計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第八章ppt課件

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理,第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述 第2章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 第3章物理層 第4章數(shù)據(jù)鏈路層 第8章網(wǎng)絡(luò)層 第6章傳輸層 第7章應(yīng)用層 第8章局域網(wǎng)技術(shù) 第9章 實(shí)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),8.1 局域網(wǎng)概述,什么是局域網(wǎng)？ 局域網(wǎng)（LAN）是一種在有限地理范圍內(nèi)將許多PC機(jī)及各種設(shè)備互聯(lián)在一起實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和資源共享的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。,3,局域網(wǎng)的發(fā)展,80年代局域網(wǎng)產(chǎn)品：三足鼎立 * Ethernet 802.3 * Token Bus 802.4 * Token Ring 802.8 90年代： Ethernet一支獨(dú)秀 因素：技術(shù) 成熟 策略 開(kāi)放 市場(chǎng) 高性能價(jià)格比,4,局域網(wǎng)的IEEE802標(biāo)準(zhǔn),我

2、們從它的標(biāo)準(zhǔn)系列圖可以看出IEEE802的LAN模型的重要特點(diǎn)，如下圖所示：,局域網(wǎng)的特點(diǎn),(1) 地理分布范圍較小。 (2) 數(shù)據(jù)傳輸速率高。 (3) 誤碼率低。 (4) 以PC機(jī)為主體。 (8) 一般包含OSI參考模型中的低三層功能，即涉及 通信子網(wǎng)的內(nèi)容。 (6) 協(xié)議簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)靈活、建網(wǎng)成本低、周期短、 便于管理和擴(kuò)充。,6,局域網(wǎng)具有如下的一些主要優(yōu)點(diǎn)： 能方便地共享昂貴的外部設(shè)備、主機(jī)以及軟件、數(shù)據(jù)。從一個(gè)站點(diǎn)可訪問(wèn)全網(wǎng)。 便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和逐漸地演變，各設(shè)備的位置可靈活調(diào)整和改變。 提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和殘存性。,7,局域網(wǎng)的IEEE802標(biāo)準(zhǔn),1、IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列 I

3、EEE802的LAN標(biāo)準(zhǔn)遵循OSI參考模型的原則，根據(jù)局域網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)，有針對(duì)性地描述了它的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能以及與更高層的接口服務(wù)等。如下圖所示。,以太網(wǎng)傳輸與曼徹斯特編碼,以太網(wǎng)曼徹斯特編碼圖示。從正電壓到 零的變化編 碼成0值，從零到正電壓的變化編碼成1值,以太網(wǎng)上的共享,以太網(wǎng)是多臺(tái)計(jì)算機(jī)共享一個(gè)傳輸介質(zhì)的總線網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)向另一臺(tái)計(jì)算機(jī)傳輸一個(gè)幀時(shí)，其他計(jì)算機(jī)必須等待。,ALOHA技術(shù),CSMA技術(shù)源于ALOHA技術(shù)一條公共的廣播信道由所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)完全隨機(jī)地使用，哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可隨意地發(fā)送，而不管其它節(jié)點(diǎn)和信道的狀況。所以ALOHA是完全隨機(jī)、分布控制的介質(zhì)接入方法。,ALO

4、HA技術(shù)（續(xù)）,“完全隨機(jī)發(fā)送”是P-ALOHA， “按時(shí)隙約束發(fā)送”是S-ALOHA。它們的吞吐性能如下圖：,1/2e,1/e,局域網(wǎng)的分類,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 傳輸介質(zhì) 有線、無(wú)線 訪問(wèn)傳輸介質(zhì)的方法 以太網(wǎng)、令牌網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) Netware，Windows2000,13,局域網(wǎng)的拓?fù)?匹配電阻,集線器,干線耦合器,總線網(wǎng),星形網(wǎng),樹(shù)形網(wǎng),環(huán)形網(wǎng),14,局域網(wǎng)的特性,局域網(wǎng)的特性主要涉及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC）3個(gè)方面。 這三個(gè)方面在很大程度上決定了傳輸信息的形式、通信速率和效率、信道容量以及網(wǎng)絡(luò)所支持的服務(wù)類型。,15,局域網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn),3、局域網(wǎng)的信道接入控制 信道接入控制

