計算機局域網(wǎng)

1、q第五章第五章 計算機局域網(wǎng)計算機局域網(wǎng)5.1 5.1 局域網(wǎng)的特點及類型局域網(wǎng)的特點及類型5.2 5.2 局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)5.3 5.3 以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法5.4 5.4 令牌環(huán)網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法令牌環(huán)網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法5.5 5.5 局域網(wǎng)資源共享模式局域網(wǎng)資源共享模式5.6 5.6 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)5.7 5.7 無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)5.1 5.1 局域局域網(wǎng)概網(wǎng)概述述 局域網(wǎng)的概念局域網(wǎng)的概念局域網(wǎng)局域網(wǎng)(Local Area Network)(Local Area Network)是在一個是在一個局部的地理范圍內(nèi)局部的地理范圍內(nèi)(

2、 (如一個學校、工廠和如一個學校、工廠和機關(guān)內(nèi)機關(guān)內(nèi)) )，將各種計算機、外部設(shè)備和數(shù)，將各種計算機、外部設(shè)備和數(shù)據(jù)庫等互相聯(lián)接起來組成的計算機通信據(jù)庫等互相聯(lián)接起來組成的計算機通信網(wǎng)，簡稱網(wǎng)，簡稱LANLAN。5.1 5.1 局域網(wǎng)的特點及類型局域網(wǎng)的特點及類型局域網(wǎng)形成與發(fā)展：局域網(wǎng)形成與發(fā)展：回憶：局域網(wǎng)的快速發(fā)展由哪兩個因素促成的？回憶：局域網(wǎng)的快速發(fā)展由哪兩個因素促成的？9090年代局域網(wǎng)發(fā)展更加迅速。年代局域網(wǎng)發(fā)展更加迅速。辦公室簡單局域網(wǎng)辦公室簡單局域網(wǎng)5.1 5.1 局域局域網(wǎng)網(wǎng)的特點及的特點及類類型型 特點特點 覆蓋范覆蓋范圍圍小小 房房間間、建筑物、建筑物、園區(qū)園區(qū)范范圍圍

3、 距離距離25km25km 高高傳輸傳輸速率速率 10Mb/s10Mb/s1000Mb/s1000Mb/s 低低誤碼誤碼率率 1010-8-8 1010-11-11 拓撲：拓撲：總線總線型、星形、型、星形、環(huán)環(huán)形形 介介質(zhì)質(zhì)：UTPUTP、FiberFiber、COAXCOAX 私有性：自建、自管、自用私有性：自建、自管、自用5.1 5.1 局域網(wǎng)的特點及類型局域網(wǎng)的特點及類型5.1.1 5.1.1 局域網(wǎng)的優(yōu)點局域網(wǎng)的優(yōu)點 具有較高的數(shù)據(jù)通信速率。現(xiàn)在常見的以太網(wǎng)的具有較高的數(shù)據(jù)通信速率?，F(xiàn)在常見的以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率為數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps100Mbps或或1000Mbps1000M

4、bps。 從一個站點可以訪問全網(wǎng)，從而方便地共享昂貴從一個站點可以訪問全網(wǎng)，從而方便地共享昂貴的外部設(shè)備、主機以及軟件、數(shù)據(jù)等資源。的外部設(shè)備、主機以及軟件、數(shù)據(jù)等資源。 構(gòu)建局域網(wǎng)時一般不使用公用通信線路，而是自構(gòu)建局域網(wǎng)時一般不使用公用通信線路，而是自行布設(shè)專用線路。行布設(shè)專用線路。 系統(tǒng)易于擴展和演變，各類設(shè)備的位置可以靈活系統(tǒng)易于擴展和演變，各類設(shè)備的位置可以靈活調(diào)整。調(diào)整。 系統(tǒng)具有可靠性和開放性，局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)符系統(tǒng)具有可靠性和開放性，局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)符合合ISOISO的的OSIOSI標準，能與任何符合標準，能與任何符合OSIOSI標準的系統(tǒng)進行標準的系統(tǒng)進行通信。通信。拓撲拓撲

5、將所有站點通過適配器連接到單根傳輸介質(zhì)將所有站點通過適配器連接到單根傳輸介質(zhì)共享總共享總線上。線上?？偩€末端都有一個總線末端都有一個50歐姆的電阻，稱為終結(jié)器。作用：歐姆的電阻，稱為終結(jié)器。作用：阻止信號發(fā)射阻止信號發(fā)射基本特性基本特性優(yōu)點優(yōu)點與星型拓撲相比，所需電纜長度較短；與星型拓撲相比，所需電纜長度較短；結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高；結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高；擴充擴充(如增加站點、延長電纜等如增加站點、延長電纜等)較容易。較容易。缺點缺點故障檢測不很容易，如總線有故障需分段查找，如站點故障檢測不很容易，如總線有故障需分段查找，如站點有故障需一個一個查；有故障需一個一個查；容錯能力差，產(chǎn)生沖突。容錯能力差

6、，產(chǎn)生沖突。5.1 5.1 局域網(wǎng)的特點及類型局域網(wǎng)的特點及類型拓撲拓撲由一些中繼器通過點到點鏈路連成的一個閉合環(huán)。入網(wǎng)設(shè)由一些中繼器通過點到點鏈路連成的一個閉合環(huán)。入網(wǎng)設(shè)備連到中繼器上。它從一條鏈路上接收數(shù)據(jù)備連到中繼器上。它從一條鏈路上接收數(shù)據(jù), ,以相同速率以相同速率在另一條鏈路上輸出。數(shù)據(jù)在環(huán)上是在另一條鏈路上輸出。數(shù)據(jù)在環(huán)上是單向單向傳輸?shù)?。傳輸?shù)??；咎匦曰咎匦匀秉c缺點某段鏈路或某個中繼器有故障會使全網(wǎng)某段鏈路或某個中繼器有故障會使全網(wǎng)不能工作；不能工作；站點離網(wǎng)、入網(wǎng)都較困難。站點離網(wǎng)、入網(wǎng)都較困難。拓撲拓撲每一個站點通過點每一個站點通過點- -點鏈路連至中心節(jié)點，所有的通信都

