《局域網(wǎng)技術(shù)》PPT課件.pptVIP

2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),第5 章 局域網(wǎng)技術(shù),本章基本要求： 掌握常見的局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 掌握以太網(wǎng)技術(shù)； 理解局域網(wǎng)的特點和功能， 理解IEEE802標(biāo)準(zhǔn)， 理解兩類介質(zhì)訪問控制的原理， 理解無線局域網(wǎng)的工作原理和基本的組網(wǎng)方式； 了解令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI技術(shù)， 了解VLAN的概念與實現(xiàn)方式。 了解常用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),第5 章 局域網(wǎng)技術(shù),5.1 局域網(wǎng)概述 5.2 IEEE802標(biāo)準(zhǔn) 5.3 介質(zhì)訪問控制 5.4 共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng) 5.5 高速以太網(wǎng) 5.6 其他種類的高速局域網(wǎng) 5.7 無線局域網(wǎng) 5.8 虛擬局域網(wǎng) 5.9 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.1 局域網(wǎng)概述,5.1.1 局域網(wǎng)的特點 局域網(wǎng)技術(shù)是當(dāng)前計算機網(wǎng)絡(luò)研究與應(yīng)用的一個熱點問題，也是目前技術(shù)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。局域網(wǎng)具有如下特點： (1) 網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍比較小。 (2) 數(shù)據(jù)的傳輸速率比較高，近年來已達(dá)到1000Mbps、10000Mbps。 (3) 具有較低的延遲和誤碼率。 (4) 局域網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)營權(quán)和管理權(quán)屬于某個單位所有，與廣域網(wǎng)通常由服務(wù)提供商提供形成鮮明對照。 (5) 便于安裝、維護和擴充，建網(wǎng)成本低、周期短。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.1 局域網(wǎng)概述,5.1.2 常見的局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 在計算機網(wǎng)絡(luò)中，把計算機、終端、通信處理機等設(shè)備抽象成點，把連接這些設(shè)備的通信線路抽象成線，并將由這些點和線所構(gòu)成的拓?fù)浞Q為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)反映出網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)關(guān)系，它對于網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性以及建設(shè)管理成本等都有著重要的影響，因此網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計在整個網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中占有十分重要的地位，在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建時，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)往往是首先要考慮的因素之一。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.1 局域網(wǎng)概述,1星形拓?fù)洌⊿tar-Topology） 星形拓?fù)涫怯芍醒虢Y(jié)點和通過點對點鏈路接到中央結(jié)點的各站點（網(wǎng)絡(luò)工作站等）組成，如圖5.1所示。星形拓?fù)湟灾醒虢Y(jié)點為中心，執(zhí)行集中式通信控制策略，因此，中央結(jié)點相當(dāng)復(fù)雜，而各個站的通信處理負(fù)擔(dān)都很小，又稱集中式網(wǎng)絡(luò)。中央控制器是一個具有信號分離功能的“隔離”裝置，它能放大和改善網(wǎng)絡(luò)信號，外部有一定數(shù)量的端口，每個端口連接一個站點，如Hub集線器、交換機等。采用星形拓?fù)涞慕粨Q方式有線路交換和報文交換，尤以線路交換更為普遍，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理和聲音通信的信息網(wǎng)大多采用這種拓?fù)?。一旦建立了通信的連接，可以沒有延遲地在兩個連通的站點之間傳輸數(shù)據(jù)。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.1 局域網(wǎng)概述,配線架,圖5.1 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖5.2 帶有配線架的星形拓?fù)?星形拓?fù)涞膬?yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，管理方便，可擴充性強，組網(wǎng)容易。利用中央結(jié)點可方便地提供網(wǎng)絡(luò)連接和重新配置；且單個連接點的故障只影響一個設(shè)備，不會影響全網(wǎng)，容易檢測和隔離故障，便于維護。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.1 局域網(wǎng)概述,星形拓?fù)涞娜秉c是：每個站點直接與中央結(jié)點相連，需要大量電纜，因此費用較高； 如果中央結(jié)點產(chǎn)生故障，則全網(wǎng)不能工作，所以對中央結(jié)點的可靠性和冗余度要求很高。 2總線拓?fù)洌˙us Topology） 總線拓?fù)洳捎脝胃鶄鬏斁€作為傳輸介質(zhì)，所有的站點都通過相應(yīng)的硬件接口直接連接到傳輸介質(zhì)或總線上。任何一個站點發(fā)送的信息都可以沿著介質(zhì)傳播，而且能被所有其他的站點接收。圖5.3是總線拓?fù)?，如圖5.4所示是帶有中繼器的總線拓?fù)洹?2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.1 局域網(wǎng)概述,圖5.3 典型的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),圖5.4 帶有中繼器的總線拓?fù)?2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.1 局域網(wǎng)概述,總線拓?fù)涞膬?yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)容易；易于安裝和維護；價格低廉，用戶站點入網(wǎng)靈活。 總線拓樸結(jié)構(gòu)的缺點是：傳輸介質(zhì)故障難以排除，并且由于所有結(jié)點都直接連接在總線上，因此任何一處故障都會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。 不過，對于站點不多（10個站點以下）的網(wǎng)絡(luò)或各個站點相距不是很遠(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)，采用總線拓?fù)溥€是比較適合的。