第5章 鏈路層和局域網(wǎng)

1、1第第5章章 鏈路層和局域網(wǎng)鏈路層和局域網(wǎng)r網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層： 主機(jī)和主機(jī)之間主機(jī)和主機(jī)之間傳輸傳輸數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)。r鏈路層：鏈路層： 在在相鄰單元之間相鄰單元之間傳輸數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)幀幀 。應(yīng)用層應(yīng)用層運(yùn)輸層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層鏈路層物理層物理層2網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層提供兩臺(tái)提供兩臺(tái)主機(jī)之主機(jī)之間間的通信服務(wù)的通信服務(wù)。路徑路徑：由源主機(jī)由源主機(jī)和目的主機(jī)之間和目的主機(jī)之間的一系列的一系列通信鏈通信鏈路和路由器路和路由器組成組成接受接受鏈路層鏈路層服務(wù)服務(wù)鏈路鏈路3網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報(bào)如何被數(shù)據(jù)報(bào)如何被封裝封裝成鏈路層的幀；成鏈路層的幀；分組分組如何通過(guò)各段鏈路如何通過(guò)各段鏈路鏈路層協(xié)議是否能夠提鏈路

2、層協(xié)議是否能夠提供路由器之間的供路由器之間的可靠數(shù)可靠數(shù)據(jù)傳輸；據(jù)傳輸；通信路徑上不同的鏈路通信路徑上不同的鏈路是否采用不同的鏈路層是否采用不同的鏈路層協(xié)議。協(xié)議。鏈路鏈路鏈路鏈路層層工作工作4學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容m數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)m差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)m多址訪問(wèn)協(xié)議：多址訪問(wèn)協(xié)議：共享廣播信道共享廣播信道m(xù)鏈路層尋址鏈路層尋址m可靠傳輸可靠傳輸m鏈路層技術(shù)的實(shí)現(xiàn)鏈路層技術(shù)的實(shí)現(xiàn)5鏈路層信道類(lèi)型鏈路層信道類(lèi)型 廣播廣播鏈路鏈路 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路鏈路 6廣播鏈路廣播鏈路 許多主機(jī)被連接到相同的通信信道（共享信道）許多主機(jī)被連接到相同的通信信道（共享信道）主要解決問(wèn)題：主要解決問(wèn)題

3、：需要需要媒體訪問(wèn)協(xié)議媒體訪問(wèn)協(xié)議來(lái)協(xié)調(diào)傳輸和來(lái)協(xié)調(diào)傳輸和避免避免“碰撞碰撞”（沖突）。（沖突）。常用于常用于局域網(wǎng)局域網(wǎng)LAN、無(wú)線無(wú)線LAN、衛(wèi)星網(wǎng)和光纖電、衛(wèi)星網(wǎng)和光纖電纜混合纜混合(HFC)接入網(wǎng)。接入網(wǎng)。 7點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路直接鏈接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的鏈路，每一端有一個(gè)節(jié)點(diǎn)直接鏈接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的鏈路，每一端有一個(gè)節(jié)點(diǎn)。 如兩臺(tái)路由器之間的通信鏈路，或住宅的撥如兩臺(tái)路由器之間的通信鏈路，或住宅的撥號(hào)調(diào)制解調(diào)器與號(hào)調(diào)制解調(diào)器與ISP路由器之間的通信鏈路。路由器之間的通信鏈路。 訪問(wèn)控制簡(jiǎn)單。訪問(wèn)控制簡(jiǎn)單。主要解決問(wèn)題：主要解決問(wèn)題：如成幀、可靠數(shù)據(jù)傳輸、差錯(cuò)檢如成幀、可靠數(shù)據(jù)傳輸、差錯(cuò)檢測(cè)和流量控

4、制等。測(cè)和流量控制等。 8主要內(nèi)容主要內(nèi)容5.1 概述與服務(wù)概述與服務(wù)5.2 差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò) 5.3多路訪問(wèn)協(xié)議多路訪問(wèn)協(xié)議5.4 鏈路層編址鏈路層編址5.5 以太網(wǎng)以太網(wǎng)5.6 集線器和交換機(jī)集線器和交換機(jī)5.7 PPP5.8 鏈路虛擬化鏈路虛擬化: ATM5.9 小結(jié)小結(jié)95.1 概述和服務(wù)概述和服務(wù)節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)：主機(jī)和路由器主機(jī)和路由器鏈路：鏈路：連接相鄰節(jié)點(diǎn)的通連接相鄰節(jié)點(diǎn)的通信信道。信信道。r鏈路層傳輸數(shù)據(jù)報(bào)的過(guò)程鏈路層傳輸數(shù)據(jù)報(bào)的過(guò)程 沿端到端路徑上的沿端到端路徑上的每每段獨(dú)立的鏈路傳輸段獨(dú)立的鏈路傳輸。發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)報(bào)封裝成將數(shù)據(jù)報(bào)封裝成鏈路層幀，發(fā)送到鏈路上

5、鏈路層幀，發(fā)送到鏈路上接收節(jié)點(diǎn)接收節(jié)點(diǎn)接收該幀，并提接收該幀，并提取出數(shù)據(jù)報(bào)。取出數(shù)據(jù)報(bào)。節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)鏈路鏈路5.1.1 鏈路層提供的服務(wù)鏈路層提供的服務(wù)5.1.2 適配器適配器101、鏈路層功能和協(xié)議、鏈路層功能和協(xié)議r鏈路層功能：鏈路層功能：將分組通過(guò)一個(gè)鏈路，將分組通過(guò)一個(gè)鏈路，從一個(gè)節(jié)點(diǎn)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)洁徑南乱粋€(gè)節(jié)點(diǎn)。傳輸?shù)洁徑南乱粋€(gè)節(jié)點(diǎn)。r鏈路層協(xié)議：鏈路層協(xié)議：用來(lái)在用來(lái)在單段單段鏈路上傳輸分組。鏈路上傳輸分組。 定義定義了在鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)之間交互的了在鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)之間交互的分組格分組格式式，以及發(fā)送和接收分組時(shí)，以及發(fā)送和接收分組時(shí)節(jié)點(diǎn)采取的動(dòng)作。節(jié)點(diǎn)采取的動(dòng)作。交換的數(shù)據(jù)單元

6、稱為交換的數(shù)據(jù)單元稱為幀幀 (frame)，封裝了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，封裝了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報(bào)。層的數(shù)據(jù)報(bào)。所采取的所采取的動(dòng)作動(dòng)作：包括差錯(cuò)檢測(cè)、重傳、流量控制：包括差錯(cuò)檢測(cè)、重傳、流量控制和隨機(jī)訪問(wèn)。和隨機(jī)訪問(wèn)。典型協(xié)議：典型協(xié)議：以太網(wǎng)、以太網(wǎng)、802.11無(wú)線無(wú)線LAN、令牌環(huán)和、令牌環(huán)和PPP，以及，以及ATM。112、網(wǎng)絡(luò)層與鏈路層關(guān)系、網(wǎng)絡(luò)層與鏈路層關(guān)系網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層：將運(yùn)輸層報(bào)文段將運(yùn)輸層報(bào)文段從源主機(jī)傳送到目的從源主機(jī)傳送到目的主機(jī)。主機(jī)。 能夠在各段能夠在各段鏈路層提供異構(gòu)服務(wù)鏈路層提供異構(gòu)服務(wù)的情況的情況下，完成端到端的工作。下，完成端到端的工作。鏈路層：鏈路層：將網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)將網(wǎng)

7、絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到下從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)（單段鏈路）。（單段鏈路）。 不同的鏈路采用不同的鏈路層協(xié)議不同的鏈路采用不同的鏈路層協(xié)議，提供，提供的服務(wù)不同。的服務(wù)不同。12類(lèi)比例類(lèi)比例旅行社組織游客從旅行社組織游客從A地到地到B地。經(jīng)過(guò)地。經(jīng)過(guò)3段旅程。段旅程。游客：游客：數(shù)據(jù)報(bào)；數(shù)據(jù)報(bào)；運(yùn)輸區(qū)段：運(yùn)輸區(qū)段：通信鏈路；通信鏈路；運(yùn)輸方式：運(yùn)輸方式：鏈路層協(xié)議，如汽車(chē)、飛機(jī)和火車(chē)。鏈路層協(xié)議，如汽車(chē)、飛機(jī)和火車(chē)。旅行社：旅行社：選路協(xié)議。選路協(xié)議。汽車(chē)汽車(chē) 飛機(jī)飛機(jī) 火車(chē)火車(chē)AB133、鏈路層提供的服務(wù)、鏈路層提供的服務(wù) 將數(shù)據(jù)報(bào)通過(guò)一條通信鏈路將數(shù)據(jù)報(bào)通過(guò)一條通信鏈路從一個(gè)

