第三章局域網(wǎng)技術與組成

1、2022/5/1112022/5/112內容提要 局域網(wǎng)概述 介質訪問控制方法 以太網(wǎng) 高速網(wǎng)絡技術2022/5/113局域網(wǎng)概述 計算機局域網(wǎng)自70年代以來得到飛速發(fā)展,并在計算機網(wǎng)絡中占有非常重要的地位2022/5/114局域網(wǎng)概述LAN的特點的特點覆蓋范圍小覆蓋范圍小房間、建筑物、園區(qū)范圍房間、建筑物、園區(qū)范圍 距離距離25km高傳輸速率高傳輸速率10Mbps1000Mbps低誤碼率低誤碼率10-8 10-10 采用總線、星形、環(huán)形拓撲采用總線、星形、環(huán)形拓撲雙絞線、同軸電纜、光纖雙絞線、同軸電纜、光纖為一個單位所擁有，自行建設為一個單位所擁有，自行建設2022/5/115局域網(wǎng)的關鍵技

2、術l拓撲結構（邏輯、物理）總線型、星型、環(huán)型l介質訪問方法按協(xié)議實現(xiàn)信道共享:ALOHA、CSMA/CD和Token-passingl信號傳輸形式基帶、寬帶2022/5/116LAN典型拓撲結構n總線型總線型: : 所有結點都直接連接到共享信道所有結點都直接連接到共享信道n星型星型 : : 所有結點都連接到中央結點所有結點都連接到中央結點n環(huán)型環(huán)型 : : 結點通過點到點鏈路與相鄰結點連接結點通過點到點鏈路與相鄰結點連接BusStarRingABCCADCBABCAT2022/5/117傳輸形式 基帶傳輸：傳送數(shù)據(jù)時，以原封不動的形式把來自終端的數(shù)據(jù)送入線路 寬帶傳輸：在發(fā)送端，用基波脈沖對載

3、波進行調制 傳輸介質：雙絞線、同軸電纜、光纖等2022/5/118LAN參考模型IEEE802標準標準網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制 LLC介質訪問控制介質訪問控制 MAC高層高層 OSI IEEE 802物理層物理層PHY由由NOS來實現(xiàn)來實現(xiàn)2022/5/119802.2 - 邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制LLC 802.3 - 802.4 - 802.5 - 802.6 - 802.8 802.11 無線無線LAN2022/5/1110802.3CSMA/CD802.4Token Bus802.5Token Ring802.6DQDB802.8FDDI80

4、2.2 LLC數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 物理層物理層LLCMAC802.1D Bridge802.1A 體系結構體系結構PHY2022/5/1111LAN的數(shù)據(jù)鏈路層按功能劃分為兩個子層：按功能劃分為兩個子層：LLC和和MAC 功能分解的目的：功能分解的目的： 將功能中與硬件相關的部分和與硬件無關的將功能中與硬件相關的部分和與硬件無關的部分分部分分開開，降低實現(xiàn)的復雜度。，降低實現(xiàn)的復雜度。 局域網(wǎng)特點：共享信道局域網(wǎng)特點：共享信道(如總線如總線)。需要解決介。需要解決介質訪問控制質訪問控制(MAC)問題。分層可以使幀的傳輸獨立問題。分層可以使幀的傳輸獨立于介質和于介質和MAC方法。方法。 LLC

5、： 與介質、拓撲無關；與介質、拓撲無關； MAC：與介質、拓撲相關。：與介質、拓撲相關。2022/5/1112LAN的鏈路層的鏈路層與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路層的區(qū)別：與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路層的區(qū)別： LAN鏈路支持多重訪問，支持成組地址和廣播鏈路支持多重訪問，支持成組地址和廣播； 支持支持MAC介質介質訪問控制功能訪問控制功能； 提供某些網(wǎng)絡層的功能，如網(wǎng)絡服務訪問點、多路復提供某些網(wǎng)絡層的功能，如網(wǎng)絡服務訪問點、多路復用用、流量控制、差錯控制、流量控制、差錯控制.MAC子層功能：成幀子層功能：成幀/拆幀，拆幀， 實現(xiàn)、維護實現(xiàn)、維護MAC協(xié)議，位差錯協(xié)議，位差錯檢測，尋址檢測，尋址。LLC子層功能：向高層