5、(Medium-Access Control)，包含了兩方面的技術(shù)： (1)根據(jù)進(jìn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的不同特征，自動(dòng)地確定網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)（工作站）能夠?qū)?shù)據(jù)單元發(fā)送到信道上去的特定時(shí)刻； (2)根據(jù)信道中的業(yè)務(wù)流量情況，自動(dòng)和恰當(dāng)?shù)乜刂茖?duì)信道資源的利用。 “接入”之意是指“取得對(duì)信道的占有權(quán)”。 局域網(wǎng)中獲得應(yīng)用的信道接入控制方式可歸納為如下三大類： (1) 固定接入類；(2) 集中控制接入類；(3) 分布控制接入類。,局域網(wǎng)的組成,服務(wù)器 提供資源 工作站 訪問(wèn)資源 傳輸介質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備（網(wǎng)卡，中繼器，集線器，交換機(jī)，網(wǎng)橋）,17,網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）,工作站與網(wǎng)絡(luò)的接口設(shè)備，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)幀。 除

6、作為工作站連接入網(wǎng)的物理接口外，還控制幀的發(fā)送和接收 分ISA、EISA和PCI三種類型,18,網(wǎng)卡的重要功能： 進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換。 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。 在計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。 實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。,19,網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）,網(wǎng)卡有AUI接口（粗纜接口）、BNC接口（細(xì)纜接口）和RJ-48接口（雙絞線接口）三種接口類型。,20,CPU,高 速 緩 存,存儲(chǔ)器,I/O 總線,計(jì)算機(jī),至局域網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)接口卡 （網(wǎng)卡）,串行通信,并行通信,21,中繼器,用于連接同類型的兩個(gè)局域網(wǎng)或延伸一個(gè)局域網(wǎng)。 當(dāng)我們安裝一個(gè)局域網(wǎng)而物理距離又超過(guò)了線路的規(guī)定長(zhǎng)度時(shí)，就可以用它進(jìn)行延伸。,22,網(wǎng)橋,23

7、,網(wǎng)橋基本特征,網(wǎng)橋在數(shù)據(jù)鏈路層上實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)互連； 網(wǎng)橋能夠互連兩個(gè)采用不同數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、不同傳輸介質(zhì)與不同傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)； 網(wǎng)橋以接收、存儲(chǔ)、地址過(guò)濾與轉(zhuǎn)發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)互連的網(wǎng)絡(luò)之間的通信； 網(wǎng)橋需要互連的網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層以上采用相同的協(xié)議； 網(wǎng)橋可以分隔兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的廣播通信量，有利于改善互連網(wǎng)絡(luò)的性能與安全性。,24,交換機(jī),交換機(jī)與網(wǎng)橋都是工作在數(shù)據(jù)鏈路層，交換機(jī)可以認(rèn)為是一個(gè)多端口的網(wǎng)橋 ； 交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層，完成幀的轉(zhuǎn)發(fā) ； 由于交換機(jī)完成幀一級(jí)的交換，它是工作在數(shù)據(jù)鏈路層，因此也叫做第二層交換機(jī)。,25,8.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),星形結(jié)構(gòu) 總線型結(jié)構(gòu) 環(huán)形結(jié)構(gòu) 樹(shù)形結(jié)構(gòu),2

8、6,星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),27,優(yōu)點(diǎn),（1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于管理； （2） 控制容易，組網(wǎng)簡(jiǎn)單； （3） 連接的故障不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)； （4） 集中控制，故障的檢測(cè)和隔離方便； （8） 延遲時(shí)間短，傳輸?shù)恼`碼率低。,28,缺點(diǎn),（1）對(duì)中央節(jié)點(diǎn)的可靠性要求很高； （2）費(fèi)用比較高，要大量的電纜，維護(hù)、安裝難； （3）擴(kuò)展困難：加電纜和中央節(jié)點(diǎn)的接口； （4）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，共享數(shù)據(jù)能力差 （8）專用通信電纜，利用率不高。,29,總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),30,1.總線型拓?fù)錁?gòu)型,總線型局域網(wǎng)是“共享介質(zhì)”方式； 所有結(jié)點(diǎn)都可以通過(guò)總線傳輸介質(zhì)以“廣播”方式發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，因此出現(xiàn)“沖突(collision)”是不可避

