IEEE802參考模型

1、本章學習要求本章學習要求： 了解：局域網(wǎng)的分類與特點。了解：局域網(wǎng)的分類與特點。 理解：理解：IEEE 802參考模型與介質訪問控制子層參考模型與介質訪問控制子層 的基本概念。的基本概念。 掌握：掌握：Ethernet局域網(wǎng)的基本工作原理。局域網(wǎng)的基本工作原理。 掌握：高速局域網(wǎng)、交換局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)掌握：高速局域網(wǎng)、交換局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng) 的基本工作原理。的基本工作原理。 掌握：無線局域網(wǎng)掌握：無線局域網(wǎng)WLAN與與802.11標準的基本標準的基本 概念。概念。 掌握：網(wǎng)絡互聯(lián)基本概念與網(wǎng)橋基本工作原掌握：網(wǎng)絡互聯(lián)基本概念與網(wǎng)橋基本工作原 理。理。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪

2、問控制子層介質訪問控制子層1本章知識點結構本章知識點結構計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層25.1 局域網(wǎng)技術的發(fā)展與演變局域網(wǎng)技術的發(fā)展與演變5.1.1 局域網(wǎng)技術的研究與發(fā)展局域網(wǎng)技術的研究與發(fā)展計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層3介質訪問控制的基本概念介質訪問控制的基本概念 分布式控制的方法分布式控制的方法 局域網(wǎng)中不存在中心主機，而是由每個主機各局域網(wǎng)中不存在中心主機，而是由每個主機各自決定是否發(fā)送數(shù)據(jù)，以及出現(xiàn)沖突時如何處自決定是否發(fā)送數(shù)據(jù)，以及出現(xiàn)沖突時如何處理。理。 “介質訪問控制方法介質訪問控制方法”要解決的三

3、個基本問題：要解決的三個基本問題： 什么時候發(fā)送數(shù)據(jù)？什么時候發(fā)送數(shù)據(jù)？ 如何發(fā)現(xiàn)沖突？如何發(fā)現(xiàn)沖突？ 出現(xiàn)沖突怎么辦？出現(xiàn)沖突怎么辦？計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層45.1.2 介質訪問控制方法介質訪問控制方法CSMA/CD、 Token Bus與與Token Ring的比較的比較三種不同的介質訪問控制方法對應三種不同類型三種不同的介質訪問控制方法對應三種不同類型的局域網(wǎng)的局域網(wǎng)： 采用帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問采用帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問 (CSMA/CD) 訪問控制方法的總線形訪問控制方法的總線形Ethernet，稱為稱為“以太網(wǎng)以太網(wǎng)”。

4、 采用令牌控制的令牌總線形（采用令牌控制的令牌總線形（Token Bus）局域）局域網(wǎng)，稱為網(wǎng)，稱為“Token Bus”或或“令牌總線網(wǎng)令牌總線網(wǎng)”。 采用令牌控制的令牌環(huán)形（采用令牌控制的令牌環(huán)形（Token Ring）局域）局域網(wǎng)，稱為網(wǎng)，稱為“Token Ring”或或“令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)”。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層5CSMA/CD總線形局域網(wǎng)特點總線形局域網(wǎng)特點計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層6令牌總線形局域網(wǎng)的特點令牌總線形局域網(wǎng)的特點計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層7

5、令牌環(huán)局域網(wǎng)的特點令牌環(huán)局域網(wǎng)的特點計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層8CSMA/CD方法的主要特點方法的主要特點 介質訪問控制方法算法簡單，易于實現(xiàn)。目前介質訪問控制方法算法簡單，易于實現(xiàn)。目前，有很多，有很多種種VLSI（超大規(guī)模集成電路）（超大規(guī)模集成電路）可可以實以實現(xiàn)現(xiàn)CSMA/CD方法，有利于降低方法，有利于降低Ethernet組網(wǎng)組網(wǎng)成本，擴大應用范圍。成本，擴大應用范圍。 一種隨機訪問控制方法，適用于對傳輸實時性一種隨機訪問控制方法，適用于對傳輸實時性要求不高的辦公環(huán)境。要求不高的辦公環(huán)境。 在網(wǎng)絡通信負荷較低時表現(xiàn)出較好的吞吐率與在網(wǎng)絡通信負

