介質(zhì)訪問控制技術(shù)與局域網(wǎng)實(shí)用課件

第一講介質(zhì)訪問控制技術(shù)第二講局域網(wǎng)的參考模型及協(xié)議第三講以太網(wǎng)第四講網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備第五講虛擬和高速局域網(wǎng)第4章介質(zhì)訪問控制技術(shù)與局域網(wǎng)第一講介質(zhì)訪問控制技術(shù)第4章介質(zhì)訪問控制技術(shù)與局域1局域網(wǎng)的特點(diǎn)

特點(diǎn)：地理分布范圍較小；誤碼率低，一般在10-11-10-8以下；以PC機(jī)為主體，數(shù)據(jù)傳輸速率高類別：普遍應(yīng)用的局部區(qū)域網(wǎng)LAN采用電路交換技術(shù)的局域網(wǎng)，稱計算機(jī)交換機(jī)CBX（ComputerBranchExchange）或?qū)ｉT小交換機(jī)PBX（PrivateBranchExchange）新發(fā)展的高速局域網(wǎng)HSLN（HighSpeedLocalNetwork）常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型、環(huán)型、星型局域網(wǎng)的特點(diǎn)特點(diǎn)：2局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)鏈路層：

介質(zhì)訪問控制子層MAC（MediaAccessControl）數(shù)據(jù)的封裝與解封，包括成幀、尋址和錯誤檢測；介質(zhì)訪問管理，包括介質(zhì)分配和沖突解決

邏輯鏈路控制子層LLC

（LogicalLinkControl）向高層提供一個或多個訪問點(diǎn)LSAP，用于同網(wǎng)絡(luò)層通信的邏輯接口，主要執(zhí)行OSI基本數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的大部分功能和網(wǎng)絡(luò)層的部分功能，如幀的收發(fā)、差錯控制、流量控制、幀同步.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層：3MAC子層功能MAC（MediaAccessControl，介質(zhì)訪問控制）是一種控制使用通信介質(zhì)的機(jī)制，它是數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的一部分。下圖是MAC子層功能結(jié)構(gòu)圖

MAC子層功能MAC（MediaAccessC4信道分配介質(zhì)訪問子層的中心論題是相互競爭的用戶之間如何分配一個單獨(dú)的廣播信道

1、靜態(tài)分配：只要一個用戶得到了信道就不會和別的用戶沖突。(用戶數(shù)據(jù)流量具有突發(fā)性和間歇性)

2、動態(tài)分配：稱為多路訪問或多點(diǎn)接入，指多個用戶共用一條線路，而信道并非是在用戶通信時固定分配給用戶，這樣的系統(tǒng)又稱為競爭系統(tǒng)。動態(tài)分配方法又可以分為：隨機(jī)訪問，典型ALOHA協(xié)議、CSMA協(xié)議；受控訪問，典型令牌網(wǎng)競爭系統(tǒng)和集中控制的多點(diǎn)線路輪詢信道分配介質(zhì)訪問子層的中心論題是相互競爭的用戶之5信道動態(tài)分配中的5個關(guān)鍵假設(shè)站模型：站獨(dú)立，以恒定速率產(chǎn)生幀，每個站只有一個程序單信道假設(shè)(核心)沖突假設(shè)：兩個幀同時傳送，就會沖突，所有站點(diǎn)能檢測到，沖突幀需重發(fā)發(fā)送時間連續(xù)時間時隙載波檢測有載波偵聽無載波偵聽信道動態(tài)分配中的5個關(guān)鍵假設(shè)站模型：站獨(dú)立，以恒定速率產(chǎn)生幀64.1

介質(zhì)訪問控制技術(shù)4.1.1爭用協(xié)議純ALOHA協(xié)議分槽ALOHA協(xié)議CSMA/CD協(xié)議4.1介質(zhì)訪問控制技術(shù)4.1.1爭用協(xié)議71.純ALOHA協(xié)議用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，可以直接發(fā)至信道，若在規(guī)定時間內(nèi)收到應(yīng)答，表示發(fā)送成功，否則重發(fā)。重發(fā)策略：發(fā)送數(shù)據(jù)后偵聽信道是否產(chǎn)生沖突，若產(chǎn)生沖突，則等待一段隨機(jī)的時間重發(fā)，直到發(fā)送成功為止，如下圖所示。1.純ALOHA協(xié)議用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，可以直接8第一講介質(zhì)訪問控制技術(shù)采用光纖作為傳輸介質(zhì)的令牌環(huán)網(wǎng)。最大節(jié)點(diǎn)數(shù)：1000個以上五種多路訪問方法的信道利用率和載荷曲(用戶數(shù)據(jù)流量具有突發(fā)性和間歇性)

2、動態(tài)分配：稱為多路訪問或多點(diǎn)接入，指多個用戶共用一條線路，而信道并非是在用戶通信時固定分配給用戶，這樣的系統(tǒng)又稱為競爭系統(tǒng)。信道動態(tài)分配中的5個關(guān)鍵假設(shè)3—CSMA/CD訪問控制及物理層技術(shù)規(guī)范依此類推，當(dāng)站點(diǎn)發(fā)生第n次沖突，在n≤10時，等待0~2n–1個時間片；最大節(jié)點(diǎn)數(shù)：1000個CSMA/CD工作狀態(tài)包括三個周期：傳輸周期、競爭周期和空閑周期采用泛洪（flooding）方法轉(zhuǎn)發(fā)幀：把每個到來的目的地不明的幀輸出到連載此網(wǎng)橋的所有LAN（除了發(fā)送該幀的LAN）。發(fā)送的時延不確定，重負(fù)載時效率低，限制最小幀長，無優(yōu)先級設(shè)置。非堅(jiān)持型CSMA（nonpersistentCSMA）誤碼率低，一般在10-11-10-8以下；100BASE-T以太網(wǎng)傳播時延×數(shù)據(jù)傳輸速率＋接口延遲位數(shù)采用3、4、5類非屏蔽雙絞線和光纖，采用雙絞線時，使用4對線同時傳輸數(shù)據(jù)存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式是將信息幀都接收完畢并進(jìn)行校驗(yàn)確認(rèn)，然后轉(zhuǎn)發(fā)正確的幀，過濾處理壞幀。沖突窗口2t

第一講介質(zhì)訪問控制技術(shù)沖突窗口2t9

把使用信道的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(diǎn)只能在時間槽開始時才允許發(fā)送，其他過程與純ALOHA協(xié)議相同。沖突主要發(fā)生在時間槽的起點(diǎn)，一旦發(fā)送成功就不會出現(xiàn)沖突，分槽ALOHA大幅度降低了沖突的可能性，信道利用率比純ALOHA提高了約一倍。沖突窗口為t

2.分槽ALOHA協(xié)議把使用信道的時間分成離散的時間槽，槽長為一個幀所需的發(fā)103.載波偵聽多路訪問協(xié)議CSMA載波偵聽（CarrierSense）：站點(diǎn)在發(fā)送幀之前，首先偵聽信道有無載波，若有載波，說明已有用戶在使用信道，則不發(fā)送幀以避免沖突。三種方式：堅(jiān)持型CSMA（1-persistentCSMA）非堅(jiān)持型CSMA（nonpersistentCSMA）p-堅(jiān)持型CSMA（p-persistentCSMA）

3.載波偵聽多路訪問協(xié)議CSMA載波偵聽（Car11協(xié)議思想站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先偵聽信道；若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則發(fā)送；若信道忙，則繼續(xù)偵聽直至發(fā)現(xiàn)信道空閑，然后完成發(fā)送；若產(chǎn)生沖突，等待一個隨機(jī)時間，然后重新開始發(fā)送過程優(yōu)點(diǎn)減少了信道空閑時間缺點(diǎn)增加了發(fā)生沖突的概率;廣播延遲越大，發(fā)生沖突的可能性越大，協(xié)議性能越差堅(jiān)持型CSMA（1-persistentCSMA）協(xié)議思想堅(jiān)持型CSMA（1-persistentCSMA）12協(xié)議思想若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先偵聽信道；若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則發(fā)送；若信道忙，等待一個隨機(jī)時間重新開始發(fā)送過；若產(chǎn)生沖突，等待一隨機(jī)時間重新開始發(fā)送；優(yōu)點(diǎn)減少了沖突的概率,信道效率比1-堅(jiān)持CSMA高缺點(diǎn):不能找出信道剛一變空閑的時刻增加了信道空閑時間，數(shù)據(jù)發(fā)送延遲增大傳輸延遲比1-堅(jiān)持CSMA大非堅(jiān)持型CSMA（nonpersistentCSMA）協(xié)議思想非堅(jiān)持型CSMA（nonpersistentCSM13協(xié)議思想若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先偵聽信道；若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則以概率p發(fā)送數(shù)據(jù)，以概率q=1-p延遲至下一個時間槽發(fā)送。若下一個時間槽仍空閑，重復(fù)此過程，直至數(shù)據(jù)發(fā)出或時間槽被其他站點(diǎn)所占用若信道忙，則等待下一個時間槽，重新開始發(fā)送若產(chǎn)生沖突，等待一隨機(jī)時間，重新開始發(fā)送折中方案，既能像非堅(jiān)持型CSMA那樣減少沖突，又能像1-堅(jiān)持型CSMA那樣減少媒體空閑時間的，適用于分槽信道。p-堅(jiān)持型CSMA（p-persistentCSMA）協(xié)議思想p-堅(jiān)持型CSMA（p-persistentCSM14三種CSMA協(xié)議的比較三種CSMA協(xié)議的比較15填充字段：保證從目的地址開始，到校驗(yàn)和字段的最短長度為64字節(jié)；使用BNC接口的50歐姆細(xì)纜(5mm)數(shù)據(jù)速率為10Mbps。12—優(yōu)先級高速局域網(wǎng)訪問控制及物理層技術(shù)規(guī)范轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋—不同的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)類型（通常為以太網(wǎng)和令牌環(huán)）之間進(jìn)行數(shù)據(jù)格式和傳輸協(xié)議的轉(zhuǎn)換交換表（地址/端口對應(yīng)表）的初始化令牌總線局域網(wǎng)的幀格式A主機(jī)發(fā)送幀到B主機(jī)的過程獨(dú)立型（桌面式）、模塊化（機(jī)架式）、堆疊式采用電路交換技術(shù)的局域網(wǎng)，稱計算機(jī)交換機(jī)CBX（ComputerBranchExchange）或?qū)ｉT小交換機(jī)PBX（PrivateBranchExchange）令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制協(xié)議無信息傳輸時，3字節(jié)的令牌在環(huán)上循環(huán)；使用寬帶電纜，支持多信道；局域網(wǎng)LAN具有共享傳輸信道、傳輸速率較高、誤碼率低以及可靠性高等特點(diǎn)(用戶數(shù)據(jù)流量具有突發(fā)性和間歇性)

