計算機三級考試計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第3章局域網(wǎng)基礎(chǔ)

1、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第第3章章 局域網(wǎng)技術(shù)（局域網(wǎng)技術(shù)（v3）南大濱海學(xué)院法政學(xué)系南大濱海學(xué)院法政學(xué)系張一鳴張一鳴2011.10.17第3章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)3.1 局域網(wǎng)基本概念3.2 局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法3.3 高速局域網(wǎng)技術(shù)3.4 局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備3.5 局域網(wǎng)組網(wǎng)方法3.6 局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)化布線技術(shù)3.7 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)3.1 局域網(wǎng)基本概念3.1.1 局域網(wǎng)的主要技術(shù)特點3.1.2 局域網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)3.1.3 局域網(wǎng)傳輸類型與特點3.1.1 局域網(wǎng)的主要技術(shù)特點1.早期局域網(wǎng)的主要特點早期局域網(wǎng)的主要特點（1）局域網(wǎng)是一種通信網(wǎng)絡(luò)。）局域網(wǎng)是一種通信網(wǎng)絡(luò)。（2）連入局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信設(shè)備是廣

2、義的，包括計算機、終端）連入局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信設(shè)備是廣義的，包括計算機、終端機和各種外設(shè)。機和各種外設(shè)。（3）局域網(wǎng)覆蓋一個小的地理范圍。）局域網(wǎng)覆蓋一個小的地理范圍。2.從局域網(wǎng)應(yīng)用的角度，局域網(wǎng)的主要技術(shù)特點為：從局域網(wǎng)應(yīng)用的角度，局域網(wǎng)的主要技術(shù)特點為：（1）覆蓋有限的地理范圍；）覆蓋有限的地理范圍；（2）具有高數(shù)據(jù)傳輸速率（）具有高數(shù)據(jù)傳輸速率（10mbps10gbps）、低誤碼率的）、低誤碼率的高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境；高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境；（3）易于建立、維護和擴展；）易于建立、維護和擴展；（4）決定局域網(wǎng)特性的主要技術(shù)要素：網(wǎng)絡(luò)拓樸、傳輸介質(zhì)與）決定局域網(wǎng)特性的主要技術(shù)要素：網(wǎng)絡(luò)拓樸、傳輸

3、介質(zhì)與介質(zhì)訪問控制方法；介質(zhì)訪問控制方法；（5）從介質(zhì)訪問控制方法的角度可分為兩類：共享介質(zhì)局域網(wǎng)）從介質(zhì)訪問控制方法的角度可分為兩類：共享介質(zhì)局域網(wǎng)和交換式局域網(wǎng)。和交換式局域網(wǎng)。局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)概述決定局域網(wǎng)性能的主要因素1. 局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)n 局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)主要分為總線型、環(huán)型和星型3種2. 局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)n 局域網(wǎng)中的傳輸介質(zhì)主要分為有導(dǎo)向和無導(dǎo)向兩類。其中，有導(dǎo)向傳輸介質(zhì)主要有同軸電纜、雙絞線和光纖。無導(dǎo)向傳輸介質(zhì)主要應(yīng)用于802.11無線局域網(wǎng)和802.16無線城域網(wǎng)。3.1.2 局域網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)與廣域網(wǎng)相比，局域網(wǎng)的通信機制從與廣域網(wǎng)相比，局域網(wǎng)的通信機制從“存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)

4、”改變?yōu)楦淖優(yōu)椤肮蚕斫橘|(zhì)共享介質(zhì)”方式和方式和“交換方式交換方式”；在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上主要采取總；在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上主要采取總線型、星型與環(huán)型結(jié)構(gòu)；在傳輸介質(zhì)上主線型、星型與環(huán)型結(jié)構(gòu)；在傳輸介質(zhì)上主要采用雙絞線、同軸電纜和光纖。要采用雙絞線、同軸電纜和光纖。1.總線型拓樸構(gòu)型總線型拓樸構(gòu)型2.環(huán)型拓樸構(gòu)型環(huán)型拓樸構(gòu)型3.星型拓樸構(gòu)型星型拓樸構(gòu)型1.總線型拓樸構(gòu)型總線型局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問方法采用總線型局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問方法采用“共享介質(zhì)共享介質(zhì)”方式。方式。所有結(jié)點都通過網(wǎng)卡連接到作為公共傳輸介質(zhì)的總線上。所有結(jié)點都通過網(wǎng)卡連接到作為公共傳輸介質(zhì)的總線上。總線通常采用雙絞線或同軸電纜。總線通常采用雙絞線或同軸電

5、纜。所有結(jié)點都可以通過總線發(fā)送可接收數(shù)據(jù)，但一段時間所有結(jié)點都可以通過總線發(fā)送可接收數(shù)據(jù)，但一段時間內(nèi)只允許一個結(jié)點利用總線以內(nèi)只允許一個結(jié)點利用總線以“廣播廣播”方式發(fā)送數(shù)據(jù)，方式發(fā)送數(shù)據(jù)，其他結(jié)點可以以其他結(jié)點可以以“收聽收聽”方式接收數(shù)據(jù)。因此當有兩個方式接收數(shù)據(jù)。因此當有兩個或多個結(jié)點同時發(fā)送數(shù)據(jù)時，就會發(fā)生或多個結(jié)點同時發(fā)送數(shù)據(jù)時，就會發(fā)生“沖突沖突”。介質(zhì)訪問控制（介質(zhì)訪問控制（mac）方法是指控制多結(jié)點利用公共傳）方法是指控制多結(jié)點利用公共傳輸介質(zhì)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方法，這是所有輸介質(zhì)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方法，這是所有“共享介質(zhì)共享介質(zhì)”類局域網(wǎng)都必須解決的共性問題。類局域網(wǎng)都必須解決

6、的共性問題。優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)容易、易于擴展、可靠性好。優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)容易、易于擴展、可靠性好。總線型局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)總線型局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)總線總線結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點2.環(huán)型拓樸構(gòu)型 環(huán)型拓樸結(jié)構(gòu)中，結(jié)點通過點點連接線路構(gòu)成環(huán)型拓樸結(jié)構(gòu)中，結(jié)點通過點點連接線路構(gòu)成閉合的環(huán)路。環(huán)中數(shù)據(jù)沿著一個方向繞環(huán)逐點傳閉合的環(huán)路。環(huán)中數(shù)據(jù)沿著一個方向繞環(huán)逐點傳輸。輸。 多個結(jié)點共享一條環(huán)通路，同樣要進行控制，因多個結(jié)點共享一條環(huán)通路，同樣要進行控制，因此也要解決介質(zhì)訪問控制方法問題。此也要解決介質(zhì)訪問控制方法問題。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)容易、傳輸延遲確定，適優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)容易、傳輸延遲確定，

7、適應(yīng)傳輸負荷較重、實時性要求較高的應(yīng)用環(huán)境。應(yīng)傳輸負荷較重、實時性要求較高的應(yīng)用環(huán)境。 缺點：不易擴充；一個結(jié)點出故障會造成網(wǎng)絡(luò)癱缺點：不易擴充；一個結(jié)點出故障會造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓。瘓。環(huán)型局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)環(huán)型局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點環(huán)行環(huán)行通路通路3.星型拓樸構(gòu)型星型拓樸構(gòu)型 星型拓樸中有一個中心點，每個結(jié)點通過星型拓樸中有一個中心點，每個結(jié)點通過點點線路與中心點連接，任何兩點之間點點線路與中心點連接，任何兩點之間的通信都通過中心點轉(zhuǎn)接。的通信都通過中心點轉(zhuǎn)接。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，易于擴展。但中心點一優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，易于擴展。但中心點一旦出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)癱瘓。旦出現(xiàn)故障，整

