計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)第二版第五章局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

）詩算機(jī)闌縮技術(shù)與裳涮?建論篇

第5章局域用徂用技術(shù)

http://windows.

⑥本章主要內(nèi)容

了解局域網(wǎng)的特點(diǎn)、組成

熟練掌握局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

掌握局域網(wǎng)的參考模型

熟練掌握局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式

掌握以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

了解無線局域網(wǎng)

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5.1局域網(wǎng)概述

5.1.1局域網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)

5.1.2局域網(wǎng)的特點(diǎn)

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5.7.7局域網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)

局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork,LAN)

是20世紀(jì)70年代后迅速發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)網(wǎng)

絡(luò)，局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)涵蓋共享訪問技術(shù)、交

換技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)。

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⑥山./局域網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)

交換技術(shù)

高速共享網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

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j5.1.2局域網(wǎng)的特點(diǎn)

局域網(wǎng)的特點(diǎn)：

(1)地理范圍一般不超過幾公里

(2)通信速率高

(3)多采,分森控制和廣播式通信,

可靠性高

?可采用多種通信介質(zhì)

(5)易于安裝、組建與維護(hù)。

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5.2局域網(wǎng)的組成

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

工作站

網(wǎng)備

通信

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⑥5.2.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

網(wǎng)上可以配置不同數(shù)量的服務(wù)器,

有些服務(wù)器提供相同的服務(wù)，有些提

供不同的服務(wù)。對(duì)于專用的服務(wù)器，

其技術(shù)性能的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在通信處

理能力、內(nèi)存容量、磁盤空間、系統(tǒng)

容錯(cuò)能力、并發(fā)處理能力及高速緩存

能力等方面。

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⑥5.2.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

⑴文件服務(wù)器

(2)應(yīng)用服務(wù)器

⑶打印服務(wù)器

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5.2.2工作站

網(wǎng)絡(luò)工作站是指連接到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上并運(yùn)行應(yīng)

用程序來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的計(jì)算機(jī)，它是數(shù)據(jù)

處理的主要場(chǎng)所。用戶通過工作站與網(wǎng)絡(luò)交

換信息，共享網(wǎng)絡(luò)資源。根據(jù)工作站有無外

部存儲(chǔ)器，可將其分為無盤工作站和看盤工

作站；根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，可將其分為事

務(wù)處理工作站和圖形工作站；根據(jù)操作系統(tǒng)

的不同，又可分為DOS工作站、Windows工作

站、UNIX工作站和Linux工作站等多種工作站。

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5.2.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是指用于網(wǎng)絡(luò)通信的

設(shè)備，包括網(wǎng)絡(luò)接口卡、中繼器

（Repeater）.集線器（HUB）、網(wǎng)

橋（Bridge）、交換機(jī)（Switch）>

路由器（Router）、網(wǎng)關(guān)（Gateway）

等多種設(shè)備。

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I；5.2.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)接口卡，又稱網(wǎng)絡(luò)適配器

(Adapter),簡稱網(wǎng)卡。它是組成局域網(wǎng)的主

要器件，用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或工作站與通信介質(zhì)

的連接。網(wǎng)卡的種類很多，根據(jù)其支持的網(wǎng)絡(luò)

標(biāo)準(zhǔn)可分為以太網(wǎng)卡、ATM網(wǎng)卡、FDDI網(wǎng)卡、快

速以太網(wǎng)卡和千兆位以太網(wǎng)卡；根據(jù)網(wǎng)卡適用

的主機(jī)總線類型可分為ISA網(wǎng)卡、PCI網(wǎng)卡和

PCMCIA網(wǎng)卡；根據(jù)網(wǎng)卡提供的電纜接口類型可

分為RJ-45接口網(wǎng)卡、BNC接口網(wǎng)卡、AUI接口網(wǎng)

卡和光纖接口網(wǎng)卡等。

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1中繼器

中繼器又叫轉(zhuǎn)發(fā)器，是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)在物理層上

的連接，用于連接具有相同物理層協(xié)議的

局域網(wǎng)，是局域網(wǎng)互連的最簡單的設(shè)備。

連接局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜

和光纖。

變?nèi)醯男盘?hào)

