第4章局域網(wǎng)協(xié)議體系及以太網(wǎng)

1、 主講：郭銀章主講：郭銀章 教授教授第四講：局域網(wǎng)協(xié)議體系及以太網(wǎng)技術(shù)第四講：局域網(wǎng)協(xié)議體系及以太網(wǎng)技術(shù)第五講：網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議第五講：網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議IP/ICMPIP/ICMP第六講：路由協(xié)議與路由算法第六講：路由協(xié)議與路由算法第七講：傳輸層傳輸控制協(xié)議第七講：傳輸層傳輸控制協(xié)議TCP/UDPTCP/UDP計算機網(wǎng)絡(luò)與計算機網(wǎng)絡(luò)與INTERNETINTERNET原理及技術(shù)原理及技術(shù)第四講：局域網(wǎng)協(xié)議體系與以太網(wǎng)技術(shù)第四講：局域網(wǎng)協(xié)議體系與以太網(wǎng)技術(shù) 4.1局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議模型局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議模型 4.2總線型以太網(wǎng)協(xié)議總線型以太網(wǎng)協(xié)議CSMA/CD 4.3常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)

2、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng) 4.4以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層擴展模式以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層擴展模式 4.5虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)VLANVLAN 4.6無線局域網(wǎng)技術(shù)無線局域網(wǎng)技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)與計算機網(wǎng)絡(luò)與INTERNETINTERNET原理及技術(shù)原理及技術(shù)1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。4.14.1、局域網(wǎng)、局域網(wǎng)IEEE802IEEE802體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)n覆蓋范圍小房間、建筑物、園區(qū)范圍距離25kmn高傳輸速率10Mbps1000Mbpsn低誤碼率10-8 10-10 n采用總線、星形、環(huán)形拓?fù)鋘雙絞

3、線、同軸電纜、光纖n為一個單位所擁有，自行建設(shè)，不對外提供服務(wù)1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)4.14.1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)數(shù)據(jù)鏈路層采用廣播信道傳輸方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)信道的共享，具有數(shù)據(jù)的收發(fā)、差錯控制、流量控制、分組交換及多路復(fù)用的功能。要實現(xiàn)信道共享，就必須解決信道的合理分配和控制。局域網(wǎng)信道共享一般采用兩種技術(shù)n靜態(tài)化分信道技術(shù)：多路復(fù)用技術(shù)。這種劃分信道技術(shù)代價較高。n動態(tài)媒體接入技術(shù)：通過介質(zhì)訪問控制協(xié)議來實現(xiàn)信道的動態(tài)分配?？煞譃殡S機爭用方式和輪詢控制方式。隨機爭用就

4、是所有用戶隨機發(fā)送數(shù)據(jù)，如產(chǎn)生沖突就采用爭用策略解決。輪詢控制方式是指用戶發(fā)送數(shù)據(jù)受到一定規(guī)則的控制。1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)4.14.1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)局域網(wǎng)局域網(wǎng)LANLAN的參考模型的參考模型L LMAN/RMMAN/RM與與OSI/RMOSI/RM比較比較網(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介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制 MAC高層高層 OSI IEEE 802物理層物理層PHY由由NOS來實現(xiàn)來實現(xiàn)1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)4.1

5、4.1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)p邏輯鏈路控制子層LLCIEEE802提供兩種類型服務(wù)：無連接LLC（類型1），面向連接LLC（類型2）.類型1操作中，LLC在實體間交換信息時，無需再對等層實體間事先建立邏輯鏈路，對于LLC幀既不確認(rèn)，也無任何流控和差錯恢復(fù)功能。類型2的操作中，需要在對等層實體間建立邏輯連接，LLC幀依次發(fā)送，具有流控和差錯恢復(fù)的功能。p介質(zhì)訪問控制子層MAC通過MSAP支持LLC，實現(xiàn)幀的尋址和識別，完成幀的檢驗序列的產(chǎn)生和校驗1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)p介

6、質(zhì)訪問控制子層的主要功能：在發(fā)送端將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)組裝成幀、在接收端解封并進(jìn)地址識別和差錯檢測、管理和控制對于局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)的訪問。p介質(zhì)訪問控制協(xié)議：局域網(wǎng)中所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都共享傳輸介質(zhì)，如何有效的分配和管理傳輸介質(zhì)的使用權(quán)，提供這種方法的協(xié)議就是介質(zhì)訪問控制協(xié)議。p介質(zhì)訪問控制技術(shù)的分類：集中式、分布式。集中式的優(yōu)點是：可提供更加復(fù)雜和靈活的控制、各工作站的訪問邏輯比較簡單、避免了復(fù)雜的配合問題。其缺點是：監(jiān)控站可能造成單點失敗、監(jiān)控站可能成為網(wǎng)絡(luò)性能的瓶頸。MAC控制策略可分為同步和異步兩種，異步式分配方法又可分為三種：爭用、輪轉(zhuǎn)、預(yù)約（競爭、循環(huán)、預(yù)約） 4.14.1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)

7、分類、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)爭用爭用：所有的站點都通過爭用的方法獲得網(wǎng)絡(luò)資源。該技術(shù)實現(xiàn)簡單，適合于輕載和中等負(fù)載的系統(tǒng)。爭用方法屬于隨機訪問控制。輪轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)：每個站輪流獲得發(fā)送機會，該技術(shù)適合于交互式的終端與主機的通信。輪轉(zhuǎn)方法屬于控制訪問技術(shù)。預(yù)約預(yù)約：介質(zhì)上的時間被分成時間片，網(wǎng)上站點要發(fā)送，必須事先預(yù)約能占用的時間片。屬于控制訪問技術(shù)。4.14.1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體

