到其他網(wǎng)段。hubhubhub交換機交換機沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域沖突域一個交換機端口成為一個獨立的一個交換機端口成為一個獨立的 沖突域沖突域一個網(wǎng)段成為一個獨立的一個網(wǎng)段成為一個獨立的 沖突域沖突域沖突域沖突域 collision domain一沖突域里的設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)一沖突域里的設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)包時包時,強迫該網(wǎng)段的其他設(shè)備強迫該網(wǎng)段的其他設(shè)備都接收這個數(shù)據(jù)包都接收這個數(shù)據(jù)包;在同一時間內(nèi)在同一時間內(nèi),該網(wǎng)段的不同該網(wǎng)段的不同設(shè)備同時發(fā)送數(shù)據(jù)包時設(shè)備同時發(fā)送數(shù)據(jù)包時

32、,將導將導致沖突致沖突,降低網(wǎng)絡(luò)性能降低網(wǎng)絡(luò)性能局域網(wǎng)主要互連設(shè)備：局域網(wǎng)主要互連設(shè)備：交換機交換機 Switch35HUBHUB廣播域廣播域獨立的沖突域獨立的沖突域獨立的沖突域獨立的沖突域交換機交換機交換機只能分隔沖突域，但不能分隔廣播域交換機只能分隔沖突域，但不能分隔廣播域HUB沖突域沖突域/廣播域廣播域網(wǎng)段網(wǎng)段2網(wǎng)段網(wǎng)段1局域網(wǎng)主要互連設(shè)備：交換機局域網(wǎng)主要互連設(shè)備：交換機 Switch36r路由器：路由器：可以隔離廣播域?？梢愿綦x廣播域。r交換機：交換機：不能隔離廣播域。不能隔離廣播域。路由器路由器廣播域廣播域廣播域廣播域廣播域廣播域一個路由器接口隔離一個一個路由器接口隔離一個廣播域廣播域一個路由器接口對應(yīng)一個一個路由器接口對應(yīng)一個子網(wǎng)子網(wǎng)交換機交換機交換機交換機交換機交換機局域網(wǎng)主要互連設(shè)備：局域網(wǎng)主要互連設(shè)備：路由器路由器Router37r兩者都是兩者都是存儲并轉(zhuǎn)發(fā)存儲并轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備設(shè)備m路由器：路由器： 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備 ，使用，使用IP地址交換，三層交換，地址交換，三層交換， 路由器維持路由表，運行路由協(xié)議執(zhí)行路由算法路由器維持路由表，運行路由協(xié)議執(zhí)行路