2、動態(tài)分配：稱為多路訪問或多點(diǎn)接入，指多個用戶共用一條線路，而信道并非是在用戶通信時固定分配給用戶，這樣的系統(tǒng)又稱為競爭系統(tǒng)。根據(jù)應(yīng)用或服務(wù)來定義VLAN的成員，例如文件傳輸協(xié)議（FTP）可以在一個VLAN上執(zhí)行，遠(yuǎn)程登錄應(yīng)用在另一個VLAN上。100VG網(wǎng)絡(luò)的局限性—基本上是HP公司專有的技術(shù)第一講介質(zhì)訪問控制技術(shù)PMD（物理媒體相關(guān)）子層——傳輸介質(zhì)光纖及連接器、光發(fā)送器和光接收器的技術(shù)特性等網(wǎng)絡(luò)速度提高，最短幀長也應(yīng)該增大或者站點(diǎn)間的距離要減小Who-follows五種多路訪問協(xié)議性能比較

以上五種多路訪問方法的信道利用率和載荷曲線的比較見下圖。填充字段：保證從目的地址開始，到校驗(yàn)和字段的最短長度為64字164.帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協(xié)議CSMA/CD引入原因當(dāng)兩個幀發(fā)生沖突時，兩個被損壞幀繼續(xù)傳送毫無意義，而且信道無法被其他站點(diǎn)使用，對于有限的信道來講，這是很大的浪費(fèi)。如果站點(diǎn)邊發(fā)送邊監(jiān)聽，并在監(jiān)聽到?jīng)_突之后立即停止發(fā)送，可以提高信道的利用率，因此產(chǎn)生了CSMA/CD原理站點(diǎn)使用CSMA協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送；在發(fā)送期間如果檢測到?jīng)_突，立即終止發(fā)送，并發(fā)出一個瞬間干擾信號，使所有的站點(diǎn)都知道發(fā)生了沖突；在發(fā)出干擾信號后，等待一段隨機(jī)時間，再重復(fù)上述過程4.帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協(xié)議CSMA/CD引入原因17介質(zhì)訪問控制技術(shù)與局域網(wǎng)實(shí)用課件18

CSMA/CD工作狀態(tài)包括三個周期：傳輸周期、競爭周期和空閑周期一個站點(diǎn)確定發(fā)生沖突所花的時間到底為多少？(2倍電纜傳輸時間)CSMA/CD工作狀態(tài)包括三個周期：傳輸周期、競爭周19二進(jìn)制指數(shù)退避算法二進(jìn)制指數(shù)退避算法—確定等待的隨機(jī)時間當(dāng)站點(diǎn)發(fā)生第1次沖突,等待0~21-1個時間片。當(dāng)站點(diǎn)發(fā)生第2次沖突,等待0~22-1個時間片。依此類推，當(dāng)站點(diǎn)發(fā)生第n次沖突，在n≤10時，等待0~2n–1個時間片；n≥10后，等待0~210個時間片當(dāng)站點(diǎn)發(fā)生沖突的次數(shù)達(dá)到第16次時，將放棄該數(shù)據(jù)幀的發(fā)送二進(jìn)制指數(shù)退避算法二進(jìn)制指數(shù)退避算法—確定等待的隨機(jī)時間204.1.2令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制技術(shù)產(chǎn)生原因環(huán)實(shí)際上并不是一個廣播介質(zhì)，而是不同的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路組成的環(huán)，點(diǎn)到點(diǎn)鏈路有很多技術(shù)優(yōu)勢；各個站點(diǎn)是公平的，獲得信道的時間有上限，避免沖突發(fā)生；IBM選擇TokenRing作為它的LAN技術(shù)。令牌環(huán)的結(jié)構(gòu)環(huán)長的計算令牌幀和數(shù)據(jù)幀的格式令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制協(xié)議令牌環(huán)的操作與維護(hù)4.1.2令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制技術(shù)產(chǎn)生原因211.令牌環(huán)的結(jié)構(gòu)由一系列環(huán)接口和這些接口間的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路構(gòu)成的閉合環(huán)路，各站點(diǎn)通過環(huán)接口連到網(wǎng)上。1.令牌環(huán)的結(jié)構(gòu)由一系列環(huán)接口和這些接口間的點(diǎn)22環(huán)接口的兩種操作模式偵聽模式傳輸模式環(huán)接口的兩種操作模式232.環(huán)長的計算環(huán)比特長度=傳播時延×數(shù)據(jù)傳輸速率＋接口延遲位數(shù)傳播時延=環(huán)路介質(zhì)長度/200（m/μs）例：某令牌環(huán)介質(zhì)長度為10Km，數(shù)據(jù)傳輸速率為4Mbps，環(huán)路上共有50個站點(diǎn)，每個站點(diǎn)的接口引入1位延遲，則可計算得：環(huán)的比特長度=10（Km）/200（m/μs）×4（Mbps）＋1（bit）×50=250（bit）2.環(huán)長的計算環(huán)比特長度=243.令牌幀和數(shù)據(jù)幀的格式

IEEE802.5令牌環(huán)的MAC幀有兩種基本格式：令牌幀和數(shù)據(jù)幀

令牌幀SD(JK00JKOOO)和ED(JK11JK111)標(biāo)志著幀的開始和結(jié)束，用差分曼徹斯特編模式(J和K的中間沒有跳變)無信息傳輸時，3字節(jié)的令牌在環(huán)上循環(huán)；有信息要發(fā)送時，站獲得令牌，并將第二個字節(jié)的某一位由0變成1，將令牌的前兩個字節(jié)變成幀的起始序列，然后輸出幀的其它部分；3.令牌幀和數(shù)據(jù)幀的格式IEEE802.5令牌環(huán)的MA25協(xié)議基本操作數(shù)據(jù)幀（1）訪問控制字段AC

訪問控制域AC包括令牌位、監(jiān)視位、優(yōu)先級位和保留位；協(xié)議基本操作數(shù)據(jù)幀（1）訪問控制字段AC26

（2）幀控制字段FC幀控制域FC用于將數(shù)據(jù)幀和控制幀區(qū)別開來和進(jìn)行環(huán)的維護(hù)；前兩位為”00”：表示此幀為控制幀后六位為“000011”：表示一個新的站點(diǎn)試圖成為新的控制幀（2）幀控制字段FC幀控制域FC用于將數(shù)據(jù)27（3）幀狀態(tài)字段FS

幀狀態(tài)字節(jié)FS用于報告幀的傳送情況，包括地址位A和拷貝位C，幀經(jīng)過目的站，A置為“1”，幀被接收，C置為“1”。A、C位提供了自動確認(rèn)。為增加可靠性，A、C在FS中出現(xiàn)兩次。A=0，C=0，目的站不存在或未加電；A=1，C=0，目的站存在但幀未被接收；A=1，C=1，目的站存在且?guī)粡?fù)制。（3）幀狀態(tài)字段FS幀狀態(tài)字節(jié)FS用于報告幀的傳送情282—邏輯鏈路控制LLC10代表10Mbps；2微秒，最短幀長為64字節(jié)；MAC子層——介質(zhì)訪問控制協(xié)議（幀格式、介質(zhì)訪問、令牌控制等）若產(chǎn)生沖突，等待一隨機(jī)時間，重新開始發(fā)送允許在1Gbps下采用全雙工或半雙工方式傳輸；VLAN采用的以太網(wǎng)幀格式8—光纖網(wǎng)訪問控制及物理層技術(shù)規(guī)范A發(fā)送幀到D:構(gòu)造幀頭路徑A=1，C=1，目的站存在且?guī)粡?fù)制。如果站點(diǎn)邊發(fā)送邊監(jiān)聽，并在監(jiān)聽到?jīng)_突之后立即停止發(fā)送，可以提高信道的利用率，因此產(chǎn)生了CSMA/CD從硬件配置的位置—內(nèi)部網(wǎng)橋和外部網(wǎng)橋VLAN1的IP地址為192.根據(jù)應(yīng)用或服務(wù)來定義VLAN的成員，例如文件傳輸協(xié)議（FTP）可以在一個VLAN上執(zhí)行，遠(yuǎn)程登錄應(yīng)用在另一個VLAN上。全雙工系統(tǒng)，每個節(jié)點(diǎn)可以同時以100Mbps的速率發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)：傳輸速率高、網(wǎng)絡(luò)軟件豐富、安裝連接簡單、使用維護(hù)方便，目前已成為國際流行的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之一交換表（地址/端口對應(yīng)表）的初始化后2個字節(jié)的前3位是用戶優(yōu)先級字段IBM選擇TokenRing作為它的LAN技術(shù)。三種設(shè)定VLAN的方法由HP公司和IBM公司共同研制，并經(jīng)IEEE802委員會規(guī)范化為IEEE802.4.令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制協(xié)議

使用一個特殊的令牌幀，當(dāng)某個站點(diǎn)有數(shù)據(jù)幀要發(fā)送時，必須等待標(biāo)記為空的令牌幀到來，將令牌幀的空標(biāo)記改為忙，并將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到環(huán)上。

發(fā)送的數(shù)據(jù)幀在環(huán)上循環(huán)的過程中，所經(jīng)過的環(huán)上的各個站點(diǎn)都將幀上的目的地址與本站點(diǎn)的地址進(jìn)行比較，若不等則直接傳給后面的站點(diǎn)，若相等則將幀復(fù)制接收，然后繼續(xù)傳給后面的站點(diǎn)。