6、荷較低時表現(xiàn)出較好的吞吐率與延遲特性。當網(wǎng)絡通信負荷增大時，由于沖突延遲特性。當網(wǎng)絡通信負荷增大時，由于沖突增多，網(wǎng)絡吞吐率下降、傳輸延遲增加。增多，網(wǎng)絡吞吐率下降、傳輸延遲增加。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層9確定型介質訪問控制方法確定型介質訪問控制方法Token Bus、Token Ring的主要特點的主要特點： 適用于對數(shù)據(jù)傳輸實性要求較高的應用環(huán)境，如適用于對數(shù)據(jù)傳輸實性要求較高的應用環(huán)境，如生產(chǎn)過程控制領域。生產(chǎn)過程控制領域。 在網(wǎng)絡通信負荷較重時，表現(xiàn)出很好的吞吐率與在網(wǎng)絡通信負荷較重時，表現(xiàn)出很好的吞吐率與較低的傳輸延遲，因此適用于通信負荷較

7、重的應較低的傳輸延遲，因此適用于通信負荷較重的應用環(huán)境。用環(huán)境。 環(huán)的維護過程復雜，實現(xiàn)起來比較困難。環(huán)的維護過程復雜，實現(xiàn)起來比較困難。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層10不同通信負荷下實際數(shù)據(jù)傳輸速率的比較不同通信負荷下實際數(shù)據(jù)傳輸速率的比較計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層115.1.3 Ethernet技術的研究與發(fā)展技術的研究與發(fā)展計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層12延時帶寬積物理意義延時帶寬積物理意義計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層13Eth

8、ernet技術的發(fā)展過程技術的發(fā)展過程計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層145.1.4 局域網(wǎng)參考模型與協(xié)議標準局域網(wǎng)參考模型與協(xié)議標準計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層15IEEE 802協(xié)議結構協(xié)議結構計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層165.2 Ethernet基本工作原理基本工作原理5.2.1 Ethernet數(shù)據(jù)發(fā)送流程分析數(shù)據(jù)發(fā)送流程分析計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層17 載波偵聽載波偵聽總線電平跳變與總線忙閑狀態(tài)的判斷總線電平跳變與總線忙閑狀

9、態(tài)的判斷計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層18沖突窗口的概念沖突窗口的概念沖突窗口沖突窗口=2D/V D為總線傳輸介質的最大長度為總線傳輸介質的最大長度 V是電磁波在介質中的傳播速度是電磁波在介質中的傳播速度計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層19 沖突檢測沖突檢測曼徹斯特編碼信號的波形疊加曼徹斯特編碼信號的波形疊加計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層20發(fā)現(xiàn)沖突、停止發(fā)送發(fā)現(xiàn)沖突、停止發(fā)送 如果在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中檢測出沖突，為了解決如果在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中檢測出沖突，為了解決信道爭用沖突，發(fā)送主機要進

10、入停止發(fā)送數(shù)據(jù)信道爭用沖突，發(fā)送主機要進入停止發(fā)送數(shù)據(jù)、隨機延遲后重發(fā)的流程。、隨機延遲后重發(fā)的流程。 隨機延遲重發(fā)的第一步是發(fā)送隨機延遲重發(fā)的第一步是發(fā)送“沖突加強干擾沖突加強干擾序列（序列（jamming sequence）信號）信號”。沖突加強。沖突加強干擾序列信號長度規(guī)定為干擾序列信號長度規(guī)定為32bit。 發(fā)送沖突加強干擾序列信號的目的是：確保有發(fā)送沖突加強干擾序列信號的目的是：確保有足夠的沖突持續(xù)時間，使網(wǎng)中所有主機都能檢足夠的沖突持續(xù)時間，使網(wǎng)中所有主機都能檢測出沖突存在，并立即丟棄沖突幀，減少由于測出沖突存在，并立即丟棄沖突幀，減少由于沖突浪費的時間，提高信道利用率。沖突浪費的