8、節(jié)點(diǎn)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)“移動(dòng)移動(dòng)”到相鄰的節(jié)點(diǎn)。到相鄰的節(jié)點(diǎn)。r成幀：成幀：把網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)封裝成鏈路層幀把網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)封裝成鏈路層幀，再，再傳送到鏈路上。傳送到鏈路上。 首部包括若干字段：如編號(hào)、物理地址等。首部包括若干字段：如編號(hào)、物理地址等。 不同的鏈路層協(xié)議，幀格式可能不同。不同的鏈路層協(xié)議，幀格式可能不同。首部首部數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)14r鏈路訪問(wèn)：鏈路訪問(wèn)：由由媒體訪問(wèn)控制媒體訪問(wèn)控制MAC協(xié)議定義幀在協(xié)議定義幀在鏈路上傳輸?shù)囊?guī)則。鏈路上傳輸?shù)囊?guī)則。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路：一個(gè)發(fā)送方和一個(gè)接收方。一個(gè)發(fā)送方和一個(gè)接收方。 MAC協(xié)議比較協(xié)議比較簡(jiǎn)單（或不存在）簡(jiǎn)單（或不存在），即任何，即任何時(shí)候時(shí)候

9、只要鏈路空閑，發(fā)送方都能夠發(fā)送幀只要鏈路空閑，發(fā)送方都能夠發(fā)送幀。廣播鏈路：廣播鏈路：多個(gè)節(jié)點(diǎn)共享一個(gè)鏈路（多個(gè)節(jié)點(diǎn)共享一個(gè)鏈路（多多路訪問(wèn)路訪問(wèn)） 使用使用MAC協(xié)議協(xié)議協(xié)調(diào)多個(gè)節(jié)點(diǎn)的幀傳輸。協(xié)調(diào)多個(gè)節(jié)點(diǎn)的幀傳輸。3、鏈路層提供的服務(wù)、鏈路層提供的服務(wù)153、鏈路層提供的服務(wù)、鏈路層提供的服務(wù)r可靠交付：可靠交付： 保證網(wǎng)絡(luò)層的保證網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報(bào)無(wú)差錯(cuò)地通過(guò)鏈路層數(shù)據(jù)報(bào)無(wú)差錯(cuò)地通過(guò)鏈路層。方法：方法：與運(yùn)輸層類(lèi)似，可與運(yùn)輸層類(lèi)似，可通過(guò)確認(rèn)和重傳獲得通過(guò)確認(rèn)和重傳獲得高差錯(cuò)率的鏈路：高差錯(cuò)率的鏈路： 如無(wú)線鏈路，如無(wú)線鏈路，在本地在本地 ( (發(fā)生差錯(cuò)的鏈路發(fā)生差錯(cuò)的鏈路) )糾正差糾正差錯(cuò)

10、錯(cuò)，不通過(guò)運(yùn)輸層或應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行端到端的，不通過(guò)運(yùn)輸層或應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行端到端的數(shù)據(jù)重傳。數(shù)據(jù)重傳。低差錯(cuò)率的鏈路：低差錯(cuò)率的鏈路： 如光纖、同軸電纜、雙絞線鏈路，如光纖、同軸電纜、雙絞線鏈路，不需提供不需提供可靠的傳輸服務(wù)?？煽康膫鬏敺?wù)。16r流量控制：流量控制：防止發(fā)送節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率過(guò)高防止發(fā)送節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率過(guò)高，避，避免接收節(jié)點(diǎn)來(lái)不及處理。免接收節(jié)點(diǎn)來(lái)不及處理。鏈路節(jié)點(diǎn)的鏈路節(jié)點(diǎn)的幀緩存容量有限幀緩存容量有限。當(dāng)幀到達(dá)接收節(jié)點(diǎn)的速率大于其處理速率，接當(dāng)幀到達(dá)接收節(jié)點(diǎn)的速率大于其處理速率，接收方緩沖區(qū)產(chǎn)生溢出，幀會(huì)丟失。收方緩沖區(qū)產(chǎn)生溢出，幀會(huì)丟失。 3、鏈路層提供的服務(wù)、鏈路層提供的服務(wù)

11、173、鏈路層提供的服務(wù)、鏈路層提供的服務(wù)r差錯(cuò)檢測(cè)：差錯(cuò)檢測(cè)：幀在傳輸時(shí)有可能出現(xiàn)幀在傳輸時(shí)有可能出現(xiàn)比特差錯(cuò)比特差錯(cuò)（10、01） 差錯(cuò)檢測(cè)用來(lái)差錯(cuò)檢測(cè)用來(lái)檢測(cè)是否存在一個(gè)或多個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)是否存在一個(gè)或多個(gè)差錯(cuò)。 發(fā)送節(jié)點(diǎn)：發(fā)送節(jié)點(diǎn)：在幀中在幀中設(shè)置設(shè)置差錯(cuò)檢測(cè)比特；差錯(cuò)檢測(cè)比特； 接收節(jié)點(diǎn)：接收節(jié)點(diǎn)：對(duì)收到的幀進(jìn)行對(duì)收到的幀進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)差錯(cuò)檢測(cè)。 通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)。通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)。r差錯(cuò)糾正：差錯(cuò)糾正：與差錯(cuò)檢測(cè)類(lèi)似。與差錯(cuò)檢測(cè)類(lèi)似。 接收方不僅能檢測(cè)幀中是否出現(xiàn)差錯(cuò)，還接收方不僅能檢測(cè)幀中是否出現(xiàn)差錯(cuò)，還能判斷差錯(cuò)的位置，并進(jìn)行能判斷差錯(cuò)的位置，并進(jìn)行糾正糾正。183、鏈路層提供的服務(wù)、鏈路層

12、提供的服務(wù)r半雙工和全雙工：半雙工和全雙工：全雙工傳全雙工傳輸：輸：鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)可以鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)同時(shí)傳輸分組。傳輸分組。半雙工傳輸：半雙工傳輸：鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)不能同時(shí)不能同時(shí)傳輸和接傳輸和接收，只能交替。收，只能交替。194、鏈路層服務(wù)和運(yùn)輸層服務(wù)比較、鏈路層服務(wù)和運(yùn)輸層服務(wù)比較r運(yùn)輸層協(xié)議：運(yùn)輸層協(xié)議：在端到端的基礎(chǔ)上為在端到端的基礎(chǔ)上為兩個(gè)進(jìn)程之間兩個(gè)進(jìn)程之間提供可靠傳輸提供可靠傳輸流量控制是在流量控制是在端到端端到端的基礎(chǔ)上提供。的基礎(chǔ)上提供。r鏈路層協(xié)議：鏈路層協(xié)議： 在一條鏈路相連的在一條鏈路相連的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間提供可靠傳輸提供可靠傳輸 流量控制是

13、在流量控制是在相鄰節(jié)點(diǎn)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的基礎(chǔ)上提供。之間的基礎(chǔ)上提供。205.1.2 適配器適配器r網(wǎng)卡：網(wǎng)絡(luò)接口卡網(wǎng)卡：網(wǎng)絡(luò)接口卡NIC （Network Interface Card） 網(wǎng)絡(luò)適配器網(wǎng)絡(luò)適配器 （Network Adapter）r作用：作用：計(jì)算機(jī)通過(guò)計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)卡與傳輸介質(zhì)網(wǎng)卡與傳輸介質(zhì)連接組成網(wǎng)絡(luò)。連接組成網(wǎng)絡(luò)。 90年代：年代：是是獨(dú)立獨(dú)立的物的物理部件。如理部件。如PCMCIA卡卡或插入卡。安裝在計(jì)算或插入卡。安裝在計(jì)算機(jī)的機(jī)的主板擴(kuò)展槽主板擴(kuò)展槽中。中。 現(xiàn)代：現(xiàn)代：大多被綜合進(jìn)大多被綜合進(jìn)主機(jī)的主板。主機(jī)的主板。 即即“LAN在主板在主板” PCI PCI網(wǎng)卡網(wǎng)卡21

14、1、網(wǎng)卡的功能網(wǎng)卡的功能完成完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的大部分功能。的大部分功能。r主要功能：主要功能：（1）數(shù)據(jù)的封裝與解封：數(shù)據(jù)的封裝與解封：如以太網(wǎng)幀。如以太網(wǎng)幀。（2）鏈路管理：鏈路管理：如如CSMA/CD協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。（3）編碼與譯碼：編碼與譯碼：如曼徹斯特編碼與譯碼。如曼徹斯特編碼與譯碼。CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器控制器控制器物理傳輸物理傳輸主機(jī)總線主機(jī)總線適配器適配器主機(jī)主機(jī)鏈路層鏈路層物理層物理層應(yīng)用層應(yīng)用層運(yùn)輸層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層鏈路層鏈路層鏈路層222、實(shí)現(xiàn)鏈路層功能、實(shí)現(xiàn)鏈路層功能r相鄰節(jié)點(diǎn)間幀的傳輸：相鄰節(jié)點(diǎn)間幀的傳輸：成幀，傳輸幀，接收幀，解封成

15、幀，傳輸幀，接收幀，解封發(fā)送節(jié)點(diǎn)：發(fā)送節(jié)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)層將網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)傳遞到適配器，傳遞到適配器，封裝成封裝成幀，將幀傳輸幀，將幀傳輸?shù)酵ㄐ沛溌?。到通信鏈路。接收?jié)點(diǎn)：接收節(jié)點(diǎn)：適配器適配器接收幀接收幀，解封，解封取出數(shù)據(jù)報(bào)，傳遞給取出數(shù)據(jù)報(bào)，傳遞給網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層?？刂破骺刂破鰿PU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器控制器控制器CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)幀幀封裝封裝發(fā)送發(fā)送接接收收解解封封232、實(shí)現(xiàn)鏈路層功能、實(shí)現(xiàn)鏈路層功能r差錯(cuò)檢測(cè)：差錯(cuò)檢測(cè)： 發(fā)送適配器設(shè)置差錯(cuò)檢測(cè)比特，接收適配發(fā)送適配器設(shè)置差錯(cuò)檢測(cè)比特，接收適配器完成差錯(cuò)檢測(cè)。器完成差錯(cuò)檢測(cè)。r可靠交付：可靠交付： 具體實(shí)現(xiàn)可靠交付的