6、提供子層功能：向高層提供SAP，建立，建立/釋放邏輯連接，差錯釋放邏輯連接，差錯控制，幀序號處理，控制，幀序號處理，提供提供某些網(wǎng)絡層功能某些網(wǎng)絡層功能。 LANLAN對對LLCLLC子層透明，僅在子層透明，僅在MACMAC子層才可見子層才可見LANLAN的標的標 準準( (對不同的對不同的LANLAN標準，區(qū)別在標準，區(qū)別在MACMAC子層子層) )2022/5/1113LLC的幀結構 DSAPSSAP控制控制數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 111/2長度無限制長度無限制 單位：字節(jié)單位：字節(jié)高層高層PDU LLC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) LLC首部首部MAC首部首部MAC尾部尾部MAC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)LLC幀和幀和MAC幀的幀的關系關

7、系MAC控制控制目的目的MAC地址地址源源MAC地址地址2022/5/1114MAC子層的地址 IEEE802標準為每個標準為每個DTE規(guī)定了一個規(guī)定了一個48位的全局地址位的全局地址，它是它是站點的站點的全球全球唯一唯一的的標識符，與其物理位置無標識符，與其物理位置無關關。MAC地址（物理地址）地址（物理地址） MAC地址地址為為6Byte（48位）位）。 MAC地址的前地址的前3個字節(jié)（高個字節(jié)（高24位）由位）由IEEE統(tǒng)一分配統(tǒng)一分配給廠商，低給廠商，低24位由廠商分配位由廠商分配給每一塊網(wǎng)卡。給每一塊網(wǎng)卡。 網(wǎng)卡的網(wǎng)卡的MAC地址可以認為就是該網(wǎng)卡所在站點的地址可以認為就是該網(wǎng)卡所在

8、站點的MAC地址。地址。2022/5/1115MAC子層的地址 高高24位位 低低24位位組織的唯一標識組織的唯一標識可變的，由生產(chǎn)廠家自可變的，由生產(chǎn)廠家自行分配行分配 6 6字節(jié)字節(jié)MACMAC地址（硬件地址，存放于網(wǎng)卡地址（硬件地址，存放于網(wǎng)卡ROMROM中）中）2022/5/1116LAN的網(wǎng)絡層和高層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層由于由于IEEE 802局域網(wǎng)拓撲結構簡單，一般不需中間局域網(wǎng)拓撲結構簡單，一般不需中間轉接，所以網(wǎng)絡層的很多功能轉接，所以網(wǎng)絡層的很多功能(如路由選擇等如路由選擇等)是是沒有必要的，而流量控制、尋址、排序、差錯控沒有必要的，而流量控制、尋址、排序、差錯控制等功能可在數(shù)據(jù)鏈路

9、層完成，故制等功能可在數(shù)據(jù)鏈路層完成，故IEEE 802標準沒標準沒有單獨設立網(wǎng)絡層。有單獨設立網(wǎng)絡層。高層高層局域網(wǎng)的高層尚未定義，一般由網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（局域網(wǎng)的高層尚未定義，一般由網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（NOS）來實現(xiàn)，如）來實現(xiàn)，如Unix、Windows NT、Netware等。等。2022/5/1117內容提要 局域網(wǎng)概述 介質訪問控制方法 以太網(wǎng) 高速網(wǎng)絡技術2022/5/1118介質訪問控制方法 ALOHA 局域網(wǎng)介質訪問控制方法常見的有兩種： 載波偵聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD) Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect 令牌傳遞

10、(Token Passing) Token Ring(令牌環(huán)) Token Bus(令牌總線)2022/5/1119ALOHA 20世紀70年代，Norman Abramson設計了ALOHA協(xié)議 目的：解決信道的動態(tài)分配，基本思想可用于任何無協(xié)調關系的用戶爭用單一共享信道使用權的系統(tǒng)； 分類：純ALOHA協(xié)議和分槽ALOHA協(xié)議 純ALOHA協(xié)議 基本思想：用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，可以直接發(fā)至信道；然后監(jiān)聽信道看是否產(chǎn)生沖突，若產(chǎn)生沖突，則等待一段隨機隨機的時間重發(fā);2022/5/1120ALOHA信道效率 多用戶共享單一信道，并由此產(chǎn)生沖突，這樣的系統(tǒng)稱為競爭系統(tǒng)； 信道效率 假設：幀長固定，

