計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)

1、q第五章第五章 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)5.1 5.1 局域網(wǎng)的特點(diǎn)及類型局域網(wǎng)的特點(diǎn)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(xué)校、工廠和如一個學(xué)校、工廠和機(jī)關(guān)內(nèi)機(jī)關(guān)內(nèi)) )，將各種計(jì)算機(jī)、外部設(shè)備和數(shù)，將各種計(jì)算機(jī)、外部設(shè)備和數(shù)據(jù)庫等互相聯(lián)接起來組成的計(jì)算機(jī)通信據(jù)庫等互相聯(lián)接起來組成的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)，簡稱網(wǎng)，簡稱LANLAN。5.1 5.1 局域網(wǎng)的特點(diǎn)及類型局域網(wǎng)的特點(diǎn)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(diǎn)及的特點(diǎn)及類類型型 特點(diǎn)特點(diǎn) 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?fù)洌和負(fù)洌嚎偩€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(diǎn)及類型局域網(wǎng)的特點(diǎn)及類型5.1.1 5.1.1 局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn) 具有較高的數(shù)據(jù)通信速率?，F(xiàn)在常見的以太網(wǎng)的具有較高的數(shù)據(jù)通信速率。現(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(diǎn)可以訪問全網(wǎng)，從而方便地共享昂貴從一個站點(diǎn)可以訪問全網(wǎng)，從而方便地共享昂貴的外部設(shè)備、主機(jī)以及軟件、數(shù)據(jù)等資源。的外部設(shè)備、主機(jī)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(kuò)展和演變，各類設(shè)備的位置可以靈活系統(tǒng)易于擴(kuò)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(biāo)準(zhǔn)，能與任何符合標(biāo)準(zhǔn)，能與任何符合OSIOSI標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)進(jìn)行通信。通信。拓?fù)渫負(fù)?/p>

5、將所有站點(diǎn)通過適配器連接到單根傳輸介質(zhì)將所有站點(diǎn)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(diǎn)優(yōu)點(diǎn)與星型拓?fù)湎啾?，所需電纜長度較短；與星型拓?fù)湎啾龋桦娎|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(kuò)充擴(kuò)充(如增加站點(diǎn)、延長電纜等如增加站點(diǎn)、延長電纜等)較容易。較容易。缺點(diǎn)缺點(diǎn)故障檢測不很容易，如總線有故障需分段查找，如站點(diǎn)故障檢測不很容易，如總線有故障需分段查找，如站點(diǎn)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(diǎn)及類型局域網(wǎng)的特點(diǎn)及類型拓?fù)渫負(fù)溆梢恍┲欣^器通過點(diǎn)到點(diǎn)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(diǎn)到點(diǎn)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)摹；咎匦曰咎匦匀秉c(diǎn)缺點(diǎn)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(diǎn)離網(wǎng)、入網(wǎng)都較困難。站點(diǎn)離網(wǎng)、入網(wǎng)都較困難。拓?fù)渫負(fù)涿恳粋€站點(diǎn)通過點(diǎn)每一個站點(diǎn)通過點(diǎn)- -點(diǎn)鏈路連至中心節(jié)點(diǎn)，所有的通信都

7、點(diǎn)鏈路連至中心節(jié)點(diǎn)，所有的通信都由中心節(jié)點(diǎn)控制，一般采用線路交換。由中心節(jié)點(diǎn)控制，一般采用線路交換?；咎匦曰咎匦詢?yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)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。控制協(xié)議相對簡單。缺點(diǎn)缺點(diǎn)對中心節(jié)點(diǎn)要求非常高，一旦中心節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生故障對中心節(jié)點(diǎn)要求非常高，一旦中心節(jié)點(diǎn)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(diǎn)及類型局域網(wǎng)的特點(diǎn)及類型拓?fù)渫負(fù)錇榭偩€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(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：準(zhǔn)：IEEE802IEEE802（ISO8802ISO8802） IEEE802IEEE802是一是一個標(biāo)個標(biāo)準(zhǔn)系列：準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)實(shí)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(wù)和層提供的服務(wù)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(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中定準(zhǔn)中定義義 分分別對應(yīng)別對應(yīng)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(yīng)應(yīng)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(dú)傳輸獨(dú)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?？刂品椒?。LLCLLC： 與與介介質(zhì)質(zhì)、拓?fù)錈o、拓?fù)錈o關(guān)關(guān)； MACMAC：與與介介質(zhì)質(zhì)、拓?fù)湎?、拓?fù)湎嚓P(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(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 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(shí)現(xiàn)軟件中實(shí)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(yīng)，而邏輯鏈路控制子層對應(yīng)，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(wù)絡(luò)之間的差別，以統(tǒng)一的格式為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)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(yīng)的子層組成相應(yīng)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(wù)提供的三種服務(wù)u不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)不可

