計算機網絡5-局域網

1、1計算機局域網2主要內容3.1 局域網概述局域網概述3.2 IEEE 802.3局域網局域網3.3 交換式以太網與虛擬局域網交換式以太網與虛擬局域網3.4 快速以太網快速以太網3.5 環(huán)狀網絡技術環(huán)狀網絡技術3.6 無線局域網無線局域網33.1 局域網概述局域網概述l局域網最主要的特點是：網絡為一個單位所擁有，局域網最主要的特點是：網絡為一個單位所擁有，且地理范圍和站點數(shù)目均有限。且地理范圍和站點數(shù)目均有限。 l與廣域網相比局域網具有如下的一些主要優(yōu)點：與廣域網相比局域網具有如下的一些主要優(yōu)點：l具有較高的數(shù)據傳輸速率，低的時延和較小的誤碼率具有較高的數(shù)據傳輸速率，低的時延和較小的誤碼率l采用

2、共享廣播信道采用共享廣播信道l低層協(xié)議較簡單低層協(xié)議較簡單l不單獨設置網絡層不單獨設置網絡層l有多種媒體訪問控制技術有多種媒體訪問控制技術43.1 局域網概述局域網概述 與工作在多用戶系統(tǒng)下的小型計算機相比，局與工作在多用戶系統(tǒng)下的小型計算機相比，局域網具有如下的一些主要優(yōu)點：域網具有如下的一些主要優(yōu)點：l能方便地共享昂貴的外部設備、主機以及軟件、數(shù)能方便地共享昂貴的外部設備、主機以及軟件、數(shù)據。從一個站點可訪問全網。據。從一個站點可訪問全網。l便于系統(tǒng)的擴展和逐漸地演變，各設備的位置可靈便于系統(tǒng)的擴展和逐漸地演變，各設備的位置可靈活調整和改變?；钫{整和改變。l提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和殘存

3、性。提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和殘存性。5局域網的拓撲局域網的拓撲 匹配電阻匹配電阻集線器集線器干線耦合器干線耦合器總線網總線網星形網星形網樹形網樹形網 環(huán)形網環(huán)形網6總線型局域網可使用兩種協(xié)議總線型局域網可使用兩種協(xié)議l傳統(tǒng)以太網使用的傳統(tǒng)以太網使用的CSMA/CD星狀網星狀網l令牌傳遞總線網，即物理上是總線網邏輯上是令牌傳遞總線網，即物理上是總線網邏輯上是令牌網令牌網 局域網最常用的傳輸媒介是局域網最常用的傳輸媒介是雙絞線雙絞線7 以太網采用的兩個標準以太網采用的兩個標準 lDIX Ethernet V2 是世界上第一個局域網產品是世界上第一個局域網產品（以太網）的規(guī)約。（以太網）的規(guī)約。

4、lIEEE 的的 802.3 標準。標準。lDIX Ethernet V2 標準與標準與 IEEE 的的 802.3 標準標準只有很小的差別，因此可以將只有很小的差別，因此可以將 802.3 局域網簡局域網簡稱為稱為“以太網以太網”。l嚴格說來，嚴格說來，“以太網以太網”應當是指符合應當是指符合 DIX Ethernet V2 標準的局域網標準的局域網 8局域網體系結構局域網體系結構 l為了使數(shù)據鏈路層能更好地適應多種局域網標準，為了使數(shù)據鏈路層能更好地適應多種局域網標準，802 委委員會就將局域網的數(shù)據鏈路層拆成兩個子層：員會就將局域網的數(shù)據鏈路層拆成兩個子層：l邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制 L

5、LC (Logical Link Control)子層子層l媒體接入媒體接入/訪問控制訪問控制 MAC (Medium Access Control)子層。子層。l與接入到傳輸媒體有關的內容都放在與接入到傳輸媒體有關的內容都放在 MAC子層，而子層，而 LLC 子層則與傳輸媒體無關，不管采用何種協(xié)議的局域網對子層則與傳輸媒體無關，不管采用何種協(xié)議的局域網對 LLC 子層來說都是透明的子層來說都是透明的 9以后一般不考慮以后一般不考慮 LLC 子層子層 l由于由于TCP/IP 體系經常使用的局域網是體系經常使用的局域網是 DIX Ethernet V2 而不是而不是 802.3 標準中的幾種局標

6、準中的幾種局域網，因此現(xiàn)在域網，因此現(xiàn)在 802 委員會制定的邏輯鏈路委員會制定的邏輯鏈路控制子層控制子層 LLC（即（即 802.2 標準）的作用已經標準）的作用已經不大了。不大了。l很多廠商生產的網卡上就僅裝有很多廠商生產的網卡上就僅裝有 MAC 協(xié)議協(xié)議而沒有而沒有 LLC 協(xié)議。協(xié)議。 10網卡的作用網卡的作用 l網絡接口板又稱為通信適配器網絡接口板又稱為通信適配器(adapter)(adapter)或網絡接口或網絡接口卡卡 NIC (Network Interface Card)NIC (Network Interface Card)，或，或“網卡網卡”。 l網卡的重要功能：網卡的重

7、要功能：l進行串行進行串行/ /并行轉換。并行轉換。l對數(shù)據進行緩存。對數(shù)據進行緩存。l在計算機的操作系統(tǒng)安裝設備驅動程序。在計算機的操作系統(tǒng)安裝設備驅動程序。l實現(xiàn)以太網協(xié)議。實現(xiàn)以太網協(xié)議。 11計算機通過網卡和局域網進行通信計算機通過網卡和局域網進行通信 CPU高高速速緩緩存存存儲器存儲器I/O 總線總線計算機計算機至局域網至局域網網絡接口卡網絡接口卡（網卡）（網卡）串行通信串行通信并行通信并行通信12l最初的以太網是將許多計算機都連接到一根總線上。最初的以太網是將許多計算機都連接到一根總線上。當初認為這樣的連接方法既簡單又可靠，因為總線當初認為這樣的連接方法既簡單又可靠，因為總線上沒有

8、有源器件。上沒有有源器件。 3.2 IEEE 802.3局域網局域網B向向 D發(fā)送數(shù)據發(fā)送數(shù)據 C D A E匹配電阻（用來吸收總線上傳播的信號）匹配電阻（用來吸收總線上傳播的信號）匹配電阻匹配電阻不接受不接受不接受不接受不接受不接受接受接受B只有只有 D 接受接受B 發(fā)送的數(shù)據發(fā)送的數(shù)據133.2 IEEE 802.3局域網局域網 l總線上的每一個工作的計算機都能檢測到總線上的每一個工作的計算機都能檢測到 B 發(fā)送的數(shù)據信號。發(fā)送的數(shù)據信號。 l由于只有計算機由于只有計算機 D 的地址與數(shù)據幀首部寫入的地址與數(shù)據幀首部寫入的地址一致，因此只有的地址一致，因此只有 D 才接收這個數(shù)據幀。才接收