11、時間，提高信道利用率。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層21隨機延遲重發(fā)隨機延遲重發(fā) 幀的最大重發(fā)次數(shù)為幀的最大重發(fā)次數(shù)為16 CSMA/CD后退延遲算法是截止二進制指數(shù)后退延遲算后退延遲算法是截止二進制指數(shù)后退延遲算法為：法為：2kRa 為重新發(fā)送所需的后退延遲的時間為重新發(fā)送所需的后退延遲的時間 a是沖突窗口值是沖突窗口值 R是隨機數(shù)是隨機數(shù) 二進制指數(shù)二進制指數(shù)k的范圍，定義了的范圍，定義了k=min（n，10） 重發(fā)次數(shù)重發(fā)次數(shù)n10，則，則k取值為取值為n 重發(fā)次數(shù)重發(fā)次數(shù)n10時，則時，則k取值為取值為10計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪

12、問控制子層介質訪問控制子層225.2.2 Ethernet幀結構幀結構 Ethernet幀結構幀結構比較比較計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層235.2.3 Ethernet接收流程的分析接收流程的分析計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層245.2.4 Ethernet網(wǎng)卡設計與物理地址網(wǎng)卡設計與物理地址 典型的典型的10BASE-5的的Ethernet實現(xiàn)方法實現(xiàn)方法計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層25 Ethernet網(wǎng)卡與計算機之間關系網(wǎng)卡與計算機之間關系計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章

13、章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層26 Ethernet物理地址物理地址計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層275.2.5 Ethernet物理層標準命名方法物理層標準命名方法IEEE 802.3 X Type-Y Name X表示數(shù)據(jù)傳輸速率，單位為表示數(shù)據(jù)傳輸速率，單位為Mbps Y表示網(wǎng)段的最大長度，單位為表示網(wǎng)段的最大長度，單位為100m Type表示傳輸方式是基帶還是頻帶表示傳輸方式是基帶還是頻帶 Name表示局域網(wǎng)的名稱表示局域網(wǎng)的名稱計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層285.3 交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)技術交換式

14、局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)技術5.3.1 交換式局域網(wǎng)技術交換式局域網(wǎng)技術交換基本的功能交換基本的功能： 建立和維護一個表示建立和維護一個表示MAC地址與交換機端口地址與交換機端口號對應關系的映射表。號對應關系的映射表。 在發(fā)送主機與接收主機端口之間建立虛連接。在發(fā)送主機與接收主機端口之間建立虛連接。 完成幀的過濾與轉發(fā)。完成幀的過濾與轉發(fā)。 執(zhí)行生成樹協(xié)議，防止出現(xiàn)環(huán)路。執(zhí)行生成樹協(xié)議，防止出現(xiàn)環(huán)路。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層29局域網(wǎng)交換機的工作原理局域網(wǎng)交換機的工作原理計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層30 交換機的交換

15、方式交換機的交換方式計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層315.3.2 虛擬局域網(wǎng)技術虛擬局域網(wǎng)技術 傳統(tǒng)局域網(wǎng)與傳統(tǒng)局域網(wǎng)與 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng) 組網(wǎng)結構的比較組網(wǎng)結構的比較計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層32VLAN的劃分方法的劃分方法 基于交換機端口的基于交換機端口的VLAN劃分劃分方法方法計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層33 基于主機基于主機MAC地址的地址的VLAN劃分劃分方法方法計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層34 基于網(wǎng)絡層地址或協(xié)議的基于

16、網(wǎng)絡層地址或協(xié)議的VLAN劃分方法劃分方法計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層35IEEE802.1Q的基本內(nèi)容的基本內(nèi)容 擴展后的擴展后的Ethernet幀結構幀結構計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層36 VLAN數(shù)據(jù)幀交換過程數(shù)據(jù)幀交換過程計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層37VLAN技術的優(yōu)點技術的優(yōu)點： 可以通過軟件設置的方法靈活地組織邏輯工作可以通過軟件設置的方法靈活地組織邏輯工作組，極大地方便了局域網(wǎng)的管理。組，極大地方便了局域網(wǎng)的管理。 限制了局域網(wǎng)中的廣播通信量，有效地提高了限制