發(fā)送的數(shù)據(jù)幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站，由發(fā)送站將該幀從環(huán)上移去，同時將令牌的忙標(biāo)記改為空標(biāo)記，傳給后面的站。

空令牌幀在環(huán)上循環(huán)，經(jīng)過某站點(diǎn)時，若該站點(diǎn)有數(shù)據(jù)幀要發(fā)送則重復(fù)上述過程，若該站點(diǎn)沒有數(shù)據(jù)幀發(fā)送則直接將令牌幀傳給下一個站點(diǎn)。

2—邏輯鏈路控制LLC4.令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制協(xié)議使用29令牌環(huán)工作舉例：A站點(diǎn)向C站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀令牌環(huán)工作舉例：A站點(diǎn)向C站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀305.令牌環(huán)的維護(hù)需要對令牌環(huán)進(jìn)行維護(hù)的情況站點(diǎn)發(fā)送幀，幀未返回到該站點(diǎn)前該站點(diǎn)崩潰：產(chǎn)生了一個不能移去的幀（無主幀）站點(diǎn)接收幀或令牌后就崩潰：環(huán)上沒有令牌通過監(jiān)控站和幀控制字段來完成對令牌環(huán)的維護(hù)設(shè)置監(jiān)控站，對新幀監(jiān)控位設(shè)置為0，幀通過監(jiān)控站時，將監(jiān)控位改為1，如該幀再通過監(jiān)控站（表明是不能移去的幀），移去并產(chǎn)生一個新令牌監(jiān)控站設(shè)置計時器，只要監(jiān)控站發(fā)送一個幀或令牌，就啟動計時器，超時（幀或令牌丟失），則產(chǎn)生一個新令牌5.令牌環(huán)的維護(hù)需要對令牌環(huán)進(jìn)行維護(hù)的情況314.1.3令牌總線訪問控制技術(shù)CSMA/CD介質(zhì)訪問控制采用總線爭用方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、在輕負(fù)載下延遲小等優(yōu)點(diǎn)，但隨著負(fù)載的增加，沖突概率增加，性能將明顯下降TokenRing具有重負(fù)載下利用率高、對距離不敏感以及具有公平訪問等優(yōu)越性能，但環(huán)形網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在可靠性等問題令牌總線是綜合了以上兩種機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)而形成的一種介質(zhì)訪問控制方法，IEEE802.4提出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：令牌總線(TokenBus)介質(zhì)訪問控制方法4.1.3令牌總線訪問控制技術(shù)CSMA/CD介質(zhì)訪問控制采32令牌總線局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)是總線的，邏輯結(jié)構(gòu)是環(huán)型的應(yīng)用于工廠自動化和過程控制及需要實(shí)時處理的場合

令牌總線局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)是總線的，邏輯結(jié)構(gòu)是環(huán)型的33邏輯環(huán)

每個站點(diǎn)都有一個邏輯標(biāo)識/地址，邏輯環(huán)中各站點(diǎn)根據(jù)其地址由大到小有序排列，序列中最后一個站點(diǎn)與第一個站點(diǎn)邏輯相鄰，每個站點(diǎn)都知道它的前趨站和后繼站的邏輯標(biāo)識邏輯環(huán)每個站點(diǎn)都有一個邏輯標(biāo)識/地址，邏輯環(huán)34令牌總線局域網(wǎng)的幀格式幀控制字段名稱含義00000000Claim-token初始化期間請求令牌00000001Solicit-successor-1允許站進(jìn)環(huán)00000010Solicit-successor-2允許站進(jìn)環(huán)00000011Who-follows從丟失的令牌中恢復(fù)00000100Resolve-contention多個站想進(jìn)環(huán)時使用00001000Token傳遞令牌00001100Ser-successor允許站離開環(huán)令牌總線局域網(wǎng)的幀格式幀控制字段名稱含義000000354.2局域網(wǎng)的參考模型及協(xié)議局域網(wǎng)LAN具有共享傳輸信道、傳輸速率較高、誤碼率低以及可靠性高等特點(diǎn)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)及傳輸控制具有不獨(dú)立設(shè)置網(wǎng)絡(luò)層、低層協(xié)議簡單而介質(zhì)訪問控制技術(shù)復(fù)雜的特點(diǎn)局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)大多采用總線型、環(huán)型或星型4.2局域網(wǎng)的參考模型及協(xié)議局域網(wǎng)LAN具有共享傳輸信道、364.2.1局域網(wǎng)的參考模型4.2.1局域網(wǎng)的參考模型37局域網(wǎng)各層的主要功能物理層：提供發(fā)送和接收信號的能力，包括對寬帶頻道的分配和對基帶信號的調(diào)制等介質(zhì)訪問控制子層MAC：實(shí)現(xiàn)幀的尋址和識別、數(shù)據(jù)幀的校驗(yàn)以及支持LLC層完成介質(zhì)訪問控制邏輯鏈路控制子層LLC：規(guī)定了無連接和面向連接的兩種連接服務(wù)

局域網(wǎng)各層的主要功能物理層：提供發(fā)送和接收信號的能力，包括384.2.2IEEE802協(xié)議IEEE802.1A—體系結(jié)構(gòu)IEEE802.1B—網(wǎng)絡(luò)互操作IEEE802.2—邏輯鏈路控制LLCIEEE802.3—CSMA/CD訪問控制及物理層技術(shù)規(guī)范IEEE802.4—令牌總線訪問控制及物理層技術(shù)規(guī)范IEEE802.5—令牌環(huán)訪問控制及物理層技術(shù)規(guī)范IEEE802.6—城域網(wǎng)訪問控制及物理層技術(shù)規(guī)范IEEE802.7—寬帶網(wǎng)訪問控制及物理層技術(shù)規(guī)范IEEE802.8—光纖網(wǎng)訪問控制及物理層技術(shù)規(guī)范IEEE802.9—綜合話音數(shù)據(jù)訪問控制及物理層技術(shù)規(guī)范IEEE802.10—局域網(wǎng)安全技術(shù)IEEE802.11—無線局域網(wǎng)訪問控制及物理層技術(shù)規(guī)范IEEE802.12—優(yōu)先級高速局域網(wǎng)訪問控制及物理層技術(shù)規(guī)范IEEE802.13—100M高速以太網(wǎng)IEEE802.14—電纜電視網(wǎng)

4.2.2IEEE802協(xié)議IEEE802.1A—體系結(jié)構(gòu)39后2個字節(jié)的前3位是用戶優(yōu)先級字段有自學(xué)習(xí)功能，通過自學(xué)習(xí)生成和修改交換表指任何屬于同一IP組播組的計算機(jī)都屬于同一虛擬網(wǎng)。5令牌環(huán)的MAC幀有兩種基本格式：令牌幀和數(shù)據(jù)幀無優(yōu)先級，發(fā)送是非確定性的，不適合于實(shí)時工作；1982-1990：10Mbps以太網(wǎng)發(fā)展成熟；在發(fā)出干擾信號后，等待一段隨機(jī)時間，再重復(fù)上述過程非堅(jiān)持型CSMA（nonpersistentCSMA）信道動態(tài)分配中的5個關(guān)鍵假設(shè)SMT（站管理）子層——管理FDDI每一個協(xié)議層的正確執(zhí)行能實(shí)現(xiàn)兩個在物理層或數(shù)據(jù)鏈路層使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)間的連接高速共享介質(zhì)局域網(wǎng)——高速以太網(wǎng)、高速令牌環(huán)網(wǎng)及FDDI-II由于MAC地址是固化在網(wǎng)卡上的，故工作站移到另一個地方時仍然保持其原先的VLAN成員身份不變而無需網(wǎng)管人員重新配置，同時一個MAC對應(yīng)多個VLAN也是可以的。長度：2字節(jié)組成，標(biāo)明數(shù)據(jù)字段的字節(jié)數(shù)；決定局域網(wǎng)性能的主要因素是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、所選擇的介質(zhì)及介質(zhì)訪問控制技術(shù)。（2）幀控制字段FCVLAN均由軟件實(shí)現(xiàn)定義與劃分，使得建立與重組VLAN十分靈活網(wǎng)絡(luò)速度提高，最短幀長也應(yīng)該增大或者站點(diǎn)間的距離要減小IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列間的關(guān)系后2個字節(jié)的前3位是用戶優(yōu)先級字段IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列間的404.3以太網(wǎng)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)是一個介質(zhì)訪問控制協(xié)議，它適用于采取1-持續(xù)CSMA/CD的局域網(wǎng)以太網(wǎng)：802.3標(biāo)準(zhǔn)的一個具體產(chǎn)品，總線拓?fù)?，采取CSMA/CD協(xié)議優(yōu)點(diǎn)：傳輸速率高、網(wǎng)絡(luò)軟件豐富、安裝連接簡單、使用維護(hù)方便，目前已成為國際流行的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之一4.3以太網(wǎng)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)是一個介質(zhì)訪問控制協(xié)議，414.3.1IEEE802.3幀格式前導(dǎo)：7字節(jié)的“10101010”比特串，同步；開始標(biāo)志：1字節(jié)的“10101011”比特串，標(biāo)志著開始；目標(biāo)地址和源地址：2或6個字節(jié)，以太網(wǎng)為6個字節(jié)長度：2字節(jié)組成，標(biāo)明數(shù)據(jù)字段的字節(jié)數(shù)；填充字段：保證從目的地址開始，到校驗(yàn)和字段的最短長度為64字節(jié)；校驗(yàn)和：4字節(jié)組成，一般采用循環(huán)冗余校驗(yàn)

