局域網(wǎng)的媒體訪問

1、新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院第六課第六課 以太網(wǎng)通信標準及其訪問機制以太網(wǎng)通信標準及其訪問機制新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院引入計算機網(wǎng)絡(luò)分為兩類：采用點到點連接的網(wǎng)絡(luò)和采用廣播信道的網(wǎng)絡(luò)。在所有廣播網(wǎng)絡(luò)中，關(guān)鍵的問題是：當信道的使用產(chǎn)生競爭時，如何分配信道的使用權(quán)？01新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院學(xué)習(xí)目標1、什么是局域網(wǎng)？2、局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)認識？3、局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法有幾種？4、IEE802標準5、以太網(wǎng)的技術(shù)認識？學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：02新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院課程內(nèi)容局域網(wǎng)的特點局域網(wǎng)的特點局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法局域網(wǎng)的媒

2、體訪問控制方法IEE802標準標準以太網(wǎng)的技術(shù)以太網(wǎng)的技術(shù)03新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院學(xué)習(xí)重、難點分析重點：局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)IEE802標準難點：局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法04新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院1、局域網(wǎng)的定義與發(fā)展過程 在較小的地理范圍內(nèi)，利用通信線路將許多數(shù)據(jù)設(shè)備連接起來，實現(xiàn)彼此之間的數(shù)據(jù)傳輸和資源共享的系統(tǒng)稱為局域網(wǎng)。它的發(fā)展般分為三個階段：（1）60年代末至70年代初是萌芽階段 。（2）70年代中期是局域網(wǎng)發(fā)展的一個重要階段。 （3）80年代初期是局域網(wǎng)走向大發(fā)展的時期。利用光導(dǎo)纖維作為通信介質(zhì)構(gòu)成的高速主干環(huán)網(wǎng)，是目前許多局域網(wǎng)系統(tǒng)采用的一種結(jié)構(gòu)形式。 局域網(wǎng)概

3、述局域網(wǎng)概述05新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院2、局域網(wǎng)特點 （1）地理范圍有限。（2）通信速率高。 （3）可采用多種通信介質(zhì)。（4）可靠性較高。 由局域網(wǎng)本身的特點決定局域網(wǎng)具有以下優(yōu)點：（1）能夠方便地共享網(wǎng)內(nèi)資源，包括主機、外部設(shè)備、軟件、數(shù)據(jù)；（2）便于系統(tǒng)擴展；（3）提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性、可維護性；（4）各設(shè)備位置可以靈活地調(diào)整和改變；（5）有較快的響應(yīng)速度（數(shù)據(jù)傳輸率較高）。 06新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 局域網(wǎng)的應(yīng)用局域網(wǎng)的應(yīng)用 計算機局域網(wǎng)所具有的這些優(yōu)點決定了它在社會各個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，它可以用于辦公自動化、工業(yè)生產(chǎn)自動化、企業(yè)管理信息系統(tǒng)、生產(chǎn)過程實時控

4、制、軍事指揮和控制系統(tǒng)、輔助教學(xué)系統(tǒng)、醫(yī)療管理系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)、軟件開發(fā)系統(tǒng)和商業(yè)系統(tǒng)等方面，其中主要作用如下：1. 辦公自動化 2. 工業(yè)生產(chǎn)自動化 3. 應(yīng)用于教育領(lǐng)域 4. 計算機協(xié)同工作技術(shù) 07新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)IEEE802參考模型參考模型IEEE802參考模型是主要的局域網(wǎng)標準，該標準所描述的局域網(wǎng)通過共享的傳輸介質(zhì)通信。應(yīng)用層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層邏輯鏈路控制（LLC）層介質(zhì)訪問控制（MAC）層物理層OSIIEEE802 IEEE 802標準也遵循OSI參考模型的分層原則，描述最低兩層-物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能以及與