17、了局域網(wǎng)中的廣播通信量，有效地提高了局域網(wǎng)系統(tǒng)的性能。局域網(wǎng)系統(tǒng)的性能。 網(wǎng)絡管理員可以通過制定交換機轉發(fā)規(guī)則，能網(wǎng)絡管理員可以通過制定交換機轉發(fā)規(guī)則，能夠提高局域網(wǎng)系統(tǒng)的安全性。夠提高局域網(wǎng)系統(tǒng)的安全性。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層385.4 高速高速Ethernet研究與發(fā)展研究與發(fā)展5.4.1 Fast Ethernet 在傳統(tǒng)在傳統(tǒng)10Mbps的的Ethernet基礎上發(fā)展起來的一基礎上發(fā)展起來的一種速率種速率為為100Mbps的的高速局域網(wǎng)。高速局域網(wǎng)。 IEEE 802委員會正式批準標準委員會正式批準標準IEEE 802.3u。 保留著傳統(tǒng)保

18、留著傳統(tǒng)Ethernet的幀格式與最小、最大幀的幀格式與最小、最大幀長度等特征。長度等特征。 定義了介質專用接口（定義了介質專用接口（MII），將），將MAC層與物層與物理層分隔開。理層分隔開。 目前目前100ASE-T主要有三種物理層標準：主要有三種物理層標準：100BASE-TX、100BASE-T4、100BASE-FX。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層39支持半雙工與全雙工工作模式支持半雙工與全雙工工作模式 可以提供半雙工模式之外，也可以工作在全雙可以提供半雙工模式之外，也可以工作在全雙工模式。工模式。 全雙工模式不存在爭用問題，全雙工模式不存在爭用

19、問題，MAC層不需要層不需要采用采用CSMA/CD方法。方法。增加了增加了10Mbps與與100Mbps速率自動協(xié)商功能速率自動協(xié)商功能 具有具有10Mbps與與100Mbps速率網(wǎng)卡共存的速率速率網(wǎng)卡共存的速率自動協(xié)商機制。自動協(xié)商機制。 自動協(xié)商只涉及到物理層，不需要人為干預自動協(xié)商只涉及到物理層，不需要人為干預，能夠能夠自動自動配置。配置。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層405.4.2 Gigabit Ethernet GE可以應用于可以應用于數(shù)據(jù)倉庫、高性能計算機、存數(shù)據(jù)倉庫、高性能計算機、存儲區(qū)域網(wǎng)與云計算硬件平臺儲區(qū)域網(wǎng)與云計算硬件平臺中。中。

20、GE標準標準是是IEEE 802.3z。 GE的傳輸速率達到了的傳輸速率達到了1000Mbps，它仍然保留，它仍然保留著傳統(tǒng)的著傳統(tǒng)的Ethernet的幀格式與最小、最大幀長的幀格式與最小、最大幀長度等特征。度等特征。 定義了千兆介質專用接口（定義了千兆介質專用接口（GMII）。 GE已經(jīng)成為大、中型局域網(wǎng)系統(tǒng)主干網(wǎng)的首已經(jīng)成為大、中型局域網(wǎng)系統(tǒng)主干網(wǎng)的首選方案，有著廣泛的應用前景。選方案，有著廣泛的應用前景。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層415.4.3 10 Gigabit Ethernet10GbE主要特點主要特點： 保留著傳統(tǒng)的保留著傳統(tǒng)的Ether

