局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)

1、新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 第六課第六課 以太網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)及其訪問(wèn)機(jī)制以太網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)及其訪問(wèn)機(jī)制 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 引入 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為兩類：采用點(diǎn)到點(diǎn)連接的網(wǎng)絡(luò) 和采用廣播信道的網(wǎng)絡(luò)。在所有廣播網(wǎng)絡(luò)中，關(guān) 鍵的問(wèn)題是：當(dāng)信道的使用產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，如何分 配信道的使用權(quán)？ 01 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、什么是局域網(wǎng)？ 2、局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)？ 3、局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法有幾種？ 4、IEE802標(biāo)準(zhǔn) 5、以太網(wǎng)的技術(shù)認(rèn)識(shí)？ 學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠： 02 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 課程內(nèi)容 局域網(wǎng)的特點(diǎn)局域網(wǎng)的特點(diǎn) 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的

2、體系結(jié)構(gòu) 局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法 IEE802標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 以太網(wǎng)的技術(shù)以太網(wǎng)的技術(shù) 03 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 學(xué)習(xí)重、難點(diǎn)分析 重點(diǎn)： 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) IEE802標(biāo)準(zhǔn) 難點(diǎn)： 局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法 04 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 1、局域網(wǎng)的定義與發(fā)展過(guò)程 在較小的地理范圍內(nèi)，利用通信線路將許多數(shù)據(jù) 設(shè)備連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)彼此之間的數(shù)據(jù)傳輸和資源 共享的系統(tǒng)稱為局域網(wǎng)。 它的發(fā)展般分為三個(gè)階段： （1）60年代末至70年代初是萌芽階段 。 （2）70年代中期是局域網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要階段。 （3）80年代初期是局域網(wǎng)走向大發(fā)展的時(shí)期。利 用光導(dǎo)纖維

3、作為通信介質(zhì)構(gòu)成的高速主干環(huán)網(wǎng)， 是目前許多局域網(wǎng)系統(tǒng)采用的一種結(jié)構(gòu)形式。 局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)概述 05 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 2、局域網(wǎng)特點(diǎn) （1）地理范圍有限。（2）通信速率高。 （3）可采用多種通信介質(zhì)。（4）可靠性較高。 由局域網(wǎng)本身的特點(diǎn)決定局域網(wǎng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）能夠方便地共享網(wǎng)內(nèi)資源，包括主機(jī)、外部設(shè) 備、軟件、數(shù)據(jù)； （2）便于系統(tǒng)擴(kuò)展； （3）提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性、可維護(hù)性； （4）各設(shè)備位置可以靈活地調(diào)整和改變； （5）有較快的響應(yīng)速度（數(shù)據(jù)傳輸率較高）。 06 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 局域網(wǎng)的應(yīng)用局域網(wǎng)的應(yīng)用 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)所具有的這些優(yōu)點(diǎn)決定

4、了它在社會(huì)各 個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，它可以用于辦公自動(dòng)化、 工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、企業(yè)管理信息系統(tǒng)、生產(chǎn)過(guò)程實(shí) 時(shí)控制、軍事指揮和控制系統(tǒng)、輔助教學(xué)系統(tǒng)、醫(yī) 療管理系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)、軟件開發(fā)系統(tǒng)和商業(yè)系統(tǒng) 等方面，其中主要作用如下： 1. 辦公自動(dòng)化 2. 工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化 3. 應(yīng)用于教育領(lǐng)域 4. 計(jì)算機(jī)協(xié)同工作技術(shù) 07 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)IEEE802參考模型參考模型 IEEE802參考模型是主要的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)所 描述的局域網(wǎng)通過(guò)共享的傳輸介質(zhì)通信。 應(yīng)用層 物理層 數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)層 傳輸層 會(huì)話層 表示層 邏輯鏈路控制（LLC）層 介質(zhì)訪

