安全監(jiān)測計算機網絡基礎20140315

第九章安全監(jiān)測計算機網絡基礎

9.1計算機網絡及其體系結構9.2網絡協議9.3信道訪問控制方式9.4局域網本章重點：網絡結構和網絡協議本章共4個學時9.1計算機網絡及其體系結構

一、計算機網絡基本概念1.計算機網絡：通過某種通信介質將不同地理位置的多臺具有獨立功能的計算機連接起來，并且借助網絡通信協議和網絡操作系統(tǒng)來進行數據通信，實現網絡上的資源共享和信息交換的系統(tǒng)。(1)計算機網絡是“通信技術”與“計算機技術”的結合產物，即：計算機技術＋通信技術＝計算機網絡。(2)數據交換是基礎，資源共享為目的

。

計算機網絡示意圖9.1計算機網絡及其體系結構一、計算機網絡基本概念2.計算機網絡的組成

組成:通信子網，資源子網

1）通信子網

功能：完成網絡的通信數據的存儲轉發(fā),具體的有：差錯控制；流量控制；路由選擇；網絡安全；流量計費。

構成：網絡結點（終端設備、通信控制裝置（通信控制器、集中器、前置處理機或通信接口處理機）、調制解調器等設備）+通信線路（同軸電纜、光纜、架空明線、通信衛(wèi)星)等2）資源子網

功能：提供網絡資源共享，處理數據能力構成：主機系統(tǒng)(硬件+軟件)

計算機網絡軟件有網絡協議軟件、網絡通信軟件和網絡操作系統(tǒng)等。

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一、計算機網絡基本概念

3、計算機網絡的功能----四點功能：

1)、數據傳輸計算機網絡的最基本功能之一，用以實現計算機網絡中各節(jié)點計算機之間信息傳送。如發(fā)送電子郵件、進行電子商務、遠程登錄等。2)、資源共享包括共享軟件、硬件和數據資源，是計算機網絡最常用的功能。資源共享指的是網上用戶都能部分或全部地享受這些資源，使網絡中各地理位置的資源互通信息，分工協作，從而極大地提高系統(tǒng)資源的利用率。3)、提高處理能力的可靠性和可用性網絡中一臺計算機或一條傳輸線路出現故障，可通過其他無故障線路傳遞信息，在無故障的計算機上運行需要的處理。分布廣闊的計算機網絡的處理能力，對不可抗拒的自然災害有著較強的應付能力。4)、易于分布式處理。計算機網絡用戶可根據情況合理選擇網上資源。對于較大型的綜合性問題可以通過一定的算法將任務分別交給不同的計算機去完成，以達到均衡使用網絡資源、實現分布處理的目的。

2023/2/459.1計算機網絡及其體系結構一、計算機網絡基本概念4、計算機網絡分類----多種分類方式1)按不同的用途----共享資源網、數據處理網（如實時控制）、數據傳輸網（如銀行網）、大型商用網、企業(yè)管理網等。2)按不同的網絡通信協議----采用TCP/IP通信協議Internet，TCP/IP協議使得異結構環(huán)境下的不同節(jié)點能夠彼此通信，是一種網絡互連的標準協議。3)按通信交換技術----有線路交換網和分組交換網。4)按通信傳輸技術----有基帶網和寬帶網。5)按傳輸介質----有無線網和有線網。6)按網絡覆蓋的地理范圍來劃----如局域網（LocalAreaNetwork,LAN，在10公里以內，一個部門或單位，小范圍網）、城域網(MetropolitanAreaNetwork,MAN)和廣域網(WideAreaNetwork,MAN，幾公里到幾萬公里，一個城市和地區(qū)、國家洲際之間)，稱遠程網RCN。7)從計算機網絡實現的拓撲結構的角度來劃----網絡上的可訪問的每臺計算機、終端設備或支持網絡的連接器、轉接器等都可稱為網絡上的一個節(jié)點（Node）。而網絡拓撲結構就是指網絡節(jié)點的位置和互連的幾何布局。一般分為總線型、星型、樹型、環(huán)型和網型。實際建網過程中是以采用其中的一種或幾種的復合形式實現的。2023/2/464.計算機網絡的分類

局域網是由一系列用戶終端和具有信息處理與交換功能的節(jié)點及節(jié)點間的傳輸線路組成，限制在有限的距離之內，實現各計算機間的數據通信，具有較高的網絡傳輸速率，局域網范圍一般不超過10Km，往往局限于企事業(yè)單位內靈活成本低廉可靠速度快城域網:

也稱都市網，它的覆蓋范圍一般是一個城市，它是在局域網不斷普及，網絡產品增加，應用領域拓展等情況下興起的。它是將一個城市范圍的局域網互連起來，以得到更高的數據傳輸速率速度更快廣域網:覆蓋范圍廣闊，又稱遠程網。廣域網覆蓋的地理范圍可以是一個城市，一個地區(qū)，一個省，一個國家。最大的是Internet（LocalAreaNetwork，LAN）:（MetropolitanAreaNetwork，MAN）（WideAreaNetwork，WAN）2023/2/479.1計算機網絡及其體系結構二、計算機網絡拓撲結構1、網絡拓撲結構：從拓撲學的觀點看計算機網絡就變成了點和線組成的幾何圖形，由點和線描述的計算機系統(tǒng)組合結構圖，