4.3.1IEEE802.3幀格式前導(dǎo)：7字節(jié)的“101042最短幀長避免幀的第一個比特到達(dá)電纜的遠(yuǎn)端前幀已經(jīng)發(fā)完，幀發(fā)送時間應(yīng)該大于2；10MbpsLAN，最大沖突檢測時間為51.2微秒，最短幀長為64字節(jié)；網(wǎng)絡(luò)速度提高，最短幀長也應(yīng)該增大或者站點(diǎn)間的距離要減小最短幀長避免幀的第一個比特到達(dá)電纜的遠(yuǎn)端前幀已經(jīng)發(fā)完，幀發(fā)送43無效的幀幀的長度與長度字節(jié)給出的值不一致；幀的長度小于規(guī)定的最短長度；幀的長度不是整數(shù)字節(jié)；接收到的幀的校驗(yàn)和出錯將無效的幀丟棄??！無效的幀444.3.2IEEE802.3物理層標(biāo)準(zhǔn)由IEEE定義的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)有幾個不同的變種。差別表現(xiàn)在：介質(zhì)；網(wǎng)段的最大長度；網(wǎng)段上的站點(diǎn)數(shù)目；數(shù)據(jù)速率。名稱介質(zhì)最大區(qū)間長度節(jié)點(diǎn)樹/段拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)接口優(yōu)點(diǎn)10Base5粗纜500m100總線型AUI用于主干10Base2細(xì)纜185m30總線型BNC廉價10Base-T雙絞線100m1024星形RJ-45容易維護(hù)10Base-F光纖2000m1024星形ST1距離較遠(yuǎn)10BROAD3675歐姆電纜3600m

樹形AUI寬帶系統(tǒng)4.3.2IEEE802.3物理層標(biāo)準(zhǔn)由IEEE4510Base5：原始的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，使用AUI接口的50歐姆粗纜直徑(10mm)，總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。10代表10Mbps；Base代表基帶傳輸(basebandmedium)；5代表500米。

收發(fā)器用于檢測線路沖突，發(fā)送強(qiáng)化干擾信號收發(fā)器電纜可達(dá)50米長，內(nèi)有5對獨(dú)立的屏蔽雙絞線。

10Base5：原始的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，使用AUI接口的50歐姆4610Base2是為降低10Base5的安裝成本和復(fù)雜性而設(shè)計的。使用BNC接口的50歐姆細(xì)纜(5mm)數(shù)據(jù)速率為10Mbps。由于兩者數(shù)據(jù)傳輸率相同，10Base2電纜段和10Base5電纜段可以共存于一個網(wǎng)絡(luò)中。

10Base2是為降低10Base5的安裝成本和復(fù)雜性而設(shè)計47

10BASE-T：1990年發(fā)布的以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)，物理上的星形拓?fù)渚W(wǎng)，T表示采用雙絞線。中央節(jié)點(diǎn)是一個集線器，每個節(jié)點(diǎn)通過兩對雙絞線與集線器相連，一對線發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對線接收數(shù)據(jù)。集線器的作用類似于一個轉(zhuǎn)發(fā)器，接收來自一條線上的信號并向其他的所有線轉(zhuǎn)發(fā)。由于任意一個站點(diǎn)發(fā)出的信號都能被其他所有站點(diǎn)接收，若有兩個站點(diǎn)同時要求傳輸，沖突就必然發(fā)生。所以盡管這種策略在物理上是一個星形結(jié)構(gòu)，但從邏輯上看與CSMA/CD總線拓?fù)涞墓δ苁且粯拥摹?/p>

10BASE-T：1990年發(fā)布的以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)，物理上4810BASE-F：以光纖作為介質(zhì)的系統(tǒng)的規(guī)范。每條傳輸線路均使用一條光纖，每條光纖采用曼切斯特編碼傳輸一個方向上的信號。包含三個標(biāo)準(zhǔn)：10BASE-FP（Passive，無源的）10BASE-FL（Link，鏈路）10BASE-FB（Backbone，主干）

介質(zhì)訪問控制技術(shù)與局域網(wǎng)實(shí)用課件494.3.3IEEE802三種協(xié)議的比較優(yōu)缺點(diǎn)比較協(xié)議優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)IEEE802.3協(xié)議簡單、站點(diǎn)接入和安裝方便，使用廣泛。低負(fù)載情況效率高，延遲小。發(fā)送的時延不確定，重負(fù)載時效率低，限制最小幀長，無優(yōu)先級設(shè)置。IEEE802.4發(fā)送時延確定，不限制最小幀長，可設(shè)置優(yōu)先級，重負(fù)載時效率高，支持多個信道，可傳輸數(shù)據(jù)、語音和圖像等多種信號。協(xié)議復(fù)雜，輕負(fù)載時效率低。IEEE02.5發(fā)送時延確定，可設(shè)置優(yōu)先級，重負(fù)載時效率高，可以使用多種傳輸介質(zhì)。協(xié)議復(fù)雜，輕負(fù)載時效率低，限制最大幀長度。4.3.3IEEE802三種協(xié)議的比較優(yōu)缺點(diǎn)比較協(xié)議優(yōu)點(diǎn)缺50802.3優(yōu)點(diǎn)使用最為廣泛；算法簡單；站點(diǎn)可以在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中安裝；缺點(diǎn)使用模擬器件，每個站點(diǎn)在發(fā)送的同時要檢測沖突；最短幀長64字節(jié)，對于短數(shù)據(jù)來講開銷太大；無優(yōu)先級，發(fā)送是非確定性的，不適合于實(shí)時工作；電纜最長2500米(使用中繼器)；速率提高時，幀傳輸時間減少，競爭時間不變(2)，效率降低；重負(fù)載時，沖突嚴(yán)重。使用無源電纜；輕負(fù)載時，延遲為0。802.3優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)使用無源電纜；51802.4令牌總線優(yōu)點(diǎn)發(fā)送具有確定性，支持優(yōu)先級，可處理短幀；使用寬帶電纜，支持多信道；重負(fù)載時，吞吐量和效率較高。缺點(diǎn):使用大量的模擬裝置；協(xié)議復(fù)雜；輕負(fù)載時，延遲大；很難用光纖實(shí)現(xiàn)。802.4令牌總線優(yōu)點(diǎn)52802.5令牌環(huán)優(yōu)點(diǎn)使用點(diǎn)到點(diǎn)連接，完全數(shù)字化；使用線路中心，自動檢測和消除電纜故障；支持優(yōu)先級，允許短幀，但受令牌持有時間限制，不允許任意長的幀；重負(fù)載時，吞吐量和效率較高。缺點(diǎn)中央監(jiān)控；輕負(fù)載時，延遲大。802.5令牌環(huán)優(yōu)點(diǎn)53介質(zhì)訪問控制技術(shù)與局域網(wǎng)實(shí)用課件54三種協(xié)議幀格式比較三種局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)不兼容，差別很大。在很重的負(fù)載下，802.3局域網(wǎng)徹底不能用，而采用令牌的局域網(wǎng)則可達(dá)到接近于100％的效率；若負(fù)載范圍是從輕到中等，則三種局域網(wǎng)都能勝任。三種協(xié)議幀格式比較554.4局域網(wǎng)連網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)段或局域網(wǎng)互聯(lián)的設(shè)備主要包括：網(wǎng)卡中繼器集線器交換機(jī)網(wǎng)橋4.4局域網(wǎng)連網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)段或局域網(wǎng)互聯(lián)的設(shè)564.4.1網(wǎng)卡總線接口分類ISA網(wǎng)卡PCI網(wǎng)卡USB網(wǎng)卡PCMCIA網(wǎng)卡按照接頭種類分類RJ-45接頭同軸電纜接頭4.4.1網(wǎng)卡總線接口分類574.4.2中繼器中繼器的作用物理層連接，對電纜上的數(shù)據(jù)信號放大、整形，延長網(wǎng)絡(luò)距離中繼器的分類電纜中繼器光纜中繼器中繼器的優(yōu)缺點(diǎn)比較注意事項(xiàng)不能形成環(huán)路5-4-3規(guī)定4.4.2中繼器中繼器的作用58按端口數(shù)量劃分8口、16口、24口按帶寬劃分10Mbps、100Mbps、10/100Mbps按配置形式劃分獨(dú)立型（桌面式）、模塊化（機(jī)架式）、堆疊式按可否進(jìn)行網(wǎng)管劃分非網(wǎng)管型、網(wǎng)管型4.4.3集線器按端口數(shù)量劃分4.4.3集線器594.4.4網(wǎng)橋基本概念—介質(zhì)訪問控制子層能實(shí)現(xiàn)兩個在物理層或數(shù)據(jù)鏈路層使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)間的連接

4.4.4網(wǎng)橋基本概念—介質(zhì)訪問控制子層60除再生信號的功能外，還具有過濾和轉(zhuǎn)發(fā)功能除再生信號的功能外，還具有過濾和轉(zhuǎn)發(fā)功能61網(wǎng)橋的分類從硬件配置的位置—內(nèi)部網(wǎng)橋和外部網(wǎng)橋從地理位置—近程網(wǎng)橋（或叫本地網(wǎng)橋）和遠(yuǎn)程網(wǎng)橋