11、無限個用戶，按泊松分布產(chǎn)生新幀，平均每個幀時（frame time）產(chǎn)生S幀（0 S 1）；發(fā)生沖突重傳，新舊幀共傳k次，遵從泊松分布，平均每個幀時產(chǎn)生G幀； 吞吐率 S = GP0，P0為發(fā)送一幀不受沖突影響的概率； 一個幀時內產(chǎn)生k幀的概率：Prk = ，兩個幀時平均產(chǎn)生2G個幀，在沖突危險區(qū)內無其它幀產(chǎn)生的概率為：P0 = e-2G，所以 S = Ge-2G； 最大吞吐率發(fā)生在G=0.5，S=1/（2e）時，其值為0.184 效率：信道利用率只有18.4%.! keGGk2022/5/1121分槽ALOHA協(xié)議 基本思想：把信道時間分成離散的時間槽，槽長為一個幀所需的發(fā)送時間。每個站點只

12、能在時槽開始時才允許發(fā)送。其他過程與純ALOHA協(xié)議相同。 信道效率 沖突危險區(qū)是純ALOHA的一半，所以P0 = e-G，S = Ge-G； 在G=1處取得最大吞吐率S=1/e，約為0.368 與純ALOHA協(xié)議相比，降低了產(chǎn)生沖突的概率，信道利用率最高為36.8%。2022/5/1122CSMA：載波監(jiān)聽多路訪問 工作原理：發(fā)送前監(jiān)聽（先聽后說）。每個站點在發(fā)送數(shù)據(jù)之前要監(jiān)聽信道上是否有數(shù)據(jù)在傳送。若有，則此站不能發(fā)送，需等待一段時間后重試。 載波監(jiān)聽策略： 非堅持CSMA：一旦監(jiān)聽到信道忙，就不再監(jiān)聽；延遲一個隨機時間后再次監(jiān)聽。 堅持CSMA：監(jiān)聽到信道忙時，仍繼續(xù)監(jiān)聽，直到信道空閑。

13、 1-堅持CSMA：一聽到信道空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù) p-堅持CSMA：聽到信道空閑時，以概率p發(fā)送數(shù)據(jù)（以概率1-p延遲一段時間后再發(fā)送） CSMA技術不能解決發(fā)送中出現(xiàn)的沖突現(xiàn)象。2022/5/1123CSMA/CD：帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問工作原理：工作原理：發(fā)送前先監(jiān)聽信道是否空閑，若空閑發(fā)送前先監(jiān)聽信道是否空閑，若空閑則則立即發(fā)送數(shù)據(jù)立即發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)送時，。在發(fā)送時，邊發(fā)邊邊發(fā)邊繼續(xù)繼續(xù)監(jiān)聽（邊監(jiān)聽（邊說邊聽）。若監(jiān)聽到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送。說邊聽）。若監(jiān)聽到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送。等待等待一段隨機時間（稱為退避）以后，再重新嘗試。一段隨機時間（稱為退避）以后，再重新嘗試。 CSMA

14、/CD可歸結為四句話：可歸結為四句話： 發(fā)前先偵聽，空閑即發(fā)送，發(fā)前先偵聽，空閑即發(fā)送， 邊發(fā)邊檢測，沖突時退避。邊發(fā)邊檢測，沖突時退避。2022/5/1124 最初的以太網(wǎng)是將許多計算機都連接到一根總線上。當初認為這樣的連接方法既簡單又可靠，因為總線上沒有有源器件。 CSMA/CD CSMA/CD 協(xié)議協(xié)議 B向 D發(fā)送數(shù)據(jù) C D A E匹配電阻（用來吸收總線上傳播的信號）匹配電阻不接受不接受不接受接受B只有 D 接受B 發(fā)送的數(shù)據(jù)2022/5/1125二進制指數(shù)退避算法 當沖突發(fā)生后，時間被分成離散的時槽。時槽長度等于在傳輸介質上來回傳輸?shù)臅r間。802.3標準中規(guī)定時槽長度為512比特時