簡單地說：網絡形狀。結點：連接到網絡的一個有源設備。把工作站、服務器等網絡單元抽象為“結點”，

。鏈路(線)：兩個結點間承載信息流的線路或信道，所使用的界質可以是電話、光纖、線路或微波。從拓樸結構的觀點看，計算機網絡由一組結點和連接結點的鏈路(線)組成。常見的網絡拓撲結構：總線型、星型、環(huán)型、樹型、網狀型、混合型2023/2/489.1計算機網絡及其體系結構二、計算機網絡拓撲結構Ｓ總線星狀環(huán)狀樹狀不規(guī)則全互連器

2023/2/499.1計算機網絡及其體系結構1、總線型結構總線型結構網絡是將各個結點和一根總線相連。網絡中所有的結點都通過總線進行信息傳輸，任何一個結點的信息都可以沿著總線向兩個方向傳輸，并被總線中任何一個結點所接收。數據通信必經的總線的負載量是有限度的，一條總線也只能連接一定數量的結點。總線優(yōu)點：結構簡單靈活，各結點共享信道，可擴充性好；故障少，可靠性高；結點響應速度快，共享資源能力強，設備投入量少，成本低，安裝使用方便。2、星型結構以中央控制結點為中心與各個結點連接組成的。如果一個工作站需要傳輸數據，它首先必須通過中央控制結點，中央控制結點接收各分散結點的信息再轉發(fā)給相應結點。中央控制結點相當復雜，負擔比其它結點重得多。中央控制結點目前多采用集線器(HUB)與其它結點連接。Ｓ星狀優(yōu)點：結構簡單，建網容易．便于控制和管理。缺點：中央拉制結點負擔重，容易在中央控制結點上形成系統(tǒng)的“瓶頸口”。此外，通信線路的利用率也不高。2023/2/4103、環(huán)型結構環(huán)型結構中的備結點是連接在一條首尾相連的閉合環(huán)型線路中的。環(huán)型網絡中的信息傳送是單向的，即沿一個方向從一個結點傳到另一個結點。由，任何結點的故障均能導致環(huán)路不能正常工作。已有許多解決這些矛盾的辦法，如建立雙環(huán)結構等。優(yōu)點：結構簡單，路徑選擇、通信接口、軟件管理都比較簡單，實現起來比較容易。缺點：當結點過多時，影響傳輸效率，使網絡響應時間變長；在加新的工作站時必須使環(huán)路暫時中斷，故不利于系統(tǒng)擴充。9.1計算機網絡及其體系結構環(huán)狀4、樹型結構一種總線型分級結構，和星型網絡比較，其線路總長度較短，故成本較低，結構較星型網絡復雜。在樹型網中，任意兩個結點之問不產生回路，每條通路都支持雙向傳輸。兩個結點之間的通路，有時需要經過中間主結點才能連通。一般來說，除葉子結點及其連線外，任一結點或連線的故障均影響其所在支路網絡的正常工作。優(yōu)點：擴充方便、靈活，成本低，易推廣。此外，天然的分結構使得這種網絡比較適用于分主次或分等級的層次型管理系統(tǒng)。樹狀2023/2/411三、數據交換方式交換又稱為轉接，多個結點的網絡中實現數據傳輸的必不可少的手段。1、線路交換(電路交換)----直接的交換方式。先申請建立一條從發(fā)送端到接收端的物理通道，預先分配傳輸信道。只有在這條通道建立之后，雙方才能交換信息。在雙方進行信息交換的全部時間里，用戶始終占用著這一通道，信息交換結束后通道才斷開。優(yōu)點：傳輸時延(即延遲時間)??；一旦建立電路便由通信雙方專用，不會發(fā)生沖突。缺點：建立電路所需要的時間太長，通常需要l0s甚至更長的時間；電路利用率低，因為電路一旦建立，即使雙方不傳送信息，也不能改作其它用途。2、存儲交換9.1計算機網絡及其體系結構2023/2/412三、數據交換方式1、線路交換(電路交換2、存儲交換將輸入的信息在交換裝置控制下先存入緩沖存儲器中暫存，當指定的線路空閑時，再將數據轉發(fā)出去。產生了多種適合于計算機信息的交換技術，如分組交換和報文交換。1)．報文交換----交換的單位是報文，網絡把整個報文封裝起來，加上目的地址和其他控制信息，等到線路有空時發(fā)送出去。要求網絡上的每個結點都有存儲和處理報文的能力。它接收整個報文，分析報文頭信息，選擇適當路由再轉發(fā)出去，通常用于電子郵件之類的服務。2．分組交換----包交換。特點是把長的報文分成若干個較短的分組(或稱為包)，每個報文分組由規(guī)定形式的數據信息、傳輸控制信息和差錯控制信息等排列而成。分組交換以分組為單位進行發(fā)送、暫存和轉發(fā)。因為報文分組比較短，在各結點之間的傳送比較靈活，大大減少了對各結點存儲容量的要求，也縮短了網絡時延。但是，在發(fā)送端要求能對報文進行分組．在接收端能將分組合成報文。9.1計算機網絡及其體系結構2023/2/4139.2網絡協議定義：在網絡中，為了方便各用戶之間、用戶與資源之間、資源與資源之間實現通信，而制定的一套全網成員都必須共同遵守的“約定”。即信息的內容、格式、傳輸順序等有一整套的規(guī)則、標準和約定。