網(wǎng)橋的分類62網(wǎng)橋的分類從用于所互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)的類型—透明網(wǎng)橋、源路由網(wǎng)橋和轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋—以太網(wǎng)，路由的選擇由網(wǎng)橋進(jìn)行源路由網(wǎng)橋—令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)，路由的選擇由源站點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋—不同的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)類型（通常為以太網(wǎng)和令牌環(huán)）之間進(jìn)行數(shù)據(jù)格式和傳輸協(xié)議的轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋的分類63透明網(wǎng)橋特點(diǎn)：CSMA/CD和TokenBus選擇了透明網(wǎng)橋不需用戶干預(yù)，對用戶透明，即插即用按交換表決定是否轉(zhuǎn)發(fā)，發(fā)往哪里。工作原理有自學(xué)習(xí)功能，通過自學(xué)習(xí)生成和修改交換表透明網(wǎng)橋特點(diǎn)：64ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3ALAN1BLAN1CLAN2DLAN2ELAN2FLAN2GLAN2HLAN2ALAN2BLAN2CLAN2DLAN3ELAN3FLAN4GLAN4HLAN4交換表（地址/端口對應(yīng)表）示例ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3AL65透明網(wǎng)橋工作原理網(wǎng)橋接收到一幀后，通過查詢交換表（地址/端口對應(yīng)表）來確定是丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)；工作規(guī)則：如果源和目的地LAN相同，則丟棄該幀；如果源和目的地LAN不同，則根據(jù)目的地轉(zhuǎn)發(fā)該幀；如果目的地LAN未知，則進(jìn)行擴(kuò)散。透明網(wǎng)橋工作原理網(wǎng)橋接收到一幀后，通過查詢交換表（地址/端口66ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3ALAN1BLAN1CLAN2DLAN2ELAN2FLAN2GLAN2HLAN2ALAN2BLAN2CLAN2DLAN3ELAN3FLAN4GLAN4HLAN4A主機(jī)發(fā)送幀到B主機(jī)的過程丟棄ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3AL67ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3LAN2HLAN2GLAN2FLAN2ELAN2DLAN2CLAN1BLAN1ALAN4HLAN4GLAN4FLAN3ELAN3DLAN2CLAN2BLAN2AA主機(jī)發(fā)送幀到C主機(jī)的過程丟棄ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3LA68ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3LAN2HLAN2GLAN2FLAN2ELAN2DLAN2CLAN1BLAN1ALAN4HLAN4GLAN4FLAN3ELAN3DLAN2CLAN2BLAN2AA主機(jī)發(fā)送幀到H主機(jī)的過程ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3LA69交換表（地址/端口對應(yīng)表）的初始化網(wǎng)橋剛啟動時，地址/端口對應(yīng)表為空，采用泛洪（flooding）方法轉(zhuǎn)發(fā)幀：把每個到來的目的地不明的幀輸出到連載此網(wǎng)橋的所有LAN（除了發(fā)送該幀的LAN）。網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)過程中采用逆向?qū)W習(xí)（backwardlearning）算法收集MAC地址。網(wǎng)橋通過分析幀的源MAC地址得到MAC地址與端口的對應(yīng)關(guān)系，并寫入地址/端口對應(yīng)表；

交換表（地址/端口對應(yīng)表）的初始化網(wǎng)橋剛啟動時，地址/端口對70ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3網(wǎng)橋B1,B2剛剛接入，A主機(jī)發(fā)送幀到B主機(jī)ALAN1ALAN2ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3網(wǎng)橋71透明網(wǎng)橋動態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)問題當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，網(wǎng)橋能夠自動更新交換表網(wǎng)橋軟件對地址/端口對應(yīng)表進(jìn)行不斷的更新，并定時檢查，刪除在一段時間內(nèi)沒有更新的地址/端口項(xiàng)；這個算法同時也意味著如果機(jī)器停機(jī)數(shù)分鐘，發(fā)給它的幀將不得不被擴(kuò)散，一直到它自己發(fā)出一幀為止。透明網(wǎng)橋動態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)問題當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，網(wǎng)橋能夠自72ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3ALAN1BLAN1CLAN2DLAN2ELAN2FLAN2GLAN2HLAN2ALAN2BLAN2CLAN2DLAN3ELAN3FLAN4GLAN4HLAN4HHLAN2HLAN3H主機(jī)搬移到LAN3A發(fā)送幀到H：擴(kuò)散幾分鐘后H主機(jī)發(fā)出幀到BABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3AL73源路由網(wǎng)橋TokenRing選擇了源路由網(wǎng)橋源路由網(wǎng)橋的原理發(fā)送主機(jī)必須知道到所有其他機(jī)器的最佳路徑:當(dāng)目的主機(jī)不在自己的LAN內(nèi)時,幀的發(fā)送者在發(fā)出的幀頭內(nèi)構(gòu)造一個準(zhǔn)確的路由序列，包含要經(jīng)過的網(wǎng)橋、LAN的編號；并將發(fā)出幀的源地址的最高位置1。ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3A發(fā)送幀到D:構(gòu)造幀頭路徑L1,B1,L2,B2,L3幀源地址1源路由網(wǎng)橋TokenRing選擇了源路由網(wǎng)橋ABB1B74網(wǎng)橋的功能：只接收源地址的最高位為1的幀，掃描幀頭中的路由，如果發(fā)來此幀的LAN編號后跟的是本網(wǎng)橋的編號，則轉(zhuǎn)發(fā)給后面的LAN,否則丟棄。ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3L1,B1,L2,B2,L3幀1L1,B1,L2,B2,L3幀1A發(fā)送幀到DL2B2L3L1B1L211網(wǎng)橋的功能：ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN475源路由的產(chǎn)生：每個站點(diǎn)通過廣播“發(fā)現(xiàn)幀”（discoveryframe）來獲得到各個站點(diǎn)的最佳路由。存入高速緩沖器中。若目的地址未知，源站發(fā)送“發(fā)現(xiàn)幀”，每個網(wǎng)橋收到后廣播，目的站收到后發(fā)應(yīng)答幀，該幀經(jīng)過網(wǎng)橋時被加上網(wǎng)橋的標(biāo)識，源站收到后就知道了到目的站的最佳路由。ABB1B2CDEFGHLAN1LAN2LAN4LAN3A希望得到D的位置:發(fā)送發(fā)現(xiàn)幀D發(fā)送應(yīng)答幀記錄路徑

(L1,B1,L2,B2,L3)源路由的產(chǎn)生：每個站點(diǎn)通過廣播“發(fā)現(xiàn)幀”（discovery76透明網(wǎng)橋源路由橋面向無連接面向連接透明性完全透明不透明配置方式自動手工路由次優(yōu)化優(yōu)化定位逆向?qū)W習(xí)發(fā)現(xiàn)幀失效處理由網(wǎng)橋處理由主機(jī)處理復(fù)雜性在網(wǎng)橋中在主機(jī)中透明網(wǎng)橋和源路由網(wǎng)橋的比較透明網(wǎng)橋源路由橋面向無連接面向連接透明性完全透明不透明配置方77網(wǎng)橋在實(shí)際應(yīng)用中的主要作用網(wǎng)絡(luò)分段擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離局域網(wǎng)之間的互聯(lián)進(jìn)行物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的變換網(wǎng)橋在實(shí)際應(yīng)用中的主要作用78

比網(wǎng)橋的數(shù)據(jù)吞吐性能更好，端口集成度更高，每端口成本更低，使用更加靈活和方便，取代了傳統(tǒng)網(wǎng)橋，成為最主要的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備之一交換機(jī)基本概念交換機(jī)的所有端口都建立并行、獨(dú)立和專用速率的連接，每個端口都有一條獨(dú)占的帶寬，工作時，只有發(fā)出請求的端口和目的端口之間相互響應(yīng)而不影響其他端口。交換機(jī)可以工作在半雙工模式或全雙工模式下。4.4.5交換機(jī)比網(wǎng)橋的數(shù)據(jù)吞吐性能更好，端口集成度更79交換機(jī)的分類穿通交換方式是一旦接收到信息幀中的目的地址，就開始轉(zhuǎn)發(fā)。不對幀進(jìn)行校驗(yàn)。存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式是將信息幀都接收完畢并進(jìn)行校驗(yàn)確認(rèn)，然后轉(zhuǎn)發(fā)正確的幀，過濾處理壞幀。碎片丟棄交換方式是穿通交換方式和存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式的折衷方案。在512bit到達(dá)交換機(jī)的輸入端口后，按照目的地址轉(zhuǎn)發(fā)，并不進(jìn)行校驗(yàn)?！八槠辈粫?12bit的長度。對于小于512bit的幀，交換機(jī)都視為碎片并將其丟棄交換機(jī)的分類804.5虛擬局域網(wǎng)為了減少競爭域的范圍，可以使用網(wǎng)橋或交換機(jī)將物理網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的邏輯子網(wǎng)。但是，這種方法劃分的邏輯子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)缺少靈活性，效率不高。由此，產(chǎn)生了虛擬局域網(wǎng)（VirtualLAN，VLAN）的概念。4.5虛擬局域網(wǎng)為了減少競爭域的范圍，可814.5.1虛擬局域網(wǎng)的概念虛擬局域網(wǎng)的定義VLAN在邏輯上等價于廣播域。可以將VLAN類比成一組最終用戶的集合，這些用戶可以處在不同的物理LAN上，但可以像在同一個LAN上那樣自由通信而不受物理位置的限制。同一個VLAN的站點(diǎn)所發(fā)送的數(shù)據(jù)可以廣播傳輸?shù)皆揤LAN的所有站點(diǎn)，不同VLAN的站點(diǎn)的數(shù)據(jù)不能直接廣播傳輸。4.5.1虛擬局域網(wǎng)的概念虛擬局域網(wǎng)的定義82虛擬局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)性能上，減少了不必要的廣播數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的傳播不受網(wǎng)絡(luò)物理位置的限制，可跨越多個物理網(wǎng)絡(luò)、多臺交換機(jī)劃分VLAN可有效提升帶寬可以有效地隔離VLAN間的訪問，增加了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的安全性VLAN均由軟件實(shí)現(xiàn)定義與劃分，使得建立與重組VLAN十分靈活虛擬局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)83VLAN采用的以太網(wǎng)幀格式采用IEEE802.3au標(biāo)準(zhǔn)，增加一個4字節(jié)的VLAN標(biāo)記字段802.1Q標(biāo)記類型——固定設(shè)置為0x8100后2個字節(jié)的前3位是用戶優(yōu)先級字段其后1位是規(guī)范格式指示符（CFI）最后的12位是該VLAN標(biāo)識符，用來惟一地標(biāo)識該以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀所屬的VLANVLAN采用的以太網(wǎng)幀格式802.1Q標(biāo)記類型——固定設(shè)置為84VLAN將邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)從物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)脫離用灰(G)白(W)兩色標(biāo)記VLAN需在網(wǎng)橋或交換機(jī)建立配置表，指明通過哪些端口可以訪問哪些VLAN.當(dāng)一幀來自于灰色VLAN,則該幀被轉(zhuǎn)發(fā)到所有標(biāo)記為G的端口。VLAN將邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)從物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)脫離用灰(G)白(W)兩85工作原理決定數(shù)據(jù)屬于哪個VLAN的方法：顯示標(biāo)記，當(dāng)一個LAN上的橋或交換機(jī)從工作站上接收到數(shù)據(jù)后，就用一個VLAN標(biāo)識符表示是從該VLAN來的數(shù)據(jù)；隱式標(biāo)記，不對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，而是根據(jù)其他的信息，如數(shù)據(jù)到達(dá)的端口。標(biāo)記數(shù)據(jù)可以根據(jù)端口、源MAC地址、源網(wǎng)絡(luò)地址、其他一些字段或字段的組合。為了能夠用這些方法來標(biāo)記數(shù)據(jù)，在交換機(jī)上要保持一個最新的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中包括VLAN和所使用的標(biāo)記字段的映射。