8、系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)1、局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)IEEE802局域網(wǎng)LAN參考模型包含了OSI/RM的最低兩層，也包含了網(wǎng)際互聯(lián)的高層協(xié)議其體系結(jié)構(gòu)如下圖4.14.1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)802.3CSMA/CD802.4Token Bus802.5Token Ring802.6DQDB802.8FDDI802.2 LLC數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 物理層物理層LLCMAC802.1D Bridge802.1A 體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)PHY1、局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)4.14.1、局域

9、網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)的主要成員802.2 - 邏輯鏈路控制LLC 802.3 - 802.4 - 802.5 - 802.6 - 802.8 802.11 無線LAN1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)4.14.1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù) 局域網(wǎng)層間服務(wù)訪問接口可分為：PSAP，MSAP，LSAP，NSAP四種。4.14.1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)

10、絡(luò)分類、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)3局域網(wǎng)中的服務(wù)原語 服務(wù)用戶通過服務(wù)訪問點獲得由服務(wù)提供者提供的服務(wù)，服務(wù)規(guī)范定義了服務(wù)訪問點可利用的服務(wù)服務(wù)原語描述提供的服務(wù)，并規(guī)定通過服務(wù)訪問點接口所必須傳遞的信息服務(wù)原語中的參數(shù)表示通過接口必須傳遞的信息內(nèi)容，但不表示如何傳遞和如何格式化2、局域網(wǎng)的分類u星型 : 所有結(jié)點都連接到中央結(jié)點，中央節(jié)點執(zhí)行集中式控制策略采用這種拓?fù)涞慕粨Q方式有線路交換和報文交換4.14.1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEE

11、E802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)星型ABCAq特點：方便服務(wù)，故障影響范圍小、集中控制和故障診斷，簡單訪問協(xié)議q缺點：電纜長度和安裝費用高，擴展困難，依賴中央節(jié)點、中央節(jié)點配置復(fù)雜。2、局域網(wǎng)的分類u總線型總線型: : 所有結(jié)點都直接連接到共享信道，信號發(fā)送采用廣播信道的方式，總線形拓?fù)洳捎梅植际娇刂撇呗詠肀ＷC一次只能有一個設(shè)備傳輸通信處理在各個站點執(zhí)行，網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)較輕，是一種無源傳輸網(wǎng)絡(luò)。采用CSMA/CD協(xié)議來解決爭用問題4.14.1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系

12、與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)BusABCCp優(yōu)點：線纜長度短，可靠性高，易擴展，p缺點：故障診斷困難，故障隔離困難，中繼器配置，終端智能化2、局域網(wǎng)的分類u環(huán)型環(huán)型 : 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是由一些中繼器和連接到中繼器的點到點的鏈路組成結(jié)點通過點到點鏈路與相鄰結(jié)點連接，每個站都是通過中繼器連接到網(wǎng)上，信息的傳輸只能在一個方向上進(jìn)行，應(yīng)用標(biāo)記環(huán)MAC進(jìn)行控制4.14.1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)RingADCBTp優(yōu)點：電纜長度短，不需要接線盒，適合于光纖p缺點：結(jié)點故障引起全網(wǎng)故障，

13、故障診斷困難，網(wǎng)絡(luò)擴展性差，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響訪問協(xié)議2、局域網(wǎng)的分類u環(huán)型環(huán)型 :）.環(huán)型網(wǎng)中中繼器的三種基本功能 : :p數(shù)據(jù)插入環(huán)，有兩種：站的數(shù)據(jù)發(fā)送，中繼器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)p數(shù)據(jù)的接收，當(dāng)分組目標(biāo)地址與本站地址相同時，接收數(shù)據(jù)p數(shù)據(jù)的刪除，有兩種：目的站刪除；發(fā)送站刪除目的站刪除在接收端中繼器由于識別地址必須有足夠長的延遲發(fā)送站刪除，中繼器只須1位延遲，允許多點廣播缺點是數(shù)據(jù)從目標(biāo)站返回發(fā)送站浪費網(wǎng)絡(luò)資源）環(huán)型網(wǎng)中中繼器的四種狀態(tài) : :監(jiān)聽，發(fā)送，接收，旁路4.14.1、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分類第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系

14、與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)1、以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制技術(shù)4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)以太網(wǎng)（Ethernet）是目前最流行的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一。由美國Xerox公司1975年研制成功。1980年，DEC INTEL XEROX三家公司聯(lián)合設(shè)計了10Mb/s的第一個版本DIX V1,1982年，改為第二個版本V2。1983年IEEE頒布了第一個以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議IEEE802.3，與V2標(biāo)準(zhǔn)相比只做了很小的改動，所以從嚴(yán)格意義上講他們是不

15、一樣的，但一般通常都不做區(qū)別。IEEE802為了適應(yīng)各種競爭需求，將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩個子層，LLC與傳輸媒體無關(guān)，即802.2協(xié)議；MAC與接入的傳輸介質(zhì)有關(guān)。到了上個世紀(jì)90年代，由于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，其TCP/IP只使用局域網(wǎng)DIXV2標(biāo)準(zhǔn)，這樣LLC邏輯鏈路控制子層的功能就逐漸減弱，甚至消失。很多網(wǎng)絡(luò)適配器生產(chǎn)廠商就只裝有MAC層協(xié)議，而沒有LLC協(xié)議了。1、以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制技術(shù)4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)以太網(wǎng)主要