8、個系統(tǒng)癱瘓。 在實際應(yīng)用中，往往是一種或幾種基本拓在實際應(yīng)用中，往往是一種或幾種基本拓樸結(jié)構(gòu)的擴展或組合。樸結(jié)構(gòu)的擴展或組合。星型局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)星型局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點結(jié)點中心中心結(jié)點結(jié)點3.1.3 局域網(wǎng)傳輸類型與特點 局域網(wǎng)常用的傳輸介質(zhì)有：同軸電纜、雙絞線、光纖和無局域網(wǎng)常用的傳輸介質(zhì)有：同軸電纜、雙絞線、光纖和無線通信信道。線通信信道。 雙絞線：兩類（屏蔽雙絞線：兩類（屏蔽stp和非屏蔽和非屏蔽utp）；）；utp的抗干擾的抗干擾性能優(yōu)于性能優(yōu)于stp；非屏蔽雙絞線按通信質(zhì)量一般分為五類，；非屏蔽雙絞線按通信質(zhì)量一般分為五類，局域網(wǎng)中一般使用三類、四類

9、和五類線，三類線用于局域網(wǎng)中一般使用三類、四類和五類線，三類線用于10mbps以下的數(shù)據(jù)傳輸，四類線用于以下的數(shù)據(jù)傳輸，四類線用于16mbps以下的數(shù)以下的數(shù)據(jù)傳輸，五類或超五類線用于據(jù)傳輸，五類或超五類線用于100mbps數(shù)據(jù)傳輸；增強數(shù)據(jù)傳輸；增強的五類、六類和七類屏蔽雙絞線可用于更高速率的數(shù)據(jù)傳的五類、六類和七類屏蔽雙絞線可用于更高速率的數(shù)據(jù)傳輸。輸。 光纖光纖:通常用于長距離、高速率、抗干擾和保密性要求高通常用于長距離、高速率、抗干擾和保密性要求高的應(yīng)用領(lǐng)域，的應(yīng)用領(lǐng)域，10gbps的的ethernet局域網(wǎng)中傳輸介質(zhì)都使局域網(wǎng)中傳輸介質(zhì)都使用光纖。局域網(wǎng)中使用的光纖分為多膜光纖和單膜

10、光纖，用光纖。局域網(wǎng)中使用的光纖分為多膜光纖和單膜光纖，若使用長距離的光收發(fā)器與單膜光纖，便可在廣域網(wǎng)的范若使用長距離的光收發(fā)器與單膜光纖，便可在廣域網(wǎng)的范圍內(nèi)應(yīng)用。圍內(nèi)應(yīng)用。3.1.3.1 雙絞線的組成和結(jié)構(gòu)雙絞線的組成和結(jié)構(gòu)p 雙絞線（雙絞線（twisted pair）也稱為雙扭線，最初是為語音通信設(shè)計的，是計算機網(wǎng)絡(luò)中使用最為普遍的傳輸介質(zhì)，局域網(wǎng)中到桌面的連接絕大多數(shù)都使用雙絞線，幾乎所有的電話通信在客戶端都使用雙絞線。p 雙絞線一般可以分為非屏蔽雙絞線（utp）和屏蔽雙絞線（stp）兩大類。其中，stp又分為3類（category 3）、5類、6類和7類幾種，而utp分為3類、4類、

11、5類和超5類幾種。圖 5類4對utp結(jié)構(gòu)及截面圖圖圖4-3 雙絞線的分類雙絞線的分類屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線的區(qū)別屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線的區(qū)別4.2.3 雙絞線的類別和應(yīng)用1. 雙絞線的標準制訂精密的電纜標準用于在產(chǎn)品的供貨商和使用者之間建立系列化的通用規(guī)程，有些標準則可以通過準則的設(shè)置來確定某個產(chǎn)品是否可以在某些國家進行銷售。在北美，標準主要由以下3個組織頒布：n 美國國家標準化組織（american national standard institute，ansi）。n 電信工業(yè)聯(lián)合會（telecommunication industry association，tia）。n 工程技術(shù)協(xié)

12、會（engineering institute association，eia）。2雙絞線的類別和特性n （1）3類雙絞線n 3類雙絞線的最高傳輸頻率為16mhz，最高傳輸速率為10mbit/s，用于語音和數(shù)據(jù)傳輸。目前在計算機網(wǎng)絡(luò)中3類雙絞線已被5類和超5類雙絞線替代。n （2）4類雙絞線n 該類雙絞線的最高傳輸頻率為20mhz，最高傳輸速率為16mbit/s，可用于語音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。4類雙絞線在以太網(wǎng)布線中應(yīng)用很少，以往多用于令牌網(wǎng)的布線。n （3）5類雙絞線n 5類雙絞線電纜使用了特殊的絕緣材料，使其最高傳輸頻率達到100mhz，最高傳輸速率達到100mbit/s，可用于語音和數(shù)據(jù)傳輸

13、。雙絞線的類別和特性（續(xù)）n （4）超5類雙絞線n 與5類雙絞線相比，超5類雙絞線的衰減和串擾更小，可提供更堅實的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求（尤其支持千兆以太網(wǎng)1000base-t的布線），給網(wǎng)絡(luò)的安裝和測試帶來了便利，成為目前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中較好的解決方案。n （5）6類雙絞線n 6類雙絞線的出現(xiàn)推動了千兆以太網(wǎng)的應(yīng)用，在使用超5類雙絞線連接千兆設(shè)備時距離只有25，而使用6類雙絞線后可以達到100。n （6）7類雙絞線n iso在1997年9月開始準備制訂7類雙絞線標準，至2003年初相關(guān)草案已完成。標準制訂機構(gòu)和制造商正在考慮利用一種新型的銅纜系統(tǒng)，其帶寬可以高達600mhz3.1.3.2

14、同同 軸軸 電電 纜纜同軸電纜的結(jié)構(gòu)p 同軸電纜（coaxial cable）是由一根空心的圓柱網(wǎng)狀銅導(dǎo)體和一根位于中心軸線位置的銅導(dǎo)線組成的，銅導(dǎo)線、空心圓柱網(wǎng)狀導(dǎo)體和外界之間分別用絕緣材料隔開，如圖4-4所示。圖 同軸電纜的組成（1） 基帶同軸電纜基帶同軸電纜基帶同軸電纜中傳輸?shù)氖俏唇?jīng)調(diào)制的基帶信號，包括數(shù)據(jù)信號和模擬信號。其中，用于計算機網(wǎng)絡(luò)中的基帶同軸電纜的特征阻抗為50。主要的型號有rg-8（或rg-11）和rg-58，其中rg-8稱為粗同軸電纜（簡稱為粗纜），rg-58稱為細同軸電纜（簡稱為細纜）；用于有線電視模擬信號傳輸中的基帶同軸電纜的特征阻抗為75，其型號為rg-59。下面主