網絡協議組成三要素：語法：數據與控制信息的結構或格式語義：需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種應答同步：時間實現順序的詳細說明網絡協議一般采用層次式結構：各層執(zhí)行和完成自己所承擔的任務，層與層之間有接口，該接口為層與層之間的組合提供通道。

具有靈活性、結構上可分割開、有利于標準化

2023/2/4149.2網絡協議一、開放系統(tǒng)互聯參考模型（OpenSystemInterconnection)參考模型，簡稱為OSI

。

“開放”是指一個系統(tǒng)只要遵循OSI標準，就可以和位于任何地方的也遵循同一標準的其它任何系統(tǒng)通信。

（一）、OSI參考模型的分層結構原則：·分層層數不要太多?！哟蔚膭澐忠阌跇藴驶！じ鲗觾鹊墓δ芤M可能相對獨立，對技術或處理上明顯不同的功能應建立獨立層次。·類似的功能要盡可能放在同一層內。·各層的劃分要便于層與層之間的銜接，各層界面應設置在信息通過接口最少的地方。擴充某一層的功能或協議不能影響其它層。根據需要，可以在同一層內再設置若干個子層次。對每一層功能僅建立它的相鄰上下層的邊界。2023/2/4159.2網絡協議表OSI開放互連參數模型中的七個層次

層號層的名稱層的英文名稱層的英文縮寫7應用層ApplicationlayerA6表示層PresentationlayerP5會話層SessionlayerS4傳輸層TransportlayerT3網絡層NetworklayerN2數據鏈路層DatalinklayerDL1物理層PhysicallayerPH低層

高層

網絡功能

用戶功能層

2023/2/4169.2網絡協議做什么？對方看起來像什么？輪到誰講話和從何處講？對方在何處？以速率走哪條路可以到達該處？每一步應該怎么走？怎樣利用物理介質？高層協議偏重于處理用戶服務和各種應用請求。低層協議偏重于處理實際的信息傳輸。2023/2/4179.2網絡協議應用層7-6接口表示層6-5接口會話層5-4接口傳輸層4-3接口網絡層3-2接口數據鏈路層2-1接口物理層網絡層數據鏈路層物理層網絡層數據鏈路層物理層應用層7-6接口表示層6-5接口會話層5-4接口傳輸層4-3接口網絡層3-2接口數據鏈路層2-1接口物理層12345671234567物理通信設備A設備B中間結點中間結點OSI模型的邏輯結構2023/2/418應用層表示層會話層傳輸層網絡層鏈路層物理層通信子網面向通信面向服務面向應用應用程序：FTP、E-mail、Telnet數據結構表示、數據轉換、加密、壓縮進程管理、雙工、半雙工、單工、斷點續(xù)發(fā)將數據報給正確的應用程序，提供可靠的數據傳輸將包傳給正確的主機，數據分組、路由選擇將數據組成幀，差錯控制、流量控制、媒體訪問控制傳送比特流，規(guī)定物理信號、接口、信號形式、速率9.2網絡協議2023/2/419七個層次劃分原則：網中各節(jié)點都有相同的層次不同節(jié)點的同等層具有相同的功能同一節(jié)點內相臨層之間通過接口通信每一層使用下層提供的服務，并向其上層提供服務不同節(jié)點的同等層按照協議實現對等層之間的通信9.2網絡協議2023/2/4209.2網絡協議（二）參考模型中的幾個基本概念1．協議和服務實體“Entity”：表示任何可以發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。實體就是一個特定的軟件模塊．每一層可以看作由若干實體組成。相同層次內相互交互的實體稱為對等實體。N層協議：控制兩個第N層對等實體進行通信的規(guī)則稱為N層協議。協議的語法方面的規(guī)則定義了同層內對等實體間交換的信息幀、組和報文的格式，而協議的語義層面的規(guī)范定義了發(fā)送者或接收者所要完成的操作。服務：兩個第N層實體在第N層協議的控制下通信，使得下層能夠向上層提供服務。所謂下層提供的“服務”就是上層能夠“看得見用得著的功能”。實體利用協議來實現它們的服務。只要不改變提供給用戶的服務，實體可以隨意改變它們的協議。2023/2/4219.2網絡協議（二）參考模型中的幾個基本概念1．協議和服務2．面向連接的服務與無連接服務面向連接的服務：電話系統(tǒng)來比喻。要和某人通話，先拿起話筒并撥號(建立連接)→通話(交換信息)→掛機(終止這個連接)。面向連接服務具有連接建立、數據傳輸、釋放這三個階段。無連接服務：用郵政系統(tǒng)來比喻。每個報文都帶有完整的目標地址，它獨立于其它報文，經過系統(tǒng)所選擇的路線傳送。在正常情況下，當兩個報文發(fā)往同一目標地時，先發(fā)送的先到達。也有可能先發(fā)送的報文在途中延誤了，后發(fā)送的反而先收到。在面向連接的服務中是絕對不可能發(fā)生的。優(yōu)點是靈活方便和比較迅速，但無連接服務不能防止報文的丟失、重復或失序。在采用無連接服務時，由于每個報文都必須提供完整的目標站地址，因此，開銷也較大。2023/2/4229.2網絡協議（三）OSI模型的數據傳輸信息的流動過程數據數據數據數據數據數據數據比特流應用層表示層會話層傳輸層網絡層數據鏈路層物理層2023/2/4239.2網絡協議（三）OSI模型的數據傳輸應用層表示層會話層傳輸層網絡層數據鏈路層物理層L7數據L7數據H6L6數據H5L5數據H4L4數據H3L3數據H2T2010101010111111001010101234567L7數據L7數據H6L6數據H5L5數據H4L4數據H3L3數據H2T2010101010111111001010101234567傳輸媒體信息的流動過程H7H72023/2/4249.2網絡協議二、各層功能與特性1、物理層1)．物理層的功能