16、是通過廣播信道的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層點對點的通信。首先廣播帶有目的主機MAC地址的信息，當(dāng)與廣播地址MAC相同的主機接收到廣播后，就接收傳遞的數(shù)據(jù)，這樣具有廣播特性總線上就實現(xiàn)了一對一通信。1、以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制技術(shù)4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)最早的以太網(wǎng)叫ALOHA，1968年美國夏威夷大學(xué)研制。ALOHA協(xié)議處于數(shù)據(jù)鏈路層，屬于隨機訪問協(xié)議。它分為純ALOHA和分段ALOHA協(xié)議。n純ALOHA協(xié)議：當(dāng)終端有數(shù)據(jù)需要傳輸

17、的時候，立即向信道發(fā)送；接收端收到數(shù)據(jù)后，會發(fā)出ACK信息給發(fā)送端；若接收端數(shù)據(jù)有錯，發(fā)送NACK；當(dāng)多發(fā)送端有數(shù)據(jù)發(fā)送，就會發(fā)生沖突，等待一段時間再傳。這種爭用方式在負(fù)載增加時，沖突次數(shù)也會增加，信道利用率降低，當(dāng)時的ALOHA信道最大利用率僅有18%。n開槽ALOHA協(xié)議：將通信信道的時間劃分為固定的槽，各站點要發(fā)送數(shù)據(jù)，只有獲得相應(yīng)的槽，從時間槽邊界點開始。這樣提高了網(wǎng)絡(luò)利用率，最高可達(dá)37%。信道利用率低的原因是站點之間的傳輸延遲比發(fā)送延遲大。2、CSMA/CD協(xié)議原理4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四

18、講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)載波偵聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD）Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect（）CSMA控制方案發(fā)送前監(jiān)聽。每個站點在發(fā)送數(shù)據(jù)之前要監(jiān)聽信道上是否有數(shù)據(jù)在傳送。若介質(zhì)空閑，則此站可以發(fā)送若介質(zhì)忙，需等待一段時間后重試。(所謂監(jiān)聽就是網(wǎng)卡通過電子技術(shù)檢測數(shù)據(jù)信號，當(dāng)多路信號發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，總線上的信號電壓相互疊加，變化幅度增大，超過一定門限即沖突)1、CSMA/CD協(xié)議原理4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/C

19、DCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)（2 2）載波監(jiān)聽策略：堅持退避算法載波監(jiān)聽策略：堅持退避算法 不堅持不堅持CSMACSMA：監(jiān)聽總線，若介質(zhì)空閑，則發(fā)送 問題：多用戶監(jiān)聽時，可能產(chǎn)生沖突若介質(zhì)忙，則等待一段隨機時間，重復(fù)第一步此時不再監(jiān)聽問題 可能出現(xiàn)在某一時刻介質(zhì)空閑，而又有用戶需要發(fā)送數(shù)據(jù) 堅持堅持CSMACSMA：監(jiān)聽到信道忙時，仍繼續(xù)監(jiān)聽，直到信道空閑 1-1-堅持堅持CSMACSMA：一聽到信道空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù) ，如果是忙繼續(xù)監(jiān)聽，直到空閑立即發(fā)送，如果沖突等待一段隨機時間重復(fù)第一步 問題：無法解

20、決沖突問題1、CSMA/CD協(xié)議原理4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)（2 2）載波監(jiān)聽策略：堅持退避算法載波監(jiān)聽策略：堅持退避算法 P-P-堅持堅持CSMACSMA： 聽到信道空閑時，以概率p發(fā)送數(shù)據(jù)（以概率1-p延遲一段時間后再發(fā)送）介質(zhì)忙，繼續(xù)監(jiān)聽，如果延遲一個時間單位，重復(fù)第一步對于P值的選取，考慮避免在系統(tǒng)重載情況下處于不穩(wěn)定狀態(tài)一般NPCSMACSMA技術(shù)不能檢測和解決發(fā)送中出現(xiàn)的沖突現(xiàn)象技術(shù)不能檢測和解決發(fā)送中出現(xiàn)的

21、沖突現(xiàn)象1、CSMA/CD協(xié)議原理4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)（3 3）載波監(jiān)聽策略：沖突檢測算法載波監(jiān)聽策略：沖突檢測算法 發(fā)送前先監(jiān)聽信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)送時，邊發(fā)邊繼續(xù)監(jiān)聽。若監(jiān)聽到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送。再繼續(xù)發(fā)送32比特獲48比特的人為干擾信號，以便讓所有用戶都知道現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生了碰撞?？偩€上所有的站點都接到?jīng)_突阻塞信號等待一段隨機時間（稱為退避）以后，再重新嘗試。數(shù)據(jù)幀干擾信號 TJABTBt B

22、 發(fā)送數(shù)據(jù)A 檢測到?jīng)_突開始沖突信道占用時間A 發(fā)送數(shù)據(jù)1、CSMA/CD協(xié)議原理4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)（3 3）載波監(jiān)聽策略：沖突檢測算法載波監(jiān)聽策略：沖突檢測算法 沖突產(chǎn)生的原因是在傳播延時內(nèi)有兩個以上站發(fā)送數(shù)據(jù)引起的當(dāng)某個站監(jiān)聽到總線是空閑時，也可能總線并非真正是空閑的。A 向 B 發(fā)出的信息，要經(jīng)過一定的時間后才能傳送到 B。B 若在 A 發(fā)送的信息到達(dá) B 之前發(fā)送自己的幀(因為這時 B 的載波監(jiān)聽檢測不到