16、機(jī)制具體實(shí)現(xiàn)可靠交付的機(jī)制(如序號(hào)、定時(shí)器如序號(hào)、定時(shí)器和確認(rèn)和確認(rèn))。r 隨機(jī)訪問(wèn)：隨機(jī)訪問(wèn)：實(shí)現(xiàn)隨機(jī)訪問(wèn)協(xié)議。實(shí)現(xiàn)隨機(jī)訪問(wèn)協(xié)議。如如CSMA/CD243、特點(diǎn)、特點(diǎn) 是一個(gè)半自治的單元。是一個(gè)半自治的單元。r適配器發(fā)送幀：適配器發(fā)送幀： 網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)向下傳給適配器，網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)向下傳給適配器，由適配器負(fù)由適配器負(fù)責(zé)在鏈路上傳輸數(shù)據(jù)報(bào)責(zé)在鏈路上傳輸數(shù)據(jù)報(bào)。r適配器接收幀，適配器接收幀，并判斷是否有差錯(cuò)并判斷是否有差錯(cuò)出錯(cuò)：出錯(cuò)：直接丟棄該幀，不上傳。直接丟棄該幀，不上傳。正確：正確：通過(guò)通過(guò)“中斷中斷”向上傳遞網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)。向上傳遞網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)。254、網(wǎng)卡類(lèi)型網(wǎng)卡類(lèi)型按總線類(lèi)型分按總線類(lèi)型

17、分（1）ISA接口網(wǎng)卡：接口網(wǎng)卡：Industry Standard Architecture 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)。速度低、安裝麻煩。很少用速度低、安裝麻煩。很少用（2）PCI接口網(wǎng)卡：接口網(wǎng)卡：Peripheral Component Interconnect 外設(shè)部件互連標(biāo)準(zhǔn)。外設(shè)部件互連標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用最廣泛。性價(jià)比應(yīng)用最廣泛。性價(jià)比高、安裝簡(jiǎn)單。用于臺(tái)式機(jī)。高、安裝簡(jiǎn)單。用于臺(tái)式機(jī)。（3）USB接口網(wǎng)卡：接口網(wǎng)卡：Universal Serial Bus 通用串行總線。通用串行總線。新技術(shù)，主要用于沒(méi)有內(nèi)置網(wǎng)新技術(shù)，主要用于沒(méi)有內(nèi)置網(wǎng)卡的筆記本用戶，通過(guò)主板上的卡的筆記本用戶

18、，通過(guò)主板上的USB引接。引接。264、網(wǎng)卡類(lèi)型網(wǎng)卡類(lèi)型按總線類(lèi)型分按總線類(lèi)型分（4）PCMICA接口網(wǎng)卡：接口網(wǎng)卡：個(gè)人電腦內(nèi)存卡國(guó)際協(xié)會(huì)個(gè)人電腦內(nèi)存卡國(guó)際協(xié)會(huì)Personal Computer Memory Card International Association 用于筆記本電腦。用于筆記本電腦。 PCI PCI網(wǎng)卡網(wǎng)卡 PCMCIA PCMCIA網(wǎng)卡（一）網(wǎng)卡（一） PCMCIA PCMCIA網(wǎng)卡（二）網(wǎng)卡（二）274、網(wǎng)卡類(lèi)型網(wǎng)卡類(lèi)型 按傳輸速度按傳輸速度（1）10M網(wǎng)卡網(wǎng)卡（2）10/100M自適應(yīng)網(wǎng)卡自適應(yīng)網(wǎng)卡（3）10/100/1 000M自適應(yīng)網(wǎng)卡自適應(yīng)網(wǎng)卡 按是否需要網(wǎng)線

19、按是否需要網(wǎng)線（1）有線網(wǎng)卡）有線網(wǎng)卡（2）無(wú)線網(wǎng)卡）無(wú)線網(wǎng)卡285.2 差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)技術(shù)差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)技術(shù)r 比特級(jí)差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)比特級(jí)差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)對(duì)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到一個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的幀，對(duì)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到一個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的幀，檢測(cè)是否檢測(cè)是否出現(xiàn)比特差錯(cuò)出現(xiàn)比特差錯(cuò)，并糾正。，并糾正。 相關(guān)技術(shù)很多。相關(guān)技術(shù)很多。29差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)過(guò)程差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)過(guò)程網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層DEDC數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)DEDC易出現(xiàn)比特差錯(cuò)的鏈路易出現(xiàn)比特差錯(cuò)的鏈路DD中所有中所有比特正確比特正確數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路層，幀層，幀發(fā)送節(jié)點(diǎn)：發(fā)送節(jié)點(diǎn)：將將數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)D附加若干附加若干差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)位差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)位EDC，一起發(fā)

20、送，一起發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)D包括網(wǎng)絡(luò)層傳來(lái)的包括網(wǎng)絡(luò)層傳來(lái)的數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)以及以及其他首部其他首部字段。字段。 接收節(jié)點(diǎn)：接收節(jié)點(diǎn)：接收比特序列接收比特序列D和和EDC。根據(jù)根據(jù)D和和EDC，判斷，判斷D是否和初始的是否和初始的D相同相同（傳輸（傳輸是否正確）。是否正確）。 正確：正確：解封取出數(shù)據(jù)報(bào)，交給網(wǎng)絡(luò)層；解封取出數(shù)據(jù)報(bào)，交給網(wǎng)絡(luò)層； 出錯(cuò)：出錯(cuò)：差錯(cuò)處理。差錯(cuò)處理。30說(shuō)明說(shuō)明差錯(cuò)檢測(cè)和糾正技術(shù)不能保證接收方檢測(cè)到所有差錯(cuò)檢測(cè)和糾正技術(shù)不能保證接收方檢測(cè)到所有的比特差錯(cuò)，即的比特差錯(cuò)，即可能出現(xiàn)未檢測(cè)到的比特差錯(cuò)可能出現(xiàn)未檢測(cè)到的比特差錯(cuò)，而接收方并未發(fā)現(xiàn)。而接收方并未發(fā)現(xiàn)。選擇一個(gè)合適的差

21、錯(cuò)檢測(cè)方案選擇一個(gè)合適的差錯(cuò)檢測(cè)方案使未檢測(cè)到的情況使未檢測(cè)到的情況發(fā)生的概率很小發(fā)生的概率很小。差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)技術(shù)越好，越復(fù)雜技術(shù)越好，越復(fù)雜，開(kāi)銷(xiāo)更大開(kāi)銷(xiāo)更大。31三種主要差錯(cuò)檢測(cè)技術(shù)三種主要差錯(cuò)檢測(cè)技術(shù)奇偶校驗(yàn)：奇偶校驗(yàn)：最基本的方法。最基本的方法。檢查和方法：檢查和方法：常用于常用于運(yùn)輸層運(yùn)輸層。循環(huán)冗余檢測(cè)：循環(huán)冗余檢測(cè)：常用于常用于鏈路層鏈路層。5.2.1 奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)5.2.2 檢查和方法檢查和方法5.2.3 循環(huán)冗余檢測(cè)循環(huán)冗余檢測(cè)32 1 1、一比特奇偶校驗(yàn)、一比特奇偶校驗(yàn)r 發(fā)送方：發(fā)送方： 在要發(fā)送的信息在要發(fā)送的信息D（d位）后面位）后面附加一個(gè)奇偶校

22、驗(yàn)位附加一個(gè)奇偶校驗(yàn)位 使使“1”的個(gè)數(shù)是的個(gè)數(shù)是奇數(shù)（奇數(shù)（奇校驗(yàn)奇校驗(yàn)）或或偶數(shù)（偶數(shù)（偶校驗(yàn)偶校驗(yàn)） 一起傳輸發(fā)送（一起傳輸發(fā)送（d+1位）。位）。01110001101010111d位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)校校驗(yàn)驗(yàn)位位偶校驗(yàn)偶校驗(yàn)331 1、一比特奇偶校驗(yàn)、一比特奇偶校驗(yàn)r 接收方：接收方： 檢測(cè)收到的信息（檢測(cè)收到的信息（d+1位）中位）中“1”的個(gè)數(shù)。的個(gè)數(shù)。偶校驗(yàn)：偶校驗(yàn)：發(fā)現(xiàn)奇數(shù)個(gè)發(fā)現(xiàn)奇數(shù)個(gè)“1”，至少有一個(gè)比特發(fā)，至少有一個(gè)比特發(fā)生差錯(cuò)（奇數(shù)個(gè)比特差錯(cuò)）。生差錯(cuò)（奇數(shù)個(gè)比特差錯(cuò)）。奇校驗(yàn)：奇校驗(yàn)：發(fā)現(xiàn)偶數(shù)個(gè)發(fā)現(xiàn)偶數(shù)個(gè) “1”，至少有一個(gè)比特發(fā)，至少有一個(gè)比特發(fā)生差錯(cuò)。生差錯(cuò)。011100