15、要介紹基帶同軸電纜在計算機網(wǎng)絡(luò)中的連接方式。1細纜的連接方式細纜的連接方式圖 細纜網(wǎng)絡(luò)連接拓撲圖細纜對連接設(shè)備及連接方法的要求：細纜對連接設(shè)備及連接方法的要求：p 具有具有bnc連接器的網(wǎng)卡，同時細纜的兩端也要安裝連接器的網(wǎng)卡，同時細纜的兩端也要安裝bnc連接器，如圖連接器，如圖4-6（a）所示。）所示。p bnc t形連接器，用于將節(jié)點接入到總線型網(wǎng)絡(luò)，如圖形連接器，用于將節(jié)點接入到總線型網(wǎng)絡(luò)，如圖4-6（b）所示。）所示。p bnc桶形連接器，用于連接兩段細纜。桶形連接器，用于連接兩段細纜。p bnc終端電阻器，如圖終端電阻器，如圖4-6（c）所示，特征阻抗為）所示，特征阻抗為50 ，安裝

16、在每個網(wǎng)段的兩端，作用是削減信號的反彈，防止安裝在每個網(wǎng)段的兩端，作用是削減信號的反彈，防止網(wǎng)絡(luò)中無用信號的堵塞。網(wǎng)絡(luò)中無用信號的堵塞。用于細纜連接的各類bnc連接器圖4-6 用于細纜連接的各類bnc連接器使用細纜組建計算機網(wǎng)絡(luò)需要注意的問題使用細纜組建計算機網(wǎng)絡(luò)需要注意的問題n 無中繼最大網(wǎng)段長度為無中繼最大網(wǎng)段長度為185m。n 使用中繼器時，最多可使用使用中繼器時，最多可使用4個中繼器連接個中繼器連接5個網(wǎng)段，使個網(wǎng)段，使網(wǎng)絡(luò)直徑達到網(wǎng)絡(luò)直徑達到1855=925m。n 每個網(wǎng)段支持的最大節(jié)點數(shù)約為每個網(wǎng)段支持的最大節(jié)點數(shù)約為30。n bnc t形連接器之間的最小距離為形連接器之間的最小距

17、離為0.5m。p 細纜網(wǎng)絡(luò)具有以下的特點：細纜網(wǎng)絡(luò)具有以下的特點：n 價格低廉。價格低廉。n 網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強。網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強。n 網(wǎng)絡(luò)維護和擴展比較困難。網(wǎng)絡(luò)維護和擴展比較困難。n 由于總線的斷點較多，將影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性。由于總線的斷點較多，將影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性。2粗纜的連接方式粗纜的連接方式圖4-7 粗纜網(wǎng)絡(luò)連接拓撲圖使用細纜組建計算機網(wǎng)絡(luò)需要注意的問使用細纜組建計算機網(wǎng)絡(luò)需要注意的問題題n網(wǎng)卡必須提供aui接口，同時粗纜的兩端也要安裝aui連接器。n每個節(jié)點都通過安裝在總線上的收發(fā)器來與網(wǎng)絡(luò)連接。n收發(fā)器電纜用于連接節(jié)點和粗纜。n在使用粗纜組建計算機網(wǎng)絡(luò)中，需要注意以下的問題：n

18、無中繼最大網(wǎng)段長度為500m。n使用中繼器時，最多可使用4個中繼器連接5個網(wǎng)段，使網(wǎng)絡(luò)直徑達到500 5 =2500m。n每個網(wǎng)段支持的最大節(jié)點數(shù)為100。n收發(fā)器之間的最小距離為2.5m。粗纜網(wǎng)絡(luò)具有以下的特點：粗纜網(wǎng)絡(luò)具有以下的特點：n 網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強。網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強。n 具有較高的可靠性。具有較高的可靠性。n 覆蓋范圍較廣，最大距離可達覆蓋范圍較廣，最大距離可達2500m。n 網(wǎng)絡(luò)安裝、維護和擴展比較困難。網(wǎng)絡(luò)安裝、維護和擴展比較困難。n 組網(wǎng)成本較高。組網(wǎng)成本較高。（2） 寬帶同軸電纜寬帶同軸電纜p 75 同軸電纜也稱為寬帶同軸電纜，可以采用頻分復(fù)同軸電纜也稱為寬帶同軸電纜，可以采

19、用頻分復(fù)用技術(shù)在這種類型的電纜上傳輸信號。用技術(shù)在這種類型的電纜上傳輸信號。p 在寬帶同軸電纜上傳輸?shù)氖悄M信號，最大傳輸距在寬帶同軸電纜上傳輸?shù)氖悄M信號，最大傳輸距離可以達到離可以達到100km，其工作頻率可達到，其工作頻率可達到300450mhz。在寬帶同軸電纜上可以劃分多個獨立。在寬帶同軸電纜上可以劃分多個獨立信道信道p 由于采用頻分復(fù)用技術(shù)，所以在同一根寬帶同軸電由于采用頻分復(fù)用技術(shù)，所以在同一根寬帶同軸電纜上可以同時傳輸多路模擬和數(shù)字混合信號。纜上可以同時傳輸多路模擬和數(shù)字混合信號。已開發(fā)和使用的兩種類型的寬帶系統(tǒng)：已開發(fā)和使用的兩種類型的寬帶系統(tǒng)：雙纜系統(tǒng)和單纜系統(tǒng)雙纜系統(tǒng)和單纜

20、系統(tǒng)圖4-8 寬帶同軸電纜網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)3.1.3.3 光光 纖纖p 光纖即光導(dǎo)纖維，是一種細小、柔韌并能傳輸光信號的介質(zhì)，一根光纜中包含有多條光纖。20世紀80年代初期，光纜開始進入網(wǎng)絡(luò)布線。與銅纜（雙絞線和同軸電纜）相比較，光纜適應(yīng)了目前網(wǎng)絡(luò)遠距離傳輸大容量信息的要求，在計算機網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著十分重要的作用，成為傳輸介質(zhì)中的佼佼者。p 光纖通常由純度極高的石英玻璃拉成細絲，主要由位于中心軸線上的纖芯和包裹在外面的包層組成。p 其中纖芯用來傳輸光波，而包層用于保護進入纖芯的光波，其光的折射率應(yīng)低于纖芯。p 當一束光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，由于兩種介質(zhì)的折射率可能不同，當光波從折射率高的介質(zhì)進入

21、折射率低的介質(zhì)時，其折射角 應(yīng)大于入射角，如圖4-10（a）所示。當入射角大于某一臨界值時，光波將全部反射回纖芯，如圖4-10（b）所示。光波以某一確定的頻率在纖芯與包層的交界面處進行反射，就會將光波不斷傳輸下去，達到幾千米甚至上百千米。光纖的通信原理光纖的通信原理光纖通信的主要組成部件有光發(fā)送機、光接收機和光纖，光纖通信的主要組成部件有光發(fā)送機、光接收機和光纖，在進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸時還需要中繼器。在進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸時還需要中繼器。圖4-9 光纖通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖光波在光纖中的傳輸情況光波在光纖中的傳輸情況圖4-10 光波在光纖中的傳輸情況（1） 光纖的分類和特點光纖的分類和特點1單模光纖