23、A 所發(fā)送的信息)，則必然要在某個時間和 A 發(fā)送的幀發(fā)生碰撞。碰撞的結(jié)果是兩個幀都變得無用。 第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)以太網(wǎng)不可能一個站同時收發(fā)數(shù)據(jù)，只能進(jìn)行半雙工通信。以太網(wǎng)具有發(fā)送的不確定性，在基帶系統(tǒng)中碰撞窗口的大小為2T，寬帶系統(tǒng)為4T1、CSMA/CD協(xié)議原理4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)（4 4）載波監(jiān)聽策略：二進(jìn)制指數(shù)退避算法載波監(jiān)聽策

24、略：二進(jìn)制指數(shù)退避算法 CSMA/CD中，檢測到?jīng)_突并發(fā)完阻塞信號后，不是等到介質(zhì)空閑再發(fā)送，而是退避等待一個隨機時間發(fā)送，這樣可以降低再次沖突的概率，這個隨機時間的確定，采用的算法就是二進(jìn)制指數(shù)退避算法其算法的原理：p沖突發(fā)生后，等待一段隨機時間發(fā)送p沖突每增加一次，等待隨機時間的區(qū)間加大一倍p當(dāng)沖突次數(shù)超過網(wǎng)絡(luò)允許的最大重傳次數(shù)，則網(wǎng)絡(luò)出錯。1、CSMA/CD協(xié)議原理4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)（4 4）載波監(jiān)聽策略：二

25、進(jìn)制指數(shù)退避算法載波監(jiān)聽策略：二進(jìn)制指數(shù)退避算法重傳等待的隨機時間為爭用期的r倍l爭用期一般是取為2，即最大傳播延時的2倍。l定義重傳次數(shù) k ，k 10，即 k = Min重傳次數(shù), 10l從整數(shù)集合0,1, (2k 1)中隨機地取出一個數(shù)，記為 r。重傳所需的時延就是 r 倍的爭用期。當(dāng)重傳達(dá) 16 次仍不能成功時即丟棄該幀，并向高層報告1、CSMA/CD協(xié)議原理4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)（4 4）載波監(jiān)聽策略：二進(jìn)制

26、指數(shù)退避算法載波監(jiān)聽策略：二進(jìn)制指數(shù)退避算法p以太網(wǎng)取 51.2 s 為爭用期的長度。實際上是25.6 s p對于 10 Mb/s 以太網(wǎng)，在爭用期內(nèi)可發(fā)送512 bit，即 64 字節(jié)。p以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時，若前 64 字節(jié)沒有發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會發(fā)生沖突。如果發(fā)生沖突，就一定是在發(fā)送的前 64 字節(jié)之內(nèi)。 p由于一檢測到?jīng)_突就立即中止發(fā)送，這時已經(jīng)發(fā)送出去的數(shù)據(jù)一定小于 64 字節(jié)。 p以太網(wǎng)規(guī)定了最短有效幀長為 64 字節(jié)，凡長度小于 64 字節(jié)的幀都是由于沖突而異常中止的無效幀。1、CSMA/CD協(xié)議原理4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議C

27、SMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)介質(zhì)忙？介質(zhì)忙？發(fā)送幀發(fā)送幀沖突？沖突？發(fā)送完？發(fā)送完？發(fā)送阻塞發(fā)送阻塞N16?N16?YesYesNoNoNoNoYesYes發(fā)送成功發(fā)送成功YesYes發(fā)送失敗發(fā)送失敗NoNo延遲隨機時間延遲隨機時間NoNoYesYes發(fā)送幀發(fā)送幀碰撞次數(shù)碰撞次數(shù)N+N+CSMA/CD可歸結(jié)為：2、CSMA/CD協(xié)議的數(shù)據(jù)幀格式：DIX Ethernet V24.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局

28、域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)以太網(wǎng) MAC 幀物理層MAC層10101010101010 10101010101010101011前同步碼幀開始定界符7 字節(jié)1 字節(jié)8 字節(jié)插入IP層目的地址 源地址類型數(shù) 據(jù)FCS6624字節(jié)46 1500IP 數(shù)據(jù)報2、CSMA/CD協(xié)議的數(shù)據(jù)幀格式4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)FCSPA SAclassSFDDALLC PDUPad2、CS

29、MA/CD協(xié)議的數(shù)據(jù)幀格式:無效MAC幀的判定4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)n數(shù)據(jù)字段的長度與長度字段的值不一致；n幀的長度不是整數(shù)個字節(jié)；n用收到的幀檢驗序列 FCS 查出有差錯；n數(shù)據(jù)字段的長度不在 46 1500 字節(jié)之間。n有效的 MAC 幀長度為 64 1518 字節(jié)之間。n對于檢查出的無效 MAC 幀就簡單地丟棄。以太網(wǎng)不負(fù)責(zé)重傳丟棄的幀2、CSMA/CD協(xié)議的數(shù)據(jù)幀格式:IEEE802.3與以太網(wǎng)V2區(qū)別4.24

30、.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)FCSPA SACLASFDDAIP DataPadFCSPA SALENSFDDALLC PDUPad IEEE802.3的長度字段LEN為“長度/類型”字段，當(dāng)值大于0X0600(十進(jìn)制1536)就表示類型，這和以太網(wǎng)V2一樣。小于0X0600時，即表示長度，這時，數(shù)據(jù)字段就是LLC PDU由于采用曼徹斯特編碼，所以長度字段無意義。3、CSMA/CD協(xié)議的工作過程n數(shù)據(jù)的封裝（發(fā)送和接收）：幀的定界與