23、01101010111d位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)校校驗(yàn)驗(yàn)位位偶校驗(yàn)偶校驗(yàn)34特點(diǎn)特點(diǎn)可以查出任意可以查出任意奇數(shù)奇數(shù)個(gè)錯(cuò)誤，但不能發(fā)現(xiàn)個(gè)錯(cuò)誤，但不能發(fā)現(xiàn)偶數(shù)偶數(shù)個(gè)個(gè)錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。若比特若比特差錯(cuò)概率很小差錯(cuò)概率很小，差錯(cuò)獨(dú)立發(fā)生，差錯(cuò)獨(dú)立發(fā)生，一比特一比特奇偶校驗(yàn)可滿足要求奇偶校驗(yàn)可滿足要求。若差錯(cuò)集中一起若差錯(cuò)集中一起“突發(fā)突發(fā)”（突發(fā)差錯(cuò)），（突發(fā)差錯(cuò)），一幀一幀中未檢測(cè)到的差錯(cuò)的概率達(dá)到中未檢測(cè)到的差錯(cuò)的概率達(dá)到50%。352、 二維奇偶校驗(yàn)（垂直水平奇偶校驗(yàn)）二維奇偶校驗(yàn)（垂直水平奇偶校驗(yàn)）將要傳數(shù)據(jù)劃分將要傳數(shù)據(jù)劃分固定長(zhǎng)度的固定長(zhǎng)度的組（組（ i 個(gè)組，每組個(gè)組，每組j位）位） ，每組一行排列；

24、，每組一行排列；對(duì)對(duì)每行每行和和每列每列分別進(jìn)行奇偶校驗(yàn)分別進(jìn)行奇偶校驗(yàn)結(jié)果的結(jié)果的i+j+1個(gè)奇偶比特構(gòu)成了幀的差錯(cuò)檢測(cè)比特個(gè)奇偶比特構(gòu)成了幀的差錯(cuò)檢測(cè)比特如要發(fā)送數(shù)據(jù)：如要發(fā)送數(shù)據(jù)：101101101100101001100劃分劃分3組組每組每組7個(gè)個(gè)比特比特36特點(diǎn)特點(diǎn)可以可以檢測(cè)并糾正檢測(cè)并糾正單個(gè)單個(gè)比特差錯(cuò)（數(shù)據(jù)或校驗(yàn)位比特差錯(cuò)（數(shù)據(jù)或校驗(yàn)位中）。中）。能夠能夠檢測(cè)（不能糾正）檢測(cè)（不能糾正）任意任意兩個(gè)兩個(gè)比特的差錯(cuò)。比特的差錯(cuò)。行、列確定行、列確定37前向差錯(cuò)糾正前向差錯(cuò)糾正FECFEC接收方可以檢測(cè)并糾正差錯(cuò)接收方可以檢測(cè)并糾正差錯(cuò)?？膳c可與ARQ技術(shù)一起應(yīng)用，接收方立即糾正

25、差技術(shù)一起應(yīng)用，接收方立即糾正差錯(cuò)，減少發(fā)送方重發(fā)的次數(shù)。錯(cuò)，減少發(fā)送方重發(fā)的次數(shù)。降低分組傳輸?shù)耐祩鞑r(shí)延降低分組傳輸?shù)耐祩鞑r(shí)延.適用于實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。適用于實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。385.2.2 檢查和方法檢查和方法 把要發(fā)送的把要發(fā)送的d 位位數(shù)據(jù)看成是一個(gè)數(shù)據(jù)看成是一個(gè)k 位整數(shù)位整數(shù)的序的序列，將這些列，將這些k 位整數(shù)位整數(shù)加起來(lái)，得到的加起來(lái)，得到的和取反和取反作為差作為差錯(cuò)檢測(cè)比特。錯(cuò)檢測(cè)比特。TCP和和UDP協(xié)議協(xié)議： 對(duì)所有字段對(duì)所有字段(包括首部和數(shù)據(jù)字包括首部和數(shù)據(jù)字段段)都計(jì)算因特網(wǎng)檢查和。都計(jì)算因特網(wǎng)檢查和。有些協(xié)議有些協(xié)議： 對(duì)首部計(jì)算一個(gè)檢查和，對(duì)整個(gè)分組對(duì)首部計(jì)算一

26、個(gè)檢查和，對(duì)整個(gè)分組計(jì)算另一個(gè)檢查和。計(jì)算另一個(gè)檢查和。39檢查和檢查和q發(fā)送方：發(fā)送方：將數(shù)據(jù)的每?jī)蓚€(gè)字節(jié)當(dāng)作將數(shù)據(jù)的每?jī)蓚€(gè)字節(jié)當(dāng)作一個(gè)一個(gè)16位的整數(shù)位的整數(shù)，可分成，可分成若干整數(shù)；若干整數(shù)；將所有將所有16 位的整數(shù)求和位的整數(shù)求和對(duì)得到的和逐位取反對(duì)得到的和逐位取反，作，作為檢查和，放在報(bào)文段首為檢查和，放在報(bào)文段首部，一起發(fā)送。部，一起發(fā)送。q 接收方：接收方：對(duì)接收到的信息對(duì)接收到的信息 (包括檢包括檢查和查和)求和求和全全“1”：數(shù)據(jù)無(wú)錯(cuò)；：數(shù)據(jù)無(wú)錯(cuò)；其中有其中有“0”：數(shù)據(jù)出錯(cuò)：數(shù)據(jù)出錯(cuò)對(duì)接收到的信息對(duì)接收到的信息 ( (不包括不包括檢查和檢查和) )求和求和 核對(duì)核對(duì)計(jì)算的

27、檢查計(jì)算的檢查和是否等和是否等于于檢查和字段的值檢查和字段的值。40 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 例例r注注意意m作加法時(shí)，作加法時(shí)，最高位的進(jìn)位要回加到結(jié)果中最高位的進(jìn)位要回加到結(jié)果中。r例，有三個(gè)例，有三個(gè)16 比特比特的字：的字：回卷回卷 和和檢查和（取反）檢查和（取反）無(wú)差錯(cuò)，和為：無(wú)差錯(cuò)，和為

28、： 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 141檢查和特點(diǎn)檢查和特點(diǎn)分組分組開(kāi)銷(xiāo)小：開(kāi)銷(xiāo)?。簷z查和位數(shù)比較少；檢查和位數(shù)比較少；差錯(cuò)差錯(cuò)檢測(cè)能力弱檢測(cè)能力弱：適用于適用于運(yùn)輸層運(yùn)輸層（差錯(cuò)檢測(cè)（差錯(cuò)檢測(cè)用軟件實(shí)現(xiàn)用軟件實(shí)現(xiàn)，檢查和，檢查和方法簡(jiǎn)單、快速）。方法簡(jiǎn)單、快速）。鏈路層鏈路層的差錯(cuò)檢測(cè)由適配器中的差錯(cuò)檢測(cè)由適配器中專(zhuān)用的硬件實(shí)專(zhuān)用的硬件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，采用更強(qiáng)的，采用更強(qiáng)的CRC方法。方法。425.2.3 循環(huán)冗余檢測(cè)循環(huán)冗余檢測(cè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中廣泛采用。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中廣泛采用。r 循環(huán)冗余檢測(cè)循環(huán)冗余檢測(cè)CRC

29、(cyclic redundancy check)編碼編碼 即即多項(xiàng)式編碼多項(xiàng)式編碼，把要發(fā)送的比特串看作為，把要發(fā)送的比特串看作為系系數(shù)是數(shù)是0或或1的一個(gè)多項(xiàng)式，對(duì)比特串的操作看作為的一個(gè)多項(xiàng)式，對(duì)比特串的操作看作為多項(xiàng)式運(yùn)算。多項(xiàng)式運(yùn)算。 如比特串如比特串10111 ： x4+x2+x+143基本思想基本思想設(shè)：設(shè)：發(fā)送節(jié)點(diǎn)要發(fā)送的發(fā)送節(jié)點(diǎn)要發(fā)送的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)D（d 比特）比特）發(fā)送方和接收方先共同選定一個(gè)發(fā)送方和接收方先共同選定一個(gè)生成多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式 G（r+1比特比特），），最高有效位最高有效位 (最左邊最左邊)是是1。r發(fā)送方：發(fā)送方：計(jì)算出一個(gè)計(jì)算出一個(gè)r位位附加附加CRC比特比特

30、R（冗余碼）冗余碼），添加添加到到D的后面產(chǎn)生的后面產(chǎn)生DR（d+r 比特），比特），一起發(fā)送。一起發(fā)送。 DR能被能被生成多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式 G（r+1比特）模比特）模2運(yùn)算整除運(yùn)算整除D : 要發(fā)送的數(shù)據(jù)（要發(fā)送的數(shù)據(jù)（d位）位）R : 冗余碼冗余碼（r位）位）DR（d+r 位）位）44r接收方：接收方：用用生成多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式 G去除接收到的去除接收到的DR（d+r比特比特）余數(shù)非余數(shù)非0：傳輸發(fā)生差錯(cuò)；：傳輸發(fā)生差錯(cuò)；余數(shù)為余數(shù)為0：傳輸正確，：傳輸正確，去掉尾部去掉尾部r位位，得所需，得所需數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)D?；舅枷牖舅枷隓 : 要發(fā)送的數(shù)據(jù)（要發(fā)送的數(shù)據(jù)（d位）位）R : 冗余碼冗余碼（