21、net的的幀格式與最小、最大幀長的的幀格式與最小、最大幀長度的特征。度的特征。 10GbE定義了專用的介質專用接口定義了專用的介質專用接口10GMII。 10GbE只工作在全雙工方式，只工作在全雙工方式，不再采不再采用用CSMA/CD協(xié)議協(xié)議，覆蓋范圍不受傳統(tǒng)，覆蓋范圍不受傳統(tǒng)Ethernet網(wǎng)的沖突窗口限制，傳網(wǎng)的沖突窗口限制，傳輸距離只取決于光纖通信系統(tǒng)的性能。輸距離只取決于光纖通信系統(tǒng)的性能。 10GbE的應用領域已經(jīng)從局域網(wǎng)，逐漸擴展到城域網(wǎng)的應用領域已經(jīng)從局域網(wǎng)，逐漸擴展到城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的核心交換網(wǎng)之中。與廣域網(wǎng)的核心交換網(wǎng)之中。 10GbE的物理層協(xié)議分為：局域網(wǎng)物理層標準與廣域的

22、物理層協(xié)議分為：局域網(wǎng)物理層標準與廣域網(wǎng)物理層標準兩類。網(wǎng)物理層標準兩類。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層425.4.4 40 Gigabit Ethernet 與與100 Gigabit Ethernet40 GbE與與100 GbE研究的背景研究的背景 移動移動Internet應用應用 三網(wǎng)融合的高清視頻業(yè)務增長的三網(wǎng)融合的高清視頻業(yè)務增長的需要需要 云計算、物聯(lián)網(wǎng)應用的興起云計算、物聯(lián)網(wǎng)應用的興起 城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)核心交換網(wǎng)傳輸帶寬增長的城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)核心交換網(wǎng)傳輸帶寬增長的需求需求計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層43

23、40GbE的研究與應用的研究與應用 40Gbps的波分復用的波分復用WDM技術早在技術早在1996年就出年就出現(xiàn)了現(xiàn)了。 20042006年前后在局部范圍內(nèi)開始商用，同年前后在局部范圍內(nèi)開始商用，同時路由器開始提供時路由器開始提供40Gbps的接口的接口。 在在20072008年有多個廠商能夠提供速率為年有多個廠商能夠提供速率為40Gbps 的波分復用設備。的波分復用設備。 40GbE技術將會大量應用于技術將會大量應用于IDC、高性能計算、高性能計算機、高性能服務器集群與云計算平臺。機、高性能服務器集群與云計算平臺。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層44100

24、GbE技術的研究與應用技術的研究與應用 100GbE的標準的標準是是802.3ba 100GbE保留著傳統(tǒng)的保留著傳統(tǒng)的Ethernet的的幀格式與最的的幀格式與最小、最大幀長度的規(guī)定小、最大幀長度的規(guī)定 100GbE物理接口主要有三種類型：物理接口主要有三種類型： 1010GbE短距離互聯(lián)的短距離互聯(lián)的LAN接口技術接口技術 425GE中短距離互聯(lián)的中短距離互聯(lián)的LAN 接口技術接口技術 10m的銅纜接口和的銅纜接口和1m的系統(tǒng)背板互聯(lián)技術的系統(tǒng)背板互聯(lián)技術計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層455.4.5 光以太網(wǎng)與城域以太網(wǎng)光以太網(wǎng)與城域以太網(wǎng)光以太網(wǎng)的基

25、本概念光以太網(wǎng)的基本概念 光以太網(wǎng)術語是北電網(wǎng)絡光以太網(wǎng)術語是北電網(wǎng)絡2000年提出，得到網(wǎng)絡界與年提出，得到網(wǎng)絡界與電信界的認同和支持。電信界的認同和支持。 10Gbps、40Gbps 、100Gbps高速以太網(wǎng)中只采用全雙高速以太網(wǎng)中只采用全雙工模式，物理傳輸介質以光纖為主。工模式，物理傳輸介質以光纖為主。 可以充分地將可以充分地將Ethernet技術與技術與SDH、MPLS與與DWDM等成熟的光通信技術交叉融合、優(yōu)勢互補，以提升等成熟的光通信技術交叉融合、優(yōu)勢互補，以提升Ethernet技術的服務質量技術的服務質量QoS、網(wǎng)絡安全性與系統(tǒng)可靠、網(wǎng)絡安全性與系統(tǒng)可靠性，使得光以太網(wǎng)成為能夠