(1)保證數據按位傳送的正確性

(2)物理層應能建立、保持、釋放相應的物理連接若兩個設備之間需要經過若干中繼設備才能建立連接，則物理層還應能將相應的數據電路及設備互聯，以建立相應的物理連接。

L2數據10010110101物理層L2數據10010110101物理層從數據鏈路層到數據鏈路層傳輸媒體2023/2/4259.2網絡協議二、各層功能與特性1、物理層1)．物理層的功能2)、物理層的特性(1)機械特性--指硬件連接的接口（一般都采用插接式連接器）。(2)電氣特性--指信號狀態(tài)“0”和“1”用多少伏電壓表示，1比特信息占用多長的時間，傳輸的速率，編碼方式等。(3)功能特性--接口電路的功能。接口信號大體上可以分為數據信號、控制信號和時鐘信號。(4)過程特性--（也稱作規(guī)程特性）是在功能特性的基礎上，說明利用接口傳送比特流的過程和順序，

L2數據10010110101物理層L2數據10010110101物理層從數據鏈路層到數據鏈路層傳輸媒體2023/2/4269.2網絡協議二、各層功能與特性1、物理層1)．物理層的功能2)、物理層的特性3)、物理層標準(1）．RS-232C標準(2）．RS-449--采用37根引腳的插頭/座，規(guī)定了接口的機械特性、功能特性。(3）．建議書--RS-232C和RS-449是為在模擬信道上傳輸而制定的一個接口標準。還制定了數字信道標準，并且在1976年通過了數字信道接口標準建議書X.21。X.21規(guī)定了用戶的計算機DTE在建立和釋放一個連接時應當和DCE交換哪些數據。數字信道當然不需要使用調制調器，這里的DCE不再表示調制解調器，而是表示DTE和網絡接口的一個設備。X.21規(guī)定使用15根引腳的插頭座，它是一個相當復雜的接口標準。L2數據10010110101物理層L2數據10010110101物理層從數據鏈路層到數據鏈路層傳輸媒體2023/2/4279.2網絡協議二、各層功能與特性1、物理層2、數據鏈路層

1)功能；(1)成幀與帆同步(2)鏈路管理(3)流量控制(4)差錯控制(5)區(qū)分數據和控制信息(6)尋址

L3數據L3數據

L2數據L2數據T2T2H2H2到物理層從物理層從網絡層到網絡層數據鏈路層數據鏈路層幀幀2023/2/4289.2網絡協議二、各層功能與特性1、物理層2、數據鏈路層

1)功能；2)兩種類型的數據傳輸控制規(guī)程(1)．面向字符型控制規(guī)程--特點：·以字符作為傳輸信息的基本單位。·規(guī)定在鏈路上所傳送的字符必須由規(guī)程的字符集中的字符組成(如采用ASCⅡ碼等)。·鏈路上傳送的控制信息也必須由一個字符集中若干指定的控制字符組成?！ざ鄶挡捎冒腚p工通信方式，有的也采用全雙工通信方式

·采用等待發(fā)送的控制方式。

2023/2/4299.2網絡協議二、各層功能與特性1、物理層2、數據鏈路層

1)功能；2)兩種類型的數據傳輸控制規(guī)程(1)．面向字符型控制規(guī)程--特點：·(2)．面向比特型控制規(guī)程-特點：以幀為單位進行傳輸，且具有統(tǒng)一的幀格式；