7、點鏈路連至中心節(jié)點，所有的通信都由中心節(jié)點控制，一般采用線路交換。由中心節(jié)點控制，一般采用線路交換。基本特性基本特性優(yōu)點優(yōu)點建網(wǎng)容易，配置方便；建網(wǎng)容易，配置方便；每個連接的故障容易排除，不影響全網(wǎng)；每個連接的故障容易排除，不影響全網(wǎng)；控制協(xié)議相對簡單?？刂茀f(xié)議相對簡單。缺點缺點對中心節(jié)點要求非常高，一旦中心節(jié)點產(chǎn)生故障對中心節(jié)點要求非常高，一旦中心節(jié)點產(chǎn)生故障, ,全網(wǎng)將全網(wǎng)將不能工作。不能工作。5.1 5.1 局域網(wǎng)的特點及類型局域網(wǎng)的特點及類型拓撲拓撲為總線型變形，或者可以看做為總線型變形，或者可以看做多級星形結(jié)構(gòu)，是一種使用廣多級星形結(jié)構(gòu)，是一種使用廣播的信道。播的信道。5.2 5.2

8、 局域局域網(wǎng)網(wǎng)的的層層次次結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 局域局域網(wǎng)網(wǎng)的的標標準：準：IEEE802IEEE802（ISO8802ISO8802） IEEE802IEEE802是一是一個標個標準系列：準系列：IEEE802.X, IEEE802.1IEEE802.X, IEEE802.1IEEE802.14IEEE802.14 其體系其體系結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)只包含了只包含了兩個層兩個層次：次：數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鏈鏈路路層層、物理、物理層層 數(shù)據(jù)鏈路層又分為邏輯鏈邏輯鏈路控制路控制和介介質(zhì)訪問質(zhì)訪問控制控制兩個子層網(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介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制 MAC高層高層 OSI

9、 IEEE 802物理層物理層PHY由由TCP/IP和和NOS實現(xiàn)實現(xiàn)IEEE802描述了描述了最低兩層的功能最低兩層的功能以及它們?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)以及它們?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)層提供的服務和層提供的服務和接口接口5.2 5.2 局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)5.2.1 5.2.1 局域網(wǎng)的層次模型局域網(wǎng)的層次模型 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議結(jié)構(gòu)IEEE802IEEE802體系體系結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意示意圖圖 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鏈鏈路路層層在不同的子在不同的子標標準中定準中定義義 分分別對應別對應于于LLCLLC子子層層和和MACMAC子子層層 802.3CSMA/CD802.4Token Bus802.5Token Ring8

10、02.6DQDB802.8FDDI802.2 LLC數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 物理層物理層LLCMAC802.1D Bridge8 0 2 體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)PHY網(wǎng)際互聯(lián)網(wǎng)際互聯(lián)局域局域網(wǎng)網(wǎng)的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鏈鏈路路層層 按功能按功能劃劃分分為兩個為兩個子子層層：LLCLLC和和MACMAC 功能分解的目的：功能分解的目的： 將將功能中功能中與與硬件相硬件相關(guān)關(guān)的部分和的部分和與與硬件無硬件無關(guān)關(guān)的部分的部分分分開開，以適，以適應應不同的不同的傳輸傳輸介介質(zhì)質(zhì)。 解解決決共享信道共享信道( (如如總線總線) )的介的介質(zhì)訪問質(zhì)訪問控制控制問題問題，使，使幀幀的的傳輸獨傳輸獨立于立于傳輸傳輸介介質(zhì)質(zhì)和介和

11、介質(zhì)訪問質(zhì)訪問控制方法。控制方法。LLCLLC： 與與介介質(zhì)質(zhì)、拓撲無、拓撲無關(guān)關(guān)； MACMAC：與與介介質(zhì)質(zhì)、拓撲相、拓撲相關(guān)關(guān)。5.2 5.2 局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)5.2.1 5.2.1 局域網(wǎng)的層次模型局域網(wǎng)的層次模型1 1LLCLLC子層子層 LLC(Logic Link Control) LLC(Logic Link Control)邏輯鏈路控制子層，邏輯鏈路控制子層，即即IEEE802.2IEEE802.2標準標準 作用作用：流量控制、差錯控制等：流量控制、差錯控制等 軟件中實現(xiàn)軟件中實現(xiàn)5.2 5.2 局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)LLCLLC子層的作用子層的作用

12、u由于不同的網(wǎng)絡(luò)類型有不同的介質(zhì)訪問子層與之由于不同的網(wǎng)絡(luò)類型有不同的介質(zhì)訪問子層與之對應，而邏輯鏈路控制子層對應，而邏輯鏈路控制子層LLCLLC則則掩蓋了不同物理網(wǎng)掩蓋了不同物理網(wǎng)絡(luò)之間的差別，以統(tǒng)一的格式為網(wǎng)絡(luò)層提供服務絡(luò)之間的差別，以統(tǒng)一的格式為網(wǎng)絡(luò)層提供服務uLLCLLC子層把網(wǎng)絡(luò)層的分組（在子層把網(wǎng)絡(luò)層的分組（在TCP/IPTCP/IP中即中即IPIP數(shù)據(jù)包）數(shù)據(jù)包）加上加上LLCLLC頭，交給頭，交給MACMAC子層組成相應的子層組成相應的802.X802.X幀發(fā)送幀發(fā)送5.2 5.2 局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)LLCLLC提供的三種服務提供的三種服務u不可靠的數(shù)據(jù)報服務不可

13、靠的數(shù)據(jù)報服務u可靠的數(shù)據(jù)報服務可靠的數(shù)據(jù)報服務u面向連接的服務面向連接的服務對于不同的數(shù)據(jù)幀和控制幀有不同的格式對于不同的數(shù)據(jù)幀和控制幀有不同的格式有確認的數(shù)據(jù)報服務和面向連接的服務，在有確認的數(shù)據(jù)報服務和面向連接的服務，在幀格式中包含源地址、目的地址、序列號、確幀格式中包含源地址、目的地址、序列號、確認號等認號等無確認的數(shù)據(jù)包服務的幀格式中不包含序列無確認的數(shù)據(jù)包服務的幀格式中不包含序列號和確認號號和確認號5.2 5.2 局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)5.2.1 5.2.1 局域網(wǎng)的層次模型局域網(wǎng)的層次模型2 2MACMAC子層子層 MAC MAC（Media Access Contro