22、和多模光纖單模光纖和多模光纖p 在計算機網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)傳輸點模數(shù)的不同，光纖分為單模光纖在計算機網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)傳輸點模數(shù)的不同，光纖分為單模光纖和多模光纖兩種。和多模光纖兩種。p “模模”也稱為模式（也稱為模式（mode），是指以一定角度進入光纖的），是指以一定角度進入光纖的一束光。一束光。p 多束光波以不同的入射角（但必須大于臨界值）進入同一條多束光波以不同的入射角（但必須大于臨界值）進入同一條纖芯進行傳輸，這類光纖稱為多模光纖。纖芯進行傳輸，這類光纖稱為多模光纖。p 光纖的直徑減小到只允許一個波長的光波傳輸時，這時的光光纖的直徑減小到只允許一個波長的光波傳輸時，這時的光纖就如同一根波導(dǎo)體，光波在其

23、中沒有反射，而是沿直線傳纖就如同一根波導(dǎo)體，光波在其中沒有反射，而是沿直線傳輸，將這種光纖稱為單模光纖。輸，將這種光纖稱為單模光纖。多模光纖與單模光纖的主要區(qū)別：多模光纖與單模光纖的主要區(qū)別：p 單模光纖采用激光二極管（單模光纖采用激光二極管（ld）作為光源，而多模光）作為光源，而多模光纖則采用發(fā)光二極管（纖則采用發(fā)光二極管（led）為光源。）為光源。p 多模光纖的芯線粗，傳輸速率低、距離短，整體的傳多模光纖的芯線粗，傳輸速率低、距離短，整體的傳輸性能差，但成本低，一般用于建筑物內(nèi)或地理位置輸性能差，但成本低，一般用于建筑物內(nèi)或地理位置相鄰的環(huán)境中。相鄰的環(huán)境中。p 單模光纖的纖芯相應(yīng)較細，傳

24、輸頻帶寬、容量大、傳單模光纖的纖芯相應(yīng)較細，傳輸頻帶寬、容量大、傳輸距離長，但需激光源，成本較高，通常在建筑物之輸距離長，但需激光源，成本較高，通常在建筑物之間或地域分散的環(huán)境中使用。間或地域分散的環(huán)境中使用。p 單模光纖是當前計算機網(wǎng)絡(luò)中研究和應(yīng)用的重點。單模光纖是當前計算機網(wǎng)絡(luò)中研究和應(yīng)用的重點。室內(nèi)光纜和室外光纜室內(nèi)光纜和室外光纜（1）室內(nèi)光纜）室內(nèi)光纜室內(nèi)光纜的抗拉強度較小，保護層較差，但質(zhì)量較小室內(nèi)光纜的抗拉強度較小，保護層較差，但質(zhì)量較小且較便宜，主要用于建筑物內(nèi)部的布線。且較便宜，主要用于建筑物內(nèi)部的布線。（2）室外光纜）室外光纜與室內(nèi)光纜相比，室外光纜的抗拉強度較大，保護層與室

25、內(nèi)光纜相比，室外光纜的抗拉強度較大，保護層較厚重，并且通常為鎧裝（即金屬皮包裹）。室外光較厚重，并且通常為鎧裝（即金屬皮包裹）。室外光纜主要適用于建筑物之間或廣域網(wǎng)的遠距離布線。纜主要適用于建筑物之間或廣域網(wǎng)的遠距離布線。（2） 光纖通信的特點光纖通信的特點p 與銅質(zhì)電纜相比較，光纖通信明顯具有其他傳輸介質(zhì)無法比與銅質(zhì)電纜相比較，光纖通信明顯具有其他傳輸介質(zhì)無法比擬的優(yōu)點，具體表現(xiàn)為：擬的優(yōu)點，具體表現(xiàn)為：n 傳輸信號的頻帶寬，通信容量大；傳輸信號的頻帶寬，通信容量大；n 信號衰減小，傳輸距離長；信號衰減小，傳輸距離長；n 抗干擾能力強，應(yīng)用范圍廣；抗干擾能力強，應(yīng)用范圍廣；n 抗化學(xué)腐蝕能力

26、強，適用于一些特殊環(huán)境下的布線；抗化學(xué)腐蝕能力強，適用于一些特殊環(huán)境下的布線；n 原材料資源豐富。原材料資源豐富。p 當然，光纖也存在著一些缺點：如質(zhì)地脆，機械強度低；切當然，光纖也存在著一些缺點：如質(zhì)地脆，機械強度低；切斷和連接技術(shù)要求較高等，這些缺點也限制了目前光纖的普斷和連接技術(shù)要求較高等，這些缺點也限制了目前光纖的普及，尤其是實現(xiàn)光纖到桌面的連接。及，尤其是實現(xiàn)光纖到桌面的連接。3.2 局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法傳統(tǒng)的局域網(wǎng)采用“共享介質(zhì)”的工作方式，目前被廣泛采用并形成標準的介質(zhì)訪問控制方法主要有三種：沖突檢測載波偵聽多路訪問（csma/cd）方法、令牌總線（token bus）方法及令

27、牌環(huán)（token ring）方法。3.2.1 ieee 802模型與協(xié)議標準3.2.2 ieee 802.3標準與ethernet3.2.3 ieee 802.4標準與token bus3.2.4 ieee 802.5標準與token ring3.2.5 csma/cd與token bus、token ring的比較3.2.6 ethernet物理地址的基本概念局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方式p 傳統(tǒng)的局域網(wǎng)采用共享介質(zhì)的方式，只能工作在傳統(tǒng)的局域網(wǎng)采用共享介質(zhì)的方式，只能工作在半雙工模式下。不同的局域網(wǎng)技術(shù)采用不同的方半雙工模式下。不同的局域網(wǎng)技術(shù)采用不同的方式實現(xiàn)共享介質(zhì)的訪問控制。式實現(xiàn)共享介質(zhì)

28、的訪問控制。ieee 802標準定標準定義的共享介質(zhì)局域網(wǎng)支持以下義的共享介質(zhì)局域網(wǎng)支持以下3種介質(zhì)訪問控制種介質(zhì)訪問控制方式：方式：n csma/cd（帶沖突監(jiān)測功能的載波監(jiān)聽多路訪（帶沖突監(jiān)測功能的載波監(jiān)聽多路訪問）。用于總線型以太網(wǎng)，包括邏輯拓撲結(jié)構(gòu)為問）。用于總線型以太網(wǎng)，包括邏輯拓撲結(jié)構(gòu)為總線型的星型以太網(wǎng)?？偩€型的星型以太網(wǎng)。n 令牌總線（令牌總線（token bus）。）。n 令牌環(huán)（令牌環(huán)（token ring）。）。共享式局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)共享式局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)p 共享和交換是網(wǎng)絡(luò)中兩個不同的概念，也代表了兩種不同的工作機制。p 在共享式網(wǎng)絡(luò)中，由于所有站點共享惟一的傳

29、輸介質(zhì)，所以網(wǎng)絡(luò)中的碰撞和沖突頻繁發(fā)生，尤其當通信量增大時更是如此。為了改善網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)，在20世紀90年代初出現(xiàn)了局域網(wǎng)交換技術(shù)（switch）。局域網(wǎng)交換技術(shù)放棄了傳統(tǒng)的位于物理層的集線器來廣播數(shù)據(jù)，而是使用工作于數(shù)據(jù)鏈路層的交換機來實現(xiàn)點對點的通信。傳統(tǒng)以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)的工作模式3.2.1 ieee 802模型與協(xié)議標準模型與協(xié)議標準1980年年2月，月，ieee成立局域網(wǎng)標準委員會，專門從事成立局域網(wǎng)標準委員會，專門從事局域網(wǎng)標準化工作，制定了局域網(wǎng)標準化工作，制定了ieee802標準，主要解決在標準，主要解決在局部范圍內(nèi)的計算機組網(wǎng)問題，這就只需要研究局部范圍內(nèi)的計算機組網(wǎng)問題