報文的數據和控制信息完全獨立，除分界符外，所有信息中字符的出現不受限制。

采用了檢錯能力較強的校驗方法，可靠性較好?！ぴ阪溌飞蟼鬏斝畔⒉捎眠B續(xù)發(fā)送方式，即發(fā)送一幀信息后，無須等待對方的應答就可以發(fā)送下一幀信息，2023/2/4309.2網絡協議二、各層功能與特性3、網絡層1)功能；(1)以數據鏈路層的無差錯傳輸為基礎，為網絡內任意兩設備間的數據交換提供服務。該層傳輸的信息以報文分組(包)為單位。接收來自源機的報文，把它轉換為報文分組，然后按路徑選擇算法確定的路徑將分組送到指定目標機，當它到達目標機之后再還原成報文。(2)記帳功能，以便生成帳單L4數據L4數據

L3數據L3數據H3H3到數據鏈路層從傳輸層到傳輸層網絡層網絡層分組從數據鏈路層分組2023/2/4319.2網絡協議二、各層功能與特性4、傳輸層1)功能：(1)傳輸連接管理：即在兩個傳輸用戶之間建立和維護一條暢通的傳輸通道，并在通信完畢時釋放傳輸連接。(2)數據傳送：能保證對報文的正確接收；協議則必須包括差錯校驗和差錯恢復。

傳輸層協議具有端到端的特性。端到端即從進程到進程，這種端到端的特性使得對通信兩端的網絡用戶來說，各通信子網都變成透明的。也就是說，傳輸層向高層用戶隱蔽了下面通信子網的細節(jié)，使高層用戶看不見實現通信功能的物理鏈路是什么，數據鏈路采用的是什么規(guī)程，也看不見下面到底有幾個子網以及這些子網是怎樣連接起來的，傳輸層使高層用戶看見的就好像是在兩個傳輸實體之間有一條端到端的可靠的通信鏈路。2023/2/432H4H4H4H4H4H4L4數據L4數據L4數據L5數據L5數據L4數據L4數據L4數據到網絡層從網絡層從會話層到會話層傳輸層傳輸層傳輸層9.2網絡協議2023/2/4339.2網絡協議二、各層功能與特性5、會話層1)功能：數據交換：建立連接、數據交換和釋放連接。與會話管理有關的服務：確定會話類型(全雙工、半雙工方式或單工方式)和交互管理(各種請求和響應保持輪番對話的方式也稱對話管理)。

L6數據H5L5數據到傳輸層從傳輸層從表示層到表示層會話層L6數據H5L5數據會話層·隔離服務：會話的任何一方，在數據少于某一定值時，數據可暫不向目的用戶傳輸，也就是在一個輸入緩沖器中收集報文，在全部報文到達之前不對報文信息進行處理?！こ鲥e的恢復和控制：2023/2/4349.2網絡協議二、各層功能與特性6、表示層1)功能：語法轉換：比特串的解釋方法。為了保證語義的正確性，必然要對比特串的格式進行轉換，把符合發(fā)送方局部語法的比特串轉換為符合接收方局部語法的比特串，這一工作稱為語法轉換。語法轉換涉及到代碼轉換、字符集的轉換，以及修改數據位的組合格式等。

··語法選擇；語法選擇是根據所有的轉換形式進行初始的語法選擇，隨后修改這種選擇。表示層協議有文本壓縮、安全保密和虛擬終端等方面的協議。

L6數據數據的編碼、加密和壓縮H6L7數據從應用層到會話層表示層L6數據數據的解碼、解密和解壓縮H6L7數據到應用層從會話層表示層2023/2/4359.2網絡協議二、各層功能與特性7、應用層1)功能：··最高層，它為網絡用戶之間的通信提供專用的應用程序包，如電子郵件、文件傳輸、數據庫存取等L7數據FTPDNSNFS用戶應用層到表示層L7數據FTPDNSNFS用戶應用層從表示層2023/2/436為應用程序提供網絡服務數據表示互連主機通信端到端連接確定地址和最佳路徑介質訪問二進制傳輸應用層表示層會話層傳輸層網絡層數據鏈路層物理層7654321各層的主要功能9.2網絡協議2023/2/4371、信道訪問控制方式常用的有：查詢方式、令牌方式、載體偵聽多重訪問／沖突檢測CSMA／CD方式等。2、查詢訪問方式3、令牌傳送方式4、隨機訪問CSMA／CD方式9.3信道訪問控制方式星型結構網絡中的主結點或總線結構網絡中的主站，依次詢問各站是否要求通信以決定信道的分配情況。查詢時先給各站發(fā)送一個詢問信息，當收到具體站點的響應后再控制各站通信。如果同時有多個站點要求發(fā)送信息時，主結點(或主站)可根據各站優(yōu)先級高低安排發(fā)送順序。通常查詢方式又可分為輪叫輪詢(順序式)和傳遞輪詢(循環(huán)式)方式。