14、lMedia Access Control）介質(zhì)訪問控制）介質(zhì)訪問控制子層子層 作用作用：介質(zhì)訪問控制等：介質(zhì)訪問控制等 主要由硬件（網(wǎng)卡）實現(xiàn)主要由硬件（網(wǎng)卡）實現(xiàn) 提供了提供了LLCLLC子層與物理層之間的接口子層與物理層之間的接口5.2 5.2 局域局域網(wǎng)網(wǎng)的的層層次次結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 功能：功能： 位流的位流的傳輸傳輸； 同步前序的同步前序的產(chǎn)產(chǎn)生生與識別與識別； 信信號編碼號編碼和和譯碼譯碼。 IEEE802IEEE802定定義義了多了多種種物理物理層層，以適，以適應應不同的不同的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)介介質(zhì)質(zhì)和不同的介和不同的介質(zhì)訪問質(zhì)訪問控制方法。控制方法。 兩個兩個接口：接口： 連連接接單單元接口（

15、元接口（AUIAUI）可）可選選，僅僅用于粗同用于粗同軸電纜軸電纜 介介質(zhì)質(zhì)相相關(guān)關(guān)接口（接口（MDIMDI） 屏屏蔽不同介蔽不同介質(zhì)質(zhì)的特性，使之不影的特性，使之不影響響MACMAC子子層層的操作的操作3 .3 .物理層物理層5.2 局域網(wǎng)網(wǎng)的層層次結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)5.2.2 IEEE 802標標準體系-LMSC 802.10 安全與加密 802.1 局域網(wǎng)概述、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)管理 802.2 邏輯鏈路控制 LLC 802.3 CSMA/CD 物理層 802.4 令牌 總線 物理層 802.5 令牌環(huán) 物理層 802.6 城域網(wǎng) 物理層 802.9 語音數(shù) 據(jù)綜合 局域網(wǎng) 802.11 無

16、線 局域網(wǎng) 802.12 100VG- AnyLAN 802.7 寬帶技術(shù) 802.8 光纖技術(shù) 數(shù)據(jù) 鏈路層 物理層 5.3 5.3 以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法LANLAN的結(jié)構(gòu)類型的結(jié)構(gòu)類型LANLAN的結(jié)構(gòu)主要有三種類型：的結(jié)構(gòu)主要有三種類型：以太網(wǎng)（以太網(wǎng)（EthernetEthernet）令牌環(huán)（令牌環(huán)（Token RingToken Ring）令牌總線令牌總線(Token Bus(Token Bus） 另外還包括：作為這三種網(wǎng)的骨干網(wǎng)另外還包括：作為這三種網(wǎng)的骨干網(wǎng)光纖分布數(shù)據(jù)接口（光纖分布數(shù)據(jù)接口（FDDIFDDI）5.3 5.3 以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法以

17、太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法一、以太網(wǎng)（一、以太網(wǎng)（EthernetEthernet）局域網(wǎng)經(jīng)過了近三十年的發(fā)展，尤其是在局域網(wǎng)經(jīng)過了近三十年的發(fā)展，尤其是在快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)（100Mbps100Mbps）和）和吉比特以太網(wǎng)吉比特以太網(wǎng)，1010吉比特以太網(wǎng)吉比特以太網(wǎng)進入市進入市場后，以太網(wǎng)已經(jīng)在局域網(wǎng)市場中占據(jù)絕對的優(yōu)勢。以場后，以太網(wǎng)已經(jīng)在局域網(wǎng)市場中占據(jù)絕對的優(yōu)勢。以至于很多人將局域網(wǎng)和以太網(wǎng)視為同一個概念。至于很多人將局域網(wǎng)和以太網(wǎng)視為同一個概念。以太網(wǎng)在邏輯上是以太網(wǎng)在邏輯上是總線型總線型的，其中心設(shè)備相當于一根總的，其中心設(shè)備相當于一根總線，因此每個站點發(fā)送數(shù)據(jù)是通過線，因此每個站

18、點發(fā)送數(shù)據(jù)是通過“廣播廣播”方式方式將數(shù)據(jù)送將數(shù)據(jù)送往共享介質(zhì)。任何站點都沒有預約發(fā)送時間，發(fā)送是往共享介質(zhì)。任何站點都沒有預約發(fā)送時間，發(fā)送是隨機隨機的的。這樣就有可能會出現(xiàn)兩個或多個站點同時發(fā)送數(shù)據(jù)，。這樣就有可能會出現(xiàn)兩個或多個站點同時發(fā)送數(shù)據(jù)，而信號在總線上相互干擾的情況，即發(fā)生而信號在總線上相互干擾的情況，即發(fā)生“沖突沖突”。介介質(zhì)訪問質(zhì)訪問控制方法控制方法 局域局域網(wǎng)網(wǎng)使用廣播信道（使用廣播信道（多點多點訪問訪問、隨隨機機訪問訪問），多），多個個站點共享同一信道。站點共享同一信道。 提出提出問題問題： 各站點如何各站點如何訪問訪問共享信道？共享信道？ 如何解如何解決決同同時訪問時訪

19、問造成的沖突（信道造成的沖突（信道爭爭用）？用）？ 解解決決以上以上問題問題的方法的方法稱為稱為介介質(zhì)訪問質(zhì)訪問控制方法控制方法。 兩類兩類介介質(zhì)質(zhì)共享技共享技術(shù)術(shù)： 靜態(tài)靜態(tài)分配（分配（FDMFDM、WDMWDM、TDMTDM、CDMCDM） 不適用于局域不適用于局域網(wǎng)網(wǎng) 動態(tài)動態(tài)分配（分配（隨隨機接入、受控接入）機接入、受控接入） CSMA/CDCSMA/CD、Token-PassingToken-Passing5.3 5.3 以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法5.3.1 CSMA/CD介質(zhì)訪問質(zhì)訪問控制方法 一、信道分配方法分析：一、信道分配方法分析： 在多個競爭用戶之間分

20、配單個信道傳統(tǒng)方法為在多個競爭用戶之間分配單個信道傳統(tǒng)方法為頻分多路復頻分多路復用（用（FDMFDM）。）。 FDM FDM適用于用戶數(shù)量比較少而且固定不變，并且每個用戶適用于用戶數(shù)量比較少而且固定不變，并且每個用戶都有都有繁重的流量負擔繁重的流量負擔的時候。的時候。 對于發(fā)送方數(shù)量非常多且經(jīng)常不斷變化，或者流量突發(fā)性對于發(fā)送方數(shù)量非常多且經(jīng)常不斷變化，或者流量突發(fā)性大的，如果同樣使用頻分大的，如果同樣使用頻分N N等分：等分：第一種情況第一種情況只有很少的用戶需要進行通信，則大量寶貴的頻譜只有很少的用戶需要進行通信，則大量寶貴的頻譜被浪費掉。被浪費掉。第二種情況第二種情況如果希望進行通信的用