5、網(wǎng)絡(luò)層的接口服務(wù)，其中數(shù)據(jù)鏈路層又分成兩個子層：介質(zhì)訪問控制子層（MAC）和邏輯鏈路控制子層（LLC）。 LLC：負責(zé)將上層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成下層數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷剑◣?，負?zé)差錯與流量控制； MAC：管理底層的物理媒介，也就是解決數(shù)據(jù)如何在底層發(fā)送的，采用什么樣的訪問控制。01新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院09新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 IEEE為美國電氣電子工程師協(xié)會簡稱。IEEE為局域網(wǎng)制訂了多種標準，這些標準統(tǒng)稱為IEEE802標準，主要包括以下內(nèi)容： 1)IEEE802.1標準：對IEEE802系列標準做了介紹，并且它對接口原語進行了規(guī)定。在這個標準中還包括局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)及網(wǎng)

6、絡(luò)管理與性能測試等內(nèi)容。 2)IEEE802.2標準：定義了LLC(邏輯鏈路控制)協(xié)議，是數(shù)據(jù)鏈路層的上半部分。 3)IEEE802.3標準：定義了CSMA/CD總線媒體訪問控制子層與物理層的規(guī)范。 4)IEEE802.4標準：定義了令牌總線(Token Bus)媒體訪問控制子層與物理層的規(guī)范。 局域網(wǎng)標準局域網(wǎng)標準IEEE 80210新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 5)IEEE802.5標準：定義了令牌環(huán)(Token Ring)媒體訪問控制子層與物理層的規(guī)范。 6)IEEE802.6標準：定義了城域網(wǎng)(MAN)媒體訪問控制子層與物理層的規(guī)范。 7)IEEE802.7標準：定義了寬帶技術(shù)。

7、8)IEEE802.8標準：定義了光纖技術(shù)。 9)IEEE802.9標準：定義了語音與數(shù)據(jù)綜合局域網(wǎng)技術(shù)。 10)IEEE802.10標準：定義了局域網(wǎng)安全性規(guī)范。 11)IEEE802.11標準：定義了無線局域網(wǎng)技術(shù)。11新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院局域網(wǎng)與局域網(wǎng)與IEEE802標準標準 （2）01新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法n媒體訪問控制局域網(wǎng)技術(shù)中的共享并不意味著多個幀可以同時傳輸，在幀的傳輸過程中，發(fā)送計算機獨占整個電纜為了確保傳輸媒體的訪問和使用，實現(xiàn)對多結(jié)點使用共享媒體接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的控制，連接到網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備都必須遵守一定的規(guī)

8、則。新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法n媒體訪問控制局域網(wǎng)技術(shù)中的共享并不意味著多個幀可以同時傳輸，在幀的傳輸過程中，發(fā)送計算機獨占整個電纜為了確保傳輸媒體的訪問和使用，實現(xiàn)對多結(jié)點使用共享媒體接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的控制，連接到網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備都必須遵守一定的規(guī)則。新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法n帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問CSMA/CD 載波偵聽：計算機在傳輸幀以前要檢測總線上的載波，等待以太網(wǎng)空閑。 沖突檢測與重發(fā):如果兩臺計算機同時傳輸,沖突就會發(fā)生;計算機將使用指數(shù)重發(fā)來選擇哪臺計算機傳輸.每臺計算機

9、在重發(fā)之前要延遲一段隨機時間,并在隨后的沖突后,延遲加倍。 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法n媒體訪問控制局域網(wǎng)技術(shù)中的共享并不意味著多個幀可以同時傳輸，在幀的傳輸過程中，發(fā)送計算機獨占整個電纜為了確保傳輸媒體的訪問和使用，實現(xiàn)對多結(jié)點使用共享媒體接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的控制，連接到網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備都必須遵守一定的規(guī)則。新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法n媒體訪問控制局域網(wǎng)技術(shù)中的共享并不意味著多個幀可以同時傳輸，在幀的傳輸過程中，發(fā)送計算機獨占整個電纜為了確保傳輸媒體的訪問和使用，實現(xiàn)對多結(jié)點使用共享媒體接收和