9、這個數(shù)據幀。 l其他所有的計算機（其他所有的計算機（A, C 和和 E）都檢測到不是）都檢測到不是發(fā)送給它們的數(shù)據幀，因此就丟棄這個數(shù)據幀發(fā)送給它們的數(shù)據幀，因此就丟棄這個數(shù)據幀而不能夠收下來。而不能夠收下來。l具有廣播特性的總線上實現(xiàn)了一對一的通信。具有廣播特性的總線上實現(xiàn)了一對一的通信。 14為了通信的簡便以太網采取了兩種重要的措施為了通信的簡便以太網采取了兩種重要的措施 l采用較為靈活的無連接的工作方式，即不采用較為靈活的無連接的工作方式，即不必先建立連接就可以直接發(fā)送數(shù)據。必先建立連接就可以直接發(fā)送數(shù)據。 l以太網對發(fā)送的數(shù)據幀不進行編號，也不以太網對發(fā)送的數(shù)據幀不進行編號，也不要求對

10、方發(fā)回確認。要求對方發(fā)回確認。l這樣做的理由是局域網信道的質量很好，因這樣做的理由是局域網信道的質量很好，因信道質量產生差錯的概率是很小的。信道質量產生差錯的概率是很小的。 15以太網提供的服務以太網提供的服務 l以太網提供的服務是不可靠的交付，即以太網提供的服務是不可靠的交付，即盡最大盡最大努力的交付。努力的交付。l當目的站收到有差錯的數(shù)據幀時就丟棄此幀，當目的站收到有差錯的數(shù)據幀時就丟棄此幀，其他什么也不做。差錯的糾正由高層來決定。其他什么也不做。差錯的糾正由高層來決定。l如果高層發(fā)現(xiàn)丟失了一些數(shù)據而進行重傳，但如果高層發(fā)現(xiàn)丟失了一些數(shù)據而進行重傳，但以太網并不知道這是一個重傳的幀，而是當

11、作以太網并不知道這是一個重傳的幀，而是當作一個新的數(shù)據幀來發(fā)送。一個新的數(shù)據幀來發(fā)送。 16載波監(jiān)聽多路訪問載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測沖突檢測CSMA/CDlCSMA/CD 表示表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。l“多路訪問多路訪問”表示許多計算機以多路訪問的方表示許多計算機以多路訪問的方式連接在一根總線上。式連接在一根總線上。l“載波監(jiān)聽載波監(jiān)聽”是指每一個站在發(fā)送數(shù)據之前先是指每一個站在發(fā)送數(shù)據之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發(fā)送數(shù)要檢測一下總線上是否有其他計算機在發(fā)送數(shù)據，如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據

12、，以免發(fā)生據，如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據，以免發(fā)生沖突。沖突。 l總線上并沒有什么總線上并沒有什么“載波載波”。因此，。因此， “載波載波監(jiān)聽監(jiān)聽”就是用電子技術檢測總線上有沒有其他就是用電子技術檢測總線上有沒有其他計算機發(fā)送的數(shù)據信號。計算機發(fā)送的數(shù)據信號。 17沖突檢測沖突檢測l“沖突檢測沖突檢測”就是計算機邊發(fā)送數(shù)據邊檢測信就是計算機邊發(fā)送數(shù)據邊檢測信道上的信號電壓大小。道上的信號電壓大小。l當幾個站同時在總線上發(fā)送數(shù)據時，總線上的當幾個站同時在總線上發(fā)送數(shù)據時，總線上的信號電壓擺動值將會增大（互相疊加）。信號電壓擺動值將會增大（互相疊加）。l當一個站檢測到的信號電壓擺動值超過一定的當一

13、個站檢測到的信號電壓擺動值超過一定的門限值時，就認為總線上至少有兩個站同時在門限值時，就認為總線上至少有兩個站同時在發(fā)送數(shù)據，表明產生了沖突。發(fā)送數(shù)據，表明產生了沖突。18檢測到沖突后檢測到沖突后l在發(fā)生沖突時，總線上傳輸?shù)男盘柈a生了嚴重在發(fā)生沖突時，總線上傳輸?shù)男盘柈a生了嚴重的失真，無法從中恢復出有用的信息來。的失真，無法從中恢復出有用的信息來。l每一個正在發(fā)送數(shù)據的站，一旦發(fā)現(xiàn)總線上出每一個正在發(fā)送數(shù)據的站，一旦發(fā)現(xiàn)總線上出現(xiàn)了沖突，就要立即停止發(fā)送，免得繼續(xù)浪費現(xiàn)了沖突，就要立即停止發(fā)送，免得繼續(xù)浪費網絡資源，然后等待一段隨機時間后再次發(fā)送。網絡資源，然后等待一段隨機時間后再次發(fā)送。19

14、電磁波在總線上的有限傳播速率的影響電磁波在總線上的有限傳播速率的影響 l當某個站監(jiān)聽到總線是空閑時，也可能總線并當某個站監(jiān)聽到總線是空閑時，也可能總線并非真正是空閑的。非真正是空閑的。 lA 向向 B 發(fā)出的信息，要經過一定的時間后才能發(fā)出的信息，要經過一定的時間后才能傳送到傳送到 B。lB 若在若在 A 發(fā)送的信息到達發(fā)送的信息到達 B 之前發(fā)送自己的之前發(fā)送自己的幀幀(因為這時因為這時 B 的載波監(jiān)聽檢測不到的載波監(jiān)聽檢測不到 A 所發(fā)送所發(fā)送的信息的信息)，則必然要在某個時間和，則必然要在某個時間和 A 發(fā)送的幀發(fā)送的幀發(fā)生碰撞。發(fā)生碰撞。l碰撞的結果是兩個幀都變得無用。碰撞的結果是兩個

15、幀都變得無用。 1 kmABt碰撞碰撞t = 2 A 檢測到發(fā)生碰檢測到發(fā)生碰撞撞 t = B 發(fā)送數(shù)據發(fā)送數(shù)據B 檢測到發(fā)生碰撞檢測到發(fā)生碰撞 t = t = 0單程端到端單程端到端傳播時延記為傳播時延記為 1 kmABt碰撞碰撞t = B 檢測到檢測到信道空閑信道空閑發(fā)送數(shù)據發(fā)送數(shù)據t = / 2發(fā)生碰撞發(fā)生碰撞t = 2 A 檢測到發(fā)生碰檢測到發(fā)生碰撞撞 t = B 發(fā)送數(shù)據發(fā)送數(shù)據B 檢測到發(fā)生碰撞檢測到發(fā)生碰撞 t = ABABAB t = 0 A 檢測到檢測到信道空閑信道空閑發(fā)送數(shù)據發(fā)送數(shù)據ABt = 0t = B 檢測到發(fā)生碰撞檢測到發(fā)生碰撞停止發(fā)送停止發(fā)送STOPt = 2 A