21、戶數(shù)超過了如果希望進行通信的用戶數(shù)超過了N N個，則有些用個，則有些用戶將被拒絕；戶將被拒絕；第三種情況第三種情況即使有些已經(jīng)被分配了頻段的用戶并不發(fā)送或者接即使有些已經(jīng)被分配了頻段的用戶并不發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)，他們也無法將自己的頻段轉(zhuǎn)給其他用戶。收數(shù)據(jù)，他們也無法將自己的頻段轉(zhuǎn)給其他用戶。 既然傳統(tǒng)的靜態(tài)信道分配方法不能適應突發(fā)性流量，以太既然傳統(tǒng)的靜態(tài)信道分配方法不能適應突發(fā)性流量，以太網(wǎng)使用網(wǎng)使用動態(tài)分配方法動態(tài)分配方法: :CSMA/CDCSMA/CD5.3.1 CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法介質(zhì)訪問控制方法 多個站點如何安全地使用共享信道？多個站點如何安全地使用共享信道？ 最簡單的思路

22、：發(fā)送前先檢測一下其它站點是否最簡單的思路：發(fā)送前先檢測一下其它站點是否正在發(fā)送（即信道忙否）。正在發(fā)送（即信道忙否）。 若信道空閑，是否可以立即發(fā)送？若信道空閑，是否可以立即發(fā)送？若有多個站點都在等待發(fā)送，必然沖突！解決：等待一段隨機時間隨機時間后再發(fā)（降低了沖突概率） 若信道忙，如何處理？若信道忙，如何處理？繼續(xù)監(jiān)聽： 等到信道空閑后立即發(fā)送 等到信道空閑后等待隨機時間后再發(fā)送等待一段隨機時間后再重新檢測信道 一旦出現(xiàn)兩個站點同時發(fā)送的情況，如何處理？一旦出現(xiàn)兩個站點同時發(fā)送的情況，如何處理？ 以上方法均無法處理！載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議CSMA 載波監(jiān)聽協(xié)議（載波監(jiān)聽協(xié)議

23、（Carrier Sense Protocol） 持續(xù)和非持續(xù)持續(xù)和非持續(xù)CSMA（Carrier Sense Multiple Access ，載波監(jiān)聽多路訪問），載波監(jiān)聽多路訪問） 它檢測其他站的活動情況，據(jù)此調(diào)整自己的它檢測其他站的活動情況，據(jù)此調(diào)整自己的行為行為1、1-持續(xù)持續(xù)CSMA(1-persistent CSMA）2 、非持續(xù)、非持續(xù)CSMA(Nonpersistent CSMA)3、 p-持續(xù)持續(xù)CSMA(p-persistent CSMA) 1-持續(xù)持續(xù)CSMA 每個站在發(fā)送前，先偵聽信道，當信道忙或每個站在發(fā)送前，先偵聽信道，當信道忙或發(fā)生沖突時，要發(fā)送幀的站，則等待并持

24、續(xù)發(fā)生沖突時，要發(fā)送幀的站，則等待并持續(xù)偵聽，一旦信道空閑，便立即發(fā)送，即偵聽，一旦信道空閑，便立即發(fā)送，即發(fā)送發(fā)送的概率為的概率為1；如沖突，則延時一隨機時隙數(shù)后；如沖突，則延時一隨機時隙數(shù)后，重新發(fā)送。，重新發(fā)送。 其中，長的傳播延遲和同時發(fā)送幀，會導致其中，長的傳播延遲和同時發(fā)送幀，會導致多次沖突，降低系統(tǒng)性能。多次沖突，降低系統(tǒng)性能。非持續(xù)非持續(xù)CSMA（ Nonpersistent CSMA ） 每個站在發(fā)送前，先偵聽信道，如信道正忙每個站在發(fā)送前，先偵聽信道，如信道正忙或發(fā)生沖突時，則不再繼續(xù)偵聽，它并不持或發(fā)生沖突時，則不再繼續(xù)偵聽，它并不持續(xù)偵聽信道，而是在沖突時，延時一隨機的

25、續(xù)偵聽信道，而是在沖突時，延時一隨機的時隙數(shù)后，再偵聽信道時隙數(shù)后，再偵聽信道 它有更好的信道利用率，但導致更長延遲。它有更好的信道利用率，但導致更長延遲。p-持續(xù)持續(xù)CSMA（p-persistent CSMA） 它應用于分槽信道它應用于分槽信道 每個站在發(fā)送前，先偵聽信道，如信道正忙每個站在發(fā)送前，先偵聽信道，如信道正忙，則等到下一時隙；如信道空閑，則以概率，則等到下一時隙；如信道空閑，則以概率p發(fā)送幀，即信道空閑時，這個時槽，按照欲發(fā)送幀，即信道空閑時，這個時槽，按照欲發(fā)送的站發(fā)送的站P概率發(fā)送，而以概率概率發(fā)送，而以概率q=1-p不發(fā)送不發(fā)送，把本次發(fā)送延至下一時隙。若不發(fā)送，下，把本

26、次發(fā)送延至下一時隙。若不發(fā)送，下一時槽仍空閑，同理進行發(fā)送。若信道忙，一時槽仍空閑，同理進行發(fā)送。若信道忙，則等待下一時槽，若沖突，則等待隨機的一則等待下一時槽，若沖突，則等待隨機的一段時間，重新開始段時間，重新開始5.3 5.3 以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法以太網(wǎng)采用以太網(wǎng)采用IEEE 802.3IEEE 802.3定義的載波監(jiān)聽多點接入定義的載波監(jiān)聽多點接入/ /碰撞檢測碰撞檢測CSMA/CDCSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with CollisioCarrier Sense Multiple Access with Coll

27、ision Detectionn Detection）技術(shù)來避免沖突的發(fā)生，使多個站點能夠共）技術(shù)來避免沖突的發(fā)生，使多個站點能夠共享信道。享信道。CSMA/CD帶沖突檢測的帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問載波監(jiān)聽多路訪問MAMA（ Multiple Access Multiple Access ）總線型特點：多點接入）總線型特點：多點接入CS(Carrier Sense )CS(Carrier Sense )載波監(jiān)聽：發(fā)送前監(jiān)聽線路載波監(jiān)聽：發(fā)送前監(jiān)聽線路CD(Collision Detection)CD(Collision Detection)碰撞檢測碰撞檢測核心核心5.3 5.3 以太網(wǎng)及介