10、發(fā)送數(shù)據(jù)的控制，連接到網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備都必須遵守一定的規(guī)則。新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法n媒體訪問控制局域網(wǎng)技術(shù)中的共享并不意味著多個幀可以同時傳輸，在幀的傳輸過程中，發(fā)送計算機獨占整個電纜為了確保傳輸媒體的訪問和使用，實現(xiàn)對多結(jié)點使用共享媒體接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的控制，連接到網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備都必須遵守一定的規(guī)則。新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院CSMA/CD的規(guī)則如下：的規(guī)則如下：（1）若信道空閑，則發(fā)送信息幀，否則轉(zhuǎn)第（2）步； （2）若信道忙，一直監(jiān)聽直到信道空閑，然后立即傳輸；（3）若在傳輸過程中監(jiān)聽到?jīng)_突，則發(fā)出一個短小的人為干擾信號，讓所有的站

11、點都知識發(fā)生了沖突并停止傳輸； （4）發(fā)完人為干擾信號后等待一個隨機時間，再次嘗試傳輸（從第（1）步開始重復(fù)）。新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院IEEE802標準標準 1CSMA/CD IEEE802.3定義了帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問CSMA/CD方式。借助于這種方式，兩個或多個站能共享一個公共的總線傳輸介質(zhì)。CSMA/CD的工作機制可概括為：先聽后講；邊講邊聽；沖突停止；延遲重發(fā)。2.令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)IEEE802.5新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院CSMA/CD工作流程圖網(wǎng)卡準備發(fā)送監(jiān)聽信道（1）發(fā)送數(shù)據(jù)和監(jiān)聽信道（4）按后退算法等待（6）發(fā)送擁擠信號（

12、5）信道空閑（2）發(fā)起新的發(fā)送信道忙（3）檢測出沖突新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院IEEE802標準標準3、令牌總線局域網(wǎng)IEEE802.4在物理總線上建立一個邏輯環(huán)。物理拓撲是總線型，邏輯結(jié)構(gòu)是環(huán)型。令牌傳遞的順序與站的物理位置無關(guān)。 令牌總線使用寬帶同軸電纜，速度可達到1.5或10Mbps，媒體訪問控制方式為控制令牌。 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 如圖所示的7個站中，站C未工作，剩下的6個站在邏輯上組成了一個令牌網(wǎng)。令牌的傳遞順序與站的物理位置無關(guān)，在圖中是按照AFEBGDA的順序傳遞的。新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院IEEE802標準標準新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院IEEE

13、 802.3以太網(wǎng)幾種標準（1）10Base-5（粗纜以太網(wǎng)）（2）10Base-2（細纜以太網(wǎng)）（3）10Base-T（雙絞線以太網(wǎng)）（4）10Base-F（光纖以太網(wǎng)）（5）100Base-TX（使用5類UTP的快速以太網(wǎng)）（6）100Base-FX（使用光纖的快速以太網(wǎng)）（7）100Base-T4（使用4對5類UTP的快速以太網(wǎng)）（8）100Base-T2（使用2對5類UTP的快速以太網(wǎng)）（9）1000Base-SX（使用1對短波長光光纖的千兆以太網(wǎng)） 新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院現(xiàn)有產(chǎn)品對以太網(wǎng)標準支持情況現(xiàn)有產(chǎn)品對以太網(wǎng)標準支持情況 在工程實踐中，標準需產(chǎn)品的支持。就以太網(wǎng)而言，

14、目前生產(chǎn)的10M和100Mbs網(wǎng)卡、集線器和交換機一般都支持10Base-5、10Base-2、10Base-T、10Base-F、100Base-TX和100Base-FX等幾個標準。而支持100Base-T4和100Base-T2標準的設(shè)備則比較少。此外，目前生產(chǎn)的多數(shù)1000M設(shè)備一般同時支持1000Base-TX、1000Base-SX和1000Base-FX標準。需要指出的是，不同速度的以太網(wǎng)具有高度的兼容性，同一以太網(wǎng)中可存在多種數(shù)據(jù)傳輸速度。在組建以太網(wǎng)的過程中，不必考慮幀結(jié)構(gòu)的兼容性。新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院10BASE510BASE210BASE-F10BASE-T最