31、r位）位）DR（d+r 位）位）45模模2運(yùn)算運(yùn)算加法不進(jìn)位，減法不借位加法不進(jìn)位，減法不借位，即按位，即按位異或異或 (XOR)例例 1011 XOR 0101=1110 ； 1011-0101=1110 1001 XOR 1101=0100 ； 1001-1101=0100乘法和除法與二進(jìn)制運(yùn)算類(lèi)似，其中加法或減法乘法和除法與二進(jìn)制運(yùn)算類(lèi)似，其中加法或減法沒(méi)有進(jìn)位或借位。沒(méi)有進(jìn)位或借位。乘以乘以2r，即比特模式左移，即比特模式左移r個(gè)位置個(gè)位置。 D2r = D0000 (r 個(gè)個(gè) 0) D2r XOR R = D0000 XOR R = DR (d+r 比特比特)46計(jì)算計(jì)算R R（CR

32、CCRC比特）比特）DR能能被被G模模2運(yùn)算整除運(yùn)算整除：即：即 DR = nG D2r XOR R = nG等式兩邊都用等式兩邊都用R異或，得到異或，得到 D2r = nG XOR R 即用即用G來(lái)除來(lái)除D2r，余數(shù)值剛好為，余數(shù)值剛好為R。R的計(jì)算：的計(jì)算：將數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)D后面添加后面添加r個(gè)個(gè)0，除以給定的，除以給定的生成多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式G，所得，所得余數(shù)即為余數(shù)即為R（r位位）。）。47例例設(shè)設(shè) D = 101110，d = 6，G = 1001，r = 3實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)形式是實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)形式是101110011r+1位位D后添加后添加3個(gè)個(gè)03位位48循環(huán)冗余檢測(cè)循環(huán)冗余檢測(cè)r 生成

33、多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式G的選擇：的選擇： 有有8、12、16和和32 比特生成多項(xiàng)式比特生成多項(xiàng)式G。 8 比特比特的的CRC用于保護(hù)用于保護(hù)ATM信元首部；信元首部； 32 比特比特的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)CRC-32用于用于鏈路級(jí)鏈路級(jí)協(xié)議：協(xié)議： GCRC-32 = 100000100110000010001110110110111rCRC特點(diǎn)：特點(diǎn)： 能檢測(cè)能檢測(cè)小于小于r+1 位位的突發(fā)差錯(cuò)、任的突發(fā)差錯(cuò)、任何何奇數(shù)奇數(shù)個(gè)差錯(cuò)。個(gè)差錯(cuò)。495.3 多路（址）訪問(wèn)協(xié)議多路（址）訪問(wèn)協(xié)議r兩種網(wǎng)絡(luò)鏈路：兩種網(wǎng)絡(luò)鏈路：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路：鏈路兩端各一個(gè)節(jié)點(diǎn)鏈路兩端各一個(gè)節(jié)點(diǎn)。一個(gè)發(fā)送和。一個(gè)發(fā)送和一個(gè)接

34、收。一個(gè)接收。 如，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議如，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP。廣播鏈路：廣播鏈路： 多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接到一個(gè)共享的廣播信道多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接到一個(gè)共享的廣播信道 廣播：廣播：任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸一幀時(shí)，信號(hào)在信任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸一幀時(shí)，信號(hào)在信道上廣播，其他節(jié)點(diǎn)都可以收到一個(gè)拷貝。道上廣播，其他節(jié)點(diǎn)都可以收到一個(gè)拷貝。 常用于局域網(wǎng)常用于局域網(wǎng)LAN中，如以太網(wǎng)和無(wú)線局域中，如以太網(wǎng)和無(wú)線局域網(wǎng)。本節(jié)主要學(xué)習(xí)網(wǎng)。本節(jié)主要學(xué)習(xí)廣播鏈路的信道共享技術(shù)。廣播鏈路的信道共享技術(shù)。50廣播信道要解決問(wèn)題廣播信道要解決問(wèn)題傳統(tǒng)的廣播電視傳統(tǒng)的廣播電視：是是單向單向的廣播，一個(gè)固定的節(jié)點(diǎn)的廣播，一個(gè)固定的節(jié)點(diǎn)向許多接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送。向許多

35、接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：廣播信道上的廣播信道上的節(jié)點(diǎn)都能夠發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)都能夠發(fā)送和接收如許多人聚集在一起如許多人聚集在一起交談交談（空氣是廣播媒體）。（空氣是廣播媒體）。解決解決“誰(shuí)在什么時(shí)候誰(shuí)在什么時(shí)候獲得說(shuō)話權(quán)力獲得說(shuō)話權(quán)力”( (向信道發(fā)送向信道發(fā)送) )多路訪問(wèn)問(wèn)題：多路訪問(wèn)問(wèn)題：如何如何協(xié)調(diào)多個(gè)發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)對(duì)共協(xié)調(diào)多個(gè)發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)對(duì)共享廣播信道的訪問(wèn)享廣播信道的訪問(wèn)。 相關(guān)技術(shù)是相關(guān)技術(shù)是多路訪問(wèn)協(xié)議多路訪問(wèn)協(xié)議。51多路訪問(wèn)協(xié)議多路訪問(wèn)協(xié)議r目的：目的：協(xié)調(diào)多個(gè)節(jié)點(diǎn)在共享廣播信道上的傳輸。協(xié)調(diào)多個(gè)節(jié)點(diǎn)在共享廣播信道上的傳輸。 即即避免避免多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)

36、使用信道，使用信道，發(fā)生沖突發(fā)生沖突（碰（碰撞），產(chǎn)生互相干擾。撞），產(chǎn)生互相干擾。沖突（沖突（collide）：）：兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳輸幀兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳輸幀，使接收方收不到正確的幀（所有沖突的幀都受損使接收方收不到正確的幀（所有沖突的幀都受損丟失）。丟失）。 造成廣播信道時(shí)間的浪費(fèi)。造成廣播信道時(shí)間的浪費(fèi)。 r多路訪問(wèn)協(xié)議多路訪問(wèn)協(xié)議可用于許多不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境可用于許多不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，如有，如有線和無(wú)線局域網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等。如圖線和無(wú)線局域網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等。如圖5-9。52共享無(wú)線共享無(wú)線（如（如WiFi）共享無(wú)線共享無(wú)線（如衛(wèi)星）（如衛(wèi)星） 共享線路共享線路（如以太網(wǎng)）（如以太網(wǎng)）聚會(huì)聊天聚

37、會(huì)聊天共享空氣共享空氣53多路訪問(wèn)協(xié)議類(lèi)型（三類(lèi)）多路訪問(wèn)協(xié)議類(lèi)型（三類(lèi)）r信道劃分協(xié)議信道劃分協(xié)議m把信道劃分為小把信道劃分為小“片片” (時(shí)隙時(shí)隙)m給節(jié)點(diǎn)分配給節(jié)點(diǎn)分配專(zhuān)用的小專(zhuān)用的小“片片” r隨機(jī)訪問(wèn)協(xié)議隨機(jī)訪問(wèn)協(xié)議m不劃分信道，不劃分信道，允許沖突允許沖突m能從沖突中能從沖突中“恢復(fù)恢復(fù)”r輪流協(xié)議輪流協(xié)議m通過(guò)輪流訪問(wèn)信道通過(guò)輪流訪問(wèn)信道避免沖突避免沖突m要發(fā)送的節(jié)點(diǎn)越多輪流時(shí)間越長(zhǎng)要發(fā)送的節(jié)點(diǎn)越多輪流時(shí)間越長(zhǎng)54多路訪問(wèn)協(xié)議的理想特性多路訪問(wèn)協(xié)議的理想特性設(shè)廣播信道的速率為設(shè)廣播信道的速率為R b/s只有只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)：該節(jié)點(diǎn)的吞吐量為時(shí)：該節(jié)點(diǎn)的吞吐量

38、為R b/s。有有M個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)：每個(gè)節(jié)點(diǎn)吞吐量為時(shí)：每個(gè)節(jié)點(diǎn)吞吐量為 R /M b/s。協(xié)議是協(xié)議是分散的分散的：不需要主節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)傳輸。：不需要主節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)傳輸。協(xié)議是協(xié)議是簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)單的：實(shí)現(xiàn)方便、價(jià)格適中。：實(shí)現(xiàn)方便、價(jià)格適中。55本節(jié)內(nèi)容本節(jié)內(nèi)容5.3.1 信道劃分協(xié)議信道劃分協(xié)議5.3.2 隨機(jī)訪問(wèn)協(xié)議隨機(jī)訪問(wèn)協(xié)議5.3.3 輪流協(xié)議輪流協(xié)議 5.3.4 局域網(wǎng)局域網(wǎng) 565.3.1 信道劃分協(xié)議信道劃分協(xié)議主要類(lèi)型：主要類(lèi)型：TDM、FDM、CDMA三種。三種。設(shè)信道支持設(shè)信道支持N個(gè)節(jié)點(diǎn)，傳輸速率是個(gè)節(jié)點(diǎn)，傳輸速率是R b/s。57時(shí)分多路復(fù)用（時(shí)分多路復(fù)用（TDM