28、質(zhì)訪問控制方法以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法用于用于IEEE802.3以太網(wǎng)以太網(wǎng)工作原理工作原理： 發(fā)送前先監(jiān)聽信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送；發(fā)送前先監(jiān)聽信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送； 如果信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽，一旦空閑就立即發(fā)送；如果信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽，一旦空閑就立即發(fā)送； 在發(fā)送過程中，仍需繼續(xù)監(jiān)聽在發(fā)送過程中，仍需繼續(xù)監(jiān)聽。若監(jiān)聽到?jīng)_突，則。若監(jiān)聽到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，然后發(fā)送沖突強化信號（立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，然后發(fā)送沖突強化信號（JamJam）；）； 發(fā)送發(fā)送JamJam信號的目的是使所有的站點都能檢測到信號的目的是使所有的站點都能檢測到?jīng)_突沖突 等待一段隨機時間（稱為退避）以后，再

29、重新嘗試。等待一段隨機時間（稱為退避）以后，再重新嘗試。CSMA/CDCSMA/CD的工作流程可以概況為的工作流程可以概況為“先聽后發(fā)，邊發(fā)邊聽，沖突停止，延遲重發(fā)先聽后發(fā)，邊發(fā)邊聽，沖突停止，延遲重發(fā)”。載波監(jiān)聽載波監(jiān)聽碰撞檢測碰撞檢測JAMJAM阻塞信號：特殊字節(jié)來強化沖阻塞信號：特殊字節(jié)來強化沖突，以便讓總線上所有設(shè)備都知突，以便讓總線上所有設(shè)備都知道發(fā)生沖突道發(fā)生沖突回退算法：將所有回退算法：將所有設(shè)備停止發(fā)送一段設(shè)備停止發(fā)送一段隨機時間，然后嘗隨機時間，然后嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)試發(fā)送數(shù)據(jù) 最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后最多經(jīng)過最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后最多經(jīng)過時間時間 2 2 （

30、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(jù)幀是否遭受了碰撞。送的數(shù)據(jù)幀是否遭受了碰撞。 以太網(wǎng)的端到端往返時延以太網(wǎng)的端到端往返時延 2 2 稱為稱為爭用期爭用期，或，或碰碰撞窗口。撞窗口。 經(jīng)過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才能肯經(jīng)過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才能肯定這次成功發(fā)送數(shù)據(jù)。定這次成功發(fā)送數(shù)據(jù)。5.3 5.3 以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法站點1站點2距離Lt a0t2ta傳播時延t tCSMA/CDCSMA/CD協(xié)議協(xié)議的的時間時間槽槽 時間時間槽槽能能夠檢測夠檢測到?jīng)_突的到?jīng)_突的時間區(qū)間時間區(qū)間（也（也稱為稱為爭爭用用時

31、時隙隙或或碰碰撞窗口撞窗口） 若若兩兩站點之站點之間傳間傳播播時時延延為為a a，則時間則時間槽槽2a2a。如。如下下圖圖所示：所示：t a 站點2發(fā)送幀碰撞站點1在t0時發(fā)送幀2ta站點2停止發(fā)送當0時，將不會再發(fā)生沖突。這時，時間槽2a。5.3 5.3 以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法總結(jié)總結(jié)CSMA/CD:CSMA/CD:顯然，在使用顯然，在使用CSMA/CDCSMA/CD協(xié)議時，一個站不能同時協(xié)議時，一個站不能同時進行發(fā)送和接收。進行發(fā)送和接收。因此，使用因此，使用CSMA/CDCSMA/CD協(xié)議的以太網(wǎng)只能進行協(xié)議的以太網(wǎng)只能進行半雙半雙工通信工通信。每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)

32、之后的一小段時間內(nèi)，存在每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。著遭遇碰撞的可能性。 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(wǎng)的平均通信使整個以太網(wǎng)的平均通信量遠小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。量遠小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。CSMA/CD的優(yōu)缺點的優(yōu)缺點 控制簡單，易于實現(xiàn)；控制簡單，易于實現(xiàn)； 網(wǎng)絡(luò)負載輕（網(wǎng)絡(luò)負載輕（40以內(nèi)）時，有較好的性能以內(nèi)）時，有較好的性能 延遲較小延遲較小 網(wǎng)絡(luò)負載重時，性能急劇下降網(wǎng)絡(luò)負載重時，性能急劇下降 沖突數(shù)量增加沖突數(shù)量增加 各工作站需要頻繁執(zhí)行重發(fā)操作各工作站需要頻繁執(zhí)行重發(fā)操作 大量的重發(fā)操作反過來又使沖突率進一步增加大量的重發(fā)操作

33、反過來又使沖突率進一步增加 網(wǎng)絡(luò)延遲增大網(wǎng)絡(luò)延遲增大 延遲時間不可預計（非確定性延遲）延遲時間不可預計（非確定性延遲）5.3 以太網(wǎng)網(wǎng)及介質(zhì)訪問質(zhì)訪問控制方法5.3.2 典型的以太網(wǎng)網(wǎng)5.3.2 典型的以太網(wǎng)網(wǎng)主機箱主機箱收發(fā)器電纜收發(fā)器電纜網(wǎng)卡網(wǎng)卡AUI保護外層保護外層外導體屏蔽層外導體屏蔽層內(nèi)導體內(nèi)導體收發(fā)器收發(fā)器RJ-45連接器連接器1 1、10BASE510BASE5（粗纜以太網(wǎng)）（粗纜以太網(wǎng)）同軸電纜以太網(wǎng)同軸電纜以太網(wǎng)粗纜以太網(wǎng)（粗纜以太網(wǎng)（10BASE5）粗同軸電纜，可靠性好，抗干擾能力強粗同軸電纜，可靠性好，抗干擾能力強 收發(fā)器收發(fā)器 : 發(fā)送發(fā)送/接收接收, 沖突檢測沖突檢測

34、, 電氣隔離電氣隔離總線型拓撲總線型拓撲 粗纜粗纜收發(fā)器收發(fā)器AUI 電纜電纜NICVampire tap最大段長度最大段長度 500m每段最多站點數(shù)每段最多站點數(shù) 1002.5m網(wǎng)絡(luò)最大跨度網(wǎng)絡(luò)最大跨度 2.5km 網(wǎng)絡(luò)最多網(wǎng)絡(luò)最多5個段個段 終端匹配器終端匹配器5.3.2 典型的以太網(wǎng)網(wǎng)2 2、10BASE210BASE2（細纜以太網(wǎng)）（細纜以太網(wǎng)）主機箱主機箱BNC T 型接頭型接頭BNC 連接器連接器插口插口BNC網(wǎng)卡網(wǎng)卡BNC插頭插頭細纜細纜BNC接頭接頭NIC細纜以太網(wǎng)（細纜以太網(wǎng)（ 10Base2 ）細同軸電纜，可靠性稍差細同軸電纜，可靠性稍差 無外置收發(fā)器無外置收發(fā)器 輕便、靈