26、滿足電信級服務要求的網(wǎng)性，使得光以太網(wǎng)成為能夠滿足電信級服務要求的網(wǎng)絡技術。絡技術。 利用光纖的巨大帶寬資源與成熟、廣泛應用的利用光纖的巨大帶寬資源與成熟、廣泛應用的Ethernet技術，為網(wǎng)絡運營商建造新一代的寬帶城域技術，為網(wǎng)絡運營商建造新一代的寬帶城域網(wǎng)提供技術支持。網(wǎng)提供技術支持。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層46城域以太網(wǎng)的基本概念城域以太網(wǎng)的基本概念 寬帶城域網(wǎng)選擇網(wǎng)絡方案的三大驅動因素是成本、可寬帶城域網(wǎng)選擇網(wǎng)絡方案的三大驅動因素是成本、可擴展性和易用性的話，那么選擇擴展性和易用性的話，那么選擇Ethernet技術作為下技術作為下一代構建寬帶

27、城域網(wǎng)的主要技術是非常恰當?shù)?。一代構建寬帶城域網(wǎng)的主要技術是非常恰當?shù)摹?Ethernet具有良好的擴展性，能夠容易地實現(xiàn)從具有良好的擴展性，能夠容易地實現(xiàn)從10Mbps到到100Gbps的平滑升級，并且能夠覆蓋從幾十的平滑升級，并且能夠覆蓋從幾十米到米到100公里的范圍。公里的范圍。 研究可運營的光以太網(wǎng)已經(jīng)不是單一的技術研究，而研究可運營的光以太網(wǎng)已經(jīng)不是單一的技術研究，而是提出了城域以太網(wǎng)的解決方案。光以太網(wǎng)、城域以是提出了城域以太網(wǎng)的解決方案。光以太網(wǎng)、城域以太網(wǎng)的發(fā)展將從根本上改變網(wǎng)絡運營商規(guī)劃、建設、太網(wǎng)的發(fā)展將從根本上改變網(wǎng)絡運營商規(guī)劃、建設、管理思想。管理思想。計算機網(wǎng)絡第計算

28、機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層475.5 Ethernet組網(wǎng)設備與組網(wǎng)方法組網(wǎng)設備與組網(wǎng)方法5.5.1 Ethernet基本的組網(wǎng)方法與設備基本的組網(wǎng)方法與設備 用中繼器連接兩個用中繼器連接兩個Ethernet纜段結構纜段結構 中繼器的工作原理中繼器的工作原理計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層48 集線器（集線器（HUB）計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層49 集線器組網(wǎng)結構集線器組網(wǎng)結構計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層505.5.2 交換交換Ethernet與高速與

29、高速Ethernet組網(wǎng)方法組網(wǎng)方法 典型的交換以太網(wǎng)組網(wǎng)結構典型的交換以太網(wǎng)組網(wǎng)結構計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層515.5.3 局域網(wǎng)結構化布線的基本概念局域網(wǎng)結構化布線的基本概念 建筑物綜合布線系統(tǒng)結構示意圖建筑物綜合布線系統(tǒng)結構示意圖計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層52戶外系統(tǒng)戶外系統(tǒng)布線配線系統(tǒng)布線配線系統(tǒng)機房子系統(tǒng)機房子系統(tǒng)垂直豎井系統(tǒng)垂直豎井系統(tǒng)布線配線系統(tǒng)布線配線系統(tǒng)平面樓層系統(tǒng)平面樓層系統(tǒng)用戶端子5.6 局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋5.6.1 局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋的基本概念局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋的基本概念 網(wǎng)

30、橋網(wǎng)橋是是實現(xiàn)兩個或兩個以上相同類型的同構局實現(xiàn)兩個或兩個以上相同類型的同構局域網(wǎng)的互聯(lián)，也可以實現(xiàn)兩個或兩個以上不同域網(wǎng)的互聯(lián)，也可以實現(xiàn)兩個或兩個以上不同類型的異構局域網(wǎng)的互聯(lián)類型的異構局域網(wǎng)的互聯(lián)設備設備。 網(wǎng)橋主要有兩大主要的功能網(wǎng)橋主要有兩大主要的功能： 端口號與對應的端口號與對應的MAC地址表的轉發(fā)表生成與地址表的轉發(fā)表生成與 維護維護 幀接收、過濾與轉發(fā)幀接收、過濾與轉發(fā)計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層53 網(wǎng)橋結構與工作原理網(wǎng)橋結構與工作原理計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層54源路由網(wǎng)橋源路由網(wǎng)橋 源路由網(wǎng)