13、靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)u可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)u面向連接的服務(wù)面向連接的服務(wù)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(rèn)的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和面向連接的服務(wù)，在有確認(rèn)的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和面向連接的服務(wù)，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(rèn)號等認(rèn)號等無確認(rèn)的數(shù)據(jù)包服務(wù)的幀格式中不包含序列無確認(rèn)的數(shù)據(jù)包服務(wù)的幀格式中不包含序列號和確認(rèn)號號和確認(rèn)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(shí)現(xiàn)主要由硬件（網(wǎng)卡）實(shí)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(yīng)應(yīng)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(biāo)標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)入市進(jìn)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(dāng)于一根總的，其中心設(shè)備相當(dāng)于一根總線，因此每個站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)是通過線，因此每個站

18、點(diǎn)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(diǎn)都沒有預(yù)約發(fā)送時間，發(fā)送是往共享介質(zhì)。任何站點(diǎn)都沒有預(yù)約發(fā)送時間，發(fā)送是隨機(jī)隨機(jī)的的。這樣就有可能會出現(xiàn)兩個或多個站點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)多點(diǎn)訪問訪問、隨隨機(jī)機(jī)訪問訪問），多），多個個站點(diǎn)共享同一信道。站點(diǎn)共享同一信道。 提出提出問題問題： 各站點(diǎn)如何各站點(diǎn)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(jī)接入、受控接入）機(jī)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(fù)頻分多路復(fù)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(fù)擔(dān)繁重的流量負(fù)擔(dān)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(jìn)行通信，則大量寶貴的頻譜只有很少的用戶需要進(jìn)行通信，則大量寶貴的頻譜被浪費(fèi)掉。被浪費(fèi)掉。第二種情況第二種情況如果希望進(jìn)行通信的用

21、戶數(shù)超過了如果希望進(jìn)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(yīng)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(yīng)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(diǎn)如何安全地使用共享信道？多個站點(diǎn)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(diǎn)是否最簡單的思路：發(fā)送前先檢測一下其它站點(diǎn)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(diǎn)都在等待發(fā)送，必然沖突！解決：等待一段隨機(jī)時間隨機(jī)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(jī)時間后再發(fā)送等待一段隨機(jī)時間后再重新檢測信道 一旦出現(xiàn)兩個站點(diǎn)同時發(fā)送的情況，如何處理？一旦出現(xiàn)兩個站點(diǎn)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(dāng)信道忙或每個站在發(fā)送前，先偵聽信道，當(dāng)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(jī)時隙數(shù)后；如沖突，則延時一隨機(jī)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(dǎo)致其中，長的傳播延遲和同時發(fā)送幀，會導(dǎo)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(jī)的

25、續(xù)偵聽信道，而是在沖突時，延時一隨機(jī)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(dǎo)致更長延遲。它有更好的信道利用率，但導(dǎo)致更長延遲。p-持續(xù)持續(xù)CSMA（p-persistent CSMA） 它應(yīng)用于分槽信道它應(yīng)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(jìn)行發(fā)送。若信道忙，一時槽仍空閑，同理進(jìn)行發(fā)送。若信道忙，則等待下一時槽，若沖突，則等待隨機(jī)的一則等待下一時槽，若沖突，則等待隨機(jī)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(diǎn)接入定義的載波監(jiān)聽多點(diǎn)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(diǎn)能夠共）技術(shù)來避免沖突的發(fā)生，使多個站點(diǎn)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(diǎn)：多點(diǎn)接入）總線型特點(diǎn)：多點(diǎn)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(qiáng)化信號（立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，然后發(fā)送沖突強(qiáng)化信號（JamJam）；）； 發(fā)送發(fā)送JamJam信號的目的是使所有的站點(diǎn)都能檢測到信號的目的是使所有的站點(diǎn)都能檢測到?jīng)_突沖突 等待一段隨機(jī)時間（稱為退避）以后，再

29、重新嘗試。等待一段隨機(jī)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(qiáng)化沖阻塞信號：特殊字節(jié)來強(qiáng)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(jī)時間，然后嘗隨機(jī)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(diǎn)1站點(diǎn)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(diǎn)之站點(diǎn)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(diǎn)2發(fā)送幀碰撞站點(diǎn)1在t0時發(fā)送幀2ta站點(diǎn)2停止發(fā)送當(dāng)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(jìn)行發(fā)送和接收。進(jìn)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(jìn)行協(xié)議的以太網(wǎng)只能進(jìn)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(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。CSMA/CD的優(yōu)缺點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn) 控制簡單，易于實(shí)現(xiàn)；控制簡單，易于實(shí)現(xiàn)； 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載輕（網(wǎng)絡(luò)負(fù)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(fù)載重時，性能急劇下降網(wǎng)絡(luò)負(fù)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(jìn)一步增加大量的重發(fā)操作