30、，這就只需要研究osi模模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層即可，不用考慮其它型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層即可，不用考慮其它高層的問題。這就是最終高層的問題。這就是最終ieee802標準只制定了對應(yīng)標準只制定了對應(yīng)osi模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的原因。模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的原因。在在1980年，局域網(wǎng)已有以太網(wǎng)、令牌總線和令牌環(huán)典年，局域網(wǎng)已有以太網(wǎng)、令牌總線和令牌環(huán)典型技術(shù)。還有很多廠家的局域網(wǎng)產(chǎn)品，其數(shù)據(jù)鏈路層和型技術(shù)。還有很多廠家的局域網(wǎng)產(chǎn)品，其數(shù)據(jù)鏈路層和物理層協(xié)議都不同。標準制定者選擇了一個妥協(xié)的辦法，物理層協(xié)議都不同。標準制定者選擇了一個妥協(xié)的辦法，即將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩

31、層：邏輯鏈路控制即將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩層：邏輯鏈路控制llc子層與子層與介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制mac子層。不同局域網(wǎng)在子層。不同局域網(wǎng)在mac子層和物子層和物理層可以采用不同的協(xié)議，但是在理層可以采用不同的協(xié)議，但是在llc層必須采用相同層必須采用相同協(xié)議。從而解決了這個難題。協(xié)議。從而解決了這個難題。局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)p 在osi參考模型中，局域網(wǎng)的相關(guān)標準和規(guī)范由最低兩層（物理層和數(shù)據(jù)鏈路層）來定義。同時，電子和電氣工程師協(xié)會（institute of electrical and electronics engineers，ieee）于1980年2月專門成立了ieee 802

32、委員會，專門制訂局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的國際標準，即著名的ieee 802參考模型。p ieee 802標準把數(shù)據(jù)鏈路層劃分為介質(zhì)訪問控制（media access control，mac）子層和邏輯鏈路控制（logical link control，llc）子層，同時sap則位于llc子層與高層的交界面上。p 其中，ieee 802標準中，物理層的主要功能為：n 信號的編碼與譯碼。n 產(chǎn)生或去除用于進行同步的前同步碼（preamble，也稱前導(dǎo)信息）。n 比特的正確傳輸與接收。ieee 802標準各層的功能mac子層的主要功能為：n 在發(fā)送端將從llc子層接收到的數(shù)據(jù)封裝成標準的數(shù)據(jù)鏈路層幀并傳送給

33、物理層；在接收端將從物理層接收到的幀進行拆分，并將拆分后的數(shù)據(jù)上交給llc子層。n mac協(xié)議的實現(xiàn)與維護。n 比特的差錯檢測。n 物理尋址。在數(shù)據(jù)鏈路層中，將與介質(zhì)訪問無關(guān)的協(xié)議放在llc子層。llc子層的主要功能為：n 建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯連接。n 提供與高層的接口。n 比特差錯控制。n 給mac子層的幀添加序號。ieee 802模型與模型與osi參考模型的對應(yīng)關(guān)系參考模型的對應(yīng)關(guān)系從目前局域網(wǎng)的實從目前局域網(wǎng)的實際應(yīng)用來看際應(yīng)用來看,幾乎所有幾乎所有的的lan環(huán)境都采用了環(huán)境都采用了以太網(wǎng)協(xié)議以太網(wǎng)協(xié)議,因此因此lan中是否使用中是否使用llc子層子層已經(jīng)不重要已經(jīng)不重要,絕大多數(shù)

34、絕大多數(shù)硬件和軟件廠商已經(jīng)硬件和軟件廠商已經(jīng)不使用不使用llc協(xié)議協(xié)議,而是而是直接將數(shù)據(jù)封裝在以直接將數(shù)據(jù)封裝在以太網(wǎng)的太網(wǎng)的mac幀幀結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)中.整個協(xié)議的處理非常整個協(xié)議的處理非常簡潔。簡潔。應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制(llc)層層介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制(mac)子層子層物理層物理層osi參考模型參考模型ieee 802參考模型參考模型數(shù)據(jù)鏈路層的功能數(shù)據(jù)鏈路層的功能p 在數(shù)據(jù)鏈路層存在兩種不同的協(xié)議數(shù)據(jù)單元在數(shù)據(jù)鏈路層存在兩種不同的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（pdu）：）：llc幀和幀和mac幀。其中，從高

35、層接收幀。其中，從高層接收到的數(shù)據(jù)加上到的數(shù)據(jù)加上llc層的幀頭便成為層的幀頭便成為llc幀，再向幀，再向下傳送到下傳送到mac子層時，加上子層時，加上mac子層的幀頭和子層的幀頭和幀尾，就組成幀尾，就組成mac幀，如下圖所示。為此，在局幀，如下圖所示。為此，在局域網(wǎng)中域網(wǎng)中l(wèi)lc子層是透明的，只有子層是透明的，只有mac子層才能夠子層才能夠“看到看到”所連接的局域網(wǎng)類型（以太網(wǎng)、令牌總所連接的局域網(wǎng)類型（以太網(wǎng)、令牌總線還是令牌環(huán)）。物理層則把線還是令牌環(huán)）。物理層則把mac幀轉(zhuǎn)換成比特幀轉(zhuǎn)換成比特流，并透明地在數(shù)據(jù)鏈路實體間進行傳輸。流，并透明地在數(shù)據(jù)鏈路實體間進行傳輸。llc幀與mac幀

36、之間的關(guān)系3.2.1 ieee 802模型與協(xié)議標準模型與協(xié)議標準(1) ieee 802所描述的局域網(wǎng)參考模型內(nèi)對應(yīng)于所描述的局域網(wǎng)參考模型內(nèi)對應(yīng)于osi的數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。層和物理層。 將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為邏輯鏈路控制將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為邏輯鏈路控制llc子層與介質(zhì)訪問控制子層與介質(zhì)訪問控制mac子層。子層。 ieee 802委員會為局域網(wǎng)制定了一系列標準，統(tǒng)稱為委員會為局域網(wǎng)制定了一系列標準，統(tǒng)稱為ieee 802標準，主要是：標準，主要是： (1) ieee 802.1包括局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，以及網(wǎng)絡(luò)管包括局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，以及網(wǎng)絡(luò)管理與性能測試；理與性能測試；

37、(2) ieee 802.2定義了邏輯鏈路控制定義了邏輯鏈路控制llc子層功能與服務(wù)子層功能與服務(wù)； (3) ieee 802.3定義了定義了csma/cd總線介質(zhì)訪問控制子層與物總線介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范理層規(guī)范； (4) ieee 802.4定義了令牌總線（定義了令牌總線（token bus）介質(zhì)訪問控制）介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范子層與物理層規(guī)范； (5) ieee 802.5定義了令牌環(huán)（定義了令牌環(huán)（token ring）介質(zhì)訪問控制）介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范子層與物理層規(guī)范；3.2.1 ieee 802模型與協(xié)議標準模型與協(xié)議標準(2)(6) ieee 802.6定義了