但隨著在局域網(wǎng)上傳輸多媒體信息的增多，目前這種網(wǎng)絡(luò)正在被淘汰。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.1 局域網(wǎng)概述,3環(huán)形拓?fù)洌≧ing Topology） 環(huán)形拓?fù)溆梢恍┲欣^器和連接中繼器的點到點鏈路首尾相連形成一個閉合的環(huán)。如圖5.5所示，每個中繼器都與兩條鏈路相連，它接收一條鏈路上的數(shù)據(jù)，并以同樣的速度串行地把該數(shù)據(jù)送到另一條鏈路上，而不在中繼器中緩沖。這種鏈路是單向的，也就是說，只能在一個方向上傳輸數(shù)據(jù)，而且所有的鏈路都按同一方向傳輸，數(shù)據(jù)就在一個方向上圍繞著環(huán)進行循環(huán)。,圖5.5 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.1 局域網(wǎng)概述,4樹形結(jié)構(gòu)（Tree Topology） 樹形拓?fù)涫菑目偩€拓?fù)溲葑兌鴣淼模研切魏涂偩€形結(jié)合起來，形狀像一棵倒置的樹，頂端有一個帶分支的根，每個分支還可以延伸出子分支，如圖5.6所示。,圖5.6 樹形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.1 局域網(wǎng)概述,5星形環(huán)拓?fù)?星形環(huán)拓?fù)涫菍⑿切瓮負(fù)浜铜h(huán)形拓?fù)浠旌掀饋淼囊环N拓?fù)?，試圖取這兩種拓?fù)涞膬?yōu)點于一個系統(tǒng)中，克服了典型的星形和典型的環(huán)形兩個拓?fù)涞牟蛔愫腿毕?。這種拓?fù)涞呐渲檬怯梢慌釉诃h(huán)上的連接集中器（實際上是指安裝在樓內(nèi)各層的配線架）組成，從每個集中器按星形結(jié)構(gòu)接至每個用戶站上。如圖5.7所示。 星形環(huán)拓?fù)涞膬?yōu)點是故障診斷和隔離，易于擴展，安裝電纜方便。 星形環(huán)拓?fù)涞娜秉c是需要智能的集中器，電纜安裝電纜長，安裝不方便等。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.1 局域網(wǎng)概述,圖5.7 星形環(huán)拓?fù)?2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.1 局域網(wǎng)概述,6拓?fù)涞倪x擇 拓?fù)涞倪x擇往往和傳輸介質(zhì)的選擇以及介質(zhì)訪問控制方法的確定緊密相關(guān)。選擇拓?fù)鋾r，應(yīng)該考慮的主要因素有以下幾點。 （1）經(jīng)濟性:網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪x擇直接決定了網(wǎng)絡(luò)安裝和維護的費用。 （2）靈活性:靈活性以及可擴充性也是選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時應(yīng)充分重視的問題。網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)整性與靈活性以及可擴充性都與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲苯酉嚓P(guān)。 （3）可靠性:網(wǎng)絡(luò)的可靠性是任何一個網(wǎng)絡(luò)的生命。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錄Q定了網(wǎng)絡(luò)故障檢測和故障隔離的方便性。 總之，選擇局域網(wǎng)拓?fù)鋾r，需要考慮的因素很多，這些因素同時影響網(wǎng)絡(luò)的運行速度和網(wǎng)絡(luò)軟硬件接口的復(fù)雜程度等。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn),5.2.1 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)概述 1985年IEEE公布了IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)的五項標(biāo)準(zhǔn)文本，同年為美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（ANSI）采納作為美國國家標(biāo)準(zhǔn)。后來，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）經(jīng)過討論，建議將802標(biāo)準(zhǔn)定為局域網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)。 IEEE 802為局域網(wǎng)制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，主要有如下幾種。 IEEE 802.1：描述局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)以及尋址、網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)互連（1997）。 IEEE 802.1G：遠(yuǎn)程MAC橋接（1998）。規(guī)定本地MAC網(wǎng)橋操作遠(yuǎn)程網(wǎng)橋的方法。 IEEE 802.1H：在局域網(wǎng)中以太網(wǎng)2.0版MAC橋接（1997）。 IEEE 802.1Q：虛擬局域網(wǎng)（1998）。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn), IEEE 802.2：定義了邏輯鏈路控制（LLC）子層的功能與服務(wù)（1998）。 IEEE 802.3：描述帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA/CD）的訪問方法和物理層規(guī)范（1998）。 IEEE 802.3ab：描述1000Base-T訪問控制方法和物理層技術(shù)規(guī)范（1999）。 IEEE 802.3ac：描述VLAN的幀擴展（1998）。 IEEE 802.3ad：描述多重鏈接分段的聚合協(xié)議（Aggregation of Multiple Link Segments）（2000）。 IEEE 802.3i：描述10Base-T訪問控制方法和物理層技術(shù)規(guī)范。 IEEE 802.3u：描述100Base-T訪問控制方法和物理層技術(shù)規(guī)范。 IEEE 802.3z：描述1000Base-X訪問控制方法和物理層技術(shù)規(guī)范。 IEEE 802.3ae：描述10GBase-X訪問控制方法和物理層技術(shù)規(guī)范。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn), IEEE 802.4：描述Token-Bus訪問控制方法和物理層技術(shù)規(guī)范。 IEEE 802.5：描述Token-Ring訪問控制方法和物理層技術(shù)規(guī)范（1997）。 IEEE 802.5t：描述100 Mbps高速標(biāo)記環(huán)訪問方法（2000）。 IEEE 802.6：描述城域網(wǎng)（MAN）訪問控制方法和物理層技術(shù)規(guī)范（1994）。1995年又附加了MAN的DQDB子網(wǎng)上面向連接的服務(wù)協(xié)議。 IEEE 802.7：描述寬帶網(wǎng)訪問控制方法和物理層技術(shù)規(guī)范。 IEEE 802.8：描述FDDI訪問控制方法和物理層技術(shù)規(guī)范。 