31、同步、編址（源和目標(biāo)地址）；差錯檢測（物理介質(zhì)傳輸?shù)牟铄e檢測）n介質(zhì)訪問管理：介質(zhì)的分配（避免沖突），解決爭用（處理沖突）CSMA/CD的介質(zhì)訪問控制的功能如圖n發(fā)送數(shù)據(jù)封裝n發(fā)送介質(zhì)管理4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)n接收介質(zhì)管理n接收數(shù)據(jù)解封3、CSMA/CD協(xié)議的工作過程（1）發(fā)送數(shù)據(jù)封裝：當(dāng)LLC請求發(fā)送幀時，CSMA/CD控制層將一個前導(dǎo)碼和一個起始定界符加到LLC-PDU開頭部分，同時采用PAD進(jìn)行LLC-PDU長

32、度填充，然后附加源和目標(biāo)MAC地址和FCS差錯檢測校驗序列，封裝成幀后，交給發(fā)送介質(zhì)訪問控制管理部分。（2）發(fā)送介質(zhì)訪問控制管理：MAC借助物理層收發(fā)信號PLS提供的載波監(jiān)聽信號，進(jìn)行監(jiān)聽和沖突避免，若空閑，啟動幀發(fā)送機制，將MAC-PDU串行比特流發(fā)送給PLS接口，PLS完成介質(zhì)上電信號的發(fā)送，同時監(jiān)視介質(zhì)沖突信號的產(chǎn)生。無沖突，發(fā)送完成。有沖突，則物理層的PLS接通沖突信號，發(fā)送一個沖突阻塞JAM來強制沖突。保證有足夠的沖突緩沖持續(xù)時間，使其他與沖突有關(guān)的站點都得到通知。然后利用二進(jìn)制指數(shù)退避算法等待一段隨機時間，再次發(fā)送，若達(dá)到閾值，則報錯。4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總

33、線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)3、CSMA/CD協(xié)議的工作過程（3）接收介質(zhì)訪問控制管理：在每個接收站點，到達(dá)的幀首先由PLS檢測，與到達(dá)的前導(dǎo)碼同步和接通載波監(jiān)聽來響應(yīng)。同時對幀進(jìn)行解碼并轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼，檢測差錯和驗證幀長度。然后接收介質(zhì)訪問控制管理部分將等待接收的比特幀，按照8B一組傳給接收解封部分進(jìn)行處理。（4）接收數(shù)據(jù)解封：檢驗?zāi)康牡刂纷侄危瑳Q定本站是否接收，若地址相同，則將其發(fā)送到接收端的LLC，同時進(jìn)行差錯檢測。4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線

34、型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)3、CSMA/CD協(xié)議的工作過程4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)LLC發(fā)送數(shù)據(jù)封裝發(fā)送數(shù)據(jù)封裝接收數(shù)據(jù)解封接收數(shù)據(jù)解封發(fā)送介質(zhì)訪問管理發(fā)送介質(zhì)訪問管理接收介質(zhì)訪問管理接收介質(zhì)訪問管理發(fā)送數(shù)據(jù)編碼發(fā)送數(shù)據(jù)編碼接收數(shù)據(jù)解碼接收數(shù)據(jù)解碼LLC子層子層訪問子層信號訪問子層信號訪問物理層接

35、口訪問物理層接口MACPLS3、CSMA/CD協(xié)議的工作過程CSMA/CD介質(zhì)訪問控制協(xié)議的10Mbps實現(xiàn)方案參數(shù)表4.24.2、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議、總線型以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)1、集線器HUB以太網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)（1）傳統(tǒng)以太網(wǎng)最初是使用粗同軸電纜，后來演進(jìn)到使用比較便宜的細(xì)同軸電纜，最后發(fā)展為使用更便宜和更靈

36、活的雙絞線。每個站需要用兩對雙絞線，分別用于發(fā)送和接收（2）這種以太網(wǎng)采用星形拓?fù)?，在星形的中心則增加了一種可靠性非常高的設(shè)備，叫做集線器(hub).集線器使用了大規(guī)模集成電路芯片，因此這樣的硬件設(shè)備的可靠性已大大提高了集線器兩對雙絞線站點RJ-45 插頭第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)傳統(tǒng)以太網(wǎng)協(xié)議 802.3 同軸電纜Ethernet 802.3a 細(xì)纜Ethernet 802.3i 雙絞線 802.3j 光纖快速以太網(wǎng)FE協(xié)議 802.3u 雙絞線，光纖千兆以太網(wǎng)GE協(xié)議 802.3z 屏蔽短雙絞線、光纖 802.3ab

37、 雙絞線4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)2、以太網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及類型第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)10 Base T10Base5 粗同軸10Base2 細(xì)同軸10BaseT 雙絞線 10BaseF MMF100BaseT 雙絞線100BaseF MMF/SMF1000BaseX 屏蔽短雙絞線/MMF/SMF1000BaseT 雙絞線4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)2、以太網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及類型第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLAN

38、VLAN技術(shù)技術(shù)q10BaseT10BaseT：雙絞線介質(zhì)（UTP）以Hub （集線器）為中心節(jié)點。Hub多端口轉(zhuǎn)發(fā)器。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形，邏輯上仍然是總線形。HUB的作用：將信號放大并整形后再轉(zhuǎn)發(fā)，消除信號傳輸?shù)氖д婧退p。HUB屬于物理層設(shè)備(工作在物理層)。用于小型LAN。 4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)2、以太網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及類型第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)l集線器的特點集線器的特點（1 1）集線器是使用電子器件來模擬實際電纜線的工作，因此整個系統(tǒng)仍然像一個傳統(tǒng)的以太網(wǎng)那樣運行。 （2）使用