16、 檢測到檢測到發(fā)生碰撞發(fā)生碰撞STOPAB單程端到端單程端到端傳播時延記為傳播時延記為 22重要特性重要特性l使用使用 CSMA/CD 協(xié)議的以太網不能進行全雙工通協(xié)議的以太網不能進行全雙工通信而只能進行雙向交替通信（半雙工通信）。信而只能進行雙向交替通信（半雙工通信）。l每個站在發(fā)送數(shù)據之后的一小段時間內，存在著每個站在發(fā)送數(shù)據之后的一小段時間內，存在著遭遇碰撞的可能性。遭遇碰撞的可能性。 l這種這種發(fā)送的不確定性發(fā)送的不確定性使整個以太網的平均通信量使整個以太網的平均通信量遠小于以太網的最高數(shù)據率。遠小于以太網的最高數(shù)據率。 23爭用期爭用期l最先發(fā)送數(shù)據幀的站，在發(fā)送數(shù)據幀后至多經過最先

17、發(fā)送數(shù)據幀的站，在發(fā)送數(shù)據幀后至多經過時間時間 2 （兩倍的端到端往返時延）（兩倍的端到端往返時延）就可知道發(fā)就可知道發(fā)送的數(shù)據幀是否遭受了碰撞。送的數(shù)據幀是否遭受了碰撞。l以太網的端到端往返時延以太網的端到端往返時延 2 稱為稱為爭用期爭用期，或，或碰碰撞窗口。撞窗口。l經過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才能肯經過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會發(fā)生碰撞。定這次發(fā)送不會發(fā)生碰撞。 24截斷二進制指數(shù)類型退避算法截斷二進制指數(shù)類型退避算法 (truncated binary exponential type)l發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據后，要推遲發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據

18、后，要推遲（退避）一個隨機時間才能再發(fā)送數(shù)據。（退避）一個隨機時間才能再發(fā)送數(shù)據。l確定基本退避時間，一般是取為爭用期確定基本退避時間，一般是取為爭用期 2 。l令參數(shù)令參數(shù)k等于重傳次數(shù)，等于重傳次數(shù)，k 10，即，即 k = Min（重傳次數(shù)（重傳次數(shù), 10）l從離散的整數(shù)集合從離散的整數(shù)集合0,1, (2k 1)中隨機地取出一個中隨機地取出一個數(shù)，記為數(shù)，記為 r。重傳所需的時延就是。重傳所需的時延就是 r 倍的基本退避時倍的基本退避時間。間。l當重傳達當重傳達 16 次仍不能成功時即丟棄該幀，并向高層次仍不能成功時即丟棄該幀，并向高層報告。報告。 25爭用期的長度爭用期的長度 l以太

19、網取以太網取 51.2 s 為爭用期的長度。為爭用期的長度。l對于對于 10 Mb/s 以太網，在爭用期內可發(fā)送以太網，在爭用期內可發(fā)送512 bit，即，即 64 字節(jié)。字節(jié)。l以太網在發(fā)送數(shù)據時，若前以太網在發(fā)送數(shù)據時，若前 64 字節(jié)沒有發(fā)生沖字節(jié)沒有發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據就不會發(fā)生沖突。突，則后續(xù)的數(shù)據就不會發(fā)生沖突。 26最短有效幀長 l如果發(fā)生沖突，就一定是在發(fā)送的前如果發(fā)生沖突，就一定是在發(fā)送的前 64 字節(jié)之字節(jié)之內。內。 l由于一檢測到沖突就立即中止發(fā)送，這時已經發(fā)由于一檢測到沖突就立即中止發(fā)送，這時已經發(fā)送出去的數(shù)據一定小于送出去的數(shù)據一定小于 64 字節(jié)。字節(jié)。 l以太網

20、規(guī)定了最短有效幀長為以太網規(guī)定了最短有效幀長為 64 字節(jié)，凡長度字節(jié)，凡長度小于小于 64 字節(jié)的幀都是由于沖突而異常中止的字節(jié)的幀都是由于沖突而異常中止的無無效幀效幀。 27強化碰撞強化碰撞 l當發(fā)送數(shù)據的站一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)生了碰撞時，除了立當發(fā)送數(shù)據的站一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)生了碰撞時，除了立即停止發(fā)送數(shù)據外，還要再繼續(xù)發(fā)送若干比特的即停止發(fā)送數(shù)據外，還要再繼續(xù)發(fā)送若干比特的人為干擾信號人為干擾信號(jamming signal)，以便讓所有用，以便讓所有用戶都知道現(xiàn)在已經發(fā)生了碰撞。戶都知道現(xiàn)在已經發(fā)生了碰撞。 數(shù)據幀數(shù)據幀干擾信號干擾信號 TJ人為干擾信號人為干擾信號 ABTBt B 發(fā)送數(shù)據發(fā)送數(shù)據

21、A 檢測檢測到沖突到沖突開始沖突開始沖突信信道道占占用用時時間間A 發(fā)送數(shù)據發(fā)送數(shù)據B 也能夠檢測到沖突，并立即停止發(fā)送數(shù)據幀，接也能夠檢測到沖突，并立即停止發(fā)送數(shù)據幀，接著就發(fā)送干擾信號。這里為了簡單起見，只畫出著就發(fā)送干擾信號。這里為了簡單起見，只畫出 A 發(fā)送干擾信號的情況。發(fā)送干擾信號的情況。293.2.2 IEEE 802.3局域網的組成局域網的組成 l傳統(tǒng)以太網可使用的傳輸媒體有四種：傳統(tǒng)以太網可使用的傳輸媒體有四種：l銅纜（粗纜或細纜）銅纜（粗纜或細纜）l銅線（雙絞線）銅線（雙絞線）l光纜光纜l這樣，以太網就有四種不同的物理層。這樣，以太網就有四種不同的物理層。 10BASE-5

22、粗纜粗纜10BASE-2細纜細纜10BASE-T雙絞線雙絞線10BASE-F光纜光纜以太網媒體接入控制以太網媒體接入控制 MAC30銅纜或銅線連接到以太網的示意圖銅纜或銅線連接到以太網的示意圖 主機箱主機箱主機箱主機箱主機箱主機箱雙絞線雙絞線集線器集線器BNC T 型接頭型接頭收發(fā)器電纜收發(fā)器電纜網卡網卡插入式插入式分接頭分接頭MAUMDI保護外層保護外層外導體屏蔽層外導體屏蔽層內導體內導體收發(fā)器收發(fā)器DB-15連接器連接器BNC 連接器連接器插口插口RJ-45插頭插頭31細纜以太網細纜以太網 10BASE2 l用更便宜的直徑為用更便宜的直徑為 5 mm 的細同軸電纜的細同軸電纜(特性阻特性阻