15、間即51.2s。第一次沖突產(chǎn)生后，每個站點等待0或1個時槽后嘗試重新發(fā)送；第二次沖突時從0、1、2、3中隨機挑選一個作為等待的時槽數(shù)；第三次沖突將從023-1中挑選一個等待的時槽數(shù)。當沖突次數(shù)大于10次后，隨機等待的最大時槽數(shù)固定為1023。在16次沖突后，站點放棄傳輸并報告一個錯誤。2022/5/1126CSMA/CD沖突窗口：對于IEEE 802.3，兩個站點的最遠距離不超過2500m，由4個中繼器連接而成，其沖突窗口為51.2 s(2倍電纜傳播延遲加上4個中繼器的雙向延遲)。對于10Mbps的IEEE 802.3來說，這個時間等于發(fā)送64字節(jié)，即512位的時間， 64字節(jié)就是由此而來的沖

16、突檢測時間0時刻ABa) 0時刻A發(fā)送數(shù)據(jù)T-時刻ABb) T- 時刻B發(fā)送數(shù)據(jù)2T時刻Ac) T時刻A，B發(fā)送數(shù)據(jù)BAd) 2T時刻A發(fā)送數(shù)據(jù)B2022/5/1127CSMA/CD的流程圖介質忙？介質忙？發(fā)送發(fā)送幀幀沖突？沖突？發(fā)發(fā)送送完？完？發(fā)送發(fā)送JamJamN16?N16?YesYesNoNoNoNoYesYes發(fā)送成功發(fā)送成功YesYes發(fā)送失敗發(fā)送失敗NoNo延遲隨機時間延遲隨機時間NoNoYesYes發(fā)送幀發(fā)送幀沖突次數(shù)沖突次數(shù)N+N+2022/5/1128令牌環(huán)（IEEE802.5）干線耦合器干線耦合器ABDC站點站點單向環(huán)單向環(huán) 拓撲結構：點到點鏈路連接，構成閉合環(huán)拓撲結構：

17、點到點鏈路連接，構成閉合環(huán)環(huán)路環(huán)路輸輸入入環(huán)路環(huán)路輸出輸出 傳輸媒體：傳輸媒體：STPSTP、光纖，速率、光纖，速率4/16Mbps4/16Mbps； 最多站點數(shù)：最多站點數(shù)：250250， 信號采用差分曼徹斯特編碼信號采用差分曼徹斯特編碼發(fā)送緩沖區(qū)發(fā)送緩沖區(qū)接收緩沖區(qū)接收緩沖區(qū) 接收接收發(fā)送發(fā)送線路線路驅動驅動線路線路接收接收控制器控制器DTE干線耦合器的干線耦合器的結構結構TCU高層軟件高層軟件2022/5/1129干線耦合器（TCU） 工作狀態(tài)：工作狀態(tài)： 發(fā)送方式發(fā)送方式 （站點發(fā)送數(shù)據(jù)時）（站點發(fā)送數(shù)據(jù)時） 收聽收聽/轉發(fā)方式（其他時候）轉發(fā)方式（其他時候） 收聽方式下，收聽方式下，

18、TCU與與DTE斷開斷開 TCU對對位流再生并轉發(fā)位流再生并轉發(fā)，同時，同時監(jiān)視幀中監(jiān)視幀中是否出現(xiàn)本站地址和令牌是否出現(xiàn)本站地址和令牌。若出現(xiàn)本站若出現(xiàn)本站地址，則將開關地址，則將開關K閉合，閉合，TCU與與DTE接通，接通，位流復制到位流復制到DTE，同時繼續(xù)轉發(fā)；若出現(xiàn)，同時繼續(xù)轉發(fā)；若出現(xiàn)令牌且有數(shù)據(jù)要發(fā)送，則截獲令牌，轉令牌且有數(shù)據(jù)要發(fā)送，則截獲令牌，轉為發(fā)送方式，發(fā)送數(shù)據(jù)幀。為發(fā)送方式，發(fā)送數(shù)據(jù)幀。 發(fā)送方式下，數(shù)據(jù)以幀為單位從發(fā)送方式下，數(shù)據(jù)以幀為單位從TCU的的輸出端發(fā)送到下一個輸出端發(fā)送到下一個TCU的輸入端。的輸入端。 DTETCU收聽方式收聽方式KKDTETCU發(fā)送方式發(fā)