35、活、成本較低輕便、靈活、成本較低總線型拓撲總線型拓撲每段最大長度每段最大長度 185m每段最多站點數(shù)每段最多站點數(shù) 300.5 m網(wǎng)絡(luò)最大跨度網(wǎng)絡(luò)最大跨度 925 m 網(wǎng)絡(luò)最多網(wǎng)絡(luò)最多5個段個段 終端匹配器終端匹配器 5.3.2 典型的以太網(wǎng)網(wǎng)3 3、10BASE-T10BASE-T（以太網(wǎng)）（以太網(wǎng)）主機箱主機箱雙絞線雙絞線集線器集線器RJ-45插頭插頭5.3.2 典型的以太網(wǎng)網(wǎng) 雙絞線（雙絞線（UTP），兩頭壓接），兩頭壓接RJ45連接器；連接器； 所有站點都與所有站點都與HUB （集線器）相連接；（集線器）相連接； HUB的作用：信號放大與整形的作用：信號放大與整形 星形拓撲，但邏輯拓撲

36、結(jié)構(gòu)仍然是總線。星形拓撲，但邏輯拓撲結(jié)構(gòu)仍然是總線。 輕便、安裝密度高、便于維護輕便、安裝密度高、便于維護NICHUB每段最大長度每段最大長度 100m多臺多臺HUB級連級連可以支持更多站點可以支持更多站點雙絞線以太網(wǎng)（雙絞線以太網(wǎng)（10Base-T） 在在雙絞線雙絞線上上傳傳送送 100 Mb/s 100 Mb/s 基基帶帶信信號號的星型拓撲的星型拓撲以太以太網(wǎng)網(wǎng)，仍使用，仍使用 IEEE 802.3 IEEE 802.3 的的CSMA/CD CSMA/CD 協(xié)議協(xié)議。100BASE-T 100BASE-T 以太以太網(wǎng)網(wǎng)又又稱為稱為快速以太快速以太網(wǎng)網(wǎng)(Fast (Fast Ethernet

37、)Ethernet)。5.3.2 典型的以太網(wǎng)網(wǎng)3 3、100BASE-T100BASE-T（快速以太網(wǎng)）（快速以太網(wǎng)）100BASE-T 100BASE-T 以太以太網(wǎng)網(wǎng)的特點的特點100Base-T100Base-T沿用了沿用了IEEE 802.3IEEE 802.3規(guī)范所采用的規(guī)范所采用的CSMA/CDCSMA/CD技術(shù)。無論是幀的結(jié)構(gòu)、長度還是技術(shù)。無論是幀的結(jié)構(gòu)、長度還是錯誤檢測機制等都沒有做任何的改動。錯誤檢測機制等都沒有做任何的改動。此外，此外，100Base-T100Base-T支持所有能夠在支持所有能夠在IEEE802.3IEEE802.3網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運行的軟件和應用。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

38、下運行的軟件和應用。100Base-T100Base-T提供了提供了10 Mbps10 Mbps和和100 Mbps100 Mbps兩種網(wǎng)絡(luò)傳輸速兩種網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的自適應功能，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間可以通過發(fā)率的自適應功能，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間可以通過發(fā)送快速鏈路脈沖（送快速鏈路脈沖（FLPFLP）進行自動協(xié)商，從）進行自動協(xié)商，從而實現(xiàn)而實現(xiàn)10Base-T10Base-T和和100Base-T100Base-T兩種不同網(wǎng)絡(luò)兩種不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的共存和平滑過度。環(huán)境的共存和平滑過度。三種不同的物理層標準 根據(jù)使用的根據(jù)使用的傳輸傳輸介介質(zhì)質(zhì)的不同，定的不同，定義義了三了三種種不同的物理不同的物理層標層標準：準：

39、100BASE-TX 使用 2 對 UTP 5 類線（超5類）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。 吉比特以太網(wǎng)允許在 1 Gb/s 下全雙工和半雙工兩種方式工作。使用 802.3 協(xié)議規(guī)定的幀格式。在半雙工方式下使用 CSMA/CD 協(xié)議（全雙工方式不需要使用 CSMA/CD 協(xié)議）。與 10BASE-T 和 100BASE-T 技術(shù)向后兼容。吉比特以太網(wǎng)的物理層 1000BASE-X1000BASE-X基于光基于光纖纖通道的物理通道的物理層層：1000BASE-SX SX表示短波長1000BAS

40、E-LX LX表示長波長1000BASE-CX CX表示銅線1000BASE-T 1000BASE-T 使用 4對 5 類線 UTP 5.3.3 以太網(wǎng)網(wǎng)的MAC層層MACMAC地址又稱作地址又稱作“物理地址物理地址”或者或者“硬件地址硬件地址”，作用：在網(wǎng)絡(luò)中標識計算機身份。，作用：在網(wǎng)絡(luò)中標識計算機身份。MAC地址地址 又稱為又稱為物理地址物理地址，它是網(wǎng)絡(luò)站點的全球唯一的標識符，它是網(wǎng)絡(luò)站點的全球唯一的標識符，與其物理位置無關(guān)。與其物理位置無關(guān)。注意：注意：MACMAC地址是在數(shù)據(jù)鏈路層進行處理，而不是在物理層。地址是在數(shù)據(jù)鏈路層進行處理，而不是在物理層。 網(wǎng)絡(luò)站點的每一個網(wǎng)絡(luò)接口都有一

41、個網(wǎng)絡(luò)站點的每一個網(wǎng)絡(luò)接口都有一個MACMAC地址。地址。 MACMAC地址大多固化在網(wǎng)絡(luò)站點的硬件中地址大多固化在網(wǎng)絡(luò)站點的硬件中 一個站點允許有多個一個站點允許有多個MACMAC地址，個數(shù)取決于該站點網(wǎng)絡(luò)地址，個數(shù)取決于該站點網(wǎng)絡(luò)接口的個數(shù)。例如接口的個數(shù)。例如 安裝有多塊網(wǎng)卡的計算機；安裝有多塊網(wǎng)卡的計算機； 有多個以太網(wǎng)接口的路由器。有多個以太網(wǎng)接口的路由器。 網(wǎng)絡(luò)接口的網(wǎng)絡(luò)接口的MACMAC地址可以認為就是宿主設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址地址可以認為就是宿主設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址 IEEE802.3IEEE802.3標準規(guī)定：標準規(guī)定： MACMAC地址的長度為地址的長度為6 6個字節(jié)個字節(jié)，共，共484