23、抗仍為抗仍為 50 W)，可代替粗同軸電纜。，可代替粗同軸電纜。 l將媒體連接單元將媒體連接單元 MAU 和媒體相關接口和媒體相關接口 MDI都安都安裝在網卡上，取消了外部的裝在網卡上，取消了外部的 AUI:Attachment Unit Interface 連接單元接口電纜。連接單元接口電纜。 l細纜直接用標準細纜直接用標準 BNC T 型接頭連接到網卡上的型接頭連接到網卡上的 BNC 連接器的插口。連接器的插口。 32網卡的功能網卡的功能 l數(shù)據的封裝與解封數(shù)據的封裝與解封 發(fā)送時將上一層交下來的數(shù)發(fā)送時將上一層交下來的數(shù)據加上首部和尾部，成為以太網的幀。接收時將以據加上首部和尾部，成為以

24、太網的幀。接收時將以太網的幀剝去首部和尾部，然后送交上一層。太網的幀剝去首部和尾部，然后送交上一層。 l鏈路管理鏈路管理 主要是主要是 CSMA/CD 協(xié)議的實現(xiàn)。協(xié)議的實現(xiàn)。 l編碼與譯碼編碼與譯碼 即曼徹斯特編碼與譯碼。即曼徹斯特編碼與譯碼。 33 10Base-2 局域網局域網l以太網限制細同軸電纜段的最大長度為以太網限制細同軸電纜段的最大長度為200m（實際上為（實際上為185m）l可采用轉發(fā)器（可采用轉發(fā)器（repeater）將信號放大整形）將信號放大整形l中繼器工作在物理層，作用是消除傳輸引起的中繼器工作在物理層，作用是消除傳輸引起的信號失真和衰減，使信號的波形和強度滿足要信號失真

25、和衰減，使信號的波形和強度滿足要求求l802.3規(guī)定：最多使用規(guī)定：最多使用4個轉發(fā)器連接個轉發(fā)器連接5個細同軸個細同軸電纜段，工作站只允許連接電纜段，工作站只允許連接3個細同軸電纜段，個細同軸電纜段，其余兩段用作加長距離，最大網絡長度其余兩段用作加長距離，最大網絡長度1000m34星形網星形網 10BASE-T l不用電纜而使用無屏蔽雙絞線。每個站需要用兩對不用電纜而使用無屏蔽雙絞線。每個站需要用兩對雙絞線，分別用于發(fā)送和接收。雙絞線，分別用于發(fā)送和接收。l在星形網的中心則增加了一種可靠性非常高的設備，在星形網的中心則增加了一種可靠性非常高的設備，叫做叫做集線器集線器(hub)。 l集線器使

26、用了大規(guī)模集成電路芯片，因此這樣的硬集線器使用了大規(guī)模集成電路芯片，因此這樣的硬件設備的可靠性已大大提高了。件設備的可靠性已大大提高了。 35以太網在局域網中的統(tǒng)治地位以太網在局域網中的統(tǒng)治地位l10BASE-T 的通信距離稍短，每個站到集線器的距的通信距離稍短，每個站到集線器的距離不超過離不超過 100 m。l這種這種 10 Mb/s 速率的無屏蔽雙絞線星形網的出現(xiàn)，速率的無屏蔽雙絞線星形網的出現(xiàn)，既降低了成本，又提高了可靠性。既降低了成本，又提高了可靠性。 l10BASE-T 雙絞線以太網的出現(xiàn)，是局域網發(fā)展史雙絞線以太網的出現(xiàn)，是局域網發(fā)展史上的一個非常重要的里程碑，它為以太網在局域網上

27、的一個非常重要的里程碑，它為以太網在局域網中的統(tǒng)治地位奠定了牢固的基礎。中的統(tǒng)治地位奠定了牢固的基礎。 36集線器的一些特點集線器的一些特點 l集線器是使用電子器件來模擬實際電纜線的工作，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)的以太網那樣運行。因此整個系統(tǒng)仍然像一個傳統(tǒng)的以太網那樣運行。 l使用集線器的以太網在邏輯上仍是一個總線網，使用集線器的以太網在邏輯上仍是一個總線網，各工作站使用的還是各工作站使用的還是 CSMA/CD 協(xié)議，并共享邏協(xié)議，并共享邏輯上的總線。輯上的總線。 l集線器很像一個多端口的轉發(fā)器，工作在物理層。集線器很像一個多端口的轉發(fā)器，工作在物

28、理層。 37具有三個端口的集線器具有三個端口的集線器 集集線線器器網卡網卡工作站工作站網卡網卡工作站工作站網卡網卡工作站工作站雙絞線雙絞線38 3.2.3 MAC子子 層層l在局域網中，在局域網中，硬件地址硬件地址又稱為又稱為物理地址物理地址，或，或 MAC 地址地址。 l802 標準所說的標準所說的“地址地址”嚴格地講應當是每一個嚴格地講應當是每一個站的站的“名字名字”或標識符?；驑俗R符。 l但大家都早已習慣了將這種但大家都早已習慣了將這種 48 bit 的的“名字名字”稱稱為為“地址地址”39兩種不同的 MAC 幀格式 l常用的以太網常用的以太網MAC幀格式有兩種標準幀格式有兩種標準 ：l

29、DIX Ethernet V2 標準標準lIEEE 的的 802.3 標準標準l最常用的最常用的 MAC 幀是幀是以太網以太網 V2 的格式的格式。40MAC 幀幀字節(jié)字節(jié)6624IP 層層物理層物理層目的地址目的地址源地址源地址長度長度/類型類型FCSMAC 層層10101010101010 10101010101010101011前同步碼前同步碼幀開始幀開始定界符定界符7 字節(jié)字節(jié)1 字節(jié)字節(jié)8 字節(jié)字節(jié)插入插入數(shù)數(shù) 據據MAC 子層子層IP 層層LLC 子層子層802.2LLC 幀幀當長度當長度/類型字段類型字段表示長度時表示長度時 802.3MAC 幀幀以太網以太網 V2 MAC 幀幀