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⑥2集線器(HUB)

集線器(HUB)是一種特殊的中繼器，它作

為多個(gè)網(wǎng)絡(luò)電纜段的中間轉(zhuǎn)換設(shè)備將各個(gè)

網(wǎng)段連接起來。

集線器可以分為無源集線器、有源集線器和

智能集線器三種。

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By3網(wǎng)橋

網(wǎng)橋是在數(shù)據(jù)鏈路層上連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，即

網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層不同而網(wǎng)絡(luò)層相同時(shí)要用

網(wǎng)橋連接。

(1)網(wǎng)橋的功能

(2)網(wǎng)橋的分類

(3)網(wǎng)橋和中繼器的比較g

H3

以太網(wǎng)——-I-網(wǎng)-絡(luò)-1-I-!!

網(wǎng)橋

33D

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⑥4路由器

路由器是網(wǎng)絡(luò)層上的連接，即不同網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之

間的連接。

路由器和網(wǎng)橋的區(qū)別

路由器的主要工作是接收來自一端的報(bào)文分組，

根據(jù)目的地址和當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)情況，找出正確的

路徑，發(fā)往另一個(gè)通信子網(wǎng)。

5協(xié)議轉(zhuǎn)換器（網(wǎng)關(guān)）

若要使兩個(gè)完全不同的網(wǎng)絡(luò)連接在一起，

一般要使用網(wǎng)關(guān)。

電子郵件網(wǎng)關(guān)

IBM主機(jī)網(wǎng)關(guān)

Internet網(wǎng)關(guān)

局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)

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5.2.4通信介質(zhì)

在局域網(wǎng)中，常用的通信介質(zhì)有同軸電

纜、雙絞電纜和光纜，有的場(chǎng)合還采用無線

介質(zhì)(WirelessMedium)如微波、激光、

紅夕卜線和無線電等。

(1)同軸電纜

⑵雙絞電纜

⑶光纜

(4)無線介質(zhì)

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53局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

構(gòu)成局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有很多,

主要有總線拓?fù)洹⑿切屯負(fù)?、環(huán)型

拓?fù)浜蜆湫屯負(fù)涞取?/p>

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53局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

a）總線型b）星型

c）環(huán)型

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⑥5.3局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

總線拓?fù)?/p>

星型拓?fù)?/p>

環(huán)型拓?fù)?/p>

樹型拓?fù)?/p>

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5.3.1總線拓?fù)?/p>

總線型

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⑥531總線拓?fù)?/p>

1.總線拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)

a.結(jié)構(gòu)簡單、易于擴(kuò)充

b.電纜長度短、布線容易

2.總線拓?fù)涞娜秉c(diǎn)

故障診斷困難：由于不是集中控制，故

障檢測(cè)需在網(wǎng)上各個(gè)站點(diǎn)上進(jìn)行。

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5.3.2星型拓?fù)?/p>

星型

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5.3.2星型拓?fù)?/p>

1.星型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)

方便服務(wù)

集中控制和故障診斷

簡單的訪問協(xié)議

2.星型拓?fù)涞娜秉c(diǎn)

依賴于中央節(jié)點(diǎn)

電纜長度長

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5.3.3環(huán)型拓?fù)?/p>

環(huán)型

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⑥533環(huán)型拓?fù)?/p>

1.環(huán)型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)簡單、容易實(shí)現(xiàn)、無路徑選擇。

信息傳輸?shù)难舆t時(shí)間相對(duì)穩(wěn)定。

所需電纜長度和總線拓?fù)湎嗨疲刃切?/p>

拓?fù)湟痰枚唷?/p>

2.環(huán)型拓?fù)涞娜秉c(diǎn)

可靠性較差

故障診斷困難

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⑥534樹型拓?fù)?/p>

樹型拓?fù)淇梢詮男切屯負(fù)浠蚩偩€拓?fù)溲葑兌鴣恚?/p>

形狀像一棵倒置的樹，頂端有一個(gè)帶分支的根，每個(gè)