39、集線器的以太網(wǎng)在邏輯上仍是一個總線網(wǎng)，各工作站使用的還是 CSMA/CD 協(xié)議，并共享邏輯上的總線。 （3）集線器很像一個多接口的轉(zhuǎn)發(fā)器，工作在物理層。 4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)2、以太網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及類型第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)計算機與網(wǎng)線連接的設(shè)備稱為網(wǎng)絡(luò)適配器或網(wǎng)絡(luò)接口卡 NIC (Network Interface Card)，或“網(wǎng)卡”。網(wǎng)卡上面裝有處理器CPU和存儲器（RAM/ROM）,通過串行方式與網(wǎng)線通信。適配器的重要功能：進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換。對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。計算機的操

40、作系統(tǒng)安裝設(shè)備驅(qū)動程序。實現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)3、網(wǎng)絡(luò)適配器：網(wǎng)卡第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)3、網(wǎng)絡(luò)適配器：網(wǎng)卡 網(wǎng)絡(luò)適配器在進(jìn)行幀的收發(fā)時，不占用計算機CPU的資源。當(dāng)適配器收到正確的幀時，通過中斷來通知計算機并交付協(xié)議棧中的網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。注意IP地址在計算機中標(biāo)識，計算機的硬件地址MAC地址在適配器的ROM存儲器中保存。至局域網(wǎng)串行通信生成發(fā)送的數(shù)據(jù)處理收到的數(shù)據(jù)把幀發(fā)送到局域網(wǎng)從局域網(wǎng)接收幀計算機

41、并行通信第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)4、局域網(wǎng)的MAC硬件地址 局域網(wǎng)中計算機的硬件地址或者說物理地址是網(wǎng)絡(luò)適配器的地址標(biāo)識，由于在MAC協(xié)議中使用，所以也稱為MAC地址。每一塊網(wǎng)卡的MAC地址是唯一的，在物理網(wǎng)絡(luò)中，就是按照MAC地址進(jìn)行通信。以太網(wǎng)的MAC地址為48位，用16進(jìn)制表示為12位。 IEEE 的注冊管理機構(gòu) RA 負(fù)責(zé)向廠家分配地址字段的前三個字節(jié)(即高位 24 位)。地址字段中的后三個字節(jié)(即低位 24 位)由廠家自行指派，稱為擴展標(biāo)識符，必須保

42、證生產(chǎn)出的適配器沒有重復(fù)地址。一個地址塊可以生成224個不同的地址。這種 48 位地址稱為 MAC-48，它的通用名稱是EUI-48?！癕AC地址”實際上就是適配器地址或適配器標(biāo)識符EUI-48。第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)4、局域網(wǎng)的MAC硬件地址 適配器從網(wǎng)絡(luò)上每收到一個 MAC 幀就首先用硬件檢查 MAC 幀中的 MAC 地址.如果是發(fā)往本站的幀則收下，然后再進(jìn)行其他的處理。否則就將此幀丟棄，不再進(jìn)行其他的處理。“發(fā)往本站的幀”包括以下三種幀： n單播(un

43、icast)幀（一對一）：MAC地址第一個字節(jié)的最低位I/G=0n廣播(broadcast)幀（一對全體）: MAC地址不設(shè)1/G位，48位全為1n多播(multicast)幀（一對多）： MAC地址第一個字節(jié)的最低位I/G=1n混雜模式：網(wǎng)卡的一種模式。每個接入計算機可以“竊聽”其他站點通信而不必中斷。黑客就可以利用這種模式竊取用戶口令。但是，也可以為網(wǎng)管人員使用來監(jiān)聽和分析網(wǎng)絡(luò)流量。比如“嗅探器”第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)5、快速以太網(wǎng)100Mbps100B

44、ASE-T：1992年提出，1995年成為標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)：802.3u 100Base-T使用交換機連接，在全雙工模式下無沖突產(chǎn)生，不使用CSMA/CD，但是MAC幀格式仍為：IEEE802.3.n保持最短幀長不變，但將一個網(wǎng)段的最大電纜長度減小到 100 m。幀間時間間隔從原來的 9.6 s 改為現(xiàn)在的 0.96 s。三種不同的物理標(biāo)準(zhǔn)：100BASE-TX：使用 2 對 UTP 5 類線或屏蔽雙絞線 STP。 100BASE-FX：使用 2 對光纖。100BASE-T4：使用 4 對 UTP 3 類線或 5 類線。第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VL

45、ANVLAN技術(shù)技術(shù)MAC子層子層100BaseFX100BaseTX2對對5類類 UTP2對對150歐歐STP62.5mm/125um光纖光纖4對對3類類 UTP 4對對4類類 UTP 4對對5類類 UTP100BaseT4HUB 是共享機制中繼器，同時只允許一個用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。交換機采用交換機制的中繼器，可同時允許有多個用戶設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)。10共享；100交換4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)5、快速以太網(wǎng)100Mbps第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)快速以太網(wǎng)編碼快速以太網(wǎng)編碼MACMACMII

46、接口接口MII接口接口名稱100base-X100base-T4100base-T2PCS/PMA4B/5B8B/6TPAM5X5PMD100base-TXMLT-3100base-FXNRZ-I不適用不適用不適用不適用介質(zhì)介質(zhì)2對對5類類UTP2股多模光纖股多模光纖對類對類UTP2對類對類UTP4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)5、快速以太網(wǎng)100Mbps第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)共享共享10M獨享獨享10M共享共享10M獨享獨享100M網(wǎng)絡(luò)交換機網(wǎng)絡(luò)交換機Switch10Base-T HUB

47、HUB10Mbps10Mbps獨享獨享10M折疊式主干網(wǎng)結(jié)構(gòu)折疊式主干網(wǎng)結(jié)構(gòu)4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)5、快速以太網(wǎng)100Mbps4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)6、千兆位以太網(wǎng)千兆位以太網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù) 兩種標(biāo)準(zhǔn)：802.3z和802.3ab802.3z 1000Base-X 屏蔽短雙絞線/MMF/SMF（SX、LX、CX）802.3ab 1000Base-T 無屏蔽雙絞線(4對5類，100米) 連接距離較短：1000BaseX:雙絞線 - 25