9、免的； “沖突” 會(huì)造成傳輸失??； 必須解決多個(gè)結(jié)點(diǎn)訪問(wèn)總線的介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC， Medium Access Control)問(wèn)題。,31,32,介質(zhì)訪問(wèn)控制方法要解決以下幾個(gè)問(wèn)題： 該哪個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)？ 發(fā)送時(shí)會(huì)不會(huì)出現(xiàn)沖突？ 出現(xiàn)沖突怎么辦？ 總線型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易， 易于擴(kuò)展，可靠性較好。,33,缺點(diǎn),(1) 故障診斷困難； (2) 故障隔離比較困難； (3) 實(shí)時(shí)性不強(qiáng)； (4) 總線長(zhǎng)度有限制，擴(kuò)展麻煩。,34,環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),35,結(jié)點(diǎn)使用點(diǎn)到點(diǎn)線路連接，構(gòu)成閉合的物理的環(huán)型結(jié)構(gòu)； 環(huán)中數(shù)據(jù)沿著一個(gè)方向繞環(huán)逐站傳輸； 多個(gè)結(jié)點(diǎn)共享一條環(huán)通路； 環(huán)建立、維護(hù)、結(jié)點(diǎn)的

10、插入與撤出如何實(shí)現(xiàn)？ 環(huán)網(wǎng)協(xié)議的設(shè)計(jì)；,36,環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn),(1) 簡(jiǎn)化路徑的選擇，沒(méi)有路徑選擇問(wèn)題（兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間只有唯一點(diǎn)通路），控制協(xié)議簡(jiǎn)單。 (2) 電纜長(zhǎng)度短，所需的電纜少于星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。 (3) 網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性好，適用于數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合。 (4) 適合于光纖網(wǎng)，傳輸速度快，避免電磁干擾。,37,缺點(diǎn),(1) 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展困難。 (2) 接點(diǎn)過(guò)多時(shí)，傳輸速度慢。,38,樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),39,樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),(1) 易于擴(kuò)展 (2) 故障隔離較容易 缺點(diǎn)：對(duì)根結(jié)點(diǎn)的依賴性太大,40,8.3局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu),電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（Institute of Electronical a

11、nd Electronics Engineers, IEEE）于1980年2月專門成立了IEEE 802委員會(huì)，專門制定局域網(wǎng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，即著名的IEEE 802參考模型。,41,IEEE802參考模型（LAN/RM）,局域網(wǎng)參考模型和OSI參考模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系,42,數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層,為了使數(shù)據(jù)鏈路層能更好地適應(yīng)多種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，802 委員會(huì)就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)子層： 邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control)子層 媒體接入控制 MAC (Medium Access Control)子層。 與接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在 MAC子層，而 LLC 子層則與

12、傳輸介質(zhì)無(wú)關(guān)，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對(duì) LLC 子層來(lái)說(shuō)都是透明的,43,局域網(wǎng)對(duì) LLC 子層是透明的,局 域 網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)層,物理層,站點(diǎn) 1,網(wǎng)絡(luò)層,物理層,數(shù)據(jù) 鏈路層,站點(diǎn) 2,LLC 子層看不見(jiàn) 下面的局域網(wǎng),44,LLC幀和MAC幀的關(guān)系,45,邏輯鏈路控制子層LLC,功能 LLC層為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)（通過(guò)SAP） 建立/釋放邏輯連接 差錯(cuò)控制 幀序號(hào)處理,46,（LLC）,47,LLC提供的服務(wù),LLC1無(wú)應(yīng)答（確認(rèn)）的無(wú)連接服務(wù)； LLC2面向連接服務(wù)； LLC3應(yīng)答（確認(rèn)）的無(wú)連接服務(wù)； LLC4高速傳送服務(wù)。,48,介質(zhì)訪問(wèn)控制子層（MAC）,MAC是數(shù)據(jù)鏈路層上特有的一個(gè)子