19、送方式KK2022/5/1130Token Ring/802.5的操作1 1）誰可以發(fā)送幀，是由一個沿著環(huán)旋轉的稱為）誰可以發(fā)送幀，是由一個沿著環(huán)旋轉的稱為“ “ 令牌令牌”（TOKENTOKEN）的特殊幀來控制的。）的特殊幀來控制的。只有只有拿到令牌的站可以發(fā)送幀，而沒有拿到令牌的拿到令牌的站可以發(fā)送幀，而沒有拿到令牌的站只能等待。站只能等待。2 2）拿到令牌的站將令牌轉變成訪問控制頭，后拿到令牌的站將令牌轉變成訪問控制頭，后面加掛上自己的數(shù)據(jù)進行發(fā)送。面加掛上自己的數(shù)據(jù)進行發(fā)送。2022/5/11313 3）數(shù)據(jù)幀通過任何一個站點數(shù)據(jù)幀通過任何一個站點( (除源站點外除源站點外) )時，該

20、時，該站點都要把幀的目的地址和本站地址相比較：站點都要把幀的目的地址和本站地址相比較： a) a) 如果地址相符合，則將幀拷貝到接收緩沖如果地址相符合，則將幀拷貝到接收緩沖器，供高層軟件處理，同時將幀送回環(huán)中；器，供高層軟件處理，同時將幀送回環(huán)中； b) b) 如果地址不符合，則直接將幀送回環(huán)中。如果地址不符合，則直接將幀送回環(huán)中。 4 4）數(shù)據(jù)循環(huán)一周后由發(fā)送站回收。數(shù)據(jù)循環(huán)一周后由發(fā)送站回收。即發(fā)送的幀即發(fā)送的幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站時，發(fā)送站將該在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站時，發(fā)送站將該幀從環(huán)上移去，幀從環(huán)上移去，同時再放一個空令牌到環(huán)上同時再放一個空令牌到環(huán)上，使，使其余的站點能

21、獲得發(fā)送幀的許可權。其余的站點能獲得發(fā)送幀的許可權。2022/5/1132Token Ring/802.5的操作舉例的操作舉例（c）ATATATDataCTDataCTDataCTDataCData（a）（b）幀循環(huán)一圈后幀循環(huán)一圈后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A有數(shù)據(jù)要發(fā)有數(shù)據(jù)要發(fā)送，它抓住空送，它抓住空令牌令牌A將令牌修改將令牌修改為數(shù)據(jù)幀，并為數(shù)據(jù)幀，并加掛數(shù)據(jù)加掛數(shù)據(jù)2022/5/1133IEEE802.5的幀結構 起始、結束起始、結束標志標志 訪問控制字段訪問控制字段包括包括： 優(yōu)先級與預約優(yōu)先級與預約及及優(yōu)先級限制優(yōu)先級限制位位。 令牌位：幀類型標識。令牌位：

22、幀類型標識。0 - 令牌；令牌；1 - 信息信息/控制幀控制幀 監(jiān)督位：防止無效幀在環(huán)路中無限循環(huán)。監(jiān)督位：防止無效幀在環(huán)路中無限循環(huán)。起始起始訪問控制訪問控制結束結束1B1B1B令牌幀令牌幀非令牌幀（信息幀非令牌幀（信息幀/控制幀）控制幀）起始起始 訪問控制訪問控制 幀控制幀控制目的地址目的地址源地址源地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)FCS結束結束幀狀態(tài)幀狀態(tài)1112/62/6 04 1 1BP P P T M R R R優(yōu)先級位優(yōu)先級位 令牌位令牌位監(jiān)督位監(jiān)督位預約位預約位訪問控制訪問控制 字段字段2022/5/1134令牌總線(IEEE 802.4) 特點：物理上是總線網(wǎng)，邏輯上是令牌網(wǎng)特點：物理上是總線網(wǎng)

23、，邏輯上是令牌網(wǎng) 物理層：傳輸媒體為物理層：傳輸媒體為7575 寬帶同軸電纜，數(shù)寬帶同軸電纜，數(shù)據(jù)據(jù)速速率率為為1Mb/s1Mb/s、5Mb/s5Mb/s或或10Mb/s10Mb/s； 傳輸機制為以太網(wǎng)和令牌環(huán)的結合：傳輸機制為以太網(wǎng)和令牌環(huán)的結合： 物理傳輸采用廣播方式；物理傳輸采用廣播方式； 介質訪問控制采用令牌方式。介質訪問控制采用令牌方式。2022/5/1135令牌總線(IEEE 802.4)2022/5/1136網(wǎng)絡服務器網(wǎng)絡服務器劃分： 從應用角度劃分：域服務器、通信服務器、Web服務器、打印服務器 從設計思想角度劃分：專用服務器和通用服務器 從服務器本身硬件結構角度劃分：單處理機