IEEE 802.9：描述綜合語音、數(shù)據(jù)局域網(wǎng)技術(shù)（1996）。 IEEE 802.10：描述局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)（1998）。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn),IEEE 802.11：描述無線局域網(wǎng)訪問控制方法和物理層技術(shù)規(guī)范（1999）。 IEEE 802.12：描述100VG-AnyLAN訪問控制方法和物理層技術(shù)規(guī)范。 IEEE 802.14：描述利用CATV寬帶通信的標(biāo)準(zhǔn)（1998）。 IEEE 802.15：描述無線私人網(wǎng)（Wireless Personal Area Network，WPAN）。 IEEE 802.16：描述寬帶無線訪問標(biāo)準(zhǔn)（Broadband Wireless Access Standards），由兩部分組成。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn),5.2.2 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與OSI模型有相當(dāng)大的區(qū)別，如圖5.9所示，局域網(wǎng)只涉及OSI的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。為什么沒有網(wǎng)絡(luò)層及網(wǎng)絡(luò)層以上的各層呢？首先局域網(wǎng)是一種通信網(wǎng)，只涉及到有關(guān)的通信功能，所以至多與OSI參考模型中的下3層有關(guān)。其次，由于局域網(wǎng)基本上采用共享信道的技術(shù)，所以也可以不設(shè)立單獨的網(wǎng)絡(luò)層。也就是說，不同局域網(wǎng)技術(shù)的區(qū)別主要在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，當(dāng)這些不同的局域網(wǎng)需要在網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)互連時，可以借助其他已有的通用網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（如IP協(xié)議）實現(xiàn)。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn),2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn),1物理層 局域網(wǎng)的物理層是和OSI參考模型的物理層功能相當(dāng)?shù)模饕婕熬钟蚓W(wǎng)物理鏈路上原始比特流的傳輸，定義局域網(wǎng)物理層的機械、電氣、規(guī)程和功能特性。如信號的傳輸與接收、同步序列的產(chǎn)生和刪除等，物理連接的建立、維護、撤銷等。 物理層還規(guī)定了局域網(wǎng)所使用的信號、編碼、傳輸介質(zhì)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸速率。例如，信號編碼可以采用曼徹斯特編碼，傳輸介質(zhì)可采用雙絞線、同軸電纜、光纜甚至是無線傳輸介質(zhì)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則支持總線形、星形、環(huán)形和混合形等，可提供多種不同的數(shù)據(jù)傳輸率。物理層由以下4個部分組成。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn), 物理介質(zhì)（PMD）：提供與線纜的物理連接。 物理介質(zhì)連接設(shè)備（PMA）：生成發(fā)送到線路上的信號，并接收線路上的信號。 連接單元接口（AUI）。 物理信號（PS）。 2數(shù)據(jù)鏈路層 局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層分為邏輯鏈路控制（LLC，Logical Link Control）和介質(zhì)訪問控制（MAC，Medium Access Control）兩個功能子層。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn),其中，MAC子層負(fù)責(zé)介質(zhì)訪問控制機制的實現(xiàn)，即處理局域網(wǎng)中各站點對共享通信介質(zhì)的爭用問題，不同類型的局域網(wǎng)通常使用不同的介質(zhì)訪問控制協(xié)議，另外MAC子層還涉及局域網(wǎng)中的物理尋址；而LLC子層負(fù)責(zé)屏蔽掉MAC子層的不同實現(xiàn)，將其變成統(tǒng)一的LLC界面，從而向網(wǎng)絡(luò)層提供一致的服務(wù)，LLC子層向網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)通過與網(wǎng)絡(luò)層之間的邏輯接口實現(xiàn)，這些邏輯接口又被稱為服務(wù)訪問點（SAP，Service Access Point）。這樣的局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)不僅使得IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)更具有可擴充性，有利于其將來接納新的介質(zhì)訪問控制方法和新的局域網(wǎng)技術(shù)，同時也不會使局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展或變革影響到網(wǎng)絡(luò)層。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,5.3.1 信道分配問題 通常，可將信道分配方法劃分為兩類：靜態(tài)分配方法和動態(tài)分配方法。 1靜態(tài)分配方法 所謂靜態(tài)分配方法，也是傳統(tǒng)的分配方法，它采用頻分多路復(fù)用或時分多路復(fù)用的辦法將單個信道劃分后靜態(tài)地分配給多個用戶。 當(dāng)用戶站數(shù)較多或使用信道的站數(shù)在不斷變化或者通信量的變化具有突發(fā)性時，靜態(tài)頻分多路復(fù)用方法的性能較差，因此，傳統(tǒng)的靜態(tài)分配方法，不完全適合計算機網(wǎng)絡(luò)。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,2動態(tài)分配方法 所謂動態(tài)分配方法就是動態(tài)地為每個用戶站點分配信道使用權(quán)。 輪轉(zhuǎn)：使每個用戶站點輪流獲得發(fā)送的機會，這種技術(shù)稱為輪轉(zhuǎn)。它適合于交互式終端對主機的通信。 預(yù)約：預(yù)約是指將傳輸介質(zhì)上的時間分隔成時間片，網(wǎng)上用戶站點若要發(fā)送，必須事先預(yù)約能占用的時間片。這種技術(shù)適用于數(shù)據(jù)流的通信。 爭用：若所有用戶站點都能爭用介質(zhì)，這種技術(shù)稱為爭用。它實現(xiàn)起來簡單，對輕負(fù)載或中等負(fù)載的系統(tǒng)比較有效，適合于突發(fā)式通信。 爭用方法屬于隨機訪問技術(shù)，而輪轉(zhuǎn)和預(yù)約的方法則屬于控制訪問技術(shù)。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,5.3.2 介質(zhì)訪問控制方法 介質(zhì)訪問控制方法的主要內(nèi)容有兩個方面：一是要確定網(wǎng)絡(luò)上每一個結(jié)點能夠?qū)⑿畔l(fā)送到介質(zhì)上去的特定時刻；二是要解決如何對共享介質(zhì)訪問和利用加以控制。