33、反過來又使沖突率進(jìn)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(yù)計(jì)（非確定性延遲）延遲時間不可預(yù)計(jì)（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(jī)箱主機(jī)箱收發(fā)器電纜收發(fā)器電纜網(wǎng)卡網(wǎng)卡AUI保護(hù)外層保護(hù)外層外導(dǎo)體屏蔽層外導(dǎo)體屏蔽層內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)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(qiáng)粗同軸電纜，可靠性好，抗干擾能力強(qiáng) 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?fù)淇偩€型拓?fù)?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(diǎn)數(shù)每段最多站點(diǎn)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(xì)纜以太網(wǎng)）（細(xì)纜以太網(wǎng)）主機(jī)箱主機(jī)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(xì)纜細(xì)纜BNC接頭接頭NIC細(xì)纜以太網(wǎng)（細(xì)纜以太網(wǎng)（ 10Base2 ）細(xì)同軸電纜，可靠性稍差細(xì)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?fù)淇偩€型拓?fù)涿慷巫畲箝L度每段最大長度 185m每段最多站點(diǎn)數(shù)每段最多站點(diǎn)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(jī)箱主機(jī)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(diǎn)都與所有站點(diǎn)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?fù)?，但邏輯拓?fù)?/p>

36、結(jié)構(gòu)仍然是總線。星形拓?fù)洌壿嬐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)仍然是總線。 輕便、安裝密度高、便于維護(hù)輕便、安裝密度高、便于維護(hù)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(diǎn)可以支持更多站點(diǎn)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?fù)涞男切屯負(fù)湟蕴蕴W(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(diǎn)的特點(diǎn)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(jī)制等都沒有做任何的改動。錯誤檢測機(jī)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(yùn)行的軟件和應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

38、下運(yùn)行的軟件和應(yīng)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(yīng)功能，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間可以通過發(fā)率的自適應(yīng)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(jìn)行自動協(xié)商，從）進(jìn)行自動協(xié)商，從而實(shí)現(xiàn)而實(shí)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(biāo)準(zhǔn) 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(biāo)層標(biāo)準(zhǔn)：準(zhǔn)：

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(biāo)識計(jì)算機(jī)身份。，作用：在網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)識計(jì)算機(jī)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(diǎn)的全球唯一的標(biāo)識符，它是網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的全球唯一的標(biāo)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(jìn)行處理，而不是在物理層。地址是在數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行處理，而不是在物理層。 網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的每一個網(wǎng)絡(luò)接口都有一

41、個網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)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(diǎn)的硬件中地址大多固化在網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的硬件中 一個站點(diǎn)允許有多個一個站點(diǎn)允許有多個MACMAC地址，個數(shù)取決于該站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址，個數(shù)取決于該站點(diǎn)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(jì)算機(jī)；安裝有多塊網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)； 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(rèn)為就是宿主設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址地址可以認(rèn)為就是宿主設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址 IEEE802.3IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)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(jī)構(gòu)惟一標(biāo)識符位稱為機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)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(kuò)展標(biāo)識符位稱為擴(kuò)展標(biāo)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(bào)0 x800 0 x800 IPIP數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)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(bào)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(bào)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(bào)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(biāo)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(bào)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(bào)以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式FCS 字段 4 字節(jié)當(dāng)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(dāng)數(shù)據(jù)字段的長度小于 46 字節(jié)時，應(yīng)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(bào)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(shí)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(dá)到比特同步，在傳輸媒體上實(shí)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(jì)世紀(jì)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(jì)世紀(jì)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(jìn)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(jìn)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(jìn)它的實(shí)用性、速度和可靠性，并最終超來以太網(wǎng)不斷改進(jìn)它的實(shí)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(jī)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(jī)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(shí)現(xiàn)起來更昂貴。太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)起來更昂貴。2. 令牌傳遞（令牌傳遞（Token Passing）ABDC站點(diǎn)站點(diǎn)干線耦合器干線耦合器單向環(huán)單向環(huán)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路點(diǎn)到點(diǎn)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)到點(diǎn)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(diǎn)可以發(fā)送幀，是由一個沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱為哪個站點(diǎn)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(jìn)行發(fā)送；自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送； 目的站點(diǎn)從環(huán)上復(fù)制該幀，幀則沿環(huán)繼續(xù)往下循環(huán)；目的站點(diǎn)從環(huán)上復(fù)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(diǎn)回收，并送出一個空令數(shù)據(jù)幀循環(huán)一周后由源站點(diǎn)回收，并送出一個空令牌，使其余的站點(diǎn)能獲得幀的發(fā)送權(quán)。牌，使其余的站點(diǎn)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(diǎn)從環(huán)目的站點(diǎn)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(yù)預(yù)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(yù)約位優(yōu)先級預(yù)約位。 令牌位令牌位：幀類型標(biāo)識。：幀類型標(biāo)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(shí)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?fù)浣Y(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?fù)浣Y(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(dāng)?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(dāng)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(jìn)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(jìn)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(biāo)站點(diǎn)接受它。循環(huán)傳播，直到它的目標(biāo)站點(diǎn)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(jì)成將它的令牌環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)成雙環(huán)結(jié)構(gòu)，在兩個完整的環(huán)上運(yùn)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(yùn)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(dāng)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(dāng)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(fù)功能自恢復(fù)功能，如圖所示，當(dāng)線路，如圖所示，當(dāng)線路或站點(diǎn)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(diǎn)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)非常可靠。的網(wǎng)絡(luò)非?？煽?。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(wù)器服務(wù)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(fù)功能 正常情況下，僅主環(huán)工作，次環(huán)用于備份。當(dāng)主環(huán)出現(xiàn)故障時，F(xiàn)DDI在能夠自動重新