分支還可延伸出子分支。

1.樹型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)

a.易于擴(kuò)展從本質(zhì)上看這種結(jié)構(gòu)可以延伸出很多分

支和子分支，新的節(jié)點(diǎn)和新的分支很容易加入向內(nèi)。

b.故障容易隔離如果某一分支的節(jié)點(diǎn)或線路發(fā)生故

障，很容易將該分支和整個(gè)系統(tǒng)隔離開來。

2.樹型拓?fù)涞娜秉c(diǎn)

樹型拓?fù)涞娜秉c(diǎn)是對(duì)根的依賴性大，如果根發(fā)生故障,

則全網(wǎng)不能正常工作，因此這種結(jié)構(gòu)的可靠性和星型

結(jié)構(gòu)相似。

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⑥5.4局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

局域網(wǎng)的參考模型

IEEE802標(biāo)準(zhǔn)

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⑥5.4/局域網(wǎng)的參考模型

電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)下設(shè)的

IEEE802委員會(huì)在局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)制定方面

做了卓有成效的工作，該委員會(huì)根據(jù)局域

網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法適用的傳輸介質(zhì)、網(wǎng)

絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、性能及實(shí)現(xiàn)難易等考慮因素,

為局域網(wǎng)制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)，稱為IEEE

802標(biāo)準(zhǔn)。它已被ISO采納作為局域網(wǎng)的國

際標(biāo)準(zhǔn)系列,稱為IS08列2標(biāo)準(zhǔn)。

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5.4.1局域網(wǎng)的參考模型

在將OSI模型應(yīng)用于局域網(wǎng)時(shí)，就將數(shù)據(jù)鏈路

層劃分為兩個(gè)子層：

邏輯鏈路控制(LogicalLinkControl9LLC)

子層

介質(zhì)訪問控制(MediumAccessControl9MAC)

子層。

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⑥541局域網(wǎng)的參考模型

下面簡單介紹局域網(wǎng)各層的功能

應(yīng)用層

表示層

會(huì)話層高層

傳輸層

網(wǎng)絡(luò)層

LLC子層

數(shù)據(jù)鏈路層

MAC子層

物理層物理層

圖4-2IEEE802模型與OSI模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系

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⑥541局域網(wǎng)的參考模型

MAC子層（介質(zhì)訪問控制層）

MAC子層是數(shù)據(jù)鏈路層的一個(gè)功能子層，是數(shù)

據(jù)鏈路層的下半部分，它直接與物理層相鄰。

MAC子層為不同的物理介質(zhì)定義了介質(zhì)訪問控制

標(biāo)準(zhǔn)。主要功能如下：

a.傳送數(shù)據(jù)時(shí)，將傳送的數(shù)據(jù)組裝成MAC幀，幀中

包括地址和差錯(cuò)檢測(cè)字段。

b.接收數(shù)據(jù)時(shí)，將接收的數(shù)據(jù)分解成MAC幀，并進(jìn)

行地址識(shí)別和差錯(cuò)檢狽U字段。

c.管理和控制對(duì)局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)的訪問。

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⑥541局域網(wǎng)的參考模型

LLC子層（邏輯鏈路控制子層）

該層在數(shù)據(jù)鏈路層的上半部分，在MAC層的支

持下向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)。可運(yùn)行于所有802局

域網(wǎng)和城域網(wǎng)協(xié)議之上。LLC子層與傳輸介質(zhì)

無關(guān)。它獨(dú)立于介質(zhì)訪問控制方法。隱蔽了各

種802網(wǎng)絡(luò)之間的差別，并向網(wǎng)絡(luò)層提供一個(gè)

統(tǒng)一的格式和接口。

LLC子層的功能包括差錯(cuò)控制、流量控制和

順序控制，并為網(wǎng)絡(luò)層提供面向連接和無連接

的兩類服務(wù)。

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542IEEE802標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802委員會(huì)認(rèn)為，由于局域網(wǎng)只是一個(gè)

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)，而且不存在路由選擇問題，因

此它不需要網(wǎng)絡(luò)層5有最低的兩個(gè)層次就可以;

但與此同時(shí)，由于局域網(wǎng)的種類繁多，其介質(zhì)