42、8位；位； 可表示可表示2 246467070萬億個地址（有萬億個地址（有2 2位用于特殊用途）位用于特殊用途） 高高2424位稱為機構(gòu)惟一標識符位稱為機構(gòu)惟一標識符OUIOUI ，由，由IEEEIEEE統(tǒng)一分統(tǒng)一分配給設(shè)備生產(chǎn)廠商；配給設(shè)備生產(chǎn)廠商； 如如3COM3COM公司的公司的OUI=02608COUI=02608C 低低2424位稱為擴展標識符位稱為擴展標識符EIEI，由廠商自行分配給所，由廠商自行分配給所生產(chǎn)的每一塊網(wǎng)卡或設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口。生產(chǎn)的每一塊網(wǎng)卡或設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口。也可以是也可以是2 2個字個字節(jié)，但節(jié)，但2 2字節(jié)的字節(jié)的地址很少使用地址很少使用5.3 5.3 以太網(wǎng)及介質(zhì)

43、訪問控制方法以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法Ethernet Ethernet 幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)-mac-mac幀幀MAC 幀物理層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 層以太網(wǎng) V2 MAC 幀目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS6624字節(jié)46 1500IP 數(shù)據(jù)報0 x800 0 x800 IPIP數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報MAC 幀物理層MAC 層IP 層以太網(wǎng) V2 MAC 幀目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS6624字節(jié)46 1500IP 數(shù)據(jù)報以太以太網(wǎng)網(wǎng) V2 V2 的的 MAC MAC 幀幀格式格式目的地址字段 6 字節(jié)MAC

44、 幀物理層MAC 層IP 層以太網(wǎng) V2 MAC 幀目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS6624字節(jié)46 1500IP 數(shù)據(jù)報以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式源地址字段 6 字節(jié)MAC 幀物理層MAC 層IP 層以太網(wǎng) V2 MAC 幀目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS6624字節(jié)46 1500IP 數(shù)據(jù)報以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式類型字段 2 字節(jié)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 MAC 幀的數(shù)據(jù)上交給上一層的這個協(xié)議。 MAC 幀物理層MAC 層IP 層以太網(wǎng) V2 MAC 幀目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS6624字節(jié)46 1500IP 數(shù)據(jù)報以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格

45、式數(shù)據(jù)字段 46 1500 字節(jié)數(shù)據(jù)字段的正式名稱是 MAC 客戶數(shù)據(jù)字段最小長度 64 字節(jié) 18 字節(jié)的首部和尾部 = 數(shù)據(jù)字段的最小長度 MAC 幀物理層MAC 層IP 層以太網(wǎng) V2 MAC 幀目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS6624字節(jié)46 1500IP 數(shù)據(jù)報以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式FCS 字段 4 字節(jié)當傳輸媒體的誤碼率為 1106 時，MAC 子層可使未檢測到的差錯小于 11014。 當數(shù)據(jù)字段的長度小于 46 字節(jié)時，應在數(shù)據(jù)字段的后面加入整數(shù)字節(jié)的填充字段，以保證以太網(wǎng)的 MAC 幀長不小于 64 字節(jié)。 MAC 幀物理層MAC 層IP 層以太網(wǎng) V2 MAC 幀目的

46、地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS6624字節(jié)46 1500IP 數(shù)據(jù)報以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式10101010101010 10101010101010101011前同步碼幀開始定界符7 字節(jié)1 字節(jié)8 字節(jié)插入在幀的前面插入的 8 字節(jié)中的第一個字段共 7 個字節(jié)，是前同步碼，用來迅速實現(xiàn) MAC 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MAC 幀。 為了達到比特同步，在傳輸媒體上實際傳送的要比 MAC 幀還多 8 個字節(jié)5.4 5.4 令牌環(huán)網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法令牌環(huán)網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法5.4.1 5.4.1 令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)最初是由令牌環(huán)網(wǎng)最初是由IBMIBM

47、公司在公司在2020世紀世紀8080年代開發(fā)的一種網(wǎng)年代開發(fā)的一種網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。在絡(luò)傳輸系統(tǒng)。在2020世紀世紀9090年代初，令牌環(huán)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與以年代初，令牌環(huán)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與以太網(wǎng)進行了激烈的競爭并成為最流行的連網(wǎng)技術(shù)。但是后太網(wǎng)進行了激烈的競爭并成為最流行的連網(wǎng)技術(shù)。但是后來以太網(wǎng)不斷改進它的實用性、速度和可靠性，并最終超來以太網(wǎng)不斷改進它的實用性、速度和可靠性，并最終超過了令牌環(huán)網(wǎng)。過了令牌環(huán)網(wǎng)。IEEE802.5IEEE802.5描述了令牌環(huán)網(wǎng)技術(shù)的規(guī)范。令牌網(wǎng)通過屏蔽描述了令牌環(huán)網(wǎng)技術(shù)的規(guī)范。令牌網(wǎng)通過屏蔽或非屏蔽雙絞線以或非屏蔽雙絞線以4Mbps4Mbps或或16Mbps16Mbps

48、速率傳輸數(shù)據(jù)，使用令速率傳輸數(shù)據(jù)，使用令牌傳遞機制和星型環(huán)狀混合物理結(jié)構(gòu)，通常令牌環(huán)網(wǎng)比以牌傳遞機制和星型環(huán)狀混合物理結(jié)構(gòu)，通常令牌環(huán)網(wǎng)比以太網(wǎng)實現(xiàn)起來更昂貴。太網(wǎng)實現(xiàn)起來更昂貴。2. 令牌傳遞（令牌傳遞（Token Passing）ABDC站點站點干線耦合器干線耦合器單向環(huán)單向環(huán)點到點鏈路點到點鏈路 主要用于主要用于IEEE802.5令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng) 拓撲結(jié)構(gòu)：點到點鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán)拓撲結(jié)構(gòu)：點到點鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán)Token Ring/802.5的操作的操作 哪個站點可以發(fā)送幀，是由一個沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱為哪個站點可以發(fā)送幀，是由一個沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱為“令牌令牌”（Token）的特殊幀來控