常用的介質(zhì)訪問控制方法有3種：總線結(jié)構(gòu)的帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問CSMA/CD方法、環(huán)形結(jié)構(gòu)的令牌環(huán)（Token Ring）訪問控制方法和令牌總線（Token Bus）訪問控制方法。 1帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問CSMA/CD CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）是采用爭用技術(shù)的一種介質(zhì)訪問控制方法。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,CSMA/CD通常用于總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)中。它的每個站點都能獨立決定發(fā)送幀，若兩個或多個站同時發(fā)送，即產(chǎn)生沖突。每個站都能判斷是否有沖突發(fā)生，如沖突發(fā)生，則等待隨機時間間隔后重發(fā)，以避免再次發(fā)生沖突。 CSMA/CD的工作原理可概括成四句話，即先聽后發(fā)，邊發(fā)邊聽，沖突停止，隨機延遲后重發(fā)。具體過程如下： 當(dāng)一個站點想要發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，它檢測網(wǎng)絡(luò)查看是否有其他站點正在傳輸，即監(jiān)聽信道是否空閑。 如果信道忙，則等待，直到信道空閑。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法, 如果信道閑，站點就傳輸數(shù)據(jù)。 在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，站點繼續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)確信沒有其他站點在同時傳輸數(shù)據(jù)。因為有可能兩個或多個站點都同時檢測到網(wǎng)絡(luò)空閑然后幾乎在同一時刻開始傳輸數(shù)據(jù)。如果兩個或多個站點同時發(fā)送數(shù)據(jù)，就會產(chǎn)生沖突。 當(dāng)一個傳輸結(jié)點識別出一個沖突，它就發(fā)送一個擁塞信號，這個信號使得沖突的時間足夠長，讓其他的結(jié)點都有能發(fā)現(xiàn)。 其他結(jié)點收到擁塞信號后，都停止傳輸，等待一個隨機產(chǎn)生的時間間隙（回退時間，Backoff Time）后重發(fā)。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,2令牌環(huán)（Token Ring）訪問控制 Token Ring是令牌傳輸環(huán)（Token Passing Ring）的簡寫。令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制方法，是通過在環(huán)形網(wǎng)上傳輸令牌的方式來實現(xiàn)對介質(zhì)的訪問控制。只有當(dāng)令牌傳輸至環(huán)中某站點時，它才能利用環(huán)路發(fā)送或接收信息。當(dāng)環(huán)線上各站點都沒有幀發(fā)送時，令牌標(biāo)記為01111111，稱為空標(biāo)記。當(dāng)一個站點要發(fā)送幀時，需等待令牌通過，并將空標(biāo)記置換為忙標(biāo)記01111110，緊跟著令牌，用戶站點把數(shù)據(jù)幀發(fā)送至環(huán)上。由于是忙標(biāo)記，所以其他站點不能發(fā)送幀，必須等待。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,發(fā)送出去的幀將隨令牌沿環(huán)路傳輸下去。在循環(huán)一周又回到原發(fā)送站點時，由發(fā)送站點將該幀從環(huán)上移去，同時將忙標(biāo)記換為空標(biāo)記，令牌傳至后面站點，使之獲得發(fā)送的許可權(quán)。發(fā)送站點在從環(huán)中移去數(shù)據(jù)幀的同時還要檢查接收站載入該幀的應(yīng)答信息，若為肯定應(yīng)答，說明發(fā)送的幀已被正確接收，完成發(fā)送任務(wù)。若為否定應(yīng)答，說明對方未能正確收到所發(fā)送的幀，原發(fā)送站點需在帶空標(biāo)記的令牌第二次到來時，重發(fā)此幀。采用發(fā)送站從環(huán)上收回幀的策略，不僅具有對發(fā)送站點自動應(yīng)答的功能，而且還具有廣播特性，即可有多個站點接收同一數(shù)據(jù)幀。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,接收幀的過程與發(fā)送幀不同，當(dāng)令牌及數(shù)據(jù)幀通過環(huán)上站點時，該站將幀攜帶的目標(biāo)地址與本站地址相比較。若地址符合，則將該幀復(fù)制下來放入接收緩沖器中，待接收站正確接收后，即在該幀上載入肯定應(yīng)答信號；若不能正確接收則載入否定應(yīng)答信號，之后再將該幀送入環(huán)上，讓其繼續(xù)向下傳輸。若地址不符合，則簡單地將數(shù)據(jù)幀重新送入環(huán)中。所以當(dāng)令牌經(jīng)過某站點而它既不發(fā)送信息，又無處接收時，會稍經(jīng)延遲，繼續(xù)向前傳輸。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,歸納起來，在令牌環(huán)中主要有下面3種操作： 截獲令牌并且發(fā)送數(shù)據(jù)幀。如果沒有結(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)，令牌就由各個結(jié)點沿固定的順序逐個傳遞；如果某個結(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)，它要等待令牌的到來，當(dāng)空閑令牌傳到這個結(jié)點時，該結(jié)點修改令牌幀中的標(biāo)志，使其變?yōu)椤懊Α钡臓顟B(tài)，然后去掉令牌的尾部，加上數(shù)據(jù)，成為數(shù)據(jù)幀，發(fā)送到下一個結(jié)點。 接收與轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)幀每經(jīng)過一個結(jié)點，該結(jié)點就比較數(shù)據(jù)幀中的目的地址，如果不屬于本結(jié)點，則轉(zhuǎn)發(fā)出去；如果屬于本結(jié)點，則復(fù)制到本結(jié)點的計算機中，同時在幀中設(shè)置已經(jīng)復(fù)制的標(biāo)志，然后向下一結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法, 取消數(shù)據(jù)幀并且重發(fā)令牌。由于環(huán)網(wǎng)在物理上是個閉環(huán)，一個幀可能在環(huán)中不停地流動，所以必須清除。當(dāng)數(shù)據(jù)幀通過閉環(huán)重新傳到發(fā)送結(jié)點時，發(fā)送結(jié)點不再轉(zhuǎn)發(fā)，而是檢查發(fā)送是否成功。如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀沒有被復(fù)制（傳輸失?。瑒t重發(fā)該數(shù)據(jù)幀；如果發(fā)現(xiàn)傳輸成功，則清除該數(shù)據(jù)幀，并且產(chǎn)生一個新的空閑令牌發(fā)送到環(huán)上。 