訪問控制方法也各不相同，因此有必要將局域

網(wǎng)分解為更小而且更容易管理的子層。同時(shí)，

因?yàn)橛脩粜枨蟾鳟?，不可能使用一種單一的技

術(shù)就能滿足所有的需求，因此局域網(wǎng)技術(shù)中存

在多種傳輸介質(zhì)和多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，相?yīng)地介質(zhì)

訪問控制方法就有多種，IEEE802委員會(huì)決定

把幾個(gè)建議都制訂為標(biāo)準(zhǔn)，而不是僅形成一個(gè)

標(biāo)準(zhǔn)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

542IEEE802標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列間的關(guān)系如圖4-3所示。根據(jù)

網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要，新的協(xié)議還在不斷補(bǔ)充進(jìn)IEEE

802標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)包括：

802.1網(wǎng)際互連網(wǎng)際互連

1

1

1802.2邏輯鏈路控制邏輯鏈路

1

1

1

1

1802.3802.4802.5802.6802.7

1

醉1介質(zhì)訪問控

MACMACMACMACMAC

解

紀(jì)1

墟

金1砥

帥1雉

一1

-1COM)1

81CO

1802.3802.4802.5802.6802.7

1物理

1物理物理物理物理物理

1

1

1

1

圖標(biāo)準(zhǔn)系列

4-3IEEE802計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

542IEEE802標(biāo)準(zhǔn)

(1)IEEE802.1綜述和體系結(jié)構(gòu)。它除了定義IEEE802標(biāo)

準(zhǔn)和OSI參考模型高

的接口外，還解決尋址、網(wǎng)絡(luò)互連和網(wǎng)絡(luò)管理等方面的

問題。

(2)IEEE802.2邏輯鏈路控制，定義LLC子層為網(wǎng)絡(luò)層提供

的服務(wù)。對(duì)于所有的MAC規(guī)范,LLC是共同的。

(3)IEEE802.3帶沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問(Carrier

SenseMultipleAccesswithCollisionDetection,

CSMA/CD)控制方法和物理層規(guī)范。

(4)IEEE802.4令牌總線(TokenBus)訪問控制方法和物

理層規(guī)范。

(5)IEEE802.4令牌環(huán)(TokenRing)訪問控制方法和物

理層規(guī)范。

(6)IEEE802.6城市區(qū)域網(wǎng)(MetropolitanAreaNetwork,

MAN)訪問控制方法和物理層規(guī)范。

(7)IEEE802.7時(shí)隙環(huán)(SlottedRing)訪問控制方法和

物理層規(guī)范。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

⑥5.5局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式

局域網(wǎng)使用的是廣播信道，即眾多用戶共享

通信媒體，為了保證每個(gè)用戶不發(fā)生沖突，能正

常通信，關(guān)鍵問題是如何解決對(duì)信道爭(zhēng)用。解決

信道爭(zhēng)用的協(xié)議稱為介質(zhì)訪問控制協(xié)議(Medium

AccessControl,MAC),是數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的

一部分。

局域網(wǎng)常用的介質(zhì)訪問控制協(xié)議有載波偵聽

多路訪問/沖突檢測(cè)(CSMA/CD)、令牌環(huán)

(TokenRing)訪問控制和令牌總線訪問控制。

采用CSMA/CD的以太網(wǎng)已是局域網(wǎng)的主流，本書

重點(diǎn)介紹。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

⑥5.5局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式

載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)法

令牌環(huán)訪問控制方式

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⑥5.5.1載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)法

(CSMA/CD,CarrierSenseMultiple

AccessWithCollisionDetection)是一種

適合于總線結(jié)構(gòu)的具有信道檢測(cè)功能的分布

式介質(zhì)訪問控制方法。最初的以太網(wǎng)是基于

總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的，使用的是粗同軸電纜，所

有站點(diǎn)共享總線，一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀給某

個(gè)特定站點(diǎn)時(shí)，總線上的所有站點(diǎn)都會(huì)收到

此數(shù)據(jù)幀，每個(gè)站點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)幀的目的地址

決定是丟棄還是處理該幀。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

j5.5.1載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)法

總線上只能有一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，否

則數(shù)據(jù)信號(hào)在信道中會(huì)疊加，相互干擾，產(chǎn)