49、制的。）的特殊幀來控制的。只有持有只有持有令牌的站可以發(fā)送幀，而沒有拿到令牌的站只能等令牌的站可以發(fā)送幀，而沒有拿到令牌的站只能等待待； 拿到令牌的站將令牌轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀頭，后面加掛上拿到令牌的站將令牌轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀頭，后面加掛上自己的數(shù)據(jù)進行發(fā)送；自己的數(shù)據(jù)進行發(fā)送； 目的站點從環(huán)上復制該幀，幀則沿環(huán)繼續(xù)往下循環(huán)；目的站點從環(huán)上復制該幀，幀則沿環(huán)繼續(xù)往下循環(huán)； 數(shù)據(jù)幀循環(huán)一周后由源站點回收，并送出一個空令數(shù)據(jù)幀循環(huán)一周后由源站點回收，并送出一個空令牌，使其余的站點能獲得幀的發(fā)送權(quán)。牌，使其余的站點能獲得幀的發(fā)送權(quán)。Token Ring/802.5的操作舉例AT（c）幀循環(huán)一圈后幀循環(huán)一圈后,A將

50、數(shù)據(jù)幀回收將數(shù)據(jù)幀回收并放出空令牌并放出空令牌ATData（a）A有數(shù)據(jù)要發(fā)有數(shù)據(jù)要發(fā)送送, 它抓住空它抓住空令牌令牌（b）AA將令牌修改為將令牌修改為數(shù)據(jù)幀頭數(shù)據(jù)幀頭, 并加并加掛數(shù)據(jù)發(fā)送掛數(shù)據(jù)發(fā)送TDataCData目的站點從環(huán)目的站點從環(huán)上拷貝數(shù)據(jù)上拷貝數(shù)據(jù)TDataCTDataCTDataCIEEE802.5的幀結(jié)構(gòu)令牌幀令牌幀數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀/控制幀控制幀起始起始 訪問控制訪問控制 幀控制幀控制目的地址目的地址源地址源地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)FCS結(jié)束結(jié)束幀狀態(tài)幀狀態(tài)1112/62/6 04 1 1P P P T M R R R優(yōu)優(yōu)先先級級位位令令牌牌位位監(jiān)監(jiān)督督位位預預約約位位起始起始 訪問控制訪

51、問控制結(jié)束結(jié)束111訪問控制字段包括：訪問控制字段包括： 優(yōu)先級位優(yōu)先級位與與優(yōu)先級預約位優(yōu)先級預約位。 令牌位令牌位：幀類型標識。：幀類型標識。 0：令牌幀；：令牌幀； 1：信息：信息/控制幀控制幀 監(jiān)督位監(jiān)督位：防止無效幀無限循環(huán)。：防止無效幀無限循環(huán)。令牌環(huán)網(wǎng)的實際結(jié)構(gòu)星形環(huán)路ABCDE集線器集線器5.4 5.4 令牌環(huán)網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法令牌環(huán)網(wǎng)及介質(zhì)訪問控制方法5.4.3 FDDIFDDIFDDI的拓撲結(jié)構(gòu)類似于環(huán)形網(wǎng)。它使用令牌環(huán)網(wǎng)所采用的拓撲結(jié)構(gòu)類似于環(huán)形網(wǎng)。它使用令牌環(huán)網(wǎng)所采用的令牌傳遞方式。在這種方式下，令牌沿著網(wǎng)絡(luò)傳遞，當?shù)牧钆苽鬟f方式。在這種方式下，令牌沿著網(wǎng)絡(luò)傳遞，當一

52、個設(shè)備需要傳送數(shù)據(jù)時，它就截取令牌并把它所要發(fā)送一個設(shè)備需要傳送數(shù)據(jù)時，它就截取令牌并把它所要發(fā)送的數(shù)據(jù)添加進令牌，這樣就形成了一個幀。該幀沿著網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)添加進令牌，這樣就形成了一個幀。該幀沿著網(wǎng)絡(luò)循環(huán)傳播，直到它的目標站點接受它。循環(huán)傳播，直到它的目標站點接受它。與令牌環(huán)技術(shù)不一樣的是：與令牌環(huán)技術(shù)不一樣的是：FDDIFDDI將它的令牌環(huán)網(wǎng)設(shè)計成將它的令牌環(huán)網(wǎng)設(shè)計成雙環(huán)結(jié)構(gòu)，在兩個完整的環(huán)上運行。主環(huán)承載數(shù)據(jù)，次環(huán)雙環(huán)結(jié)構(gòu)，在兩個完整的環(huán)上運行。主環(huán)承載數(shù)據(jù)，次環(huán)作為備份，而且雙環(huán)是逆向旋轉(zhuǎn)的。當所有器件都正常時，作為備份，而且雙環(huán)是逆向旋轉(zhuǎn)的。當所有器件都正常時，使用主環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)，具有使用

53、主環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)，具有自恢復功能自恢復功能，如圖所示，當線路，如圖所示，當線路或站點出現(xiàn)故障時，可以將主環(huán)和次環(huán)連接起來使用。這或站點出現(xiàn)故障時，可以將主環(huán)和次環(huán)連接起來使用。這種冗余措施使得采用了種冗余措施使得采用了FDDIFDDI的網(wǎng)絡(luò)非?？煽?。的網(wǎng)絡(luò)非常可靠。5.4 令令牌環(huán)網(wǎng)環(huán)網(wǎng)及介質(zhì)訪問質(zhì)訪問控制方法5.4.3 FDDIFDDI（Fiber Distributed Data Interface） 傳輸速率為傳輸速率為100Mb/s； 網(wǎng)絡(luò)由光纖介質(zhì)的雙環(huán)構(gòu)成，可靠性高；網(wǎng)絡(luò)由光纖介質(zhì)的雙環(huán)構(gòu)成，可靠性高； 介質(zhì)訪問控制方法采用介質(zhì)訪問控制方法采用Token Passing； 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍較大（幾十網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍較大（幾十km幾百幾百km ）。）。集中器集中器集中器集中器服務器服務器主環(huán)次環(huán)FDDIDASSASSAS: 單連站單連站DAS: 雙連站雙連站 FDDI環(huán)的連接方式環(huán)的連接方式 FDDI的自修復功能 正常情況下，僅主環(huán)工作，次環(huán)用于備份。當主環(huán)出現(xiàn)故障