3令牌總線（Token Bus）訪問控制 令牌總線訪問控制是在物理總線上建立一個邏輯環(huán)，令牌在邏輯環(huán)路中依次傳遞，其操作原理與令牌環(huán)相同。它同時具有上述兩種方法的優(yōu)點，是一種簡單、公平、性能良好的介質(zhì)訪問控制方法。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,5.3.3 以太網(wǎng) 以太網(wǎng)（Ethernet）是一種產(chǎn)生較早且使用相當(dāng)廣泛的局域網(wǎng)，美國Xerox（施樂）公司1975年推出了他們的第一個局域網(wǎng)。1980年美國Xerox、DEC與Intel三家公司聯(lián)合提出了以太網(wǎng)規(guī)范，這是世界上第一個局域網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。后來的以太網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3就是參照以太網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建立的，兩者基本兼容。為了與后來提出的快速以太網(wǎng)相區(qū)別，通常又將這種按IEEE 802.3規(guī)范生產(chǎn)的以太網(wǎng)產(chǎn)品簡稱為以太網(wǎng)。 1IEEE 802.3幀結(jié)構(gòu) 圖5.10給出了IEEE 802.3幀結(jié)構(gòu)，各字段的功能如下。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法, 前導(dǎo)同步碼由7個同步字節(jié)組成，用于收發(fā)之間的定時同步； SFD是幀起始定界符； 目的地址是幀發(fā)往的站點地址，每個站點都有自己惟一的地址； 源地址是幀發(fā)送的站點地址；,圖5.10 IEEE 802.3幀結(jié)構(gòu),2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法, 數(shù)據(jù)長度是要傳輸數(shù)據(jù)的總長度； 協(xié)議首部是數(shù)據(jù)字段的一部分，含有更高層協(xié)議嵌入數(shù)據(jù)字段中的信息； 數(shù)據(jù)字節(jié)的長度可從0到1518個字節(jié)，但必須保證幀不得小于64個字節(jié)，否則就要填入填充字節(jié)； 幀校驗占用4個字節(jié)，采用CRC碼，用于校驗幀傳輸中的差錯。 2以太網(wǎng)地址 以太網(wǎng)使用的是MAC地址，即IEEE 802.3以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)中定義的地址。每塊網(wǎng)卡出廠時，都被賦予一個MAC地址，網(wǎng)卡的實際地址共有6個字節(jié)。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,3以太網(wǎng)MAC子層 IEEE 802.3以太網(wǎng)，是一種總線型局域網(wǎng)，使用的介質(zhì)訪問控制子層方法是CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問沖突檢測），幀格式采用以太網(wǎng)格式，即802.3幀格式，以太網(wǎng)是基帶系統(tǒng)，使用曼徹斯特編碼，通過檢測通道上的信號存在與否來實現(xiàn)載波檢測。 4以太網(wǎng)分類 有4種正式的10 Mbps以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。 10Base-5：10Base-5是最初的粗同軸電纜以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。 10Base-2：10Base-2是細(xì)同軸電纜以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法, 10Base-T：10Base-T是10 Mbps的雙絞線以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。 10Base-F：10Base-F是10 Mbps的光纜以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。 5以太網(wǎng)物理層 以太網(wǎng)在物理層可以使用粗同軸電纜、細(xì)同軸電纜、非屏蔽雙絞線、屏蔽雙絞線、光纜等多種傳輸介質(zhì)，并且在IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)中，為不同的傳輸介質(zhì)制定了不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)，如圖5.11所示。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,610Base-T10Base-T是以太網(wǎng)中最常用的一種標(biāo)準(zhǔn)，“10”表示信號的傳輸速率為10 Mbps，“Base”表示信道上傳輸?shù)氖腔鶐盘?，“T”是英文Twisted-pair（雙絞線電纜）的縮寫，說明是使用雙絞線電纜作為傳輸介質(zhì)，編碼也采用曼徹斯特編碼方式。采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。10Base-T的組網(wǎng)由網(wǎng)卡、集線器、交換機、雙絞線等設(shè)備組成。圖5.12給出了一個以集線器為星形拓?fù)渲醒虢Y(jié)點的10Base-T網(wǎng)絡(luò)示例，所有的工作站都通過傳輸介質(zhì)連接到集線器Hub上，工作站與Hub之間的雙絞線最大距離為100 m，網(wǎng)絡(luò)擴展可以采用多個Hub來實現(xiàn)，在使用時也要遵守前面所介紹的“5-4-3-2-1”規(guī)則。Hub之間的連接可以使用雙絞線、同軸電纜或粗纜線。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,圖5.12 10BASE-T網(wǎng)絡(luò)示意圖,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,10Base-T以太網(wǎng)有如下特點。 安裝簡單、擴展方便；網(wǎng)絡(luò)的建立靈活、方便，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的大小，選擇不同規(guī)格的Hub或交換機連接在一起，形成所需要的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 網(wǎng)絡(luò)的可擴展性強，因為擴充與減少工作站都不會影響或中斷整個網(wǎng)絡(luò)的工作。 集線器或交換機具有很好的故障隔離作用。當(dāng)某個工作站與中央結(jié)點之間的連接出現(xiàn)故障時，也不會影響其他結(jié)點的正常運行；甚至當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某一個集線器或交換機出現(xiàn)故障時，也只會影響到與該集線器或交換機直接相連的結(jié)點。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,表5.1 IEEE 802.3以太網(wǎng)的基本特性,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,5.3.4 令牌環(huán)網(wǎng) 1概述 IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)定義了令牌環(huán)網(wǎng)的國際規(guī)范。 