38、城域網(wǎng)定義了城域網(wǎng)man介質(zhì)訪問控制子層與物理介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范；層規(guī)范；(7) ieee 802.7定義了寬帶網(wǎng)絡(luò)規(guī)范；定義了寬帶網(wǎng)絡(luò)規(guī)范；(8) ieee 802.8定義了光纖傳輸規(guī)范；定義了光纖傳輸規(guī)范；(9) ieee 802.9定義了綜合語音與數(shù)據(jù)局域網(wǎng)規(guī)范；定義了綜合語音與數(shù)據(jù)局域網(wǎng)規(guī)范；(10) ieee 802.10定義了可互操作的局域網(wǎng)安全性規(guī)范；定義了可互操作的局域網(wǎng)安全性規(guī)范；(11) ieee 802.11定義了無線局域網(wǎng)技術(shù)規(guī)范；定義了無線局域網(wǎng)技術(shù)規(guī)范；(12) ieee 802.12定義了定義了100vg anylan規(guī)范；規(guī)范；(13) ieee 80

39、2.14定義了電纜調(diào)制解調(diào)器（定義了電纜調(diào)制解調(diào)器（cable modem）標準；標準；(14) ieee 802.15定義了近距離個人無線網(wǎng)絡(luò)標準；定義了近距離個人無線網(wǎng)絡(luò)標準；(15) ieee 802.16定義了寬帶無線局域網(wǎng)標準。定義了寬帶無線局域網(wǎng)標準。ieee 802標準的內(nèi)容標準的內(nèi)容圖已得到應(yīng)用的ieee 802標準ieee 802標準委員會的工作標準委員會的工作 ieee 802委員會為指定局域望網(wǎng)標準成立了一系列組織，委員會為指定局域望網(wǎng)標準成立了一系列組織，目前不少小組已經(jīng)由于技術(shù)和市場的原因而停止了活動，如目前不少小組已經(jīng)由于技術(shù)和市場的原因而停止了活動，如802.4、

40、802.6、802.7、802.12工作組等。最活躍的是工作組等。最活躍的是802.3、802.10、802.11幾個小組。幾個小組。 ieee 802委員會公布的許多協(xié)議標準分為三類：委員會公布的許多協(xié)議標準分為三類：定義局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連、網(wǎng)絡(luò)管理的定義局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連、網(wǎng)絡(luò)管理的802.1標準標準定義邏輯鏈路控制（定義邏輯鏈路控制（llc）子層功能與服務(wù)的）子層功能與服務(wù)的802.2標準標準定義不同介質(zhì)訪問控制技術(shù)的相關(guān)標準，這類標準多達定義不同介質(zhì)訪問控制技術(shù)的相關(guān)標準，這類標準多達16個其中應(yīng)用最多和正在發(fā)展的只有個其中應(yīng)用最多和正在發(fā)展的只有4個，其中無線局域網(wǎng)個，其

41、中無線局域網(wǎng)的有的有3個。剩余的標準已經(jīng)很少使用。個。剩余的標準已經(jīng)很少使用。目前流行的主要目前流行的主要ieee 802標準標準802.1體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)互連體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)互連802.2邏輯鏈路控制子層邏輯鏈路控制子層802.3csma/cd802.16寬帶無線寬帶無線局域網(wǎng)局域網(wǎng)802.15近距離無線近距離無線個人局域網(wǎng)個人局域網(wǎng)802.11無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)3.2.2 ieee 802.3標準與ethernet1. ethernet的主要技術(shù)特點2. ethernet的基本工作原理1. ethernet的主要技術(shù)特點 ieee 802標準定義的共享介質(zhì)局域網(wǎng)有三類：采用csma/cd介質(zhì)

42、訪問控制的總線型局域網(wǎng)、采用token bus介質(zhì)訪問控制方法的總線型局域網(wǎng)與采用token ring介質(zhì)訪問控制方法的環(huán)型局域網(wǎng)。 目前應(yīng)用最廣泛的一類局域網(wǎng)是ethernet總線局域網(wǎng)。它的核心技術(shù)是帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問csma/cd方法。這種介質(zhì)訪問控制方法屬于隨機爭用型方法。 ieee 802.3標準是在ethernet規(guī)范的基礎(chǔ)上制定的。1995年傳輸速率為100mbps的fast ethernet標準和產(chǎn)品推出；1998年數(shù)據(jù)傳輸速率為1gbps的gigabit ethernet標準推出，1999年產(chǎn)品問世；10gbps的ethernet正在研究之中。2. etherne

43、t的基本工作原理 csma/cd的發(fā)送流概括為四點：先聽后發(fā)，邊的發(fā)送流概括為四點：先聽后發(fā)，邊聽邊發(fā)，沖突停止，隨機延遲后重發(fā)聽邊發(fā)，沖突停止，隨機延遲后重發(fā)。 每個結(jié)點利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)時首先要偵聽總線的每個結(jié)點利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)時首先要偵聽總線的忙閑狀態(tài)；若兩個或兩個以上的結(jié)點同時發(fā)送了忙閑狀態(tài)；若兩個或兩個以上的結(jié)點同時發(fā)送了數(shù)據(jù)，就會產(chǎn)生沖突，因此就進行沖突檢測。數(shù)據(jù)，就會產(chǎn)生沖突，因此就進行沖突檢測。 所謂沖突檢測，即如果發(fā)送數(shù)據(jù)過程中沒有檢測所謂沖突檢測，即如果發(fā)送數(shù)據(jù)過程中沒有檢測出沖突，結(jié)點在發(fā)送結(jié)束后進入正常結(jié)束狀態(tài)；出沖突，結(jié)點在發(fā)送結(jié)束后進入正常結(jié)束狀態(tài)；如果發(fā)送數(shù)據(jù)過程中

44、檢測出沖突，結(jié)點停止發(fā)送如果發(fā)送數(shù)據(jù)過程中檢測出沖突，結(jié)點停止發(fā)送數(shù)據(jù)，隨機延遲后重發(fā)數(shù)據(jù)，隨機延遲后重發(fā)ethernet工作流程分析以太網(wǎng)數(shù)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送流程據(jù)發(fā)送流程是一種多路是一種多路訪問訪問/沖突檢沖突檢測的機制，測的機制，簡單概括為簡單概括為4點：先聽后點：先聽后發(fā)、邊聽邊發(fā)、邊聽邊發(fā)、沖突停發(fā)、沖突停止、延遲重止、延遲重發(fā)。如圖所發(fā)。如圖所示。示。發(fā)送幀發(fā)送幀裝配幀裝配幀總線忙？總線忙？啟動發(fā)送啟動發(fā)送沖突？沖突？沖突加強沖突加強發(fā)送完？發(fā)送完？結(jié)束：結(jié)束：發(fā)送成功發(fā)送成功沖突次數(shù)沖突次數(shù)n+1 n沖突過多？沖突過多？結(jié)束：結(jié)束：沖突過多沖突過多等待后退等待后退延遲時間延遲時間計算

45、后退計算后退延遲時間延遲時間yyyynnnnieee 802.3標準系列和以太網(wǎng)標準系列和以太網(wǎng)以太網(wǎng)（ethernet）是在20世紀70年代中期由xerox（施樂）公司palo alto 研究中心推出的。由于相關(guān)介質(zhì)技術(shù)的發(fā)展，xerox公司可以將許多機器相互連接。這就是以太網(wǎng)的原型。后來，xerox公司推出了帶寬為2mbit/s的以太網(wǎng)，又與intel公司和digital公司合作推出了帶寬為10mbit/s的以太網(wǎng)，這就是通常所稱的以太網(wǎng)或以太網(wǎng)dix（digital，intel和xerox），有時也寫成dix ethernet v2。以太網(wǎng)的幀幀結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)的以太網(wǎng)的幀幀結(jié)構(gòu)由以下結(jié)構(gòu)由以