39、）將時(shí)間劃分為將時(shí)間劃分為時(shí)間幀時(shí)間幀，每個(gè)時(shí)間幀再劃分為，每個(gè)時(shí)間幀再劃分為N個(gè)時(shí)隙個(gè)時(shí)隙（長(zhǎng)度保證發(fā)送一個(gè)分組），分別分配（長(zhǎng)度保證發(fā)送一個(gè)分組），分別分配給給N個(gè)節(jié)點(diǎn)。個(gè)節(jié)點(diǎn)。 每個(gè)節(jié)點(diǎn)只在每個(gè)節(jié)點(diǎn)只在固定分配的時(shí)隙固定分配的時(shí)隙中傳輸。中傳輸。 例：例：6個(gè)站點(diǎn)的個(gè)站點(diǎn)的LAN, 時(shí)隙時(shí)隙1、3、4 有分組有分組, 時(shí)隙時(shí)隙2、5、6 空閑空閑 1 13 34 41 13 34 4時(shí)間幀時(shí)間幀58TDM特點(diǎn)特點(diǎn)避免沖突、公平避免沖突、公平：每個(gè)節(jié)點(diǎn)專(zhuān)用速率：每個(gè)節(jié)點(diǎn)專(zhuān)用速率R/N b/s。節(jié)點(diǎn)速率有限節(jié)點(diǎn)速率有限：R/N b/s；效率不高效率不高：節(jié)點(diǎn)必須等待它的傳輸時(shí)隙。：節(jié)點(diǎn)必須等

40、待它的傳輸時(shí)隙。59 將總信道帶寬將總信道帶寬R b/s劃分為劃分為N個(gè)較小信道個(gè)較小信道（頻段，（頻段，帶寬為帶寬為R/N）分別分配給分別分配給N個(gè)節(jié)點(diǎn)。個(gè)節(jié)點(diǎn)。 例：例： 6個(gè)站點(diǎn)的個(gè)站點(diǎn)的LAN, 頻帶頻帶1、3、4 有分組有分組, 頻頻帶帶2、5、6 空閑空閑頻分多路復(fù)用（頻分多路復(fù)用（FDM）frequency bandstime60FDM特點(diǎn)特點(diǎn)與與TDM類(lèi)似。類(lèi)似。 避免沖突、公平避免沖突、公平：N個(gè)節(jié)點(diǎn)公平劃分帶寬；個(gè)節(jié)點(diǎn)公平劃分帶寬； 節(jié)點(diǎn)帶寬有限、效率不高節(jié)點(diǎn)帶寬有限、效率不高：節(jié)點(diǎn)帶寬為：節(jié)點(diǎn)帶寬為R/N。61碼分多址碼分多址CDMA (code division mul

41、tiple access)q基本思想：基本思想：給每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)不同的代碼（給每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)不同的代碼（CDMA代碼代碼，碼片序列）；碼片序列）；每個(gè)節(jié)點(diǎn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)用惟一的代碼用惟一的代碼對(duì)要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼對(duì)要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼不同節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)發(fā)送不同節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)發(fā)送，并正確到達(dá)接收方（不，并正確到達(dá)接收方（不會(huì)互相干擾）。會(huì)互相干擾）。r最初：最初：用于軍事通信，抗干擾能力強(qiáng)；用于軍事通信，抗干擾能力強(qiáng)； 目前：目前：用于移動(dòng)通信、無(wú)線多路訪問(wèn)信道等。用于移動(dòng)通信、無(wú)線多路訪問(wèn)信道等。625.3.2 隨機(jī)訪問(wèn)協(xié)議隨機(jī)訪問(wèn)協(xié)議q基本思想：基本思想：發(fā)送節(jié)點(diǎn)以信道全部速率（發(fā)送節(jié)點(diǎn)以信道全

42、部速率（R b/s）發(fā)送；）發(fā)送；發(fā)生發(fā)生沖突沖突時(shí)，沖突的每個(gè)節(jié)點(diǎn)分別時(shí)，沖突的每個(gè)節(jié)點(diǎn)分別等待等待一個(gè)隨一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，再機(jī)時(shí)間，再重發(fā)重發(fā)，直到幀，直到幀(分組分組)發(fā)送成功。發(fā)送成功。q典型隨機(jī)訪問(wèn)協(xié)議：典型隨機(jī)訪問(wèn)協(xié)議：ALOHA協(xié)議協(xié)議載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)CSMA協(xié)議協(xié)議帶沖突檢測(cè)載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)帶沖突檢測(cè)載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)CSMA/CD63ALOHAqALOHA：夏威夷大學(xué)研制的一個(gè)無(wú)線電廣播通夏威夷大學(xué)研制的一個(gè)無(wú)線電廣播通信網(wǎng)（信網(wǎng)（20世紀(jì)世紀(jì)70年代初）。年代初）。 采用采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，地理上分散的用戶通，地理上分散的用戶通過(guò)無(wú)線電使用中心主機(jī)。過(guò)無(wú)

43、線電使用中心主機(jī)。 中心主機(jī)通過(guò)中心主機(jī)通過(guò)下行信道下行信道向二級(jí)主機(jī)向二級(jí)主機(jī)廣播廣播分組；分組；二級(jí)主機(jī)通過(guò)二級(jí)主機(jī)通過(guò)上行信道上行信道向中心主機(jī)發(fā)送分組向中心主機(jī)發(fā)送分組（可能會(huì)（可能會(huì)沖突沖突，無(wú)線電信道是一個(gè)公用信道），無(wú)線電信道是一個(gè)公用信道）r有若干種形式：有若干種形式： 時(shí)隙時(shí)隙ALOHA 純純ALOHA中心641、時(shí)隙時(shí)隙ALOHA假設(shè)：假設(shè)：所有的所有的幀長(zhǎng)幀長(zhǎng)L 比特比特；時(shí)間被時(shí)間被劃分為若干等長(zhǎng)的時(shí)隙劃分為若干等長(zhǎng)的時(shí)隙（長(zhǎng)度為一幀的（長(zhǎng)度為一幀的傳輸時(shí)間傳輸時(shí)間L/R s）；）；節(jié)點(diǎn)只節(jié)點(diǎn)只在時(shí)隙的開(kāi)始點(diǎn)傳輸幀在時(shí)隙的開(kāi)始點(diǎn)傳輸幀；所有所有節(jié)點(diǎn)同步傳輸節(jié)點(diǎn)同步傳輸，

44、知道時(shí)隙什么時(shí)候開(kāi)始；，知道時(shí)隙什么時(shí)候開(kāi)始；如果一個(gè)時(shí)隙有如果一個(gè)時(shí)隙有多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳送多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳送，所有節(jié)點(diǎn)，所有節(jié)點(diǎn)都都能檢測(cè)到?jīng)_突。能檢測(cè)到?jīng)_突。65時(shí)隙時(shí)隙ALOHA操作過(guò)程操作過(guò)程當(dāng)節(jié)點(diǎn)有新的幀要發(fā)送，需等到當(dāng)節(jié)點(diǎn)有新的幀要發(fā)送，需等到下一個(gè)時(shí)隙開(kāi)下一個(gè)時(shí)隙開(kāi)始始，才傳輸整個(gè)幀。，才傳輸整個(gè)幀。無(wú)沖突：無(wú)沖突：節(jié)點(diǎn)成功傳輸幀。節(jié)點(diǎn)成功傳輸幀。有沖突：有沖突：節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到?jīng)_突后，以節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到?jīng)_突后，以概率概率p在后續(xù)在后續(xù)的每一個(gè)時(shí)隙重傳該幀，直到成功。的每一個(gè)時(shí)隙重傳該幀，直到成功。重傳重傳66特點(diǎn)特點(diǎn)當(dāng)只有當(dāng)只有一個(gè)一個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)（有幀要發(fā)送）（有幀要發(fā)送） 時(shí)，時(shí)，以以

45、全速全速R連續(xù)傳輸。連續(xù)傳輸。分散的分散的：每個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)沖突并每個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)沖突并獨(dú)立決定獨(dú)立決定何時(shí)何時(shí)重傳；重傳；發(fā)送控制簡(jiǎn)單；發(fā)送控制簡(jiǎn)單；有有多個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)效率低多個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)效率低。67效率（效率（efficiency） 當(dāng)有許多活動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)，當(dāng)有許多活動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)，在發(fā)送的許多幀在發(fā)送的許多幀中，成功時(shí)隙的份額。中，成功時(shí)隙的份額。最低效率：最低效率：沒(méi)有任何訪問(wèn)控制，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都在沒(méi)有任何訪問(wèn)控制，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都在沖突之后立即重傳，沖突之后立即重傳，效率為零效率為零。68效率計(jì)算效率計(jì)算r假設(shè)：假設(shè)：有有N個(gè)節(jié)點(diǎn)；個(gè)節(jié)點(diǎn)；每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一幀（新幀或重傳幀）要發(fā)送，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一幀（新幀或重傳幀）

46、要發(fā)送，試圖在每個(gè)時(shí)隙以試圖在每個(gè)時(shí)隙以概率概率p傳輸。傳輸。r成功時(shí)隙的概率成功時(shí)隙的概率：只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸而其他只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸而其他N-1個(gè)節(jié)點(diǎn)不傳輸?shù)母怕?。個(gè)節(jié)點(diǎn)不傳輸?shù)母怕?。若一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕适侨粢粋€(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕适莗，剩余的節(jié)點(diǎn)不傳輸，剩余的節(jié)點(diǎn)不傳輸?shù)母怕适堑母怕适?1-p)N-1。 一個(gè)給定的節(jié)點(diǎn)一個(gè)給定的節(jié)點(diǎn)成功傳送的概率成功傳送的概率是是 p(1-p)N-169時(shí)隙時(shí)隙ALOHA的效率的效率N個(gè)節(jié)點(diǎn)中，個(gè)節(jié)點(diǎn)中，任意節(jié)點(diǎn)任意節(jié)點(diǎn)成功傳送的概率：成功傳送的概率： N p(1-p)N-1取極限后，取極限后，最大效率為：最大效率為：1/e = 0.37 即當(dāng)許多節(jié)點(diǎn)都有很多幀要