13、層，用于解決共享信道的分配問(wèn)題。 IEEE 802 已規(guī)定的MAC有CSMA/CD、令牌總線、令牌環(huán)等。 MAC子層要完成MAC幀的封裝、解封和介質(zhì)訪問(wèn)控制兩個(gè)主要功能。,49,MAC地址,MAC地址是主機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的站地址或物理地址（硬件地址） 48bit的全球地址，固化在網(wǎng)卡的ROM中 嚴(yán)格的講MAC地址是一個(gè)站標(biāo)識(shí)符。,50,Ethernet地址結(jié)構(gòu),Ethernet地址 = Manufacture ID + NIC ID 24bit 24bit 公司：Cisco 00-00-0c Novell 00-00-1B 00-00-D8 3Com 00-20-AF 00-60-8C IBM 08

14、-00-8A 典型的Ethernet地址 ： 00-60-8C -01-28-12 000000001010000010001100 000000010010100000010010 Ethernet地址具有惟一性，取決于你所使用的網(wǎng)卡；,51,8.4 IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)系列和以太網(wǎng),以太網(wǎng)(Ethernet)最初是美國(guó)Xerox（施樂(lè)）公司和STANFORD大學(xué)Palo Alto研究中心合作于1978年推出的一種局域網(wǎng)。 1980年9月，DEC、Intel、Xerox三公司合作公布Ethernet 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的規(guī)范，也稱DIX規(guī)范。 在此基礎(chǔ)上形成IEEE802.3,52,IE

15、EE802.3標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于OSI/RM模型的最低兩層，詳細(xì)描述了總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控制方法，物理收發(fā)信號(hào)（PLS）子層的服務(wù)規(guī)范以及物理層的邏輯、電氣和機(jī)械特性等 。,53,IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)與10Mbit/s以太網(wǎng),IEEE802.3定義了基帶傳輸和寬帶傳輸兩大類標(biāo)準(zhǔn) （物理層）,54,1. IEEE 802.3幀格式,前導(dǎo)碼字段P占7個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)的比特模式為“10101010”，用于實(shí)現(xiàn)收發(fā)雙方的時(shí)鐘同步。 幀起始定界符字段SFD占1個(gè)字節(jié)，其比特模式為“10101011”，它緊跟在前導(dǎo)碼后，用于指示一幀的開(kāi)始。,55,IEEE 802.3幀格式,IEEE 802

16、.3的字段長(zhǎng)度在01800之間； 為使CSMA/CD協(xié)議正常操作，需要維持一個(gè)最短幀長(zhǎng)度 ； 幀校驗(yàn)序列FCS字段是32位(即4個(gè)字節(jié))的循環(huán)冗余碼(CRC)，其校驗(yàn)范圍不包括前導(dǎo)字段P及幀起始定界符字段SFD。,56,2. CSMA&CSMA/CD原理,總線爭(zhēng)用技術(shù)可分為載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)CSMA（Carrier Sense Multiple Access）和具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect）兩大類。 IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)采用CSMA/CD協(xié)議。,57,“多路訪問(wèn)”表示許多計(jì)

17、算機(jī)在多個(gè)地點(diǎn)接入到一根總線上。 “載波監(jiān)聽(tīng)”是指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測(cè)一下總線上是否有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時(shí)不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。 總線上并沒(méi)有什么“載波”。因此， “載波監(jiān)聽(tīng)”就是用電子技術(shù)檢測(cè)總線上有沒(méi)有其他計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)。,58,CSMA,載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)CSMA的技術(shù)，也稱做先聽(tīng)后說(shuō)LBT(Listen Before Talk)。 要傳輸數(shù)據(jù)的站點(diǎn)首先對(duì)媒體上有無(wú)載波進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，以確定是否有別的站點(diǎn)在傳輸數(shù)據(jù)。 若信道空閑,傳送,若忙,避讓一段時(shí)間再嘗試。,59,避讓算法,1.非堅(jiān)持算法 (1)如果媒本是空閑的，則可以立即發(fā)送。 (2)如果媒體是忙的，