5、問(wèn)控制（MAC）層 物理層 OSI IEEE802 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)也遵循OSI參考模型 的分層原則，描述最低兩層-物理層和 數(shù)據(jù)鏈路層的功能以及與網(wǎng)絡(luò)層的接口 服務(wù)，其中數(shù)據(jù)鏈路層又分成兩個(gè)子層： 介質(zhì)訪問(wèn)控制子層（MAC）和邏輯鏈路 控制子層（LLC）。 LLC：負(fù)責(zé)將上層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成下層數(shù)據(jù) 傳輸?shù)母袷剑◣?，?fù)責(zé)差錯(cuò)與流量控 制； MAC：管理底層的物理媒介，也就是解 決數(shù)據(jù)如何在底層發(fā)送的，采用什么樣 的訪問(wèn)控制。 01 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 09 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 IEEE為美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì)簡(jiǎn)稱。IEEE為局域網(wǎng)制 訂了多種標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)稱為

6、IEEE802標(biāo)準(zhǔn)，主要包括以下 內(nèi)容： 1)IEEE802.1標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)做了介紹，并且 它對(duì)接口原語(yǔ)進(jìn)行了規(guī)定。在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中還包括局域網(wǎng)體系 結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)及網(wǎng)絡(luò)管理與性能測(cè)試等內(nèi)容。 2)IEEE802.2標(biāo)準(zhǔn)：定義了LLC(邏輯鏈路控制)協(xié)議，是 數(shù)據(jù)鏈路層的上半部分。 3)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)：定義了CSMA/CD總線媒體訪問(wèn)控制子 層與物理層的規(guī)范。 4)IEEE802.4標(biāo)準(zhǔn)：定義了令牌總線(Token Bus)媒體訪 問(wèn)控制子層與物理層的規(guī)范。 局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802 10 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 5)IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)：定義了令

7、牌環(huán)(Token Ring)媒體訪問(wèn) 控制子層與物理層的規(guī)范。 6)IEEE802.6標(biāo)準(zhǔn)：定義了城域網(wǎng)(MAN)媒體訪問(wèn)控制 子層與物理層的規(guī)范。 7)IEEE802.7標(biāo)準(zhǔn)：定義了寬帶技術(shù)。 8)IEEE802.8標(biāo)準(zhǔn)：定義了光纖技術(shù)。 9)IEEE802.9標(biāo)準(zhǔn)：定義了語(yǔ)音與數(shù)據(jù)綜合局域網(wǎng)技術(shù)。 10)IEEE802.10標(biāo)準(zhǔn)：定義了局域網(wǎng)安全性規(guī)范。 11)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)：定義了無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)。 11 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 局域網(wǎng)與局域網(wǎng)與IEEE802標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) （2） 01 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法 n媒

8、體訪問(wèn)控制 局域網(wǎng)技術(shù)中的共享并不意味著多個(gè)幀可以 同時(shí)傳輸，在幀的傳輸過(guò)程中，發(fā)送計(jì)算機(jī) 獨(dú)占整個(gè)電纜 為了確保傳輸媒體的訪問(wèn)和使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)多 結(jié)點(diǎn)使用共享媒體接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的控制， 連接到網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備都必須遵守一定的規(guī)則。 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法 n媒體訪問(wèn)控制 局域網(wǎng)技術(shù)中的共享并不意味著多個(gè)幀可以 同時(shí)傳輸，在幀的傳輸過(guò)程中，發(fā)送計(jì)算機(jī) 獨(dú)占整個(gè)電纜 為了確保傳輸媒體的訪問(wèn)和使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)多 結(jié)點(diǎn)使用共享媒體接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的控制， 連接到網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備都必須遵守一定的規(guī)則。 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方

9、法局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法 n帶沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)CSMA/CD 載波偵聽(tīng)：計(jì)算機(jī)在傳輸幀以前要檢測(cè)總線 上的載波，等待以太網(wǎng)空閑。 沖突檢測(cè)與重發(fā):如果兩臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)傳輸, 沖突就會(huì)發(fā)生;計(jì)算機(jī)將使用指數(shù)重發(fā)來(lái)選擇 哪臺(tái)計(jì)算機(jī)傳輸.每臺(tái)計(jì)算機(jī)在重發(fā)之前要延 遲一段隨機(jī)時(shí)間,并在隨后的沖突后,延遲加 倍。 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法 n媒體訪問(wèn)控制 局域網(wǎng)技術(shù)中的共享并不意味著多個(gè)幀可以 同時(shí)傳輸，在幀的傳輸過(guò)程中，發(fā)送計(jì)算機(jī) 獨(dú)占整個(gè)電纜 為了確保傳輸媒體的訪問(wèn)和使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)多 結(jié)點(diǎn)使用共享媒體接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的控制， 連接到網(wǎng)絡(luò)