47、傳輸時(shí)，最多即當(dāng)許多節(jié)點(diǎn)都有很多幀要傳輸時(shí)，最多只有只有37%的時(shí)隙在成功傳輸?shù)臅r(shí)隙在成功傳輸， 信道有效的傳信道有效的傳輸速率是輸速率是0.37R b/s。類(lèi)似分析得出：類(lèi)似分析得出：37%的時(shí)隙空，的時(shí)隙空，26%的時(shí)隙有的時(shí)隙有沖突。沖突。70效率計(jì)算效率計(jì)算r有三種可能時(shí)隙：有三種可能時(shí)隙：沖突時(shí)隙沖突時(shí)隙C：出現(xiàn)幀沖突，被出現(xiàn)幀沖突，被“浪費(fèi)浪費(fèi)”。空閑時(shí)隙空閑時(shí)隙E：所有活動(dòng)節(jié)點(diǎn)停止傳輸，被所有活動(dòng)節(jié)點(diǎn)停止傳輸，被“浪浪費(fèi)費(fèi)”成功時(shí)隙成功時(shí)隙S：只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)在傳輸?shù)臅r(shí)隙。只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)在傳輸?shù)臅r(shí)隙。712、純、純ALOHA ALOHA的最初形式。是一個(gè)的最初形式。是一個(gè)非時(shí)隙、完全非

48、時(shí)隙、完全分散分散的協(xié)議。的協(xié)議。q工作過(guò)程：工作過(guò)程：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)有幀要發(fā)，就立即傳輸有幀要發(fā)，就立即傳輸。如果與其他幀產(chǎn)生沖突，在該沖突幀傳完之后如果與其他幀產(chǎn)生沖突，在該沖突幀傳完之后 以以概率概率p立即重傳該幀；立即重傳該幀； 或等待一個(gè)幀的傳輸時(shí)間，再以或等待一個(gè)幀的傳輸時(shí)間，再以概率概率p傳輸該傳輸該幀，幀， 或者以或者以概率概率1-p等待另一個(gè)幀的時(shí)間。等待另一個(gè)幀的時(shí)間。72純純ALOHA最大效率最大效率r假設(shè)：假設(shè)：幀傳輸時(shí)間為幀傳輸時(shí)間為一個(gè)時(shí)間單元一個(gè)時(shí)間單元。任何給定時(shí)間，某個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸一幀的概率是任何給定時(shí)間，某個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸一幀的概率是p節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) i 在時(shí)間在時(shí)間t0開(kāi)始傳輸

49、幀，如圖開(kāi)始傳輸幀，如圖5-12所示。所示。r結(jié)果：結(jié)果：在在t0發(fā)送的幀會(huì)和在發(fā)送的幀會(huì)和在 t0-1,t0+1的發(fā)送的的發(fā)送的其它幀沖突。其它幀沖突。與與 i 幀開(kāi)始幀開(kāi)始部分重疊部分重疊與與 i 幀結(jié)束幀結(jié)束部分重疊部分重疊73r保證保證 i 幀成功傳輸：幀成功傳輸：在時(shí)間間隔在時(shí)間間隔t0 -1，t0中，不能有其他節(jié)點(diǎn)開(kāi)始傳輸中，不能有其他節(jié)點(diǎn)開(kāi)始傳輸 其他節(jié)點(diǎn)沒(méi)有開(kāi)始傳輸?shù)母怕适瞧渌?jié)點(diǎn)沒(méi)有開(kāi)始傳輸?shù)母怕适?1-p)N-1當(dāng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)節(jié)點(diǎn) i 傳輸時(shí)，在時(shí)間間隔傳輸時(shí)，在時(shí)間間隔t0 ，t0+1中，其他節(jié)中，其他節(jié)點(diǎn)不能開(kāi)始傳輸。點(diǎn)不能開(kāi)始傳輸。 其他節(jié)點(diǎn)沒(méi)有開(kāi)始傳輸?shù)母怕适瞧渌?jié)點(diǎn)沒(méi)有

50、開(kāi)始傳輸?shù)母怕适?1-p)N-1。74純純ALOHA效率效率P(給定節(jié)點(diǎn)給定節(jié)點(diǎn)成功傳送成功傳送) = P(節(jié)點(diǎn)傳送節(jié)點(diǎn)傳送) P(沒(méi)有其他節(jié)點(diǎn)在沒(méi)有其他節(jié)點(diǎn)在t0-1,t0內(nèi)傳內(nèi)傳送送) P(沒(méi)有其他節(jié)點(diǎn)在沒(méi)有其他節(jié)點(diǎn)在t0,t0 +1內(nèi)傳送內(nèi)傳送) = p . (1-p)N-1 . (1-p)N-1 = p . (1-p)2(N-1) 取極限為取極限為 1/(2e) = 0.18 只有時(shí)隙只有時(shí)隙ALOHA協(xié)議的一半。協(xié)議的一半。75ALOHA協(xié)議特點(diǎn)協(xié)議特點(diǎn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳輸每個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳輸與廣播信道上其他節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)與廣播信道上其他節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)是相互是相互獨(dú)立獨(dú)立的。的。一個(gè)節(jié)點(diǎn)開(kāi)始傳輸時(shí)一個(gè)節(jié)

51、點(diǎn)開(kāi)始傳輸時(shí)不知道是否不知道是否有其他節(jié)點(diǎn)正有其他節(jié)點(diǎn)正在傳輸。在傳輸。發(fā)生發(fā)生沖突時(shí)不會(huì)停止沖突時(shí)不會(huì)停止傳輸。傳輸。效率不高效率不高。763、改進(jìn)方法、改進(jìn)方法增加兩個(gè)規(guī)則。增加兩個(gè)規(guī)則。r載波偵聽(tīng)載波偵聽(tīng)CS：某個(gè)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送之前，先監(jiān)聽(tīng)信某個(gè)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送之前，先監(jiān)聽(tīng)信道道。信道忙：信道忙：有其他節(jié)點(diǎn)正往信道發(fā)送幀，該節(jié)點(diǎn)有其他節(jié)點(diǎn)正往信道發(fā)送幀，該節(jié)點(diǎn)隨機(jī)隨機(jī)等待（回退）一段時(shí)間等待（回退）一段時(shí)間，然后再偵聽(tīng)信道。，然后再偵聽(tīng)信道。信道空：信道空：該節(jié)點(diǎn)該節(jié)點(diǎn)開(kāi)始傳輸幀開(kāi)始傳輸幀。r沖突檢測(cè)沖突檢測(cè) CD ：邊發(fā)送邊監(jiān)聽(tīng)邊發(fā)送邊監(jiān)聽(tīng)，即節(jié)點(diǎn)在傳輸同時(shí)，即節(jié)點(diǎn)在傳輸同時(shí)偵聽(tīng)信道。偵聽(tīng)信道。

52、 如果檢測(cè)到有其他節(jié)點(diǎn)也在傳輸幀，如果檢測(cè)到有其他節(jié)點(diǎn)也在傳輸幀，發(fā)生沖發(fā)生沖突，立即停止傳輸突，立即停止傳輸，并用某種方法來(lái)決定何時(shí)再重，并用某種方法來(lái)決定何時(shí)再重新傳輸。新傳輸。r人類(lèi)類(lèi)比人類(lèi)類(lèi)比: : 不要打斷他人說(shuō)話不要打斷他人說(shuō)話! !77兩種相應(yīng)的協(xié)議兩種相應(yīng)的協(xié)議載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)CSMA（carrier sense multiple access）帶沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)帶沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)CSMA/CD (CSMA with collision detection)78CS MA 只增加只增加“載波偵聽(tīng)載波偵聽(tīng)”規(guī)則。也叫規(guī)則。也叫“先聽(tīng)先聽(tīng)后講后講

53、”LBT（listen before talk）。）。r基本原理：基本原理： 傳送前偵聽(tīng)傳送前偵聽(tīng)信道閑：信道閑：傳送整個(gè)幀傳送整個(gè)幀信道忙：信道忙：延遲傳送延遲傳送r特點(diǎn)：特點(diǎn)：發(fā)前監(jiān)聽(tīng)，可發(fā)前監(jiān)聽(tīng)，可減少?zèng)_突減少?zèng)_突。由于傳播時(shí)延的存在，仍有由于傳播時(shí)延的存在，仍有可能出現(xiàn)沖突，并可能出現(xiàn)沖突，并造成信道浪費(fèi)造成信道浪費(fèi)。79例例 一個(gè)廣播總線連接一個(gè)廣播總線連接4個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn)(A、B、C、D)傳輸?shù)臅r(shí)空?qǐng)D。傳輸?shù)臅r(shí)空?qǐng)D。節(jié)點(diǎn)空間分布節(jié)點(diǎn)空間分布 80時(shí)間時(shí)間t0：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)B偵聽(tīng)到信偵聽(tīng)到信道空，開(kāi)始傳輸幀，沿道空，開(kāi)始傳輸幀，沿著媒體傳播比特。著媒體傳播比特。時(shí)間時(shí)間t1（t1 t0）：