18、則等待一個(gè)由概率分布決定的隨機(jī)重發(fā)延遲后，再重復(fù)前一步驟。,60,避讓算法,2.1-堅(jiān)持算法 (1)如果媒體空閑的，則可以立即發(fā)送。 (2)如果媒體是忙的，則繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，直至檢 測(cè)到媒體是空閑，立即發(fā)送。,61,避讓算法,3. P-堅(jiān)持算法 (1)監(jiān)聽(tīng)總線，如果媒體是空閑的，則以P的概率發(fā)送，而以(1-P)的概率延遲一個(gè)時(shí)間單位。一個(gè)時(shí)間單位通常等于最大傳播時(shí)延的2倍。 (2)延遲一個(gè)時(shí)間單位后，再重復(fù)步驟(1)。 (3)如果媒體是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)直至媒體空閑并重復(fù)步驟(1)。,62,如何解決沖突,信號(hào)傳播時(shí)延 沖突的問(wèn)題,63,發(fā)生沖突可能性的討論,A,B,L,長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電磁波傳輸?shù)乃俣葹镃，則

19、信號(hào)從A到B的時(shí)間T=L/C,A,B,A在時(shí)刻t0監(jiān)聽(tīng)到鏈路空閑，發(fā)送數(shù)據(jù)，在t1T時(shí)刻，B監(jiān)聽(tīng)到鏈路空閑，發(fā)送數(shù)據(jù)，于是碰撞出現(xiàn)了,DA,t0,t1,DB,A,B,X,t0,t1,t2,64,載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè)CSMA/CD,CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。,65,沖突（碰撞）檢測(cè),“沖突檢測(cè)”就是計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓大小。 當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，總線上的信號(hào)電壓擺動(dòng)值將會(huì)增大（互相疊加）。 當(dāng)一個(gè)站檢測(cè)到的信號(hào)電壓擺動(dòng)值超過(guò)一定的門限值時(shí)，就認(rèn)為總線上至少

20、有兩個(gè)站同時(shí)在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了沖突（碰撞）。,66,檢測(cè)到碰撞后,在發(fā)生碰撞時(shí)，總線上傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生了嚴(yán)重的失真，無(wú)法從中恢復(fù)出有用的信息來(lái)。 每一個(gè)正在發(fā)送數(shù)據(jù)的站，一旦發(fā)現(xiàn)總線上出現(xiàn)了碰撞，就要立即停止發(fā)送，免得繼續(xù)浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，然后等待一段隨機(jī)時(shí)間后再次發(fā)送。,67,CSMA/CD發(fā)送過(guò)程流程圖,68,重要特性,使用 CSMA/CD 協(xié)議的以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行雙向交替通信（半雙工通信）。 每個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時(shí)間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。 這種發(fā)送的不確定性使整個(gè)以太網(wǎng)的平均通信量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。,69,爭(zhēng)用期,最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多

21、經(jīng)過(guò)時(shí)間 2 （兩倍的端到端往返時(shí)延）就可知道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是否遭受了碰撞。 以太網(wǎng)的端到端往返時(shí)延 2 稱為爭(zhēng)用期，或碰撞窗口。 經(jīng)過(guò)爭(zhēng)用期這段時(shí)間還沒(méi)有檢測(cè)到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會(huì)發(fā)生碰撞。,70,爭(zhēng)用期或碰撞窗口的概念,71,爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度,以太網(wǎng)取 81.2 s 為爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度。 對(duì)于 10 Mb/s 以太網(wǎng)，在爭(zhēng)用期內(nèi)可發(fā)送812 bit，即 64 字節(jié)。 以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，若前 64 字節(jié)沒(méi)有發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會(huì)發(fā)生沖突。,72,最短有效幀長(zhǎng),如果發(fā)生沖突，就一定是在發(fā)送的前 64 字節(jié)之內(nèi)。 由于一檢測(cè)到?jīng)_突就立即中止發(fā)送，這時(shí)已經(jīng)發(fā)送出去的數(shù)據(jù)一定小于 64 字節(jié)。