46、下6部分組成：前導(dǎo)部分組成：前導(dǎo)碼、碼、幀前定界符、目的地址和源地址、網(wǎng)絡(luò)幀前定界符、目的地址和源地址、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型、數(shù)據(jù)字段、幀校驗字段等。協(xié)議類型、數(shù)據(jù)字段、幀校驗字段等。前導(dǎo)碼前導(dǎo)碼 幀幀前前定界符定界符 目的地址目的地址 源地址源地址 類型類型幀校驗幀校驗 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 7b56位位 1b8位位 6b48位位 6b48位位 2b16位位 4b32位位 461500bieee 802.3幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)ieee 802.3的幀結(jié)構(gòu)的說明p ieee 802.3的幀結(jié)構(gòu)各字段的功能分別如下：n 前導(dǎo)信息和幀起始符。當mac幀傳送到物理層時要加上這兩個字段，其中7字節(jié)的前導(dǎo)信息的每一個字節(jié)都由101

47、01010組成，而1字節(jié)的幀起始符由10101011組成。n 目的地址和源地址。這兩個字段的長度分別為2字節(jié)或6字節(jié)（對應(yīng)于ieee的兩種mac地址編碼方案），但ieee規(guī)定對10mbit/s基帶以太網(wǎng)使用6字節(jié)地址。n 數(shù)據(jù)長度。該字段說明后面數(shù)據(jù)字段的長度。n 數(shù)據(jù)。ieee 802.3的數(shù)據(jù)字段長度在01500之間，它表示llc子層傳送下來的數(shù)據(jù)大小，即llc pdu的大小。n 填充。由于數(shù)據(jù)字段可以為0，這時幀中不包含任何llc子層傳來的數(shù)據(jù)。n 校驗和。負責(zé)對mac幀進行差錯校驗，保證局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率控制在1081011之間。csma/cd的實現(xiàn)的實現(xiàn)ieee 802.3ie

48、ee 802.3標準采用標準采用csma/cdcsma/cd協(xié)議，協(xié)議，csma/cdcsma/cd方方式中有一個很重要的步驟，即發(fā)送站點在向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送式中有一個很重要的步驟，即發(fā)送站點在向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送幀的同時會監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)，一旦監(jiān)聽到?jīng)_突就會立即中止幀的同時會監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)，一旦監(jiān)聽到?jīng)_突就會立即中止發(fā)送，并向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個發(fā)送，并向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個“干擾信號干擾信號”，通知網(wǎng)絡(luò)已，通知網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)生了沖突，然后發(fā)送站點等待一段時間后再重發(fā)。經(jīng)發(fā)生了沖突，然后發(fā)送站點等待一段時間后再重發(fā)。在采用在采用csma/cdcsma/cd方式的網(wǎng)絡(luò)上從沖突發(fā)生到?jīng)_突方式的網(wǎng)絡(luò)上從沖突發(fā)生到?jīng)_突被監(jiān)聽到所經(jīng)過的最長時間大約為被

49、監(jiān)聽到所經(jīng)過的最長時間大約為51.2s51.2s，相當于網(wǎng)，相當于網(wǎng)絡(luò)傳輸絡(luò)傳輸6464字節(jié)數(shù)據(jù)的時間，因此可以知道以太網(wǎng)上幀字節(jié)數(shù)據(jù)的時間，因此可以知道以太網(wǎng)上幀的長度必須大于或等于的長度必須大于或等于6464字節(jié)。字節(jié)。csma/cd的實現(xiàn)（續(xù)）的實現(xiàn)（續(xù)）n 有效幀的長度范圍為有效幀的長度范圍為641518字節(jié)。以太網(wǎng)中字節(jié)。以太網(wǎng)中mac子層子層標準中規(guī)定了兩個幀之間的最小間隔為標準中規(guī)定了兩個幀之間的最小間隔為9.6s，相當于，相當于12字節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸時間。因此，當一個站點要發(fā)送數(shù)據(jù)時字節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸時間。因此，當一個站點要發(fā)送數(shù)據(jù)時必須在監(jiān)聽到網(wǎng)絡(luò)空閑后再等待必須在監(jiān)聽到網(wǎng)絡(luò)空閑后再

50、等待9.6s才能發(fā)送數(shù)據(jù)。在才能發(fā)送數(shù)據(jù)。在兩個幀之間留出間隔時間是為了讓剛剛接收到前一個幀兩個幀之間留出間隔時間是為了讓剛剛接收到前一個幀的接收站點能夠處理完接收緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)，為接收下的接收站點能夠處理完接收緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)，為接收下一個幀做好準備。一個幀做好準備。n ieee 802.3中規(guī)定為六種標準，分別對網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、中規(guī)定為六種標準，分別對網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)速率、信號編碼、最大網(wǎng)段長度及所使用的傳輸介數(shù)據(jù)速率、信號編碼、最大網(wǎng)段長度及所使用的傳輸介質(zhì)進行了規(guī)定。質(zhì)進行了規(guī)定。ieee 802.3定義的六種標準定義的六種標準ieee 802.3定義各種標準說明定義各種標準說明n （1

51、 1）10base510base5n 10base510base5中的中的1010表示以太網(wǎng)的最大數(shù)據(jù)傳輸率為表示以太網(wǎng)的最大數(shù)據(jù)傳輸率為10mbit/s10mbit/s，basebase表示采用的是基帶傳輸技術(shù)，表示采用的是基帶傳輸技術(shù)，5 5表示每一個網(wǎng)段最大表示每一個網(wǎng)段最大長度為長度為500m500m。其他標準的規(guī)范與此相同。其他標準的規(guī)范與此相同。10base510base5以太網(wǎng)以太網(wǎng)使用粗纜（使用粗纜（thicknetthicknet）作為網(wǎng)絡(luò)線，因此也稱作）作為網(wǎng)絡(luò)線，因此也稱作thickwire thickwire ethetnetethetnet。n （2 2）10base

52、210base2n 10base210base2中的中的1010代表網(wǎng)絡(luò)的最大數(shù)據(jù)傳輸率為代表網(wǎng)絡(luò)的最大數(shù)據(jù)傳輸率為10mbit/s10mbit/s，basebase代表采用的是基帶傳輸技術(shù)，代表采用的是基帶傳輸技術(shù)，2 2代表一個網(wǎng)段的最大代表一個網(wǎng)段的最大長度為長度為200m200m（實際上是（實際上是185m185m）。）。10base210base2以太網(wǎng)采用細同以太網(wǎng)采用細同軸電纜作為網(wǎng)絡(luò)線，因而也稱作軸電纜作為網(wǎng)絡(luò)線，因而也稱作thin ethernetthin ethernet。ieee 802.3定義的標準說明（續(xù)定義的標準說明（續(xù)1）n（3）1base5n1base5標準是由