生數(shù)據(jù)沖突）使發(fā)出數(shù)據(jù)無效。由于站點(diǎn)都

是隨機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的，如果沒有一個(gè)協(xié)議來規(guī)

范，所有站點(diǎn)都來爭(zhēng)用同一個(gè)站點(diǎn)，必然會(huì)

發(fā)生沖突。

載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）

正是解決這種沖突的協(xié)議。該協(xié)議實(shí)際上可

分為“載波偵聽”和“沖突檢測(cè)”。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

⑥5.5.1載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)法

1.工作過程

CSMA/CD又被稱之為“先聽后講，邊聽邊講”，其具

體工作過程概括如下：

(1)先偵聽信道，如果信道空閑則發(fā)送信息。

(2)如果信道忙，則繼續(xù)偵聽，直到信道空閑時(shí)立即發(fā)

送。

(3)發(fā)送信息后進(jìn)行沖突檢測(cè)，如發(fā)生沖突，立即停止

發(fā)送，并向總線發(fā)出一串阻塞信號(hào)(連續(xù)幾個(gè)字節(jié)全

1),通知總線上各站點(diǎn)沖突已發(fā)生，使各站點(diǎn)重新開

始偵聽與競(jìng)爭(zhēng)。

(4)已發(fā)出信息的站點(diǎn)收到阻塞信號(hào)后，等待一段隨機(jī)

時(shí)間，重新進(jìn)入偵聽發(fā)送階段。

CSMA/CD發(fā)送過程可描述如圖4-4所示。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

551載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)法

CSMA/CD流程圖

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

j5.5.1載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)法

2.二進(jìn)制指數(shù)后退算法

實(shí)際上，當(dāng)一個(gè)站開始發(fā)送信息時(shí)，檢測(cè)到本次發(fā)

送有無沖突的時(shí)間很短，它不超過該站點(diǎn)與距離該

站點(diǎn)最遠(yuǎn)站點(diǎn)信息傳輸時(shí)延的2倍。假設(shè)A站點(diǎn)與距

離A站最遠(yuǎn)B站點(diǎn)的傳輸時(shí)延為T（圖4-5所示），那

么2T就作為一個(gè)時(shí)間單位。若該站點(diǎn)在信息發(fā)送后

2T時(shí)間內(nèi)無沖突，則該站點(diǎn)取得使用信道的權(quán)利。

可見，要檢測(cè)是否沖突，每個(gè)站點(diǎn)發(fā)送的最小信息

長度必須大于2T。

景長傳輸曄時(shí)間r

傳輸延時(shí)示意圖

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

j5.5.1載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)法

在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)中，2T取51.2RS。在

51.2RS的時(shí)間內(nèi)，對(duì)10Mbps的傳輸速率，可以

發(fā)送512bit,即64字節(jié)數(shù)據(jù)。因此以太網(wǎng)發(fā)送數(shù)

據(jù)，如果發(fā)送64字節(jié)還沒發(fā)生沖突，那么后續(xù)的

數(shù)據(jù)將不會(huì)發(fā)生沖突。為了保證每一個(gè)站點(diǎn)都能

檢測(cè)到?jīng)_突，以太網(wǎng)規(guī)定最短的數(shù)據(jù)幀為64字節(jié)。

在接收到的小于64字節(jié)的幀都是由于發(fā)生沖突后

站點(diǎn)停止發(fā)送的數(shù)據(jù)片，是無效的，應(yīng)該丟棄。

反過來說，如果以太網(wǎng)的幀小于64字節(jié)，那么有

可能某個(gè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，沒有檢測(cè)到?jīng)_突，

但沖突實(shí)際已經(jīng)發(fā)生。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

j5.5.1載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)法

為了檢測(cè)沖突，在每個(gè)站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)接

口單元（NIU）中設(shè)置有相應(yīng)電路，當(dāng)有沖

突發(fā)生時(shí)，該站點(diǎn)延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間（2T*

隨機(jī)數(shù)））再重新偵聽。與延遲相應(yīng)的隨

機(jī)數(shù)一般取（0,M）之間,機(jī)2*（1?！保?。其

中N為已檢測(cè)到的沖突次數(shù)：沖突大于16,

則放棄發(fā)送，另作處理。這種延遲算法稱

為二進(jìn)制指數(shù)后退算法。

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⑥5.5.1載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)法