30、這種這種 802.3 + 802.2 幀已經較少使用幀已經較少使用目的地址目的地址源地址源地址類型類型數(shù)數(shù) 據據FCS6624字節(jié)字節(jié)46 150043 1497111DSAP SSAP111 控制控制 數(shù)數(shù) 據據字節(jié)字節(jié)DSAPSSAP控制控制IP 數(shù)據報數(shù)據報IP 數(shù)據報數(shù)據報41MAC 幀幀物理層物理層MAC 層層IP 層層以太網以太網 V2 MAC 幀幀目的地址目的地址源地址源地址類型類型數(shù)數(shù) 據據FCS6624字節(jié)字節(jié)46 1500IP 數(shù)據報數(shù)據報以太網以太網 V2 的的 MAC 幀格式幀格式目的地址字段目的地址字段 6 字節(jié)字節(jié)42MAC 幀幀物理層物理層MAC 層層IP 層層以

31、太網以太網 V2 MAC 幀幀目的地址目的地址源地址源地址類型類型數(shù)數(shù) 據據FCS6624字節(jié)字節(jié)46 1500IP 數(shù)據報數(shù)據報以太網以太網 V2 的的 MAC 幀格式幀格式源地址字段源地址字段 6 字節(jié)字節(jié)43MAC 幀幀物理層物理層MAC 層層IP 層層以太網以太網 V2 MAC 幀幀目的地址目的地址源地址源地址類型類型數(shù)數(shù) 據據FCS6624字節(jié)字節(jié)46 1500IP 數(shù)據報數(shù)據報以太網以太網 V2 的的 MAC 幀格式幀格式類型字段類型字段 2 字節(jié)字節(jié)類型字段用來標志上一層使用的是什么協(xié)議，類型字段用來標志上一層使用的是什么協(xié)議，以便把收到的以便把收到的 MAC 幀的數(shù)據上交給上一

32、層的這個協(xié)議。幀的數(shù)據上交給上一層的這個協(xié)議。 44MAC 幀幀物理層物理層MAC 層層IP 層層以太網以太網 V2 MAC 幀幀目的地址目的地址源地址源地址類型類型數(shù)數(shù) 據據FCS6624字節(jié)字節(jié)46 1500IP 數(shù)據報數(shù)據報以太網以太網 V2 的的 MAC 幀格式幀格式數(shù)據字段數(shù)據字段 46 1500 字節(jié)字節(jié)數(shù)據字段的正式名稱是數(shù)據字段的正式名稱是 MAC 客戶數(shù)據字段客戶數(shù)據字段最小長度最小長度 64 字節(jié)字節(jié) 18 字節(jié)的首部和尾部字節(jié)的首部和尾部 = 數(shù)據字段的最小長度數(shù)據字段的最小長度 45MAC 幀幀物理層物理層MAC 層層IP 層層以太網以太網 V2 MAC 幀幀目的地址目

33、的地址源地址源地址類型類型數(shù)數(shù) 據據FCS6624字節(jié)字節(jié)46 1500IP 數(shù)據報數(shù)據報以太網以太網 V2 的的 MAC 幀格式幀格式FCS 字段字段 4 字節(jié)字節(jié)當傳輸媒體的誤碼率為當傳輸媒體的誤碼率為 1 10 8 時，時，MAC 子層可使未檢測到的差錯小于子層可使未檢測到的差錯小于 1 10 14。 當數(shù)據字段的長度小于當數(shù)據字段的長度小于 46 字節(jié)時，字節(jié)時，應在數(shù)據字段的后面加入整數(shù)字節(jié)的填充字段，應在數(shù)據字段的后面加入整數(shù)字節(jié)的填充字段，以保證以太網的以保證以太網的 MAC 幀長不小于幀長不小于 64 字節(jié)。字節(jié)。 46MAC 幀幀物理層物理層MAC 層層IP 層層以太網以太網

34、 V2 MAC 幀幀目的地址目的地址源地址源地址類型類型數(shù)數(shù) 據據FCS6624字節(jié)字節(jié)46 1500IP 數(shù)據報數(shù)據報以太網以太網 V2 的的 MAC 幀格式幀格式10101010101010 10101010101010101011前同步碼前同步碼幀開始幀開始定界符定界符7 字節(jié)字節(jié)1 字節(jié)字節(jié)8 字節(jié)字節(jié)插插入入在幀的前面插入的在幀的前面插入的 8 字節(jié)中的第一個字段共字節(jié)中的第一個字段共 7 個字節(jié)，個字節(jié)，是前同步碼，用來迅速實現(xiàn)是前同步碼，用來迅速實現(xiàn) MAC 幀的比特同步。幀的比特同步。第二個字段是幀開始定界符，表示后面的信息就是第二個字段是幀開始定界符，表示后面的信息就是MAC

35、 幀。幀。 為了達到比特同步，為了達到比特同步，在傳輸媒體上實際傳送的在傳輸媒體上實際傳送的要比要比 MAC 幀還多幀還多 8 個字節(jié)個字節(jié)第第 1最高位最高位最先發(fā)送最先發(fā)送最低位最低位最高位最高位最低位最低位最后發(fā)送最后發(fā)送00110101 01111011 00010010 00000000 00000000 00000001最低位最低位最先發(fā)送最先發(fā)送最高位最高位最低位最低位最高位最高位最后發(fā)送最后發(fā)送機構惟一標志符機構惟一標志符 OUI擴展標志符擴展標志符高位在前高位在前低位在前低位在前十六進制表示的十六進制表示的 EUI-48 地址：地址： AC-DE-48-00-00-80二進制

36、表示的二進制表示的 EUI-48 地址：地址：第第 1 字節(jié)字節(jié)第第 6 字節(jié)字節(jié)I/G 比特比特I/G 比特比特字節(jié)順序字節(jié)順序第第 2第第 3第第 4第第 5第第 6第第 1字節(jié)順序字節(jié)順序第第 2第第 3第第 4第第 5第第 610101100 11011110 01001000 00000000 00000000 10000000802.5802.6802.5802.6802.3802.448網卡檢查 MAC 地址 l網卡從網絡上每收到一個網卡從網絡上每收到一個 MAC 幀就首先用硬件幀就首先用硬件檢查檢查 MAC 幀中的幀中的 MAC 地址地址.l如果是發(fā)往本站的幀則收下，然后再進行

37、其他的處理。如果是發(fā)往本站的幀則收下，然后再進行其他的處理。l否則就將此幀丟棄，不再進行其他的處理。否則就將此幀丟棄，不再進行其他的處理。l“發(fā)往本站的幀發(fā)往本站的幀”包括以下三種幀：包括以下三種幀： l單播單播(unicast)幀（一對一）幀（一對一）l廣播廣播(broadcast)幀（一對全體）幀（一對全體）l多播多播(multicast)幀（一對多）幀（一對多）49l數(shù)據字段的長度與長度字段的值不一致；數(shù)據字段的長度與長度字段的值不一致；l幀的長度不是整數(shù)個字節(jié)；幀的長度不是整數(shù)個字節(jié)；l用收到的幀檢驗序列用收到的幀檢驗序列 FCS 查出有差錯；查出有差錯；l數(shù)據字段的長度不在數(shù)據字段的