48、米；MMF - 550米；SMF - 5km1000BaseT: 4對5類雙絞線 100米 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和媒體布線方法同10/100BaseT相同； 傳輸速率比100BaseT快10倍； 幀結(jié)構(gòu)和介質(zhì)訪問控制方式仍沿用IEEE802.3。 允許網(wǎng)絡(luò)平滑升級到千兆主干，具有較好的兼容性。4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)6、千兆位以太網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)介質(zhì)介質(zhì)介質(zhì)介質(zhì)PMAPMAPLS串并轉(zhuǎn)換PLS介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層邏輯鏈路控制子層邏輯鏈路控制子層AUIAUIMIIMDIMDI

49、介質(zhì)介質(zhì)PMD串并轉(zhuǎn)換PCSPMAMIIMDI應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層介質(zhì)介質(zhì)PMD串并轉(zhuǎn)換PCSPMAGMIIMDI10Mbps10Mbps100Mbps1000Mbps不同速率的不同速率的IEEE802.3以太網(wǎng)參考模型以太網(wǎng)參考模型4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)6、千兆位以太網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)千兆位以太網(wǎng)參考模型介質(zhì)訪問控制子層介質(zhì)訪問控制子層邏輯鏈路控制子層邏輯鏈路控制子層1-對光纜對光纜LX-PMDMDI1000Base-X PCS1000Base-

50、X PMA千兆位介質(zhì)獨立接口GMII應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層4 對對UTPCX-PMD串并轉(zhuǎn)換RS1000Base-T PCS1000Base-T PMASX-PMDCX-PMDMDIMDI1-對光纜對光纜150銅纜銅纜MDI4.34.3、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)6、千兆位以太網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)千兆位以太網(wǎng)物理子層分配圖編碼器復(fù)用器調(diào)制器脈沖整形濾波器前置放大器平衡濾波器脈沖再生器和重定時分解器解碼器數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出PCSPMAPMDPMDPMAPCS4.44.4、以

51、太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層的擴展模式、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層的擴展模式3、以太網(wǎng)的擴展：交換式Ethernet（1）在物理層擴展以太網(wǎng) 由于以太網(wǎng)主機之間的距離有限，要實現(xiàn)大距離的連接，可采用集線器的方式在物理層面連接，同時可以實現(xiàn)夸域通信。第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)共享共享10M共享共享10M獨享獨享10M10Base-T HUB10Mbps10Mbps10Base-T HUB共享共享10M10Base-T HUB10Mbps10Base-T HUB4.54.5、常見以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)EthernetEthernet及其擴展及其擴展3、

52、以太網(wǎng)的擴展p物理層擴展以太網(wǎng)的缺點：p覆蓋的地理范圍有限：CSMA/CD規(guī)定處于同一以太網(wǎng)中的兩個節(jié)點的距離是固定的。p網(wǎng)絡(luò)總帶寬容量降低：由于網(wǎng)絡(luò)上所有網(wǎng)段共享同一介質(zhì)，所以多個網(wǎng)段通過集線器連接后，其網(wǎng)絡(luò)容量仍是一個網(wǎng)段的容量，而不是多個網(wǎng)段容量的疊加。網(wǎng)絡(luò)總?cè)萘拷档?。p不能支持多種速率：不同速率的混合型網(wǎng)段通過集線器連接后，只能工作在最低速率的網(wǎng)段。集線器是一個多端口轉(zhuǎn)發(fā)器，不能進(jìn)行幀的緩存。第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)4.54.5、常見以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)EthernetEthernet及其擴展及其擴展3、以太網(wǎng)的

53、擴展（2）在數(shù)據(jù)鏈路層擴展以太網(wǎng)：網(wǎng)橋集線器p網(wǎng)橋原理：工作在數(shù)據(jù)鏈路層，根據(jù)MAC幀目的地址對收到的幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和過濾。當(dāng)網(wǎng)橋收到一幅幀，并不是向所有接口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)廣播，而是先檢查網(wǎng)橋的地址接口表，然后再確定將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪個接口。p網(wǎng)橋結(jié)構(gòu)：每個網(wǎng)橋至少有兩個接口，兩個以太網(wǎng)通過網(wǎng)橋連接后就形成一個覆蓋范圍更大的網(wǎng)絡(luò)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)4.54.5、常見以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)EthernetEthernet及其擴展及其擴展3、以太網(wǎng)的擴展（2）在數(shù)據(jù)鏈路層擴展以太網(wǎng)：網(wǎng)橋集線器第四講：局域網(wǎng)第四講

54、：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)依靠轉(zhuǎn)發(fā)表查詢，依靠轉(zhuǎn)發(fā)表查詢，同網(wǎng)段刪除，異網(wǎng)同網(wǎng)段刪除，異網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)段轉(zhuǎn)發(fā)站表站表接口管理接口管理 軟件軟件網(wǎng)橋協(xié)議網(wǎng)橋協(xié)議 實體實體緩存緩存接口接口 1 1接口接口 2 2網(wǎng)段網(wǎng)段 B B網(wǎng)段網(wǎng)段 A A1 11 11 12 22 22 2站地址站地址接口接口網(wǎng)橋網(wǎng)橋網(wǎng)橋網(wǎng)橋接口接口 1 1接口接口 2 21 12 2第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)4.54.5、常見以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)EthernetEthernet及其擴展及其擴展3、以太網(wǎng)的