令牌環(huán)網(wǎng)在物理層提供4 Mbps和16 Mbps兩種傳輸速率；支持STP/UTP雙絞線和光纖作為傳輸介質(zhì)，但較多的是采用STP，使用STP時計算機和集線器的最大距離可達(dá)100 m，使用UTP時這個距離為45 m。 構(gòu)建Token Ring網(wǎng)絡(luò)時，需要Token Ring網(wǎng)卡、Token Ring集線器和傳輸介質(zhì)等。圖5.13給出了一個Token Ring組網(wǎng)的示例。其物理拓?fù)湓谕獗砩蠟樾切谓Y(jié)構(gòu)，星形拓?fù)涞闹行氖且粋€被稱為介質(zhì)訪問單元（Media Access Unit，簡稱MAU）的集線裝置。所以我們認(rèn)為Token Ring采用的仍是一個物理環(huán)的結(jié)構(gòu)。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,圖5.13 令牌環(huán)網(wǎng)集線器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,2令牌環(huán)網(wǎng)的工作原理 令牌環(huán)網(wǎng)利用一種稱之為“令牌（Token）”的短幀來選擇擁有傳輸介質(zhì)的站，只有擁有令牌的工作站才有權(quán)發(fā)送信息。令牌平時不停地在環(huán)路上流動，當(dāng)一個站有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，必須等到令牌出現(xiàn)在本站時截獲它，即將令牌的獨特標(biāo)志轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔臉?biāo)志（或稱把閑令牌置為忙令牌），然后將所要發(fā)送的信息附在之后發(fā)送出去。由于令牌環(huán)網(wǎng)采用的是單令牌策略，環(huán)路上只能有一個令牌存在，只要有一個站發(fā)送信息，環(huán)路上就不會再有空閑的令牌流動。采取這樣的策略，可以保證任一時刻環(huán)路上只能有一個發(fā)送站，因此不會出現(xiàn)像以太網(wǎng)那樣的競爭局面，環(huán)網(wǎng)不會因發(fā)生沖突而降低效率，所以說令牌環(huán)網(wǎng)的一個很大優(yōu)點就是在重載時可以高效率地工作。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,在環(huán)上傳輸?shù)男畔⒅饌€站點不斷地向前傳輸，一直到達(dá)目的站。目的站一方面復(fù)制這個幀（即收下這個幀），另一方面還要將此信息幀轉(zhuǎn)發(fā)給下一個站（并在其后附上已接收標(biāo)志）。信息在環(huán)路上轉(zhuǎn)了一圈后，最后又必然會回到發(fā)送數(shù)據(jù)的源站點，信息回到源站點后，源站點對返回的數(shù)據(jù)不再進行轉(zhuǎn)發(fā)（這是理所當(dāng)然的），而是對返回的數(shù)據(jù)進行檢查，查看本次發(fā)送是否成功。當(dāng)所發(fā)信息的最后一個比特繞環(huán)路一周返回到源站時，源站必須生成一個新的令牌，將令牌發(fā)送給下一個站，環(huán)路上又有令牌在流動，等待著某個站去截獲它。總之，截獲令牌的站要負(fù)責(zé)在發(fā)送完信息后再將令牌恢復(fù)出來，發(fā)送信息的站要負(fù)責(zé)從環(huán)路上收回它所發(fā)出的信息。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.3 介質(zhì)訪問控制方法,令牌環(huán)的工作過程為。 第一步：令牌在環(huán)中流動，C站有信息發(fā)送，截獲了令牌。 第二步：C站發(fā)送數(shù)據(jù)給A站，A站接收并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。 第三步：C站等待并接收它所發(fā)的幀，并將該幀從環(huán)上撤離。 第四步：C站收完所發(fā)幀的最后一比特后，重新產(chǎn)生令牌發(fā)送到環(huán)上。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.4 共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng),5.4.1 共享式以太網(wǎng) 傳統(tǒng)的共享式以太網(wǎng)是最簡單、最便宜、最常用的一種組網(wǎng)方式。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和組網(wǎng)過程中，暴露出以下主要缺點。 1覆蓋的地理范圍有限 按照CSMA/CD的有關(guān)規(guī)定，以太網(wǎng)覆蓋的地理范圍是固定的，只要兩個結(jié)點處于同一個以太網(wǎng)中，它們之間的最大距離就不能超過這個固定值，不管它們之間的連接跨越一個集線器還是多個集線器。如果超過這個值，網(wǎng)絡(luò)通信就會出現(xiàn)問題。 2網(wǎng)絡(luò)總帶寬容量固定 共享式以太局域網(wǎng)上的所有結(jié)點共享同一傳輸介質(zhì)。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.4 共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng),3不能支持多種速率 在共享式以太局域網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須保持相同的傳輸速率，否則一個設(shè)備發(fā)送的信息，另一個設(shè)備不可能收到。單一的共享式以太網(wǎng)不可能提供多種速率的設(shè)備支持。 5.4.2 交換式以太網(wǎng) 交換機以太網(wǎng)利用以太網(wǎng)交換機組網(wǎng)，既可以將計算機直連到交換機的端口上，也可以將它們連入一個網(wǎng)段，然后將這個網(wǎng)段連到交換機的端口。如果將計算機直接連到交換機的端口，那么它將獨享該端口提供的帶寬；如果計算機通過以太網(wǎng)連入交換機，那么該以太網(wǎng)上的所有計算機共享交換機端口提供的帶寬。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),5.5.1 快速以太網(wǎng)技術(shù) 快速以太網(wǎng)技術(shù)100Base-T是由10Base-T標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)發(fā)展而來的。其協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)為1995年頒布的IEEE 802.3u，可支持100 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，并且與10Base-T一樣可支持共享式與交換式兩種使用環(huán)境，在交換式以太網(wǎng)環(huán)境中可以實現(xiàn)全雙工通信。IEEE 802.3u在MAC子層仍采用CSMA/CD作為介質(zhì)訪問控制協(xié)議，并保留了IEEE 802.3的幀格式?？焖僖蕴W(wǎng)采用4B/5B編碼。 1快速以太網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 圖5.15給出了IEEE 802.3u協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)，對應(yīng)于OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和物理層協(xié)議。