工作原理864.5.2虛擬局域網(wǎng)的組建三種設(shè)定VLAN的方法基于端口的VLAN基于MAC地址的VLANIP多播組VLAN4.5.2虛擬局域網(wǎng)的組建三種設(shè)定VLAN的方法871.基于端口的VLAN將交換設(shè)備的端口分組來劃分VLAN，可以將同一個交換機(jī)的不同端口設(shè)置為不同的VLAN，也可以將不同的交換機(jī)的端口設(shè)置為同一個VLAN。例如一個有4個端口的交換機(jī)，可以將端口1、2和4劃為VALN1，端口3劃為VALN2。按端口劃分VLAN仍是構(gòu)造VLAN的常用方法，缺點(diǎn)是無法使一個端口的設(shè)備同時參加到多個VLAN中，特別是當(dāng)客戶從一個地方移到另一個地方時，端口發(fā)生變化，網(wǎng)管人員不得不對VALN進(jìn)行重新配置。1.基于端口的VLAN將交換設(shè)備的端口分881.基于端口的VLAN單交換機(jī)端口定義VLAN1.基于端口的VLAN單交換機(jī)端口定義VLAN891.基于端口的VLAN多交換機(jī)端口定義VLAN1.基于端口的VLAN多交換機(jī)端口定義VLAN902.基于MAC地址的VLAN根據(jù)工作站的MAC地址，交換機(jī)跟蹤屬于每一個VLAN的MAC地址。由于MAC地址是固化在網(wǎng)卡上的，故工作站移到另一個地方時仍然保持其原先的VLAN成員身份不變而無需網(wǎng)管人員重新配置，同時一個MAC對應(yīng)多個VLAN也是可以的。2.基于MAC地址的VLAN根據(jù)工作站913.三層VLAN

基于網(wǎng)絡(luò)層的虛擬網(wǎng)使用協(xié)議地址（如果網(wǎng)絡(luò)中存在多協(xié)議）或網(wǎng)絡(luò)層地址（如TCP/IP中的子網(wǎng)段地址）來確定網(wǎng)絡(luò)成員的劃分。利用網(wǎng)絡(luò)層定義虛擬網(wǎng)有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：可以按傳輸協(xié)議劃分網(wǎng)段；用戶可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部自由移動而不用重新配置自己的工作站；可以減少由于協(xié)議轉(zhuǎn)換而造成的網(wǎng)絡(luò)延遲。

3.三層VLAN基于網(wǎng)絡(luò)層的虛擬網(wǎng)使用協(xié)924.IP多播組VLAN指任何屬于同一IP組播組的計算機(jī)都屬于同一虛擬網(wǎng)。因此，利用IP組播域來劃分虛擬網(wǎng)的方法給使用者帶來了巨大的靈活性和可延展性。4.IP多播組VLAN指任何屬于同一IP935.更高層次的VLAN

根據(jù)應(yīng)用或服務(wù)來定義VLAN的成員，例如文件傳輸協(xié)議（FTP）可以在一個VLAN上執(zhí)行，遠(yuǎn)程登錄應(yīng)用在另一個VLAN上。5.更高層次的VLAN根據(jù)應(yīng)用或服務(wù)來定946.一個簡單的實(shí)例對1臺Cisco2950交換機(jī)上端口的設(shè)置組建2個VLANVLAN1的IP地址為，VLAN2的IP地址為

6.一個簡單的實(shí)例對1臺Cisco2950交換機(jī)上端口的設(shè)954.6高速局域網(wǎng)1973-1982：以太網(wǎng)的產(chǎn)生與DIX聯(lián)盟；1982-1990：10Mbps以太網(wǎng)發(fā)展成熟；1983-1997：LAN網(wǎng)橋接與交換；1992-1997：快速以太網(wǎng)；1996至今：千兆以太網(wǎng)兩大類：高速共享介質(zhì)局域網(wǎng)和交換局域網(wǎng)高速共享介質(zhì)局域網(wǎng)——高速以太網(wǎng)、高速令牌環(huán)網(wǎng)及FDDI-II交換局域網(wǎng)——交換以太網(wǎng)和ATM局域網(wǎng)4.6高速局域網(wǎng)1973-1982：以太網(wǎng)的產(chǎn)生與DIX聯(lián)964.6.1高速以太網(wǎng)100BASE-T以太網(wǎng)——快速以太網(wǎng)基本上保留了傳統(tǒng)10Mbps以太網(wǎng)的所有特性協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)——IEEE802.3uLLC子層——IEEE802.2標(biāo)準(zhǔn)MAC子層——CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法定義了新物理層標(biāo)準(zhǔn)——IEEE802.3-T4.6.1高速以太網(wǎng)100BASE-T以太網(wǎng)——快速以太網(wǎng)97100BASE-T以太網(wǎng)100BASE-TX2對5類非屏蔽或屏蔽雙絞線，一對發(fā)送，一對接收。最大網(wǎng)段長度100m。全雙工系統(tǒng)，每個節(jié)點(diǎn)可以同時以100Mbps的速率發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。100BASE-T44對非屏蔽3類或5類雙絞線，3對傳輸數(shù)據(jù)（每對以100/3Mbps的速率傳輸），一對沖突檢測的接收信號，所以不支持全雙工傳輸。100BASE-FX2根光纖，一根用于發(fā)送，一根用于接收。最大網(wǎng)段長度可變，與連接方式和采用多?；騿文９饫w有關(guān)，可以從150m~1000m不等。支持全雙工傳輸100BASE-T以太網(wǎng)100BASE-TX98千兆位以太網(wǎng)千兆位以太網(wǎng)——吉比特以太網(wǎng)IEEE802.3z標(biāo)準(zhǔn)，使用IEEE802.3使用的幀格式；允許在1Gbps下采用全雙工或半雙工方式傳輸；半雙工時，使用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制，全雙工時，不需要使用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制。物理層支持2個標(biāo)準(zhǔn)：1000BASE-X1000BASE-T千兆位以太網(wǎng)千兆位以太網(wǎng)——吉比特以太網(wǎng)99千兆位以太網(wǎng)1000BASE-X——基于光纖通道，3類傳輸介質(zhì)1000BASE-SX：短波長850nm的激光器光源，纖芯直徑為62.5μm和50μm的多模光纖，傳輸距離分別為275m和550m。1000BASE-LX：長波長1300nm的激光器光源，纖芯直徑為62.5μm和50μm的多模光纖，傳輸距離550m；纖芯直徑為10μm的單模光纖，傳輸距離5km。1000BASE-CX：2對短距離的屏蔽雙絞線電纜，傳輸距離為25m。1000BASE-TIEEE802.3ab標(biāo)準(zhǔn)，采用4對5類非屏蔽雙絞線，傳輸距離是100m千兆位以太網(wǎng)1000BASE-X——基于光纖通道，3類傳輸介100千兆位以太網(wǎng)半雙工方式必須進(jìn)行沖突檢測，要保證在發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀的時間內(nèi)能夠檢測到?jīng)_突，必須減少傳輸距離至10m或增大最短數(shù)據(jù)幀長度到640字節(jié)。采用“載波延伸”的方法——保持最短數(shù)據(jù)幀長度64字節(jié)，將爭用時間延長到512字節(jié)（在64字節(jié)后填充特殊字符至512字節(jié)）增加“分組突發(fā)”功能——當(dāng)有較多短幀發(fā)送時，第1個短幀采用載波延伸的方法，其后的短幀就可以一個接一個的發(fā)送。在幀之間保留一個最小間隔，最大達(dá)到1500字節(jié)。千兆位以太網(wǎng)半雙工方式101萬兆位以太網(wǎng)萬兆位以太網(wǎng)—10吉比特以太網(wǎng)采用IEEE802.3ae萬兆位以太網(wǎng)并不是簡單地將速率提高，需要解決許多技術(shù)問題萬兆位以太網(wǎng)萬兆位以太網(wǎng)—10吉比特以太網(wǎng)1024.6.2其他類型高速局域網(wǎng)100VG-AnyLAN—簡稱100VG由HP公司和IBM公司共同研制，并經(jīng)IEEE802委員會規(guī)范化為IEEE802.12標(biāo)準(zhǔn)。不采用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法，而采用需求優(yōu)先級的訪問控制方法；支持多種傳輸介質(zhì)，并可支持IEEE802.3和IEEE802.5兩種數(shù)據(jù)幀格式。4.6.2其他類型高速局域網(wǎng)100VG-AnyLAN—簡稱103100VG-AnyLAN100VG網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)——星型采用3、4、5類非屏蔽雙絞線和光纖，采用雙絞線時，使用4對線同時傳輸數(shù)據(jù)100VG-AnyLAN100VG網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)——星型104100VG-AnyLAN需求優(yōu)先級訪問控制基于共享通信信道的無沖突的訪問控制方法集線器循環(huán)檢測網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)發(fā)來的發(fā)送請求，根據(jù)優(yōu)先級確定允許發(fā)送的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送——集線器發(fā)送請求，空閑將數(shù)據(jù)傳送到集線器——將數(shù)據(jù)直接傳送到目的節(jié)點(diǎn)。多個節(jié)點(diǎn)發(fā)送請求信息——只允許最高優(yōu)先級的節(jié)點(diǎn)發(fā)送，若有2個請求節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級相同，輪流允許節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。100VG-AnyLAN需求優(yōu)先級訪問控制105100VG-AnyLAN100VG網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)采用需求優(yōu)先級訪問控制方法，確保對時間敏感的數(shù)據(jù)和重要數(shù)據(jù)的優(yōu)先發(fā)送；使除源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)外，其他節(jié)點(diǎn)不能接收到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，增加了安全性。支持多種傳輸介質(zhì)并支持多媒體信息的傳輸100VG網(wǎng)絡(luò)的局限性—基本上是HP公司專有的技術(shù)100VG-AnyLAN100VG網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)1064.6.2其他類型高速局域網(wǎng)光纖分布式數(shù)據(jù)接口——FDDI標(biāo)準(zhǔn)采用光纖作為傳輸介質(zhì)的令牌環(huán)網(wǎng)。采用數(shù)據(jù)沿2個方向傳輸?shù)碾p環(huán)結(jié)構(gòu)，提高可靠性FDDI標(biāo)準(zhǔn)4個子層：MAC、PHY、PMD和SMTMAC子層——介質(zhì)訪問控制協(xié)議（幀格式、介質(zhì)訪問、令牌控制等）PHY（物理）子層——數(shù)據(jù)的編碼和解碼及時鐘的同步等PMD（物理媒體相關(guān)）子層——傳輸介質(zhì)光纖及連接器、光發(fā)送器和光接收器的技術(shù)特性等SMT（站管理）子層——管理FDDI每一個協(xié)議層的正確執(zhí)行4.6.2其他類型高速局域網(wǎng)光纖分布式數(shù)據(jù)接口——FDD107光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI的主要性能參數(shù)最大數(shù)據(jù)傳輸速率：100Mbps最大環(huán)路長度：200km多模光纖時，每段鏈路最長2km最大節(jié)點(diǎn)數(shù)：1000個最大幀長度：4500字節(jié)誤碼率：小于2.5×10-10數(shù)據(jù)編碼方式：采用4B/5B編碼光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI的主要性能參數(shù)108光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)雙環(huán)結(jié)構(gòu)，一個環(huán)作為主環(huán)按順時針方向傳輸數(shù)據(jù)，另一個環(huán)作為備用的環(huán)按逆時針方向傳輸數(shù)據(jù)。主環(huán)出故障，可使用備用環(huán)，若兩個環(huán)都出故障，可將兩環(huán)連接成一個環(huán)使用。FDDI-ⅡFDDI-Ⅰ—FDDI網(wǎng)絡(luò)傳輸純數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)