24、網(wǎng)絡服務器和多處理機網(wǎng)絡服務器2022/5/1137局域網(wǎng)的組成局域網(wǎng)由網(wǎng)絡硬件和網(wǎng)絡軟件組成u 網(wǎng)絡硬件由計算機和通信系統(tǒng)組成u 網(wǎng)絡軟件由網(wǎng)絡系統(tǒng)軟件和網(wǎng)絡應用軟件1.網(wǎng)絡服務器2. 網(wǎng)絡工作站3. 網(wǎng)卡4. 網(wǎng)絡設備網(wǎng)絡硬件2022/5/1138網(wǎng)絡接口卡 網(wǎng)絡接口卡（NIC）簡稱網(wǎng)卡，也被稱為網(wǎng)絡適配器 就物理外表而言，網(wǎng)絡接口卡是與計算機主板或外圍設備上的總線擴展槽相適應的一種印刷電路板 網(wǎng)絡接口卡是網(wǎng)絡通信的基本硬件組成部分，它能夠把計算機產(chǎn)生的串行信號轉換成可以在網(wǎng)絡電纜上傳送的串行格式。2022/5/1139網(wǎng)絡接口卡 網(wǎng)絡接口卡工作在OSI參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的MAC

25、子層 根據(jù)網(wǎng)絡介質訪問控制方法的不同，網(wǎng)卡可以分為以太網(wǎng)、令牌環(huán)、光纖分布式接口和異步傳輸方式等幾種。其中以太網(wǎng)卡是應用最廣泛的網(wǎng)卡2022/5/1140 網(wǎng)卡的作用網(wǎng)卡的作用 網(wǎng)絡接口板又稱為通信適配器(adapter)或網(wǎng)絡接口卡 NIC (Network Interface Card)，或“網(wǎng)卡”。 網(wǎng)卡的重要功能：進行串行/并行轉換。對數(shù)據(jù)進行緩存。在計算機的操作系統(tǒng)安裝設備驅動程序。（實現(xiàn)無盤工作站的復位及引導）實現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。 2022/5/1141網(wǎng)卡的分類網(wǎng)卡的分類u 按傳輸速率分類：10Mb/s、100Mb/s、10/100Mb/s、 1000Mb/su 按端口分類：RJ 4

26、5端口、BNC端口、AUI端口、SC/ST端口和無線網(wǎng)卡u 按接入介質分類：接雙絞線、細同軸電纜、粗同軸電纜和光纖等u 按微機總線結構分類：ISA、EISA、VESA、PCI和PCMCIA等總線結構的網(wǎng)卡2022/5/1142網(wǎng)卡主要的基本參數(shù)網(wǎng)卡主要的基本參數(shù) 中斷請求IRQ DMA通道 存儲基地址和I/O基地址2022/5/1143計算機通過網(wǎng)卡和局域網(wǎng)進行通信計算機通過網(wǎng)卡和局域網(wǎng)進行通信 CPU高速緩存存儲器I/O 總線計算機至局域網(wǎng)網(wǎng)絡接口卡（網(wǎng)卡）串行通信并行通信2022/5/1144以太網(wǎng)卡 以太網(wǎng)卡實現(xiàn)了MAC子層的CSMA/CD介質訪問，物理層的編碼/解碼、發(fā)送接收、載波檢測

27、、沖突檢測等功能，并提供了與傳輸介質的連接接口，如RJ45、BNC和AUI接口 以太網(wǎng)卡包括以下幾部分： 發(fā)送和接收部件 載波檢測部件 發(fā)送和接收控制部件 曼徹斯特編碼/譯碼器 LAN管理部件 微處理器2022/5/1145曼徹斯特曼徹斯特編碼編碼/譯碼器譯碼器發(fā)送控制發(fā)送控制載波檢測載波檢測接收控制接收控制微處理器微處理器LAN管理部分管理部分發(fā)送發(fā)送接收接收2022/5/1146網(wǎng)卡總線類型 16位ISA（行業(yè)標準結構） 32位PCI（外部設備互聯(lián)）、EISA（擴展ISA）、MCA（微信道結構） 其它PCMCIA（個人計算機存儲卡國際協(xié)會）、并行口、USB2022/5/1147接口類型 R