38、長度不在 46 1500 字節(jié)之間。字節(jié)之間。l有效的有效的 MAC 幀長度為幀長度為 64 1518 字節(jié)之間。字節(jié)之間。對于檢查出的無效對于檢查出的無效 MAC 幀就簡單地丟棄。以太幀就簡單地丟棄。以太網不負責重傳丟棄的幀。網不負責重傳丟棄的幀。 無效的無效的 MAC 幀幀 50l幀間最小間隔為幀間最小間隔為 9.6 s，相當于，相當于 96 bit 的發(fā)送的發(fā)送時間。時間。l一個站在檢測到總線開始空閑后，還要等待一個站在檢測到總線開始空閑后，還要等待 9.6 s 才能再次發(fā)送數(shù)據。才能再次發(fā)送數(shù)據。l這樣做是為了使剛剛收到數(shù)據幀的站的接收緩這樣做是為了使剛剛收到數(shù)據幀的站的接收緩存來得及

39、清理，做好接收下一幀的準備。存來得及清理，做好接收下一幀的準備。 幀間最小間隔幀間最小間隔 51l1990 年問世的年問世的交換式集線器交換式集線器(switching hub)，可明顯地提高局域網的性能?？擅黠@地提高局域網的性能。l交換式集線器常稱為交換式集線器常稱為以太網交換機以太網交換機(switch)或第二或第二層交換機（表明此交換機工作在數(shù)據鏈路層）。層交換機（表明此交換機工作在數(shù)據鏈路層）。l以太網交換機通常都有十幾個端口。因此，以太以太網交換機通常都有十幾個端口。因此，以太網交換機實質上就是一個網交換機實質上就是一個多端口的網橋多端口的網橋，可見交，可見交換機工作在數(shù)據鏈路層。換

40、機工作在數(shù)據鏈路層。3.3.1 交換式以太網交換式以太網52l以太網交換機的每個端口都直接與主機相連，并以太網交換機的每個端口都直接與主機相連，并且一般都工作在且一般都工作在全雙工方式全雙工方式。l交換機能同時連通許多對的端口，使每一對相互交換機能同時連通許多對的端口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣，進行無碰通信的主機都能像獨占通信媒體那樣，進行無碰撞地傳輸數(shù)據。撞地傳輸數(shù)據。 l以太網交換機由于使用了專用的交換結構芯片，以太網交換機由于使用了專用的交換結構芯片，其交換速率就較高。其交換速率就較高。 以太網交換機的特點以太網交換機的特點53l對于普通對于普通 10 Mb/s 的共

41、享式以太網，若共有的共享式以太網，若共有 N 個個用戶，則每個用戶占有的平均帶寬只有總帶寬用戶，則每個用戶占有的平均帶寬只有總帶寬(10 Mb/s)的的 N 分之一。分之一。l使用以太網交換機時，雖然在每個端口到主機的使用以太網交換機時，雖然在每個端口到主機的帶寬還是帶寬還是 10 Mb/s，但由于一個用戶在通信時是，但由于一個用戶在通信時是獨占而不是和其他網絡用戶共享傳輸媒體的帶寬，獨占而不是和其他網絡用戶共享傳輸媒體的帶寬，因此對于擁有因此對于擁有 N 對端口的交換機的總容量為對端口的交換機的總容量為 N 10 Mb/s。這正是交換機的最大優(yōu)點。這正是交換機的最大優(yōu)點。 獨占傳輸媒體的帶寬

42、獨占傳輸媒體的帶寬 54以太網交換機的交換方式以太網交換機的交換方式1.存儲轉發(fā)：存儲轉發(fā)：存儲轉發(fā)方式是計算機網絡領域應用存儲轉發(fā)方式是計算機網絡領域應用最為廣泛最為廣泛的的方式。它把輸入端口的數(shù)據包先存儲起來，然后進行方式。它把輸入端口的數(shù)據包先存儲起來，然后進行CRCCRC（循環(huán)冗余碼校驗）檢查，在對錯誤包處理后才?。ㄑh(huán)冗余碼校驗）檢查，在對錯誤包處理后才取出數(shù)據包的目的地址，通過查找表轉換成輸出端口送出出數(shù)據包的目的地址，通過查找表轉換成輸出端口送出包。正因如此，包。正因如此，存儲轉發(fā)方式在數(shù)據處理時延時大，這存儲轉發(fā)方式在數(shù)據處理時延時大，這是它的不足是它的不足，但是，但是它可以對

43、進入交換機的數(shù)據包進行錯它可以對進入交換機的數(shù)據包進行錯誤檢測，有效地改善網絡性能。尤其重要的是它可以支誤檢測，有效地改善網絡性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口間的轉換，保持高速端口與低速端口持不同速度的端口間的轉換，保持高速端口與低速端口間的協(xié)同工作。間的協(xié)同工作。552. 直接交換直接交換直接交換方式的以太網交換機可以理解為在各端口直接交換方式的以太網交換機可以理解為在各端口間是縱橫交叉的線路矩陣電話交換機。它在輸入端口檢間是縱橫交叉的線路矩陣電話交換機。它在輸入端口檢測到一個數(shù)據包時，檢查該包的包頭，獲取包的目的地測到一個數(shù)據包時，檢查該包的包頭，獲取包的目的地址，啟動內部的動態(tài)

44、查找表轉換成相應的輸出端口，在址，啟動內部的動態(tài)查找表轉換成相應的輸出端口，在輸入與輸出交叉處接通，把數(shù)據包直通到相應的端口，輸入與輸出交叉處接通，把數(shù)據包直通到相應的端口，實現(xiàn)交換功能。實現(xiàn)交換功能。由于不需要存儲，延遲非常小、交換非由于不需要存儲，延遲非常小、交換非常快，這是它的優(yōu)點?？?，這是它的優(yōu)點。它的缺點是，因為數(shù)據包內容并它的缺點是，因為數(shù)據包內容并沒有被以太網交換機保存下來，所以無法檢查所傳送的沒有被以太網交換機保存下來，所以無法檢查所傳送的數(shù)據包是否有誤，不能提供錯誤檢測能力。由于沒有緩數(shù)據包是否有誤，不能提供錯誤檢測能力。由于沒有緩存，不能將具有不同速率的輸入存，不能將具有不