2023/2/4381、信道訪問控制方式常用的有：2、查詢訪問方式3、令牌傳送方式4、隨機訪問CSMA／CD方式9.3信道訪問控制方式令牌傳送技術的環(huán)型網中．有一個被稱為令牌的信息幀環(huán)繞網絡的各結點依次傳送，令牌信息幀分空、忙兩個狀態(tài)。當環(huán)網開始運行時，由指定結點產生一個空令牌信息幀沿環(huán)路傳送。任何一個要傳遞信息的結點都要等到令牌傳到自己，當判斷為空令牌時才能開始占用信道傳送信息。發(fā)送信息前發(fā)送站首先把令牌置成忙狀態(tài)并置入傳遞信息、源結點地址和目的地址，然后將此載有信息的令牌信息幀送上環(huán)網傳輸。令牌沿網循環(huán)一周返回到原結點時，傳送信息已被目的結點接收，源結點再把令牌置成空狀態(tài)，送上環(huán)網繼續(xù)巡回傳送，以供其它結點使用。主要問題：令牌丟失現象。特點：效率高，信息吞吐量大。傳送方式：令牌通行環(huán)訪問和令牌總線訪問控制方式。2023/2/4391、信道訪問控制方式常用的有：2、查詢訪問方式3、令牌傳送方式4、隨機訪問CSMA／CD方式9.3信道訪問控制方式帶有沖突檢測的載體監(jiān)聽多重訪問／沖突檢測(CSMA／CD)技術適用:總線型結構網絡，掛在總線上的各站點共享一條廣播式傳輸線路，每個站點都是平等的，采用競爭方式發(fā)送信息到總線上。

由于沒有專門的控制站，兩個或多個站可能同時請求發(fā)送信息，這樣會發(fā)生“沖突”或“碰撞”，從而造成報文作廢，又稱為總線競爭。因此，必須采取適當的措施來防止沖突的發(fā)生。從組織報文到報文在總線上傳輸有段延時，在這段時聞內，另一個站通過監(jiān)聽也可能認為總線空閑，也會發(fā)送報文到總線上，這樣就出現兩站同時發(fā)送競爭總線而發(fā)生沖突。2023/2/4401、信道訪問控制方式常用的有：2、查詢訪問方式3、令牌傳送方式4、隨機訪問CSMA／CD方式9.3信道訪問控制方式采取兩種防止沖突措施:1)“先聽后講”:發(fā)送站在發(fā)送報文之前，先監(jiān)聽一下總線是否空閑，如果空閑，則發(fā)送報文到總線上，稱之為“先聽后講”，邊聽邊講：在發(fā)送報文開始的一段時間里仍然監(jiān)聽總線，采用邊發(fā)邊接收的辦法，把接收到的信息與自己發(fā)送的信息比較，若相同則繼續(xù)發(fā)送，稱之為“邊聽邊講”；若不相同則是發(fā)生沖突，立刻停止發(fā)送報文，并發(fā)送一段簡短的沖突標志(阻塞碼序列)阻塞總線。把這種“先聽后講”和“邊聽邊講”相結合的方法稱為CSMA／CD技術。

2)二次檢測：準備發(fā)送報文的站先監(jiān)聽一段時間(大約為總線傳播時延的2倍時間)，如果這時間內總線一直為空閑，則開始作發(fā)送準備。準備完畢，真正要將報文發(fā)送到總線上之前，再次對總線進行一次短暫的監(jiān)聽．即二次檢測。若仍為空閑，則正式開始發(fā)送；若為忙，則延遲一段隨機時間．然后再重復以上的二次檢測過程實現發(fā)送。

CSMA／CD允許各站平等競爭，實時性好，尤其適用于工業(yè)過程控制的計算機網絡。2023/2/441局城網特點：·有限的地理范圍(一般在10m～10km之內)；·通常多個站共事一個傳輸介質(同軸電纜，雙絞線、光纖)；·具有較高的數據傳輸速率，通常為1Mbit/s～20Mbit/s，高速局域網可達100Mbit/s以上；·具有較低的時延；·具有較低的誤碼率(一般在10-8～10-11之間)；·有限的站點數。9.4局域網

2023/2/442一、IEE802標準1)1980年2月美國電氣和電子工程學會(IEEE)，專門設立了局域網課題研究組，簡稱IEEE802委員會，主要任務是進行局域網標準化工作。該委員會認為，實現局域網通信對CISI高5層協議不必多加改動，主要的工作是對最低兩層(物理層和數據鏈路層)制定出相應規(guī)程。IEEE802模型是在OSI協議的最低兩層完成最基本的通信功能的。2)IEEE802模型與OSI協議對應關系