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),2100Base-T物理層 從圖5.15中可以看出100Base-T定義了3種不同的物理層協(xié)議。表5.2給出了這3種物理層標(biāo)準(zhǔn)的對比。為了屏蔽下層不同的物理細(xì)節(jié)，為MAC和高層協(xié)議提供了一個100 Mbps傳輸速率的公共透明接口，快速以太網(wǎng)在物理層和MAC子層之間還定義了一種獨立于介質(zhì)種類的介質(zhì)無關(guān)接口（Medium Independent Interface，簡稱MII），該接口可以支持上面3種不同的物理層介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),表5.2 100Base-T的三種不同的物理層協(xié)議,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),（1）100Base-TX 100Base-TX介質(zhì)規(guī)范基于ANSI TP-PMD物理介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。100Base-TX介質(zhì)接口在兩對雙絞線電纜上運行，其中一對用于發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對用于接收數(shù)據(jù)，由于ANSI TP-PMD規(guī)范既包括屏蔽雙絞線電纜，也包括非屏蔽雙絞線電纜，所以100Base-TX介質(zhì)接口支持兩對5類以上非屏蔽雙絞線電纜和兩對1類屏蔽雙絞線電纜。 100Base-TX鏈路與介質(zhì)相關(guān)的接口有兩種：對非屏蔽雙絞線電纜，MDI連接器必須是兼容5類及5類以上的8腳RJ-45連接器；對屏蔽雙絞線電纜，MDI連接器必須是IBM的STP連接器，使用屏蔽DB-9型連接器。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng), 5類UTP及5類以上UTP：100Base-TX UTP介質(zhì)接口使用兩對MDI連接器線來將信號傳出和傳入網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)，這意味著RJ-45連接器8個管腳中的4個是被占用的。為使串音和可能的信號失真最小，另外4條線不應(yīng)傳輸任何信號。每對的發(fā)送和接收信號是極化的，一條線傳輸正（+）信號，而另一條線傳輸負(fù)（）信號。對RJ-45連接器，正確的配線對分配是管腳1，2和管腳3，6。應(yīng)盡量在MDI管腳分配中使用正確的彩色編碼線對。 1類STP：100Base-TX標(biāo)準(zhǔn)也支持特征阻抗為150 的屏蔽雙絞線電纜。屏蔽雙絞線電纜使用D型連接器并按ANSI TP-PMD對屏蔽雙絞線架設(shè)的規(guī)范來布線。在DB-9連接器上正確的配線對分配是管腳1，6和管腳5，9。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng), 100Base-T交叉布線：當(dāng)兩個結(jié)點連到一起單機應(yīng)用時，必須提供一條外部交叉電纜，將電纜一端8腳RJ-45連接器上的發(fā)送管腳連到電纜另一端8腳RJ-45連接器上的接收管腳。在多個結(jié)點連到一個集線器或交換機端口的實現(xiàn)中，交叉布線是在集線器或交換機端口內(nèi)部完成的，這使得直聯(lián)電纜能用于各個結(jié)點和集線器或交換機端口之間。 100Base-TX電纜配置：100Base-TX規(guī)范允許兩個DTE或DTE與交換端口之間的鏈路之間的鏈段最大長度為100 m。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),（2）100Base-FX 光纜是100Base-FX指定支持的一種介質(zhì)，而且容易安裝、重量輕、體積小、靈活性好、不受EMI干擾。 100Base-FX標(biāo)準(zhǔn)指定了兩條多狀態(tài)光纖，一條用于發(fā)送數(shù)據(jù)，一條用于接收數(shù)據(jù)。當(dāng)工作站的NIC以全雙工模式運行時能超過2 km。光纜可分為兩類：多模和單模。 多模光纜：這種光纜為62.5/125 m，采用基于LED的收發(fā)器將波長為820 nm的光信號發(fā)送到光纖上。當(dāng)連在兩個設(shè)置為全雙工模式的交換機端口之間時，支持的最大距離為2 km。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng), 單模光纜：這種光纜為9/125 m，采用基于激光的收發(fā)器將波長為1300 nm的光信號發(fā)送到光纖上。單模光纜率損耗小，較之多模光纜能使光信號傳輸?shù)礁h(yuǎn)的距離。 （3）100Base-T4 100Base-T4鏈路與介質(zhì)相關(guān)的接口是基于3、4、5類非屏蔽雙絞線。100Base-T4標(biāo)準(zhǔn)使用4對線。用于100Base-T的RJ-45連接器也可用于100Base-T4。4對中的3對用于一起發(fā)送數(shù)據(jù)，同時第4對用于沖突檢測。每對線都是極化的，每對中的一條線傳輸正（）信號而另一條線傳輸負(fù)（）信號。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),5.5.2 千兆位以太網(wǎng)技術(shù) 1996年3月IEEE 802委員會成立了IEEE 802.3z工作組，專門負(fù)責(zé)千兆位以太網(wǎng)及其標(biāo)準(zhǔn)，并于1998年6月正式公布關(guān)于千兆位以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。 千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是對以太網(wǎng)技術(shù)的再次擴展，其數(shù)據(jù)傳輸率為1000 Mbps即1Gbps，因此也稱吉比特以太網(wǎng)。千兆位以太網(wǎng)基本保留了原有以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)，所以向下和以太網(wǎng)與快速以太網(wǎng)完全兼容，從而原有的10 Mbps以太網(wǎng)或快速以太網(wǎng)可以方便地升級到千兆位以太網(wǎng)。千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)實際上包括支持光纖傳輸?shù)腎EEE 802.3z和支持銅纜傳輸?shù)腎EEE 802.3ab兩大部分。圖5.17給出了千兆位以太網(wǎng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),千兆位以太網(wǎng)的物理層包括1000BaseSX、1000Base-LX、1000 Base-CX和1000 Base-T 4個協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 11000 Base-SX標(biāo)準(zhǔn) 1000 Base-SX采用芯徑為62.5 m和50 m的多模光纖，工作波長為850 nm，傳輸距離為260 m和525 m。數(shù)據(jù)編碼方法為8B/10B，適用于作為大樓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主干通路。 21000 Base-LX標(biāo)準(zhǔn) （1）多模光纖 1000 Base-LX可采用芯徑為50 m和62.5 m的多模光纖，工作波長為850 nm，傳輸距離為550 m，數(shù)據(jù)編碼方法為8B/10B，適用于作為大樓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主干通路。