28、J45無屏蔽雙絞線接口 AUI粗同軸電纜接口 BNC細同軸電纜接口 SC/ST光纖接口2022/5/1148網(wǎng)卡的使用 網(wǎng)卡地址：即網(wǎng)卡的物理地址或稱為MAC地址， 固化在網(wǎng)卡硬件中 配置參數(shù)（跳線設置 / 軟件設置 / PnP） 中斷請求號 IRQ（一般為3） I/O基地址 I/O Base（一般為300H） 存儲器基地址 Memory Base (一般為C000H) 全雙工 / 半雙工 傳輸速率（僅10/100Mbps雙速網(wǎng)卡可選）2022/5/1149提高網(wǎng)卡傳輸性能的措施 并行處理：發(fā)送/接收和數(shù)據(jù)處理同步進行 全雙工：需集線器/交換機的支持 突發(fā)傳輸方式（每次傳送更多的幀） 智能網(wǎng)卡

29、（讓網(wǎng)卡承擔更多的傳輸任務） 提高與主機的傳輸速度： 與主機的存儲器傳輸數(shù)據(jù)時采用DMA傳送方式 總線采用傳輸速度較快的PCI總線2022/5/1150網(wǎng)卡的安裝 選擇網(wǎng)卡需要考慮的問題： 網(wǎng)絡結構 操作系統(tǒng) 介質類型 數(shù)據(jù)傳輸速率 可用的總線類型2022/5/1151網(wǎng)卡的安裝 首先將網(wǎng)卡插入到一個合適的槽中（ISA或PCI） 一些老的網(wǎng)卡配有滑動開關，DIP開關或跳線來控制網(wǎng)卡使用的DMA內存地址和IRQ中斷號，需按使用說明進行設置。大多數(shù)網(wǎng)卡是通過軟件來設置 Window95/98/2000/xp能夠識別即插即用設備，當網(wǎng)卡安裝之后操作系統(tǒng)能自動識別，根據(jù)它的提示進行設置并安裝網(wǎng)卡所帶驅

30、動程序即可 如果操作系統(tǒng)無法識別網(wǎng)卡，則需手工安裝（如Window3.x、WindowNT、UNIX、Linux）2022/5/1152網(wǎng)絡操作系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)分類 客服網(wǎng)絡操作系統(tǒng)客服網(wǎng)絡操作系統(tǒng)服務器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)服務器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)文件服務文件服務打印服務打印服務數(shù)據(jù)庫服務數(shù)據(jù)庫服務通信服務通信服務信息服務信息服務分布式服務分布式服務網(wǎng)絡管理服務網(wǎng)絡管理服務Internet/IntranetInternet/Intranet服務服務 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的基本功能2022/5/1153內容提要 局域網(wǎng)概述 介質訪問控制方法 以太網(wǎng) 高速網(wǎng)絡技術2022/5/1154以太網(wǎng)IEEE 802.3，即使用

31、即使用1堅持的堅持的CSMA/CD協(xié)議的協(xié)議的LAN標準標準，數(shù)據(jù)率從，數(shù)據(jù)率從1M到到10M (現(xiàn)已發(fā)展到現(xiàn)已發(fā)展到1000M)，支持多種傳輸介質。，支持多種傳輸介質。2022/5/11552022/5/1156802.3布線介質標準10Base5 粗同軸粗同軸10Base2 細同軸細同軸10BaseT 雙絞線雙絞線 10BaseF MMF100BaseT 雙絞線雙絞線100BaseF MMF/SMF1000BaseX 屏蔽短雙絞線屏蔽短雙絞線/MMF/SMF1000BaseT 雙絞線雙絞線10 Base 52022/5/115710Base52022/5/115810Base22022/5

32、/115910BaseT2022/5/116010BaseF2022/5/1161100Mbps 100Mbps 快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng) 又稱快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet，F(xiàn)E)，包括100Base-T4 、100Base-TX和100Base-FX。 與10Mbps網(wǎng)絡的比較：拓撲結構和媒體布線方法幾乎完全一樣；傳輸率快10倍；幀結構和介質訪問控制方式沿用IEEE802.3。2對對5類類 UTP光纖光纖4對對3類類 UTPMAC子層子層100BaseFX100BaseTX100BaseT4 3種不同的物理層標準：種不同的物理層標準：2022/5/1162快速以太網(wǎng)組成實例快速以太網(wǎng)組