該算法有下面三種不同的存在方式:

(1)非-堅(jiān)持CSMA

(2)1-堅(jiān)持CSMA

(3)P-堅(jiān)持CSMA

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⑥5.5.2令牌環(huán)訪問控制方式

令牌環(huán)訪問控制方式令牌環(huán)是一種適用

于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的分布式介質(zhì)訪問控制方式，

已由IEEE802委員會(huì)建議成為局域網(wǎng)控制

協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)之一，即IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

5.5.2令牌環(huán)訪問控制方式

BB

(a)(b)

圖4-6令牌環(huán)控制方式工作原理

令牌環(huán)網(wǎng)實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，適合負(fù)載較重的網(wǎng)絡(luò)；而

以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性差，適合負(fù)載較輕的網(wǎng)絡(luò)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

5.6以太網(wǎng)技術(shù)

局域網(wǎng)發(fā)展到現(xiàn)在，已占據(jù)絕對(duì)地位，

特別萬兆以太網(wǎng)(10Gbit/s)的出現(xiàn)，使以

太網(wǎng)的工作范圍擴(kuò)展到城域網(wǎng)，甚至廣域網(wǎng),

實(shí)現(xiàn)了端到端的以太網(wǎng)的連接。

以太網(wǎng)的MAC幀格式

以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)

快速以太網(wǎng)

千兆位以太網(wǎng)

lOGbps以太網(wǎng)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

5.6.1以太網(wǎng)的MAC幀格式

字節(jié)66246—15004

802.3

目的地址源地址數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)FCS

MAC幀

以太網(wǎng)v2

目的地址源地址類型數(shù)據(jù)FCS

MAC幀

總線局域網(wǎng)MAC了層的幀結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

j5.6.1以太網(wǎng)的MAC幀格式

數(shù)據(jù)：47-1500字節(jié)，上層傳下來的數(shù)據(jù)。

46字節(jié)是以太網(wǎng)幀的最小字節(jié)64字節(jié)減去前

后的固定字段字節(jié)和18字節(jié)而得到的。

填充字段：保證幀長不少于64字節(jié)。當(dāng)上

層數(shù)據(jù)小于46字，會(huì)自動(dòng)添加字節(jié)。

FCS:幀校驗(yàn)序列，這是一個(gè)32位的循環(huán)

冗余碼(CRC-32)o

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)i-理論篇

⑥5.62以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)

Ethernet的主要技術(shù)規(guī)范：

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型。

介質(zhì)訪問控制方式：CSMA/CDO

傳輸速率：10Mbps。

傳輸介質(zhì)：同軸電纜（50Q）或雙絞線。

最大工作站數(shù)：1024個(gè)。

最大傳輸距離：2.5km（采用中繼器）。

報(bào)文長度：64-1518Byte（不計(jì)報(bào)文前

的同步序序）。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

⑥5.62以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)

細(xì)纜以太網(wǎng)(10BASE-2)

10BASE-2以太網(wǎng)連接

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

5.6.2以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)

2.雙絞線以太網(wǎng)(10BASE-T)

1OBASE-T以太網(wǎng)是使用非屏蔽雙絞線電纜來連接

的傳輸速率為lOmbps的以太網(wǎng)。

網(wǎng)卡及工作站

單集線器連接多集線器連接

1OBASE-T以太網(wǎng)連接

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

j5.63快速以太網(wǎng)

1.快速以太網(wǎng)(100BASE-T)簡介

快速以太網(wǎng)具有以下特點(diǎn)：

協(xié)議采用與1OBASE-T相似的層次結(jié)構(gòu)，其中LLC子層

完全相同，但在MAC子層與物理層之間采用了介質(zhì)

無關(guān)接口。

數(shù)據(jù)幀格式與1OBASE-T相同，包括最小幀長為64字節(jié),

最大幀長1518字節(jié)。

介質(zhì)訪問控制方式仍然是CSMA/CD。

傳輸介質(zhì)采用UTP和光纖，傳輸速率為10OMbit/s。

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間最大距離為205米。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