45、同速率的輸入/ /輸出端口直接接通，輸出端口直接接通，而且容易丟包。而且容易丟包。563. 無碎片交換無碎片交換這是介于前兩者之間的一種解決方案。它檢查數(shù)這是介于前兩者之間的一種解決方案。它檢查數(shù)據包的長度是否夠據包的長度是否夠6464個字節(jié)，如果小于個字節(jié)，如果小于6464字節(jié)，說明是字節(jié)，說明是假包，則丟棄該包；如果大于假包，則丟棄該包；如果大于6464字節(jié)，則發(fā)送該包。這字節(jié)，則發(fā)送該包。這種方式也不提供數(shù)據校驗。種方式也不提供數(shù)據校驗。它的數(shù)據處理速度比存儲轉它的數(shù)據處理速度比存儲轉發(fā)方式快，但比直通式慢發(fā)方式快，但比直通式慢。57 以太網交換機一般具有多種速率的端口，可以以太網交換機

46、一般具有多種速率的端口，可以連接計算機、以太網段或路由器。連接計算機、以太網段或路由器。 以太網交換機能廣播和組播數(shù)據，許多交換機以太網交換機能廣播和組播數(shù)據，許多交換機組成的以太網，當廣播通信較多時，可能出現(xiàn)廣組成的以太網，當廣播通信較多時，可能出現(xiàn)廣播風暴（播風暴（broadcast stormbroadcast storm），特別是當交換式以），特別是當交換式以太網包含不同數(shù)據率的網段時，高速段產生的廣太網包含不同數(shù)據率的網段時，高速段產生的廣播流量可能導致低速網段嚴重擁塞，甚至使網絡播流量可能導致低速網段嚴重擁塞，甚至使網絡崩潰。崩潰。58l虛擬局域網虛擬局域網 VLAN 是由一些局域

47、網網段構成的是由一些局域網網段構成的與物理位置無關的邏輯組。與物理位置無關的邏輯組。l這些網段具有某些共同的需求。這些網段具有某些共同的需求。l每一個每一個 VLAN 的幀都有一個明確的標識符，指明發(fā)送的幀都有一個明確的標識符，指明發(fā)送這個幀的工作站是屬于哪一個這個幀的工作站是屬于哪一個 VLAN。l虛擬局域網其實只是局域網給用戶提供的一種服虛擬局域網其實只是局域網給用戶提供的一種服務，而并不是一種新型局域網。務，而并不是一種新型局域網。 3.3.2 虛擬局域網虛擬局域網以太網以太網交換機交換機A4B1以太網以太網交換機交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網

48、以太網交換機交換機以太網以太網交換機交換機三個虛擬局域網三個虛擬局域網 VLAN1, VLAN2和和 VLAN3 的構成的構成 以太網以太網交換機交換機A4B1以太網以太網交換機交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網以太網交換機交換機以太網以太網交換機交換機三個虛擬局域網三個虛擬局域網 VLAN1, VLAN2和和 VLAN3 的構成的構成 當當 B1 向向 VLAN2 工作組內成員發(fā)送數(shù)據時，工作組內成員發(fā)送數(shù)據時，工作站工作站 B2 和和 B3 將會收到廣播的信息。將會收到廣播的信息。以太網以太網交換機交換機A4B1以太網以太網交換機交換機VLAN3C3

49、B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網以太網交換機交換機以太網以太網交換機交換機三個虛擬局域網三個虛擬局域網 VLAN1, VLAN2和和 VLAN3 的構成的構成 B1 發(fā)送數(shù)據時，工作站發(fā)送數(shù)據時，工作站 A1, A2 和和 C1都不會收到都不會收到 B1 發(fā)出的廣播信息。發(fā)出的廣播信息。 以太網以太網交換機交換機A4B1以太網以太網交換機交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網以太網交換機交換機以太網以太網交換機交換機三個虛擬局域網三個虛擬局域網 VLAN1, VLAN2和和 VLAN3 的構成的構成 虛擬局域網限制了接收廣播信息的工作站

50、數(shù)，使得網絡虛擬局域網限制了接收廣播信息的工作站數(shù)，使得網絡不會因傳播過多的廣播信息不會因傳播過多的廣播信息( (即即“廣播風暴廣播風暴”) )而引起性能惡而引起性能惡化。化。 633.4 快速以太網快速以太網3.4.1 100BASE-T 以太網以太網l速率達到或超過速率達到或超過 100 Mb/s 的以太網稱為的以太網稱為快速快速以太網以太網。l在雙絞線上傳送在雙絞線上傳送 100 Mb/s 基帶信號的星型拓基帶信號的星型拓撲以太網，仍使用撲以太網，仍使用 IEEE 802.3 的的CSMA/CD 協(xié)協(xié)議。議。100BASE-T 以太網又稱為以太網又稱為快速以太網快速以太網(Fast Et

51、hernet)。 64100BASE-T 以太網的特點以太網的特點l可在全雙工方式下工作而無沖突發(fā)生可在全雙工方式下工作而無沖突發(fā)生,不使用不使用 CSMA/CD 協(xié)議。協(xié)議。lMAC 幀格式仍然是幀格式仍然是 802.3 標準規(guī)定的。標準規(guī)定的。l保持最短幀長不變，但將一個網段的最大電纜長保持最短幀長不變，但將一個網段的最大電纜長度減小到度減小到 100 m。l幀間時間間隔從原來的幀間時間間隔從原來的 9.6 s 改為現(xiàn)在的改為現(xiàn)在的 0.96 s。 65三種不同的物理層標準三種不同的物理層標準 l100BASE-TXl使用使用 2 對對 UTP 5 類線或屏蔽雙絞線類線或屏蔽雙絞線 STP

52、，工作于，工作于全雙工方式下。全雙工方式下。 l100BASE-FX l使用使用 2 對光纖，對光纖，100Base-X l100BASE-T4l使用使用 4 對對 UTP 3 類線或類線或 5 類線，其中類線，其中3對線同時傳對線同時傳送數(shù)據，每對線以送數(shù)據，每對線以100/3 Mbps的速率傳送數(shù)據，用的速率傳送數(shù)據，用1對線作沖突檢測的接收信道。對線作沖突檢測的接收信道。663.4.2 千兆以太網千兆以太網l允許在允許在 1000 Mbps 全雙工和半雙工兩種方式工作全雙工和半雙工兩種方式工作l使用使用 802.3 協(xié)議規(guī)定的幀格式協(xié)議規(guī)定的幀格式l在半雙工方式下使用在半雙工方式下使用

53、CSMA/CD 協(xié)議（全雙工方協(xié)議（全雙工方式不需要使用式不需要使用 CSMA/CD 協(xié)議）協(xié)議）l與與 10BASE-T 和和 100BASE-T 技術向后兼容。技術向后兼容。67千兆以太網的物理層千兆以太網的物理層 1000BASE-X 基于光纖通道的物理層：基于光纖通道的物理層：l1000BASE-SX SX表示短波長表示短波長l1000BASE-LX LX表示長波長表示長波長l1000BASE-CX CX表示銅線表示銅線1000BASE-T l使用使用 4對對 5 類線類線 UTP 68載波延伸載波延伸(carrier extension) l千兆以太網在工作在半雙工方式時，就必須進行