22、以太網(wǎng)規(guī)定了最短有效幀長(zhǎng)為 64 字節(jié)，凡長(zhǎng)度小于 64 字節(jié)的幀都是由于沖突而異常中止的無(wú)效幀。,73,二進(jìn)制指數(shù)類型退避算法 (truncated binary exponential type),發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，要推遲（退避）一個(gè)隨機(jī)時(shí)間才能再發(fā)送數(shù)據(jù)。 對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)幀，當(dāng)?shù)谝淮伟l(fā)生沖突時(shí)，設(shè)置一個(gè)參量L=2； 退避間隔取1到L個(gè)時(shí)間片中的一個(gè)隨機(jī)數(shù)，1個(gè)小時(shí)間片等于兩站之間的最大傳播時(shí)延的兩倍； 當(dāng)數(shù)據(jù)幀再次發(fā)生沖突，將參量L加倍； 設(shè)置一個(gè)最大重傳次數(shù)，超過(guò)該次數(shù)，則不再重傳，并報(bào)告出錯(cuò)。 當(dāng)重傳達(dá) 16 次仍不能成功時(shí)即丟棄該幀，并向高層報(bào)告。,74,3. IEEE80

23、2.3物理層規(guī)范,一種簡(jiǎn)明的表示方法： 數(shù)據(jù)傳輸率(Mpbs) 10Base8（粗纜以太網(wǎng)） 10Base2（細(xì)纜以太網(wǎng)） 10Base-T（雙絞線以太網(wǎng)） 10Base-F（光纖以太網(wǎng)） 10BROAD36。,75,76,（1）細(xì)纜以太網(wǎng)（10BASE-2） 10BASE-2以太網(wǎng)采用0.2英寸80的同軸電纜作為傳輸介質(zhì)，傳輸速率為10Mbps。10BASE-2使用網(wǎng)卡自帶的內(nèi)部收發(fā)器（MAU）和BNC接口，采用T形接頭就可將兩端的工作站通過(guò)細(xì)纜連接起來(lái)，組網(wǎng)開(kāi)銷低，連接方便。 （2）雙絞線以太網(wǎng)（10BASE-T） 10BASE-T以太網(wǎng)是使用非屏蔽雙絞線電纜來(lái)連接的傳輸速率為10mbps

24、的以太網(wǎng)。,77,10BASE-2以太網(wǎng)連接,78,10BASE-T以太網(wǎng)連接,79,8.4.2 高速局域網(wǎng),1. 100BASE-T,80,100BASE-T組網(wǎng)方法,81,快速以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,82,8.4.3 千兆以太網(wǎng),千兆以太網(wǎng) 1. 以太網(wǎng)向千兆位以太網(wǎng)的升級(jí)方法 （1）交換機(jī)到交換機(jī)鏈路的升級(jí) （2）交換機(jī)到服務(wù)器鏈路的升級(jí) （3）快速以太網(wǎng)骨干網(wǎng)的升級(jí) （4）高性能工作站的升級(jí) 2千兆位以太網(wǎng)的物理層連接 （1）光纜介質(zhì)上的長(zhǎng)波和短波激光 （2）180歐姆均衡屏蔽同軸電纜（1000BaseCX）,83,IEEE802.3Z 千兆以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)模型,84,千兆位以太網(wǎng)的應(yīng)用,

25、85,8.8 令牌網(wǎng),令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)（Token-Ring）系統(tǒng)在1988年由IBM公司率先推出。令牌環(huán)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為環(huán)形，采用專用的令牌環(huán)介質(zhì)訪問(wèn)控制方式，傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線（STP）、非屏蔽雙絞線（UTP）或者光纖，傳輸速率為4Mbps或者16Mbps。 令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遵循IEEE802.2和IEEE802.8標(biāo)準(zhǔn)，在傳輸效率、實(shí)時(shí)性、地理范圍等網(wǎng)絡(luò)性能上都優(yōu)于采用CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控制方式的以太網(wǎng)。 令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍沒(méi)有限制，但站點(diǎn)數(shù)卻受到一定限制。使用STP時(shí)可連接2260臺(tái)設(shè)備，而使用UTP時(shí)只能連接272臺(tái)設(shè)備。令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)的原理圖如圖所示。,86,令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)原理圖,干線耦合器