9.4局域網

3)IEEE802對應OSI物理主要功能有：·接口的電氣特性；·接口連接器和傳輸介質的機械；·接口的電路及功能；·比特的發(fā)送/接收；

2023/2/443一、IEE802標準4)邏輯鏈路控制子層和介質訪問控制子層功能9.4局域網

邏輯鏈路控制子層(LLC)功能：提供一個或多個兩相鄰層之間的邏輯接口，服務訪問點（SAP，Service

介質訪問控制子層(MAC)功能是：·發(fā)送時將數據組裝成帶有地址字段和差錯校驗字段的幀；·接收時拆卸幀，即將數據幀解除封裝，進行地址識別和差錯校驗；·管理鏈路上的通信。2023/2/444一、IEE802標準5)IEEE標準系列間關系

9.4局域網

802.1在為倒L形，垂直部分涉及所有層．這部分其實并不算作標準；802.2定義邏輯鏈路控制標準；控制是高層協議與任何一種局域網MAC子層的接口。802.3定義帶沖突檢測載波偵聽多路訪問方法(CSMA／CD)的總線結構標準802.4定義采用令牌訪問方法的總線結構標準。802.5定義采用令牌訪問方法的環(huán)路結構標準。2023/2/445二、以太網美國Xerox(施樂)公司于75年代推出了的第一個局域網。即CSMA／CD協議網絡1、以太網的工作原理----總線型網絡1)以太網的工作原理：一條傳輸線路由所有用戶共享，每一個用戶都可以在需要的時候使用這條傳輸線路，所在信息包都有一個帶有目標地址的包頭，所有的用戶都收聽別人的傳輸。用戶在聽到包頭中的地址決定是否去接收該信息包。2)以太網防沖突改進：(1)確認式以太網(2)預約式以太網9.4局域網

CSMA／CD在發(fā)送信息時，每當接收站收到一個信息包，都需進行校驗，如果正確，則向源站發(fā)回一確認應答信息包ACK；若出錯，則不回答。ACK信息包也要參加使用總線的競爭，若ACK信息包和數據信息包產生沖突，不僅ACK本身受到破壞，使得源站不能按時得到應答，而且使得本來已經正確傳送的信息再次重發(fā)，引起負載的加重，增加了沖突的概率。2023/2/446二、以太網美國Xerox(施樂)公司于75年代推出了的第一個局域網。即CSMA／CD協議網絡1、以太網的工作原理----總線型網絡1)以太網的工作原理：一條傳輸線路由所有用戶共享，每一個用戶都可以在需要的時候使用這條傳輸線路，所在信息包都有一個帶有目標地址的包頭，所有的用戶都收聽別人的傳輸。用戶在聽到包頭中的地址決定是否去接收該信息包。2)以太網防沖突改進：(1)確認式以太網(2)預約式以太網9.4局域網

確認式以太網思想是給予ACK最高優(yōu)先權．方法：當一數據信息包傳送結束后，如果接收站接收的信息包正確，這時總線也是空閑的，則立即向源站發(fā)回一確認信息包ACK，如果在同一時同，其它工作站也測得總線是空閑的，但還要等待一個“基本等待時間”，此時若總線空閑，才能發(fā)送效據信息包。這處理方法可以保證確認信息包ACK的優(yōu)先發(fā)送。2023/2/447二、以太網1、以太網的工作原理----總線型網絡1)以太網的工作原理：2)以太網防沖突改進：(1)確認式以太網(2)預約式以太網9.4局域網

基本思想：將它的時問劃分為兩個階段；預約階段和執(zhí)行階段。所有工作站只有在取得預約之后，才能進行發(fā)送。當出現預約信號時，表示預約階段已開始；當出現執(zhí)行信號時，表示執(zhí)行階段已開始。網絡總線上有一個用來產生預約信號和執(zhí)行信號的管理站，當它給出了預約信息后，各個欲進行發(fā)送信息的工作站可以依次進行預約。當進入執(zhí)行階段后，首先取得預約資格的那個站立即進行發(fā)送．其它已經發(fā)出預約信號的各個工作站對總線的數據進行監(jiān)聽。當監(jiān)聽到的信息與本站的預約信息相同時，則啟動本站數據幀的發(fā)送。2023/2/448二、以太網1、以太網的工作原理----總線型網絡2、幾種以太網標準(1)10BASE-5(標準)(2)10BASE-2(細纜)、(3)10BROAD36(寬帶)、(4)1BASE-5(1Mbps)、(5)10BASE—T(10Mbps)。(6)

10BASE-F，“F”代表光纖。

9.4局域網

收發(fā)器電纜采用78Ω6對屏蔽雙絞線電纜，收發(fā)器與微機上的網卡連接，并用標準N粗電纜以太網連接示意圖

每干線段最遠距離為500m。一個以太網最多可有5個干線段，每個干線段最多只能安裝100個站。收發(fā)器之間最小距離為2.5m。收發(fā)器電纜最大長度為50m。最大網絡干線電纜長度為2500m。2023/2/449二、以太網1、以太網的工作原理----總線型網絡2、幾種以太網標準(1)10BASE-5(標準)(2)10BASE-2(細纜)(3)10BROAD36(寬帶)、(4)1BASE-5(1Mbps)、(5)10BASE—T(10Mbps)。(6)