⑥5.63快速以太網(wǎng)

2.快速以太網(wǎng)分類

快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)分為：100BASE-TX、100BASE-

FX和100BASE-T4三個(gè)子類。如表5-1所示。

表5-1快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

名稱線纜最大距離優(yōu)點(diǎn)

100BASE-T4雙絞線100m可以使用3類雙絞線

100BASE-TX雙絞線100m全雙工、5類雙絞線

100BASE-FX光纖200m全雙工、長距離

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

5.6.3快速以太網(wǎng)

3.快速以太網(wǎng)接線規(guī)則

快速以太網(wǎng)對(duì)MAC層的接口有所拓展，它的接線規(guī)則有相

應(yīng)變化，如圖所示。

快速以太網(wǎng)接線規(guī)則

■站點(diǎn)距離中心節(jié)點(diǎn)的UTP最大長度依然是100m。

?增加了I級(jí)和II級(jí)中繼器規(guī)范。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

j5.6.3快速以太網(wǎng)

在10Mbit/s標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)中對(duì)所有介質(zhì)采用同一中繼器定義。

100Mbit/s以太網(wǎng)定義了I級(jí)和II級(jí)兩類中繼器，兩類中繼

器靠傳輸延時(shí)來劃分，延時(shí)0.7口s的為I級(jí)中繼器，在

0.46Ms以下的為H級(jí)中繼器。

在一條鏈路上只能使用一個(gè)I級(jí)中繼器，兩端的鏈路為100m。

最多可以使用2個(gè)H級(jí)中繼器，可以用兩段100m的鏈路和5m

的中繼器間的鏈路。兩個(gè)站點(diǎn)間或站點(diǎn)與交換機(jī)間的最大

距離為205m。

當(dāng)采用光纖布線時(shí)，交換機(jī)與中繼器(集線器)連接，如果

采用半雙工通信，兩者之間的光纖最大距離為225m。如果

采用全雙工通信，站點(diǎn)到交換機(jī)間的距離可以達(dá)到2000m或

更長。

快速以太網(wǎng)仍然是基于載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)

(CSMA/CD)技術(shù)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時(shí)，會(huì)造成效率低下。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

564千兆位以太網(wǎng)

千兆位以太網(wǎng)技術(shù)有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3z和IEEE802.3abo

IEEE802.3z制定了光纖和短程銅線連接方案的標(biāo)準(zhǔn)。IEEE

802.3ab制定了五類雙絞線上較長距離連接方案的標(biāo)準(zhǔn)。

1.IEEE802.3z

(1)1000Base-SX

lOOOBase-SX只支持多模光纖，可以采用直徑62.5口m和50口m

的多模光纖，工作波長為77Onm-86Onm,傳輸距離為550m左右。

(2)1000Base-LX

100OBase-LX既可以使用多模光纖，也可以使用單模光纖。

多模光纖采用直徑62.5口01和50jLim,工作波長為1270nm-

1355nm,傳輸距離為550m*右。

單模光纖采用直徑9Rm和10jLim,工作波長為1270nm-860nm,

傳輸施離為5km左右

(3)1000Base-CX

lOOOBase-CX采用150Q屏蔽雙絞線(STP),傳輸距離為25m。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

564千兆位以太網(wǎng)

2.IEEE802.3ab

IEEE802.3ab工作組負(fù)責(zé)制定基于UTP的半雙工鏈路的

千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.3ab定義了基于5類UTP的

1000Base-T標(biāo)準(zhǔn),是100Base-T的自然擴(kuò)展，與lOBase-T、

lOOBase-T完全兼容，其目的是在5類UTP上以lOOOMbit/s

速率傳輸100m,保護(hù)用戶在5類UTP布線上的投資。

lOOOBase-T的其他一些重要規(guī)范使成為一種價(jià)格低廉、

不易被破壞并具宥良好性能的技術(shù)。

(1)它支持以太網(wǎng)MAC,而且可以后向兼容10/100Mbit/s

以太網(wǎng)技術(shù)。

(2)很多的1000Base-T產(chǎn)品都支持100/1000Mbit/s自動(dòng)