10、上的設(shè)備都必須遵守一定的規(guī)則。 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法 n媒體訪問(wèn)控制 局域網(wǎng)技術(shù)中的共享并不意味著多個(gè)幀可以 同時(shí)傳輸，在幀的傳輸過(guò)程中，發(fā)送計(jì)算機(jī) 獨(dú)占整個(gè)電纜 為了確保傳輸媒體的訪問(wèn)和使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)多 結(jié)點(diǎn)使用共享媒體接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的控制， 連接到網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備都必須遵守一定的規(guī)則。 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法局域網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法 n媒體訪問(wèn)控制 局域網(wǎng)技術(shù)中的共享并不意味著多個(gè)幀可以 同時(shí)傳輸，在幀的傳輸過(guò)程中，發(fā)送計(jì)算機(jī) 獨(dú)占整個(gè)電纜 為了確保傳輸媒體的訪問(wèn)和使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)多 結(jié)點(diǎn)使用共享媒體接

11、收和發(fā)送數(shù)據(jù)的控制， 連接到網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備都必須遵守一定的規(guī)則。 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 CSMA/CD的規(guī)則如下：的規(guī)則如下： （1）若信道空閑，則發(fā)送信息幀，否則轉(zhuǎn)第（2）步； （2）若信道忙，一直監(jiān)聽(tīng)直到信道空閑，然后立即傳 輸； （3）若在傳輸過(guò)程中監(jiān)聽(tīng)到?jīng)_突，則發(fā)出一個(gè)短小的 人為干擾信號(hào)，讓所有的站點(diǎn)都知識(shí)發(fā)生了沖突并停 止傳輸； （4）發(fā)完人為干擾信號(hào)后等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，再次嘗 試傳輸（從第（1）步開始重復(fù)）。 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 IEEE802標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 1CSMA/CD IEEE802.3 定義了帶沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn) CSMA/CD方式。借助于這種

12、方式，兩個(gè) 或多個(gè)站能共享一個(gè)公共的總線傳輸介 質(zhì)。 CSMA/CD的工作機(jī)制可概括為： 先聽(tīng)后講；邊講邊聽(tīng)；沖突停止；延遲重 發(fā)。 2.令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)IEEE802.5 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 CSMA/CD工作流程圖 網(wǎng)卡準(zhǔn)備發(fā)送 監(jiān)聽(tīng)信道 （1） 發(fā)送數(shù)據(jù)和 監(jiān)聽(tīng)信道 （4） 按后退算法等待 （6） 發(fā)送擁擠信號(hào) （5） 信道空閑 （2） 發(fā)起新的發(fā)送 信道忙 （3） 檢測(cè)出沖突 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 IEEE802標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 3、令牌總線局域網(wǎng)IEEE802.4 在物理總線上建立一個(gè)邏輯環(huán)。物理拓?fù)涫强?線型，邏輯結(jié)構(gòu)是環(huán)型。令牌

13、傳遞的順序與站 的物理位置無(wú)關(guān)。 令牌總線使用寬帶同軸電纜，速度可達(dá)到1.5或 10Mbps，媒體訪問(wèn)控制方式為控制令牌。 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 如圖所示的7個(gè)站中，站C未工作，剩下的6個(gè)站在邏 輯上組成了一個(gè)令牌網(wǎng)。令牌的傳遞順序與站的物理位置 無(wú)關(guān)，在圖中是按照AFEBGDA的順序傳遞 的。 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 IEEE802標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 IEEE 802.3以太網(wǎng)幾種標(biāo)準(zhǔn) （1）10Base-5（粗纜以太網(wǎng)） （2）10Base-2（細(xì)纜以太網(wǎng)） （3）10Base-T（雙絞線以太網(wǎng)） （4）10Base-F（光纖以太網(wǎng)） （5）1