10BASE-F，“F”代表光纖。

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采用細同軸電纜作為傳輸介質的以太網又稱為細纜以太網，便宜。粗纜網雖然可靠性高，但粗纜較貴，同時要求每一個工作站都配置一個收發(fā)器和收發(fā)器電纜，成本較高。

每干線段最遠距離為185m，最多可以有5段。每干線段中最多能安裝30個站。工作站之間的最小距離為0.5m。細電纜最大總長度為925m。粗細電纜相結合的以太網

2023/2/450二、以太網1、以太網的工作原理----總線型網絡2、幾種以太網標準(1)10BASE-5(標準)(2)10BASE-2(細纜)(3)10BROAD36(寬帶)(4)1BASE-5(1Mbps)、(5)10BASE—T(10Mbps)。(6)

10BASE-F，“F”代表光纖。

9.4局域網

雙絞線電纜連接以太網，T是(雙絞線電纜)的縮寫。T網絡拓撲結構是一種總線型和星型相結合的“簇型”結構，工作站都連接到集線器HUB

工作站與HUB之間最大距離為100m；一條通路最多可以串聯4個HUB，HUB之間的最大距離為100m，任何一條線路都不能形成環(huán)路。網絡的簇型結構

集線器2023/2/451二、以太網1、以太網的工作原理----總線型網絡2、幾種以太網標準(1)10BASE-5(標準)(2)10BASE-2(細纜)(3)10BROAD36(寬帶)(4)1BASE-5(1Mbps)、(5)10BASE—T(10Mbps)。(6)

10BASE-F，“F”代表光纖。

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細纜作為主干線的10BASE-T與10BASE-2以太網互連2023/2/452三、令牌環(huán)網---環(huán)型網絡

1、令牌環(huán)網的工作原理環(huán)網中所程序、文件、數據和命令的傳輸都是單向、逐點傳送的。信息從結點通過環(huán)路接口(網絡接口板)輸入到環(huán)上，沿一定方向繞環(huán)傳輸，每經過一結點按位或按幀轉發(fā)一次，每個結點對信息都有地址識別能力，若地址符合，則該站是目標結點，就將信息收下，否則繼續(xù)向下傳送，直到信息到達目標結點或返回到源發(fā)送結點為止。

2、環(huán)接口組成--由五部分組成：發(fā)送(緩沖)器、接收(緩沖)器、控制器、線驅動器和線接收器

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2023/2/453三、令牌環(huán)網---環(huán)型網絡

1、令牌環(huán)網的工作原理2、環(huán)接口組成3、環(huán)型網絡特點

優(yōu)點：(1)只有一條環(huán)路，信息單向流動，無路徑選擇問題。由于每個結點都可以收到其它任何結點發(fā)送的信息．故容易實現廣播式發(fā)送；(2)環(huán)接口中的線接收器、線驅動器以及相應的控制邏輯等可以看成是環(huán)接口的一個中繼轉發(fā)器，對信號進行了整形和放大，因此環(huán)網負載能力強，覆蓋面積大；(3)對信道訪問的控制技術簡單，只要信道空閑就可發(fā)送，因此，消除了信息傳輸中的擁擠和堵塞現象，減少了額外開銷；(4)適合于多種傳輸介質，傳輸速率高，較適宜于實時傳輸。缺點：可靠性差；某一結點的故障可能導致整個環(huán)路斷開而無法工作，IBM令牌環(huán)網絡的結構。

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2023/2/454三、令牌環(huán)網---環(huán)型網絡

1、令牌環(huán)網的工作原理2、環(huán)接口組成—發(fā)送(緩沖)器----向環(huán)路上傳送信息的任務，包括從接收器送來的轉發(fā)信息和從本站處理送來的企圖向網上發(fā)出的信息。若本結點不是所傳送信息的目的地，則信息經接收器送至發(fā)送器，然后經線驅動器進至環(huán)路繼續(xù)傳送。控制器----控制和協調環(huán)網上的信息流量，檢測信息的丟失，防止死鎖和進行恢復等。線驅動器----向環(huán)路發(fā)送信息的部件，具有再生放大作用。線接收器---接收來自環(huán)上的信息并送到接收緩沖器，在進行地址識別后,若本結點為該信息的目的地，則將信息暫存在緩沖器中，然后進人本結點的處理機或外部設備。對于已被接收的信息是繼續(xù)轉發(fā)還是終止．取決于環(huán)的控制策略。

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2023/2/455四、令牌總線局域網

綜合令牌和總線局域網優(yōu)點特點：物理上它是一個總線網，邏輯上是一個令牌環(huán)網，令牌傳遞的順序與站點的物理位置無關。它既具有總線式網絡的接入方便和可靠性高的優(yōu)點，又具有令牌環(huán)網的無沖突和發(fā)送時延有確定上限值的優(yōu)點。但是，由于令牌在總線上傳送比較復雜，令牌總線局域網產品通常比其它局域網產品要貴一些。