54、千兆以太網在工作在半雙工方式時，就必須進行碰撞檢測。碰撞檢測。 l由于數(shù)據率提高了，因此只有減小最大電纜長度由于數(shù)據率提高了，因此只有減小最大電纜長度或增大幀的最小長度，才能使參數(shù)或增大幀的最小長度，才能使參數(shù) a 保持為較小保持為較小的數(shù)值。的數(shù)值。l千兆以太網仍然保持一個網段的最大長度為千兆以太網仍然保持一個網段的最大長度為 100 m，但采用了，但采用了“載波延伸載波延伸”的辦法，使最短幀長的辦法，使最短幀長仍為仍為 64 字節(jié)（這樣可以保持兼容性），同時將字節(jié)（這樣可以保持兼容性），同時將爭用時間增大為爭用時間增大為 512 字節(jié)。字節(jié)。 69在短在短 MAC 幀后面加上載波延伸幀后面

55、加上載波延伸 l凡發(fā)送的凡發(fā)送的 MAC 幀長不足幀長不足 512 字節(jié)時，就用一些特殊字節(jié)時，就用一些特殊字符填充在幀的后面，使字符填充在幀的后面，使MAC 幀的發(fā)送長度增大到幀的發(fā)送長度增大到 512 字節(jié)，但這對有效載荷并無影響。字節(jié)，但這對有效載荷并無影響。l接收端在收到以太網的接收端在收到以太網的 MAC 幀后，要將所填充的特幀后，要將所填充的特殊字符刪除后才向高層交付。殊字符刪除后才向高層交付。 目地地址目地地址源地址源地址數(shù)據長度數(shù)據長度數(shù)數(shù) 據據FCSMAC 幀的最小值幀的最小值 = 64 字節(jié)字節(jié)載波延伸載波延伸前同步碼前同步碼加上加上載波延伸使載波延伸使 MAC 幀長度幀長

56、度 = 爭用期長度爭用期長度512 字節(jié)字節(jié)在以太網上實際傳輸?shù)膸L在以太網上實際傳輸?shù)膸L70全雙工方式全雙工方式 l當千兆以太網工作在全雙工方式時（即通信當千兆以太網工作在全雙工方式時（即通信雙方可同時進行發(fā)送和接收數(shù)據），不使用雙方可同時進行發(fā)送和接收數(shù)據），不使用載波延伸和分組突發(fā)。載波延伸和分組突發(fā)。713.4.3 萬兆以太網萬兆以太網l萬兆以太網與萬兆以太網與 10 Mb/s，100 Mb/s 和和 1 Gb/s 以太網的幀格式完全相同。以太網的幀格式完全相同。l保留了保留了 802.3 標準規(guī)定的以太網最小和最大標準規(guī)定的以太網最小和最大幀長，便于升級。幀長，便于升級。l不再使用

57、銅線而只使用光纖作為傳輸媒體。不再使用銅線而只使用光纖作為傳輸媒體。l萬兆以太網只工作在全雙工方式，因此沒有萬兆以太網只工作在全雙工方式，因此沒有爭用問題，也不使用爭用問題，也不使用 CSMA/CD 協(xié)議。協(xié)議。 72萬兆以太網的物理層萬兆以太網的物理層 l局域網物理層局域網物理層 LAN PHY的數(shù)據率是的數(shù)據率是 10.000 Gb/s。l可選的廣域網物理層可選的廣域網物理層 WAN PHY。廣域網物。廣域網物理層具有另一種數(shù)據率，這是為了和所謂的理層具有另一種數(shù)據率，這是為了和所謂的“Gb/s”的的 SONET/SDH（即（即OC-192/STM-64）相連接。）相連接。l為了使為了使

58、10 吉比特以太網的幀能夠插入到吉比特以太網的幀能夠插入到 OC-192/STM-64 幀的有效載荷中，就要使用可選的幀的有效載荷中，就要使用可選的廣域網物理層，其數(shù)據率為廣域網物理層，其數(shù)據率為 9.95328 Gb/s。 73端到端的以太網傳輸端到端的以太網傳輸 l10 吉比特以太網的出現(xiàn)，以太網的工作范圍吉比特以太網的出現(xiàn)，以太網的工作范圍已經從局域網（校園網、企業(yè)網）擴大到城已經從局域網（校園網、企業(yè)網）擴大到城域網和廣域網，從而實現(xiàn)了端到端的以太網域網和廣域網，從而實現(xiàn)了端到端的以太網傳輸。傳輸。l這種工作方式的好處是：這種工作方式的好處是： l成熟的技術成熟的技術l網絡的互操作性很

59、好網絡的互操作性很好l降低投資費用，在廣域網中使用以太網時價格便降低投資費用，在廣域網中使用以太網時價格便宜。宜。l統(tǒng)一的幀格式簡化了操作和管理。統(tǒng)一的幀格式簡化了操作和管理。 74以太網從以太網從 10 Mb/s 到到10 Gb/s 的演進的演進 以太網從以太網從 10 Mb/s 到到 10 Gb/s 的演進證明了以太網：的演進證明了以太網：l可擴展的（從可擴展的（從 10 Mb/s 到到 10 Gb/s）。）。l靈活的（多種傳輸媒體、全靈活的（多種傳輸媒體、全/半雙工、共享半雙工、共享/交換）。交換）。l易于安裝。易于安裝。l穩(wěn)健性好。穩(wěn)健性好。 753.5環(huán)狀網絡技術環(huán)狀網絡技術 3.5

60、.1 令牌環(huán)網令牌環(huán)網令牌環(huán)網，簡稱令牌環(huán)，其標準是令牌環(huán)網，簡稱令牌環(huán)，其標準是IEEE802.5令牌環(huán)的拓撲結構和傳輸方式令牌環(huán)的拓撲結構和傳輸方式使用基于令牌（使用基于令牌（token）的分散）的分散控制方式的受控接入技術，只有控制方式的受控接入技術，只有獲得令牌的站點才有權在環(huán)路上獲得令牌的站點才有權在環(huán)路上發(fā)送數(shù)據，從而避免了信道訪問發(fā)送數(shù)據，從而避免了信道訪問的沖突。的沖突。權標環(huán) 令牌環(huán)的結構令牌環(huán)的結構76干線耦合器的工作方式干線耦合器的工作方式l發(fā)送方式：發(fā)送方式：數(shù)據以幀為單位由環(huán)接口的輸入端發(fā)送數(shù)據以幀為單位由環(huán)接口的輸入端發(fā)送到相鄰的下一個環(huán)接口的輸入端。到相鄰的下一個