協(xié)商功能，1000Base-T因此可以直接在快速以太網(wǎng)中通過

升級(jí)實(shí)現(xiàn)。

(3)1000Base-T是一種高性能技術(shù),它每傳送100億比

特，其中錯(cuò)誤位不會(huì)超過1個(gè)(誤碼率低于H-10,這與

lOOBase-T的誤率相當(dāng))。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

5.6.5lOGbps以太網(wǎng)

2002年6月正式發(fā)布了IEEE802.3aelOGbps標(biāo)準(zhǔn)，將

802.3協(xié)議擴(kuò)展到lOGbps的工作速度，并擴(kuò)展以太網(wǎng)的

應(yīng)用空間，使之能夠包括WAN鏈接。

1.萬兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)

保留IEEE802.3幀格式不變

保留IEEE802.3最小/最大幀長不變

只支持全雙工運(yùn)行模式

不需要進(jìn)行沖突檢測(cè)，不再使用CSMA/CD協(xié)議。

僅使用光纜作為傳輸介質(zhì)

可提供10Gb/s的城域網(wǎng)或局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率，也可

以支持10.59Gb/s的廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率（支持

SONET/SDH）

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

5.6.5lOGbps以太網(wǎng)

2.IEEE802.3ae標(biāo)準(zhǔn)的分類

(1)lOGBase-SRSerial：850nm短距離模塊(現(xiàn)

有多模光纖上最長傳輸距離85米，新型

2000MHz/kni多模光纖上最長傳輸距離300米)。

(2)10GBase-LRSerial：1310nm長距離模塊

(單模光纖上最長傳輸距離10公里)。

(3)10GBase-ERSerial：1550nm超長距離模塊

(單模光纖上最長傳輸距離40公里)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

5.7無線局域網(wǎng)

有線網(wǎng)絡(luò)所存在的使用限制：

具有空曠場(chǎng)地的建筑物內(nèi)；

具有復(fù)雜周圍環(huán)境的制造業(yè)工廠、貨物倉庫內(nèi)；

機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭、股票交易場(chǎng)所等一些用戶頻繁移動(dòng)的公

共場(chǎng)所內(nèi)；

缺少網(wǎng)絡(luò)電纜而又不能打洞布線的歷史建筑物內(nèi)；

受自然條件影響而無法實(shí)施布線的環(huán)境，如存在河道；

在一些需要臨時(shí)增設(shè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的場(chǎng)合，如體育比賽場(chǎng)地、展

示會(huì)等。

無線局域網(wǎng)的應(yīng)用走上前臺(tái)。

無線局域網(wǎng)(WirelessLocalAreaNetwork,)就是

指采用無線傳輸介質(zhì)的局域網(wǎng)，簡稱WLAN。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

⑥3.7」無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

支持無線局域網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要有:

藍(lán)牙技術(shù)：手機(jī)或PDA為主要設(shè)計(jì)對(duì)象

HomeRF技術(shù)：主要服務(wù)為家庭無線網(wǎng)絡(luò)

IEEE802.11系列：無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

以IEEE802.11為例介紹

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)卜理論篇

IEEE802,11標(biāo)準(zhǔn)的組成

覆蓋無線局域網(wǎng)的物理層和MAC子層：

物理層標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了無線傳輸信號(hào)等基礎(chǔ)規(guī)范，

如802.11a、802.11b,802.lid、802.11g.

802.llho

MAC子層標(biāo)準(zhǔn)包括802.lie、802.Ilf.802.llio

IEEE802.11系列:無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)I-理論篇

⑥3.7.2無線局域網(wǎng)物理實(shí)現(xiàn)

紅外線（IR）

采用波長小于1Rm的紅外線作為傳輸媒體,

有較強(qiáng)的方向性，受陽光干擾大。它支持1?2Mbit/s

數(shù)據(jù)速率，適于近距離通信。

無線電波方式（具有覆蓋范圍大，抗干擾、抗噪聲、抗衰

減和保密性好的優(yōu)點(diǎn)）

直接序列式擴(kuò)頻（DSSS）：支持1?2Mbit/s數(shù)據(jù)速率

跳頻擴(kuò)展頻譜（FHSS）：支持IMbit/s數(shù)據(jù)速率