26、原理,87,傳送過(guò)程,88,總線結(jié)構(gòu)中的令牌環(huán),89,8.6 FDDI光纖環(huán)網(wǎng),FDDI，即光纖分布式數(shù)據(jù)接口，是以光纖傳輸介質(zhì)的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)ANSI X3T9.8委員會(huì)制定。 FDDI采用主、副雙環(huán)結(jié)構(gòu)，主環(huán)進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)傳輸，副環(huán)為冗余的備用環(huán)。 FDDI網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),90,FDDI的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)屬于環(huán)形結(jié)構(gòu),91,8.7 無(wú)線局域網(wǎng),有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線局域網(wǎng),基本服務(wù)集 BSS,擴(kuò)展的服務(wù)集 ESS,基本服務(wù)集 BSS,A,B,漫游,接入點(diǎn) AP,接入點(diǎn) AP,分配系統(tǒng) DS,門橋,802.x 局域網(wǎng),因特網(wǎng),門橋,92,有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線局域網(wǎng),擴(kuò)展的服務(wù)集

27、ESS,A,B,接入點(diǎn) AP,接入點(diǎn) AP,分配系統(tǒng) DS,門橋,門橋,802.x 局域網(wǎng),因特網(wǎng),一個(gè)基本服務(wù)集 BSS 包括一個(gè)基站和若干個(gè)移動(dòng)站， 所有的站在本 BSS 以內(nèi)都可以直接通信， 但在和本 BSS 以外的站通信時(shí)都要通過(guò)本 BSS 的基站。,93,有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線局域網(wǎng),擴(kuò)展的服務(wù)集 ESS,A,B,分配系統(tǒng) DS,門橋,門橋,802.x 局域網(wǎng),因特網(wǎng),基本服務(wù)集中的基站叫做 接入點(diǎn) AP (Access Point) 其作用和網(wǎng)橋相似。,94,A,B,門橋,門橋,802.x 局域網(wǎng),因特網(wǎng),一個(gè)基本服務(wù)集可以是孤立的，也可通過(guò)接入點(diǎn) AP 連接到一個(gè)主干分配系統(tǒng) DS

28、 (Distribution System)， 然后再接入到另一個(gè)基本服務(wù)集，構(gòu)成 擴(kuò)展的服務(wù)集ESS (Extended Service Set)。,95,擴(kuò)展的服務(wù)集 ESS,A,B,802.x 局域網(wǎng),因特網(wǎng),ESS 還可通過(guò)叫做門橋(portal)為無(wú)線用戶提供 到非 802.11 無(wú)線局域網(wǎng)（例如，到有線連接 的因特網(wǎng)）的接入。門橋的作用就相當(dāng)于一個(gè)網(wǎng)橋。,96,擴(kuò)展的服務(wù)集 ESS,B,802.x 局域網(wǎng),因特網(wǎng),移動(dòng)站 A 從某一個(gè)基本服務(wù)集漫游到 另一個(gè)基本服務(wù)集，而仍然可保持與 另一個(gè)移動(dòng)站 B 進(jìn)行通信。,97,無(wú)固定基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線局域網(wǎng)自組網(wǎng)絡(luò)(ad hoc network),自組網(wǎng)絡(luò),A,E,D,C,B,F,源結(jié)點(diǎn),目的結(jié)點(diǎn),轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn),轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn),轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn),自組網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有上述基本服務(wù)集中的接入點(diǎn) AP 而是由一些處于平等狀態(tài)的移動(dòng)站之間相互通信組成的臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)。,98,虛擬局域網(wǎng) VLAN 是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無(wú)關(guān)的邏輯組。 這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。 每一個(gè) VLAN 的幀都有一個(gè)明確的標(biāo)識(shí)符，指明發(fā)送這個(gè)幀的工作站是屬于哪一個(gè) VLAN。 虛擬局域網(wǎng)其實(shí)只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種服務(wù)，而并不是一種新型局域網(wǎng)。,8.8 虛擬局域網(wǎng),99,以太網(wǎng) 交換機(jī),A4,B1,以太網(wǎng)