FDDI-Ⅱ—擴(kuò)展為混合模式，可同時支持分組交換和線路交換，支持對音頻和視頻信息的傳輸

光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)109FDDIMAC幀先導(dǎo)字符PA：先導(dǎo)字符用于使各網(wǎng)站的時鐘同步。起始界符SD：起始界符為非數(shù)據(jù)編碼符，表示一幀的起始。幀控制FC（FrameControl）：幀控制格式為CLFFZZZ。目的地址DA：表示目的站源地址SA：表示發(fā)送該幀的站。信息段INFO：包含LLC數(shù)據(jù)或與控制操作有關(guān)的信息。幀檢驗(yàn)序列FCS：32位的循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼，它的生成基于FC、DA、SA和信息段。幀尾定界符段ED：包括表示幀結(jié)束的一些非數(shù)據(jù)符號。幀狀態(tài)段FS：包括檢測到差錯（E）、地址被識別（Ａ）、幀已被復(fù)制（C）等指示。FDDIMAC幀先導(dǎo)字符PA：先導(dǎo)字符用于使各網(wǎng)站的時鐘110小結(jié)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)中，將數(shù)據(jù)鏈路層分為邏輯鏈路控制子層和介質(zhì)控制訪問子層。決定局域網(wǎng)性能的主要因素是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、所選擇的介質(zhì)及介質(zhì)訪問控制技術(shù)。以太網(wǎng)是目前局域網(wǎng)數(shù)量最多的一種。虛擬局域網(wǎng)VLAN雖然不是一種新的網(wǎng)絡(luò)，但作為一種新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在實(shí)際中非常有用，希望能較好地掌握。小結(jié)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)中，將數(shù)據(jù)鏈路層分為邏輯鏈路控制子111第一講介質(zhì)訪問控制技術(shù)第二講局域網(wǎng)的參考模型及協(xié)議第三講以太網(wǎng)第四講網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備第五講虛擬和高速局域網(wǎng)第4章介質(zhì)訪問控制技術(shù)與局域網(wǎng)第一講介質(zhì)訪問控制技術(shù)第4章介質(zhì)訪問控制技術(shù)與局域112局域網(wǎng)的特點(diǎn)

特點(diǎn)：地理分布范圍較??；誤碼率低，一般在10-11-10-8以下；以PC機(jī)為主體，數(shù)據(jù)傳輸速率高類別：普遍應(yīng)用的局部區(qū)域網(wǎng)LAN采用電路交換技術(shù)的局域網(wǎng)，稱計算機(jī)交換機(jī)CBX（ComputerBranchExchange）或?qū)ｉT小交換機(jī)PBX（PrivateBranchExchange）新發(fā)展的高速局域網(wǎng)HSLN（HighSpeedLocalNetwork）常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型、環(huán)型、星型局域網(wǎng)的特點(diǎn)特點(diǎn)：113局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)鏈路層：

介質(zhì)訪問控制子層MAC（MediaAccessControl）數(shù)據(jù)的封裝與解封，包括成幀、尋址和錯誤檢測；介質(zhì)訪問管理，包括介質(zhì)分配和沖突解決

邏輯鏈路控制子層LLC

（LogicalLinkControl）向高層提供一個或多個訪問點(diǎn)LSAP，用于同網(wǎng)絡(luò)層通信的邏輯接口，主要執(zhí)行OSI基本數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的大部分功能和網(wǎng)絡(luò)層的部分功能，如幀的收發(fā)、差錯控制、流量控制、幀同步.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層：114MAC子層功能MAC（MediaAccessControl，介質(zhì)訪問控制）是一種控制使用通信介質(zhì)的機(jī)制，它是數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的一部分。下圖是MAC子層功能結(jié)構(gòu)圖

MAC子層功能MAC（MediaAccessC115信道分配介質(zhì)訪問子層的中心論題是相互競爭的用戶之間如何分配一個單獨(dú)的廣播信道

1、靜態(tài)分配：只要一個用戶得到了信道就不會和別的用戶沖突。(用戶數(shù)據(jù)流量具有突發(fā)性和間歇性)

2、動態(tài)分配：稱為多路訪問或多點(diǎn)接入，指多個用戶共用一條線路，而信道并非是在用戶通信時固定分配給用戶，這樣的系統(tǒng)又稱為競爭系統(tǒng)。動態(tài)分配方法又可以分為：隨機(jī)訪問，典型ALOHA協(xié)議、CSMA協(xié)議；受控訪問，典型令牌網(wǎng)競爭系統(tǒng)和集中控制的多點(diǎn)線路輪詢信道分配介質(zhì)訪問子層的中心論題是相互競爭的用戶之116信道動態(tài)分配中的5個關(guān)鍵假設(shè)站模型：站獨(dú)立，以恒定速率產(chǎn)生幀，每個站只有一個程序單信道假設(shè)(核心)沖突假設(shè)：兩個幀同時傳送，就會沖突，所有站點(diǎn)能檢測到，沖突幀需重發(fā)發(fā)送時間連續(xù)時間時隙載波檢測有載波偵聽無載波偵聽信道動態(tài)分配中的5個關(guān)鍵假設(shè)站模型：站獨(dú)立，以恒定速率產(chǎn)生幀1174.1

介質(zhì)訪問控制技術(shù)4.1.1爭用協(xié)議純ALOHA協(xié)議分槽ALOHA協(xié)議CSMA/CD協(xié)議4.1介質(zhì)訪問控制技術(shù)4.1.1爭用協(xié)議1181.純ALOHA協(xié)議用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，可以直接發(fā)至信道，若在規(guī)定時間內(nèi)收到應(yīng)答，表示發(fā)送成功，否則重發(fā)。重發(fā)策略：發(fā)送數(shù)據(jù)后偵聽信道是否產(chǎn)生沖突，若產(chǎn)生沖突，則等待一段隨機(jī)的時間重發(fā)，直到發(fā)送成功為止，如下圖所示。1.純ALOHA協(xié)議用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，可以直接119第一講介質(zhì)訪問控制技術(shù)采用光纖作為傳輸介質(zhì)的令牌環(huán)網(wǎng)。最大節(jié)點(diǎn)數(shù)：1000個以上五種多路訪問方法的信道利用率和載荷曲(用戶數(shù)據(jù)流量具有突發(fā)性和間歇性)

2、動態(tài)分配：稱為多路訪問或多點(diǎn)接入，指多個用戶共用一條線路，而信道并非是在用戶通信時固定分配給用戶，這樣的系統(tǒng)又稱為競爭系統(tǒng)。信道動態(tài)分配中的5個關(guān)鍵假設(shè)3—CSMA/CD訪問控制及物理層技術(shù)規(guī)范依此類推，當(dāng)站點(diǎn)發(fā)生第n次沖突，在n≤10時，等待0~2n–1個時間片；最大節(jié)點(diǎn)數(shù)：1000個CSMA/CD工作狀態(tài)包括三個周期：傳輸周期、競爭周期和空閑周期采用泛洪（flooding）方法轉(zhuǎn)發(fā)幀：把每個到來的目的地不明的幀輸出到連載此網(wǎng)橋的所有LAN（除了發(fā)送該幀的LAN）。發(fā)送的時延不確定，重負(fù)載時效率低，限制最小幀長，無優(yōu)先級設(shè)置。非堅(jiān)持型CSMA（nonpersistentCSMA）誤碼率低，一般在10-11-10-8以下；100BASE-T以太網(wǎng)傳播時延×數(shù)據(jù)傳輸速率＋接口延遲位數(shù)采用3、4、5類非屏蔽雙絞線和光纖，采用雙絞線時，使用4對線同時傳輸數(shù)據(jù)存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式是將信息幀都接收完畢并進(jìn)行校驗(yàn)確認(rèn)，然后轉(zhuǎn)發(fā)正確的幀，過濾處理壞幀。沖突窗口2t