33、成實例 網(wǎng)卡網(wǎng)卡( (外置或內置收發(fā)器外置或內置收發(fā)器) )、收發(fā)器、收發(fā)器( (外置外置) )與收發(fā)器電纜與收發(fā)器電纜 集線器（雙絞線或光纖接口集線器（雙絞線或光纖接口） 雙絞線及光纜雙絞線及光纜外置光纖收發(fā)器外置光纖收發(fā)器光纖光纖100Base FX100Base FX集線器集線器100Base TX100Base TX集線器集線器100Base TX100Base TX集線器集線器光纖光纖插有光纖接口網(wǎng)卡插有光纖接口網(wǎng)卡UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5光纖光纖UTP5UTP52022/5/1163FDDI (FDDI (光纖分布式數(shù)據(jù)接口光纖分布式數(shù)據(jù)接口

34、) ) 網(wǎng)絡由雙環(huán)構成，可靠性高。通常作為連接網(wǎng)絡由雙環(huán)構成，可靠性高。通常作為連接LANLAN的主干網(wǎng)絡。的主干網(wǎng)絡。 傳輸速率為傳輸速率為100Mbps100Mbps。 傳輸介質主要為光纖，網(wǎng)絡覆蓋范圍較大傳輸介質主要為光纖，網(wǎng)絡覆蓋范圍較大( (多模光纖站間距離多模光纖站間距離2km2km，最多最多500500個站點，環(huán)路長度個站點，環(huán)路長度100km)100km)。 采用采用4B/5B4B/5B編碼（光纖），編碼（光纖），MLT-3MLT-3（雙絞線）（雙絞線）集中器集中器集中器集中器令牌令牌服務器服務器2022/5/1164FDDI (FDDI (光纖分布式數(shù)據(jù)接口光纖分布式數(shù)據(jù)接口

35、) ) 介質訪問控制方法采用Token Passing，類似于令牌環(huán)，但為了適應更高的數(shù)據(jù)率（100Mb/s），F(xiàn)DDI有一些不同之處，主要區(qū)別：在FDDI中，等待令牌的站識別出令牌后立即中止令牌的傳遞，以此截獲令牌在FDDI中，發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站一旦完成發(fā)送就釋放令牌，因此環(huán)上可能同時存在多個幀2022/5/1165千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)(Gigabit Ethernet)(Gigabit Ethernet) 千兆以太網(wǎng)(GE-Gigabit Ethernet)是提供1000Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率的以太網(wǎng) 兩種標準：802.3z和802.3ab 802.3z 1000BaseX 屏蔽短雙絞線/MMF

36、/SMF 802.3ab 1000BaseT 無屏蔽雙絞線(5類，6類) 千兆以太網(wǎng)引入載波擴展（carrier extension）幀猝發(fā)（frame bursting）最小幀長：512字節(jié)（10/100 為64字節(jié)）采用8B/10B編碼2022/5/1166千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)(Gigabit Ethernet)(Gigabit Ethernet) 拓撲結構和媒體布線方法同10/100BaseT相同； 傳輸速率比100BaseT快10倍； 幀結構和介質訪問控制方式仍沿用IEEE802.3。 允許網(wǎng)絡平滑升級到千兆主干，具有較好的兼容性。2022/5/1167千兆以太網(wǎng)物理層標準千兆以太網(wǎng)物

37、理層標準 1000Base-SX 短波長激光, 多模光纖，最大鏈路距離550米 1000Base-LX 長波長激光, 多?；騿文９饫w，最大鏈路距離3km 1000Base-CX STP，最大鏈路距離25米 1000Base-T（ 802.3ab ） 4對, cat 5 UTP，最大鏈路距離100米2022/5/1168以太網(wǎng)發(fā)展過程以太網(wǎng)發(fā)展過程 10M以太網(wǎng)粗纜的10Base5細纜的10Base2雙絞線10BaseT 快速以太網(wǎng)：三類線傳輸?shù)?00BaseT4 快速以太網(wǎng)：五類線傳輸?shù)?00BaseTX 快速以太網(wǎng)：光纖傳輸?shù)?00BaseFX 千兆以太網(wǎng)短波長光傳輸1000Base-SX長波長光傳輸1000Base-LX五類線傳輸1000BaseT 8