15、大網(wǎng)段長度500m185m500,1000或2000m100m拓撲結(jié)構(gòu)總線型總線型星型星型介質(zhì)50粗纜50細纜多模光纜100、UTP連接器NIC-DB-15RG-58STRJ-45介質(zhì)掛接方法MAU栓接同軸線纜外接或在NIC中外接或在NIC中外接或在NIC中站/網(wǎng)段1003010BASE-FP為33，F(xiàn)B、FL或FOIRL為2個中繼器2（NIC和中繼器）最大網(wǎng)段數(shù)555510Mbps以太網(wǎng)物理層比較新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院 5-4-3規(guī)則新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院技術(shù)發(fā)送接收電壓10BASE-T1,23,62.5V0.3V100BASE-TX1,23,61.050mV100BAS

16、E-T41,2/4,5/7,83,6/4,5/7,83.5V0.35V100BASE-T21,2/3,61,2/3,61.81V0.1V 線纜對數(shù)和線路電壓比較新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院技術(shù)技術(shù)半半/全雙工操作全雙工操作最低線纜要求最低線纜要求最大距離最大距離100BASE-TX全雙工和半雙全雙工和半雙工工Cat5，2對對100米米100BASE-T4半雙工半雙工Cat3，4對對100米米100BASE-FX全雙工和半雙全雙工和半雙工工62.5/125mMMF130米、米、160米或米或24米米100BASE-T2半雙工或全雙半雙工或全雙工工Cat3，2對對100米米快速以太網(wǎng)工程指標技

17、術(shù)和拓撲結(jié)構(gòu)對比快速以太網(wǎng)工程指標技術(shù)和拓撲結(jié)構(gòu)對比新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院千兆以太網(wǎng)物理拓撲千兆以太網(wǎng)物理拓撲新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院以太網(wǎng)以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)編碼方式編碼方式曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼4B/5B、8B/6T8B/10B工作頻率工作頻率20MHz31.25MHz125MHz雙工方式雙工方式半雙工半雙工/全雙工全雙工半雙工半雙工/全雙工全雙工半雙工半雙工/全雙工全雙工（半雙工常用）（半雙工常用）時間槽時間槽512位時間位時間512位時間位時間512字節(jié)時間字節(jié)時間幀間間隔幀間間隔9.6s0.96s0.096

18、s最大幀長度最大幀長度1518字節(jié)字節(jié)1518字節(jié)字節(jié)1518字節(jié)字節(jié)最小幀長度最小幀長度64字節(jié)字節(jié)64字節(jié)字節(jié)512字節(jié)字節(jié)重發(fā)上限重發(fā)上限16次次16次次16次次后退上限后退上限10次次10次次10次次阻塞序列阻塞序列32位位32位位32位位千兆以太網(wǎng)主要技術(shù)參數(shù)新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)以太網(wǎng)以太網(wǎng)10BASE-T快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)100BASE-T千兆位以太網(wǎng)千兆位以太網(wǎng)1000BASE-F最最大大網(wǎng)網(wǎng)段段距距離離5類類UPT100米米100米米1000米米STP/同軸線纜同軸線纜500米米100米米25米米多模光纖多模光纖2千米千米412米米(半雙工半雙工)220米米(半雙工半雙工)2千米千米(全雙工全雙工)單模光纖單模光纖25千米千米20千米千米5千米千米以太網(wǎng)最大網(wǎng)段距離以太網(wǎng)最大網(wǎng)段距離新華電腦專修學(xué)院新華電腦專修學(xué)院標準標準10BASE510BASE210BASE-T10BASE-