第一講介質(zhì)訪問控制技術(shù)沖突窗口2t120

把使用信道的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(diǎn)只能在時間槽開始時才允許發(fā)送，其他過程與純ALOHA協(xié)議相同。沖突主要發(fā)生在時間槽的起點(diǎn)，一旦發(fā)送成功就不會出現(xiàn)沖突，分槽ALOHA大幅度降低了沖突的可能性，信道利用率比純ALOHA提高了約一倍。沖突窗口為t

2.分槽ALOHA協(xié)議把使用信道的時間分成離散的時間槽，槽長為一個幀所需的發(fā)1213.載波偵聽多路訪問協(xié)議CSMA載波偵聽（CarrierSense）：站點(diǎn)在發(fā)送幀之前，首先偵聽信道有無載波，若有載波，說明已有用戶在使用信道，則不發(fā)送幀以避免沖突。三種方式：堅(jiān)持型CSMA（1-persistentCSMA）非堅(jiān)持型CSMA（nonpersistentCSMA）p-堅(jiān)持型CSMA（p-persistentCSMA）

3.載波偵聽多路訪問協(xié)議CSMA載波偵聽（Car122協(xié)議思想站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先偵聽信道；若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則發(fā)送；若信道忙，則繼續(xù)偵聽直至發(fā)現(xiàn)信道空閑，然后完成發(fā)送；若產(chǎn)生沖突，等待一個隨機(jī)時間，然后重新開始發(fā)送過程優(yōu)點(diǎn)減少了信道空閑時間缺點(diǎn)增加了發(fā)生沖突的概率;廣播延遲越大，發(fā)生沖突的可能性越大，協(xié)議性能越差堅(jiān)持型CSMA（1-persistentCSMA）協(xié)議思想堅(jiān)持型CSMA（1-persistentCSMA）123協(xié)議思想若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先偵聽信道；若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則發(fā)送；若信道忙，等待一個隨機(jī)時間重新開始發(fā)送過；若產(chǎn)生沖突，等待一隨機(jī)時間重新開始發(fā)送；優(yōu)點(diǎn)減少了沖突的概率,信道效率比1-堅(jiān)持CSMA高缺點(diǎn):不能找出信道剛一變空閑的時刻增加了信道空閑時間，數(shù)據(jù)發(fā)送延遲增大傳輸延遲比1-堅(jiān)持CSMA大非堅(jiān)持型CSMA（nonpersistentCSMA）協(xié)議思想非堅(jiān)持型CSMA（nonpersistentCSM124協(xié)議思想若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先偵聽信道；若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則以概率p發(fā)送數(shù)據(jù)，以概率q=1-p延遲至下一個時間槽發(fā)送。若下一個時間槽仍空閑，重復(fù)此過程，直至數(shù)據(jù)發(fā)出或時間槽被其他站點(diǎn)所占用若信道忙，則等待下一個時間槽，重新開始發(fā)送若產(chǎn)生沖突，等待一隨機(jī)時間，重新開始發(fā)送折中方案，既能像非堅(jiān)持型CSMA那樣減少沖突，又能像1-堅(jiān)持型CSMA那樣減少媒體空閑時間的，適用于分槽信道。p-堅(jiān)持型CSMA（p-persistentCSMA）協(xié)議思想p-堅(jiān)持型CSMA（p-persistentCSM125三種CSMA協(xié)議的比較三種CSMA協(xié)議的比較126填充字段：保證從目的地址開始，到校驗(yàn)和字段的最短長度為64字節(jié)；使用BNC接口的50歐姆細(xì)纜(5mm)數(shù)據(jù)速率為10Mbps。12—優(yōu)先級高速局域網(wǎng)訪問控制及物理層技術(shù)規(guī)范轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋—不同的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)類型（通常為以太網(wǎng)和令牌環(huán)）之間進(jìn)行數(shù)據(jù)格式和傳輸協(xié)議的轉(zhuǎn)換交換表（地址/端口對應(yīng)表）的初始化令牌總線局域網(wǎng)的幀格式A主機(jī)發(fā)送幀到B主機(jī)的過程獨(dú)立型（桌面式）、模塊化（機(jī)架式）、堆疊式采用電路交換技術(shù)的局域網(wǎng)，稱計算機(jī)交換機(jī)CBX（ComputerBranchExchange）或?qū)ｉT小交換機(jī)PBX（PrivateBranchExchange）令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制協(xié)議無信息傳輸時，3字節(jié)的令牌在環(huán)上循環(huán)；使用寬帶電纜，支持多信道；局域網(wǎng)LAN具有共享傳輸信道、傳輸速率較高、誤碼率低以及可靠性高等特點(diǎn)(用戶數(shù)據(jù)流量具有突發(fā)性和間歇性)

2、動態(tài)分配：稱為多路訪問或多點(diǎn)接入，指多個用戶共用一條線路，而信道并非是在用戶通信時固定分配給用戶，這樣的系統(tǒng)又稱為競爭系統(tǒng)。根據(jù)應(yīng)用或服務(wù)來定義VLAN的成員，例如文件傳輸協(xié)議（FTP）可以在一個VLAN上執(zhí)行，遠(yuǎn)程登錄應(yīng)用在另一個VLAN上。100VG網(wǎng)絡(luò)的局限性—基本上是HP公司專有的技術(shù)第一講介質(zhì)訪問控制技術(shù)PMD（物理媒體相關(guān)）子層——傳輸介質(zhì)光纖及連接器、光發(fā)送器和光接收器的技術(shù)特性等網(wǎng)絡(luò)速度提高，最短幀長也應(yīng)該增大或者站點(diǎn)間的距離要減小Who-follows五種多路訪問協(xié)議性能比較

以上五種多路訪問方法的信道利用率和載荷曲線的比較見下圖。填充字段：保證從目的地址開始，到校驗(yàn)和字段的最短長度為64字1274.帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協(xié)議CSMA/CD引入原因當(dāng)兩個幀發(fā)生沖突時，兩個被損壞幀繼續(xù)傳送毫無意義，而且信道無法被其他站點(diǎn)使用，對于有限的信道來講，這是很大的浪費(fèi)。如果站點(diǎn)邊發(fā)送邊監(jiān)聽，并在監(jiān)聽到?jīng)_突之后立即停止發(fā)送，可以提高信道的利用率，因此產(chǎn)生了CSMA/CD原理站點(diǎn)使用CSMA協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送；在發(fā)送期間如果檢測到?jīng)_突，立即終止發(fā)送，并發(fā)出一個瞬間干擾信號，使所有的站點(diǎn)都知道發(fā)生了沖突；在發(fā)出干擾信號后，等待一段隨機(jī)時間，再重復(fù)上述過程4.帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協(xié)議CSMA/CD引入原因128介質(zhì)訪問控制技術(shù)與局域網(wǎng)實(shí)用課件129

CSMA/CD工作狀態(tài)包括三個周期：傳輸周期、競爭周期和空閑周期一個站點(diǎn)確定發(fā)生沖突所花的時間到底為多少？(2倍電纜傳輸時間)CSMA/CD工作狀態(tài)包括三個周期：傳輸周期、競爭周130二進(jìn)制指數(shù)退避算法二進(jìn)制指數(shù)退避算法—確定等待的隨機(jī)時間當(dāng)站點(diǎn)發(fā)生第1次沖突,等待0~21-1個時間片。當(dāng)站點(diǎn)發(fā)生第2次沖突,等待0~22-1個時間片。依此類推，當(dāng)站點(diǎn)發(fā)生第n次沖突，在n≤10時，等待0~2n–1個時間片；n≥10后，等待0~210個時間片當(dāng)站點(diǎn)發(fā)生沖突的次數(shù)達(dá)到第16次時，將放棄該數(shù)據(jù)幀的發(fā)送二進(jìn)制指數(shù)退避算法二進(jìn)制指數(shù)退避算法—確定等待的隨機(jī)時間1314.1.2令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制技術(shù)產(chǎn)生原因環(huán)實(shí)際上并不是一個廣播介質(zhì)，而是不同的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路組成的環(huán)，點(diǎn)到點(diǎn)鏈路有很多技術(shù)優(yōu)勢；各個站點(diǎn)是公平的，獲得信道的時間有上限，避免沖突發(fā)生；IBM選擇TokenRing作為它的LAN技術(shù)。令牌環(huán)的結(jié)構(gòu)環(huán)長的計算令牌幀和數(shù)據(jù)幀的格式令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制協(xié)議令牌環(huán)的操作與維護(hù)4.1.2令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制技術(shù)產(chǎn)生原因1321.令牌環(huán)的結(jié)構(gòu)由一系列環(huán)接口和這些接口間的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路構(gòu)成的閉合環(huán)路，各站點(diǎn)通過環(huán)接口連到網(wǎng)上。1.令牌環(huán)的結(jié)構(gòu)由一系列環(huán)接口和這些接口間的點(diǎn)133環(huán)接口的兩種操作模式偵聽模式傳輸模式環(huán)接口的兩種操作模式1342.環(huán)長的計算環(huán)比特長度=傳播時延×數(shù)據(jù)傳輸速率＋接口延遲位數(shù)傳播時延=環(huán)路介質(zhì)長度/200（m/μs）例：某令牌環(huán)介質(zhì)長度為10Km，數(shù)據(jù)傳輸速率為4Mbps，環(huán)路上共有50個站點(diǎn)，每個站點(diǎn)的接口引入1位延遲，則可計算得：環(huán)的比特長度=10（Km）/200（m/μs）×4（Mbps）＋1（bit）×50=250（bit）2.環(huán)長的計算環(huán)比特長度=1353.令牌幀和數(shù)據(jù)幀的格式

IEEE802.5令牌環(huán)的MAC幀有兩種基本格式：令牌幀和數(shù)據(jù)幀

令牌幀SD(JK00JKOOO)和ED(JK11JK111)標(biāo)志著幀的開始和結(jié)束，用差分曼徹斯特編模式(J和K的中間沒有跳變)無信息傳輸時，3字節(jié)的令牌在環(huán)上循環(huán)；有信息要發(fā)送時，站獲得令牌，并將第二個字節(jié)的某一位由0變成1，將令牌的前兩個字節(jié)變成幀的起始序列