55、擴展（2）在數(shù)據(jù)鏈路層擴展以太網(wǎng)：網(wǎng)橋集線器B2B1碰撞域碰撞域碰撞域ABCDEF第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)4.54.5、常見以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)EthernetEthernet及其擴展及其擴展3、以太網(wǎng)的擴展（2）在數(shù)據(jù)鏈路層擴展以太網(wǎng)：網(wǎng)橋集線器用戶層IPMAC站 1用戶層IPMAC站 2物理層網(wǎng)橋 1網(wǎng)橋 2AB用戶數(shù)據(jù)IP-HMAC-HMAC-TDL-HDL-T 物理層DLRMAC物理層物理層DLRMAC物理層物理層LANLAN兩個網(wǎng)橋之間還可使用一段點到點鏈路 使用網(wǎng)橋的優(yōu)點：p過濾通信量，增大吞吐量。使用網(wǎng)橋可

56、以使網(wǎng)段成為獨立的沖突域。不同網(wǎng)段的介質(zhì)共享不會相互干擾。整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐量是相互疊加的。p擴大網(wǎng)絡(luò)范圍，提高網(wǎng)絡(luò)性能：使用網(wǎng)橋可以擴大整個網(wǎng)絡(luò)的連接范圍。同時由于各網(wǎng)段獨立，使得網(wǎng)絡(luò)的故障隔離容易。p可連接不同類型的網(wǎng)段：不同物理層、不同MAC層、不同速率的網(wǎng)段都可以相互連接。第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)4.54.5、常見以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)EthernetEthernet及其擴展及其擴展3、以太網(wǎng)的擴展（2）在數(shù)據(jù)鏈路層擴展以太網(wǎng)：網(wǎng)橋集線器使用網(wǎng)橋的缺點：p增加了網(wǎng)絡(luò)延遲。由于網(wǎng)橋要進(jìn)行存儲和查找轉(zhuǎn)發(fā)表，還要執(zhí)行CSMA

57、/CD算法，所以增加了網(wǎng)絡(luò)延遲時間。p不具有流量控制功能：由于MAC不具備流量控制功能，所以網(wǎng)橋的緩存空間可能產(chǎn)生溢出，以致發(fā)生幀丟失的問題。p容易出現(xiàn)廣播風(fēng)暴：網(wǎng)橋采用的是廣播方式，當(dāng)用戶量增加時，有時會因傳播過多的廣播信息而出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞，即廣播風(fēng)暴。第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)4.54.5、常見以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)EthernetEthernet及其擴展及其擴展3、以太網(wǎng)的擴展（2）在數(shù)據(jù)鏈路層擴展以太網(wǎng)：網(wǎng)橋集線器p目前使用最多的是透明網(wǎng)橋。透明網(wǎng)橋是一種即插即用的設(shè)備，局域網(wǎng)上的站點不知道所發(fā)送的幀將經(jīng)過哪些網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)

58、，其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.1Dp透明網(wǎng)橋幀的處理算法：STEP1:從端口A收到無差錯的幀，在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找目的站的MAC地址STEP2：如果查到，則按照相應(yīng)的MAC地址對應(yīng)的端口B，否則轉(zhuǎn)到STEP7STEP3：若端口B=A，則本網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)橋丟棄該幀，若B不等于A，則轉(zhuǎn)發(fā) 到B端口第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)4.54.5、常見以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)EthernetEthernet及其擴展及其擴展3、以太網(wǎng)的擴展（2）在數(shù)據(jù)鏈路層擴展以太網(wǎng)：透明網(wǎng)橋（交換機）p透明網(wǎng)橋幀的處理算法：STEP4: 若發(fā)送站的MAC地址及端口號

59、不在轉(zhuǎn)發(fā)表中，則進(jìn)行添加STEP5：設(shè)置或更新時鐘計時器STEP6：等待新的幀產(chǎn)生，轉(zhuǎn)到STEP1STEP7：向網(wǎng)橋除端口A以外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)此幀STEP9：若端口X的轉(zhuǎn)發(fā)表中找到與目標(biāo)站相同的MAC地址，返回STEP3第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)4.54.5、常見以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)EthernetEthernet及其擴展及其擴展3、以太網(wǎng)的擴展（2）在數(shù)據(jù)鏈路層擴展以太網(wǎng)：透明網(wǎng)橋（交換機）p透明網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)表中存儲的內(nèi)容： 站地址：記錄收到幀的源地址；網(wǎng)橋端口：記錄收到幀的端口地址； 時間信息：記錄收到幀進(jìn)入該網(wǎng)橋的時間

60、。 網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)表經(jīng)過多次轉(zhuǎn)發(fā)就可以將網(wǎng)橋連接的站MAC地址和相應(yīng)的端口號存儲起來，在新的站數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)時，就不需要通過廣播來建立轉(zhuǎn)發(fā)表了。注意：轉(zhuǎn)發(fā)表中的MAC地址是根據(jù)原站MAC地址建立的，這是由于轉(zhuǎn)發(fā)表的原理是若網(wǎng)橋能夠從端口X中接受源MAC地址傳來的幀，那么，就可以通過端口X將一個幀轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的源MAC地址。第四講：局域網(wǎng)第四講：局域網(wǎng)IEEE802IEEE802協(xié)議體系與協(xié)議體系與VLANVLAN技術(shù)技術(shù)4.54.5、常見以太網(wǎng)、常見以太網(wǎng)EthernetEthernet及其擴展及其擴展3、以太網(wǎng)的擴展：交換式Ethernet（2）在數(shù)據(jù)鏈路層擴展以太網(wǎng)：透明網(wǎng)橋（交換機）p透明網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)