53、at&t（美國電報電話公司）開發(fā)的名稱為starlan的網(wǎng)絡(luò)。1base5與10base-t一樣采用utp和星型網(wǎng)絡(luò)拓撲，從集線器與節(jié)點之間的最大連接距離為250m，1base5中的5表示節(jié)點與節(jié)點之間的距離為500m。1956年，1base5正式成為ieee 802.3的標準。n（4）10base-tn10base-t中的t表示雙絞線（twisted pair）。與10base2以太網(wǎng)和10base5以太網(wǎng)不同，10base-t標準是使用utp連接的星型結(jié)構(gòu)，最大連接距離不超過100m。為避免計算機之間的相互干擾，網(wǎng)絡(luò)上的兩臺計算機之間的纜線長度不能小于2.5m。n（5）10broa

54、d36n10broad36是一種寬帶lan，使用75同軸電纜作為傳輸介質(zhì)，采用“4.3.3寬帶同軸電纜”一節(jié)所介紹的雙纜或單纜系統(tǒng)。ieee 802.3定義的標準說明（續(xù)定義的標準說明（續(xù)2）n （6 6）10 base-f10 base-fn 10 base-f10 base-f中的中的f f代表光纖（代表光纖（fiberfiber），即使用光纖作為傳輸），即使用光纖作為傳輸介質(zhì)。介質(zhì)。10 base-f10 base-f系列又分為以下三個標準：系列又分為以下三個標準：n 10 base-fp10 base-fp：p p表示無源（表示無源（passivepassive），用于無源星型拓撲，）

55、，用于無源星型拓撲，表示連接節(jié)點（站點或轉(zhuǎn)發(fā)器）之間連接的每段鏈路最大表示連接節(jié)點（站點或轉(zhuǎn)發(fā)器）之間連接的每段鏈路最大距離不超過距離不超過1km1km。10 base-fp10 base-fp最多可支持最多可支持3333個站點。個站點。n 10 base-fl10 base-fl：l l表示鏈路（表示鏈路（linklink），表示連接節(jié)點（站點或），表示連接節(jié)點（站點或轉(zhuǎn)發(fā)器）之間的最大距離不超過轉(zhuǎn)發(fā)器）之間的最大距離不超過2km2km。n 10 base-fb10 base-fb：b b表示主干（表示主干（backbonebackbone），表示連接轉(zhuǎn)發(fā)器之），表示連接轉(zhuǎn)發(fā)器之間的鏈路的最

56、大距離不超過間的鏈路的最大距離不超過2km2km。3.2.3 ieee 802.4標準與token bus(1) token bus是一種在總線拓樸中利用令牌作為控制結(jié)點訪問公共傳輸介質(zhì)的確定型介質(zhì)訪問控制方法。任何一個結(jié)點只有在取得令牌后才能使用共享總線發(fā)送數(shù)據(jù)。 穩(wěn)態(tài)操作是指網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完成初始化，各結(jié)點進入正常傳遞令牌與數(shù)據(jù)，無結(jié)點要加入或撤出，沒有發(fā)生令牌丟失或網(wǎng)絡(luò)故障的正常工作狀態(tài)。此時每個結(jié)點有本站地址ts，并知道上一點地址ps與下一個結(jié)點地址ns。 令牌傳遞規(guī)定由高地址向低地址，最后由最低地址向最高地址，依次循環(huán)傳遞，從而在物理總線上形成一個邏輯環(huán)。3.2.3 ieee 802.4標

57、準與token bus(2) 令牌持有結(jié)點必須交出令牌的情況：令牌持有結(jié)點必須交出令牌的情況： 該結(jié)點沒有數(shù)據(jù)幀等待發(fā)送該結(jié)點沒有數(shù)據(jù)幀等待發(fā)送; 該結(jié)點已發(fā)送完所有待發(fā)的數(shù)據(jù)幀；該結(jié)點已發(fā)送完所有待發(fā)的數(shù)據(jù)幀； 令牌持有最大時間到。令牌持有最大時間到。 與與csma/cd方法相比，方法相比，token bus比較復(fù)雜，它必比較復(fù)雜，它必須完成環(huán)初始化、新結(jié)點加入、結(jié)點撤出、環(huán)恢復(fù)、須完成環(huán)初始化、新結(jié)點加入、結(jié)點撤出、環(huán)恢復(fù)、優(yōu)先級等環(huán)維護工作。優(yōu)先級等環(huán)維護工作。 token bus介質(zhì)訪問控制方法的特點：介質(zhì)訪問控制方法的特點： 介質(zhì)訪問延遲時間有確定的值；介質(zhì)訪問延遲時間有確定的值；

58、通過協(xié)調(diào)各結(jié)點間的關(guān)系，重負載下信道利用率高通過協(xié)調(diào)各結(jié)點間的關(guān)系，重負載下信道利用率高 支持優(yōu)先級服務(wù)。支持優(yōu)先級服務(wù)。ieee 802.4標準令牌總線網(wǎng)標準令牌總線網(wǎng)1ieee 802.4ieee 802.4令牌總線網(wǎng)的工作特點令牌總線網(wǎng)的工作特點p 令牌總線網(wǎng)的物理布局是采用令牌傳遞訪問方式的令牌總線網(wǎng)的物理布局是采用令牌傳遞訪問方式的一種總線型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。一種總線型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。p 令牌總線網(wǎng)中所有站點在物理上都連接在同一根總令牌總線網(wǎng)中所有站點在物理上都連接在同一根總線介質(zhì)上，但在邏輯上卻構(gòu)成一個首尾相連的環(huán)，線介質(zhì)上，但在邏輯上卻構(gòu)成一個首尾相連的環(huán)，每個站都知道自己的前導(dǎo)站點（每個站都

59、知道自己的前導(dǎo)站點（psps）和后繼站點）和后繼站點（nsns），同時站點之間的邏輯順序與物理位置無關(guān)。），同時站點之間的邏輯順序與物理位置無關(guān)。令牌總線網(wǎng)物理和邏輯結(jié)構(gòu)令牌總線網(wǎng)物理和邏輯結(jié)構(gòu)2ieee 802.4令牌總線網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)令牌總線網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)ieee 802.4令牌總線網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)令牌總線網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)ieee 802.4幀結(jié)構(gòu)的說明幀結(jié)構(gòu)的說明n 前導(dǎo)信息：與前導(dǎo)信息：與ieee 802.3ieee 802.3以太網(wǎng)的以太網(wǎng)的macmac幀結(jié)構(gòu)相同，前導(dǎo)信幀結(jié)構(gòu)相同，前導(dǎo)信息字段由息字段由1010101010101010組成，與組成，與ieee 802.3ieee 802.3以太網(wǎng)不同的

60、是，以太網(wǎng)不同的是，ieee 802.4ieee 802.4令牌幀的前導(dǎo)信息只有令牌幀的前導(dǎo)信息只有1 1字節(jié)。字節(jié)。n 幀起始符和幀結(jié)束符：用于確定幀的邊界，表示幀起始符和幀結(jié)束符：用于確定幀的邊界，表示macmac幀的開幀的開始和結(jié)束。與始和結(jié)束。與ieee 802.3ieee 802.3以太網(wǎng)的幀一樣，以太網(wǎng)的幀一樣，ieee 802.4ieee 802.4令牌令牌總線網(wǎng)的前導(dǎo)信息、幀起始符和幀結(jié)束符都由物理層添加，總線網(wǎng)的前導(dǎo)信息、幀起始符和幀結(jié)束符都由物理層添加，不包含在不包含在macmac幀內(nèi)。幀內(nèi)。n 目的地址和源地址：目的地址和源地址：ieee 802.4ieee 802.4令牌總線幀