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),（2）單模光纖 1000 Base-LX可采用芯徑為9 m的單模光纖，工作波長為1300 nm或1550 nm，數(shù)據(jù)編碼方法采用8B/10B，適用于校園或城域主干網(wǎng)。 31000 Base-CX標(biāo)準(zhǔn) 1000 Base-CX標(biāo)準(zhǔn)采用150 平衡屏蔽雙絞線（STP），傳輸距離為25 m，傳輸速率為1.25 Gbps，數(shù)據(jù)編碼方法采用8B/10B，適用于集群網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互連，例如機房內(nèi)連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),41000 Base-T標(biāo)準(zhǔn) 1000 Base-T采用4對5類UTP雙絞線，傳輸距離為100 m，傳輸速率為1 Gbps，主要用于結(jié)構(gòu)化布線中同一層建筑的通信，從而可以利用以太網(wǎng)或快速以太網(wǎng)已鋪設(shè)的UTP 電纜，也可被用做大樓內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)主干。 在千兆位以太網(wǎng)的MAC子層，除了支持以往的CSMA/CD協(xié)議外，還引入了全雙工流量控制協(xié)議。其中，CSMA/CD協(xié)議用于共享信道的爭用問題，即支持以集線器作為星形拓?fù)渲行牡墓蚕硪蕴W(wǎng)組網(wǎng)；全雙工流量控制協(xié)議適用于交換機到交換機或交換機到站點之間的點-點連接，兩點間可以同時進行發(fā)送與接收，即支持以交換機作為星形拓?fù)渲行牡慕粨Q以太網(wǎng)組網(wǎng)。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),目前，千兆位以太網(wǎng)主要被用于園區(qū)或大樓網(wǎng)絡(luò)的主干中，但也有的被用于有非常高帶寬要求的高性能桌面環(huán)境中。圖5.18給出了一個將千兆位以太網(wǎng)用于網(wǎng)絡(luò)主干，將快速以太網(wǎng)或10 Mbps以太網(wǎng)用于桌面環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)示意圖。該網(wǎng)絡(luò)采用了典型的層次化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法。 圖5.18中，最下面一層由10 Mbps以太網(wǎng)交換機加上100 Mbps上行鏈路組成；第2層由100 Mbps以太網(wǎng)交換機加1000 Mbps上行鏈路組成；最高層由千兆位以太網(wǎng)交換機組成。通常將面向用戶連接或訪問網(wǎng)絡(luò)的層稱為接入層（Access Layer），而將網(wǎng)絡(luò)主干層稱為核心層（Core Layer），將連接接入部分和核心部分的層稱為分布層或匯聚層（Distribution Layer）。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),5.5.3 萬兆位以太網(wǎng)技術(shù) 1999年底成立了IEEE 802.3ae工作組進行萬兆位以太網(wǎng)技術(shù)（10 Gbps）的研究，并于2002年正式發(fā)布IEEE 802.3ae 10GE標(biāo)準(zhǔn)。 1萬兆位以太網(wǎng)的技術(shù)特色和顯著特征 首先表現(xiàn)在物理層上。萬兆位以太網(wǎng)是一種只采用全雙工與光纖的技術(shù)，其物理層（PHY）和OSI模型的第1層（物理層）一致，它負(fù)責(zé)建立傳輸介質(zhì)（光纖或銅線）和MAC層的連接，MAC層相當(dāng)于OSI模型的第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）。在網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)模型中，把PHY進一步劃分為物理介質(zhì)關(guān)聯(lián)層（PMD）和物理代碼子層（PCS）。光學(xué)轉(zhuǎn)換器屬于PMD層。PCS層由信息的編碼方式（如64B/66B ）、串行或多路復(fù)用等功能組成。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),其次，萬兆位以太網(wǎng)技術(shù)基本承襲了以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)及千兆位以太網(wǎng)技術(shù)，因此在用戶普及率、使用方便性、網(wǎng)絡(luò)互操作性及簡易性上皆占有極大的引進優(yōu)勢。在升級到萬兆位以太網(wǎng)解決方案時，用戶不必?fù)?dān)心既有的程序或服務(wù)會受到影響，升級的風(fēng)險非常低，同時在未來升級到40 Gbps甚至100 Gbps時都將有很明顯的優(yōu)勢。 第三，萬兆位標(biāo)準(zhǔn)意味著以太網(wǎng)將具有更高的帶寬（10 Gbps）和更遠(yuǎn)的傳輸距離（最長傳輸距離可達(dá)40km）。 第四，在企業(yè)網(wǎng)中采用萬兆位以太網(wǎng)可以最好地連接企業(yè)網(wǎng)骨干路由器，這樣大大簡化了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高了網(wǎng)絡(luò)性能。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),第五，萬兆位以太網(wǎng)技術(shù)提供了更多的更新功能，大大提升了QoS。因此，能更好地滿足網(wǎng)絡(luò)安全、服務(wù)質(zhì)量、鏈路保護等多個方面需求。 最后，隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的深入，WAN/MAN與LAN融和已經(jīng)成為大勢所趨，各自的應(yīng)用領(lǐng)域也將獲得新的突破，而萬兆位以太網(wǎng)技術(shù)讓工業(yè)界找到了一條能夠同時提高以太網(wǎng)的速度、可操作距離和連通性的途徑，萬兆位以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用必將為三網(wǎng)發(fā)展與融和提供新的動力。,2019年7月2日星期二3時13分36秒,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實用教程(第3版),5.5 高速以太網(wǎng),萬兆位以太網(wǎng)還有以下十分明顯的應(yīng)用特征。 萬兆位以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單、管理方便、價格低廉。 過去有時需采用數(shù)個千兆位捆綁在一起以滿足交換機互連所需的高帶寬，因而浪費了更多的光纖資源，現(xiàn)在可以采用萬兆位互連，甚至4個萬兆位捆綁互連，達(dá)到40 Gbps的寬帶水平。 采用萬兆位以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)管理者可以用實時方式，也可以用歷史累積方式輕松地看到第2層到第7層的網(wǎng)絡(luò)流量。允許“永遠(yuǎn)在線”監(jiān)視，能夠鑒別干擾或入侵監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸，獲取計費信息或呼叫數(shù)據(jù)記錄，從網(wǎng)絡(luò)中獲取商業(yè)智能。 以太網(wǎng)的可平滑升級保護了用戶的投資，以太網(wǎng)的改進始