54、）：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)D有幀要發(fā)送。有幀要發(fā)送。B的傳輸?shù)膫鬏斝盘?hào)未到信號(hào)未到D，D檢測(cè)到信檢測(cè)到信道空道空，開(kāi)始傳輸。，開(kāi)始傳輸。 很快，很快，B的傳輸開(kāi)始的傳輸開(kāi)始在在D節(jié)點(diǎn)干擾節(jié)點(diǎn)干擾D的傳輸?shù)膫鬏敚_突）。（沖突）。傳輸過(guò)程傳輸過(guò)程81 信號(hào)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳信號(hào)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳播到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)所花費(fèi)播到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)所花費(fèi)的時(shí)間。的時(shí)間。 傳播時(shí)延越長(zhǎng)，節(jié)傳播時(shí)延越長(zhǎng)，節(jié)點(diǎn)不能偵聽(tīng)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)不能偵聽(tīng)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)開(kāi)始傳輸?shù)目赡茳c(diǎn)已經(jīng)開(kāi)始傳輸?shù)目赡苄栽酱蟆Ｐ栽酱?。端到端信道傳播時(shí)延端到端信道傳播時(shí)延82CSMA主要問(wèn)題主要問(wèn)題多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳輸產(chǎn)生沖多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳輸產(chǎn)生沖突，造成突，造成信道浪費(fèi)。信道浪費(fèi)。節(jié)

55、點(diǎn)沒(méi)有進(jìn)行沖突檢節(jié)點(diǎn)沒(méi)有進(jìn)行沖突檢測(cè)測(cè)，既使發(fā)生了沖突，既使發(fā)生了沖突，節(jié)點(diǎn)仍繼續(xù)傳輸幀。節(jié)點(diǎn)仍繼續(xù)傳輸幀。該幀已經(jīng)被破壞、是無(wú)該幀已經(jīng)被破壞、是無(wú)用的幀，信道傳輸時(shí)間用的幀，信道傳輸時(shí)間被浪費(fèi)。被浪費(fèi)。注意：注意：距離與傳播時(shí)延對(duì)距離與傳播時(shí)延對(duì)碰撞概率的影響。碰撞概率的影響。83帶沖突檢測(cè)的帶沖突檢測(cè)的CSMA(CSMA/CD) 增加增加“載波偵聽(tīng)載波偵聽(tīng)”和和“沖突檢測(cè)沖突檢測(cè)”兩個(gè)規(guī)兩個(gè)規(guī)則。則?！斑呎f(shuō)邊聽(tīng)邊說(shuō)邊聽(tīng)”LWT（listen while talk）。r 基本原理：基本原理： 傳送前偵聽(tīng)傳送前偵聽(tīng)信道忙：信道忙：延遲傳送延遲傳送 信道閑：信道閑：傳送整個(gè)幀傳送整個(gè)幀發(fā)送同時(shí)進(jìn)

56、行發(fā)送同時(shí)進(jìn)行沖突檢測(cè)：沖突檢測(cè)：一旦檢測(cè)到?jīng)_突就立一旦檢測(cè)到?jīng)_突就立即停止傳輸，即停止傳輸， 盡快重發(fā)。盡快重發(fā)。r目的：目的：縮短無(wú)效傳送時(shí)間，縮短無(wú)效傳送時(shí)間，提高信道的利用率提高信道的利用率84例例 兩個(gè)節(jié)點(diǎn)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)B、D在檢測(cè)到?jīng)_突之后很短的時(shí)間在檢測(cè)到?jīng)_突之后很短的時(shí)間內(nèi)都放棄傳輸。內(nèi)都放棄傳輸。以太網(wǎng)即采用以太網(wǎng)即采用CSMA/CD協(xié)議協(xié)議檢測(cè)到?jīng)_突檢測(cè)到?jīng)_突放棄傳輸放棄傳輸855.3.3 輪流協(xié)議輪流協(xié)議r多路訪問(wèn)協(xié)議理想特性：多路訪問(wèn)協(xié)議理想特性：只有只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)活動(dòng)時(shí)，吞吐量活動(dòng)時(shí)，吞吐量R b/ s；有有M個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn)活動(dòng)時(shí)，吞吐量活動(dòng)時(shí)，吞吐量R/M b/ s。

57、 ALOHA和和CSMA協(xié)議有第一個(gè)特性，但協(xié)議有第一個(gè)特性，但沒(méi)有第二個(gè)特性。沒(méi)有第二個(gè)特性。1、輪詢協(xié)議、輪詢協(xié)議2、令牌傳遞協(xié)議、令牌傳遞協(xié)議861、輪詢協(xié)議、輪詢協(xié)議 (polling protocol)r指定一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，以循環(huán)的方式輪詢每個(gè)節(jié)指定一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，以循環(huán)的方式輪詢每個(gè)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)。并告訴節(jié)點(diǎn)能夠傳輸?shù)淖畲髱瑪?shù)。并告訴節(jié)點(diǎn)能夠傳輸?shù)淖畲髱瑪?shù)。r輪詢順序：輪詢順序： 1 2 n 主節(jié)點(diǎn)通過(guò)觀察信道上是否有信號(hào)來(lái)判斷主節(jié)點(diǎn)通過(guò)觀察信道上是否有信號(hào)來(lái)判斷節(jié)點(diǎn)何時(shí)完成了幀的發(fā)送，再詢問(wèn)下一節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)何時(shí)完成了幀的發(fā)送，再詢問(wèn)下一節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀主節(jié)點(diǎn)主節(jié)點(diǎn)12n輪詢輪詢幀幀87特點(diǎn)特點(diǎn)消

58、除沖突和空時(shí)隙消除沖突和空時(shí)隙，效率高。，效率高。有輪詢時(shí)延有輪詢時(shí)延：活動(dòng)節(jié)點(diǎn)不能立即傳輸幀，等待：活動(dòng)節(jié)點(diǎn)不能立即傳輸幀，等待被輪詢；被輪詢；如果主節(jié)點(diǎn)失效，整個(gè)信道都不能用。如果主節(jié)點(diǎn)失效，整個(gè)信道都不能用。882、令牌傳遞協(xié)議、令牌傳遞協(xié)議 (token-passing protocol)沒(méi)有主節(jié)點(diǎn)。沒(méi)有主節(jié)點(diǎn)。設(shè)置一個(gè)設(shè)置一個(gè)令牌令牌T(token，小的專(zhuān)用幀，小的專(zhuān)用幀)；令牌令牌以固定順序循環(huán)傳遞以固定順序循環(huán)傳遞，給節(jié)點(diǎn)傳輸機(jī)會(huì)。，給節(jié)點(diǎn)傳輸機(jī)會(huì)。 如：如：1 2 n節(jié)點(diǎn)收到令牌：節(jié)點(diǎn)收到令牌： 有幀要發(fā)送，傳輸，有幀要發(fā)送，傳輸，傳完后將令牌轉(zhuǎn)發(fā)傳完后將令牌轉(zhuǎn)發(fā)到下一節(jié)點(diǎn)到下

59、一節(jié)點(diǎn) 否則，否則，直接將令牌轉(zhuǎn)發(fā)直接將令牌轉(zhuǎn)發(fā)到下一節(jié)點(diǎn)。到下一節(jié)點(diǎn)。T89特點(diǎn)特點(diǎn)令牌傳遞是令牌傳遞是分散的，效率高分散的，效率高。一個(gè)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的失效節(jié)點(diǎn)的失效會(huì)使整個(gè)信道崩潰。會(huì)使整個(gè)信道崩潰。一個(gè)節(jié)點(diǎn)忘記釋放令牌，必須恢復(fù)令牌到環(huán)中一個(gè)節(jié)點(diǎn)忘記釋放令牌，必須恢復(fù)令牌到環(huán)中 相應(yīng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：相應(yīng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：FDDI和和IEEE802.5 令牌環(huán)。令牌環(huán)。905.3.4 局域網(wǎng)局域網(wǎng) (LAN)qLAN：是一個(gè)是一個(gè)地理范圍小地理范圍小的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)分支。網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)分支。q特點(diǎn)：特點(diǎn)： 地理地理范圍小范圍?。簬坠铩Ｈ缫粭潣?，一所大學(xué)。：幾公里。如一棟樓，一

60、所大學(xué)。使用使用多路訪問(wèn)協(xié)議多路訪問(wèn)協(xié)議：如：如CSMA/CD。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率傳輸速率R高高：10Mb/s、100Mb/s、1Gb/s、10 G b/s單位擁有。單位擁有。91局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 星形、環(huán)形、總線、樹(shù)形星形、環(huán)形、總線、樹(shù)形92應(yīng)用應(yīng)用范圍廣。范圍廣。r典型應(yīng)用：典型應(yīng)用：?jiǎn)挝挥脩魡挝挥脩敉ㄟ^(guò)通過(guò)LAN接入因特網(wǎng)。接入因特網(wǎng)。 用戶主機(jī)用戶主機(jī)先組成先組成LAN，LAN通過(guò)路由器通過(guò)路由器接接入因特網(wǎng)。入因特網(wǎng)。93局域網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列。標(biāo)準(zhǔn)系列。qIEEE802委員會(huì)：委員會(huì)：美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)在在198