14、00Base-TX（使用5類UTP的快速以太網(wǎng)） （6）100Base-FX（使用光纖的快速以太網(wǎng)） （7）100Base-T4（使用4對(duì)5類UTP的快速以太網(wǎng)） （8）100Base-T2（使用2對(duì)5類UTP的快速以太網(wǎng)） （9）1000Base-SX（使用1對(duì)短波長(zhǎng)光光纖的千兆以太網(wǎng)） 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 現(xiàn)有產(chǎn)品對(duì)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)支持情況現(xiàn)有產(chǎn)品對(duì)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)支持情況 在工程實(shí)踐中，標(biāo)準(zhǔn)需產(chǎn)品的支持。就以 太網(wǎng)而言，目前生產(chǎn)的10M和100Mbs網(wǎng)卡、集 線器和交換機(jī)一般都支持10Base-5、10Base-2、 10Base-T、10Base-F、100Base-TX和100Ba

15、se- FX等幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。而支持100Base-T4和100Base- T2標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備則比較少。此外，目前生產(chǎn)的多 數(shù)1000M設(shè)備一般同時(shí)支持1000Base-TX、 1000Base-SX和1000Base-FX標(biāo)準(zhǔn)。 需要指出的是，不同速度的以太網(wǎng)具有高度的兼 容性，同一以太網(wǎng)中可存在多種數(shù)據(jù)傳輸速度。 在組建以太網(wǎng)的過(guò)程中，不必考慮幀結(jié)構(gòu)的兼 容性。 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 10BASE510BASE210BASE-F10BASE-T 最大網(wǎng)段長(zhǎng)度500m185m 500,1000或 2000m 100m 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型總線型星型星型 介質(zhì)50粗纜50細(xì)纜多模光纜100、UTP

16、 連接器NIC-DB-15RG-58STRJ-45 介質(zhì)掛接方法 MAU栓接同軸 線纜 外接或在NIC 中 外接或在NIC中外接或在NIC中 站/網(wǎng)段10030 10BASE-FP為33， FB、FL或 FOIRL為 2個(gè)中繼器 2（NIC和中繼 器） 最大網(wǎng)段數(shù)5555 10Mbps以太網(wǎng)物理層比較 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 5-4-3規(guī)則 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 技術(shù)發(fā)送接收電壓 10BASE-T1,23,62.5V0.3V 100BASE- TX 1,23,61.050mV 100BASE- T4 1,2/4,5/7,83,6/4,5/7,83.5V0.35V 100B

17、ASE- T2 1,2/3,61,2/3,61.81V0.1V 線纜對(duì)數(shù)和線路電壓比較 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 技術(shù)技術(shù)半半/全雙工操作全雙工操作最低線纜要求最低線纜要求最大距離最大距離 100BASE-TX 全雙工和半雙全雙工和半雙 工工 Cat5，2對(duì)對(duì)100米米 100BASE-T4半雙工半雙工Cat3，4對(duì)對(duì)100米米 100BASE-FX 全雙工和半雙全雙工和半雙 工工 62.5/125mMMF 130米、米、160 米或米或24米米 100BASE-T2 半雙工或全雙半雙工或全雙 工工 Cat3，2對(duì)對(duì)100米米 快速以太網(wǎng)工程指標(biāo)技術(shù)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)比快速以太網(wǎng)工程指標(biāo)技術(shù)

18、和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)比 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 千兆以太網(wǎng)物理拓?fù)淝д滓蕴W(wǎng)物理拓?fù)?新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 以太網(wǎng)以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng) 編碼方式編碼方式曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼4B/5B、8B/6T8B/10B 工作頻率工作頻率20MHz31.25MHz125MHz 雙工方式雙工方式半雙工半雙工/全雙工全雙工半雙工半雙工/全雙工全雙工 半雙工半雙工/全雙工全雙工 （半雙工常用）（半雙工常用） 時(shí)間槽時(shí)間槽512位時(shí)間位時(shí)間512位時(shí)間位時(shí)間512字節(jié)時(shí)間字節(jié)時(shí)間 幀間間隔幀間間隔9.6s0.96s0.096s 最大幀長(zhǎng)度最大幀長(zhǎng)度1518字節(jié)字節(jié)1518字節(jié)字節(jié)1518字節(jié)字節(jié) 最小幀長(zhǎng)度最小幀長(zhǎng)度64字節(jié)字節(jié)64字節(jié)字節(jié)512字節(jié)字節(jié) 重發(fā)上限重發(fā)上限16次次16次次16次次 后退上限后退上限10次次10次次10次次 阻塞序列阻塞序列32位位32位位32位位 千兆以太網(wǎng)主要技術(shù)參數(shù) 新華電腦專修學(xué)院新