31、橋由發(fā)送幀的源主機負責路由選擇。源路由網(wǎng)橋由發(fā)送幀的源主機負責路由選擇。 每個主機在發(fā)送幀時，將詳細的路由信息寫在每個主機在發(fā)送幀時，將詳細的路由信息寫在幀頭部，網(wǎng)橋根據(jù)源主機確定的路由轉發(fā)幀。幀頭部，網(wǎng)橋根據(jù)源主機確定的路由轉發(fā)幀。 為了發(fā)現(xiàn)合適的路由，源主機以廣播方式向目為了發(fā)現(xiàn)合適的路由，源主機以廣播方式向目的主機發(fā)送用于探測的發(fā)現(xiàn)幀。的主機發(fā)送用于探測的發(fā)現(xiàn)幀。 源主機得到這些路由信息后，從可能的路由中源主機得到這些路由信息后，從可能的路由中選擇出一個最佳路由。選擇出一個最佳路由。 常用的方法是：如果有超過一條的路徑，源主常用的方法是：如果有超過一條的路徑，源主機將機將選擇中選擇中間經(jīng)

32、過的網(wǎng)橋跳數(shù)最少的路徑。間經(jīng)過的網(wǎng)橋跳數(shù)最少的路徑。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層55透明網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋 用透明網(wǎng)橋互聯(lián)局域網(wǎng)時，網(wǎng)橋的轉發(fā)表開始用透明網(wǎng)橋互聯(lián)局域網(wǎng)時，網(wǎng)橋的轉發(fā)表開始是空的。網(wǎng)橋采取與交換機是空的。網(wǎng)橋采取與交換機采取采取自學習方法自學習方法，在轉發(fā)幀的過程中，逐漸將建立和更新轉發(fā)表。在轉發(fā)幀的過程中，逐漸將建立和更新轉發(fā)表。 透明網(wǎng)橋通過自學習算法生成和維護網(wǎng)橋轉發(fā)透明網(wǎng)橋通過自學習算法生成和維護網(wǎng)橋轉發(fā)表，是一種即插即用的局域網(wǎng)互聯(lián)設備。表，是一種即插即用的局域網(wǎng)互聯(lián)設備。 局域網(wǎng)的主機不負責幀傳輸路徑的選擇?；ヂ?lián)局域網(wǎng)的主機不負責幀

33、傳輸路徑的選擇?；ヂ?lián)的局域網(wǎng)主機不需要知道網(wǎng)橋的存在，也不需的局域網(wǎng)主機不需要知道網(wǎng)橋的存在，也不需要了解網(wǎng)橋之間的連接關系，網(wǎng)橋對主機是透要了解網(wǎng)橋之間的連接關系，網(wǎng)橋對主機是透明的。明的。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層565.6.2 網(wǎng)橋的工作流程網(wǎng)橋的工作流程計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層575.6.3 生成樹協(xié)議生成樹協(xié)議 網(wǎng)橋互聯(lián)形成環(huán)狀結構網(wǎng)橋互聯(lián)形成環(huán)狀結構計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層58 分析生成樹協(xié)議執(zhí)行過程的網(wǎng)絡結構示意圖分析生成樹協(xié)議執(zhí)行過程的網(wǎng)絡結構示意圖

34、計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層59 有效拓撲結構有效拓撲結構計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層60 主機之間的幀傳輸路徑主機之間的幀傳輸路徑計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層615.6.4 網(wǎng)橋與中繼器、集線器、交換機的比較網(wǎng)橋與中繼器、集線器、交換機的比較 網(wǎng)橋與中繼器作用的比較網(wǎng)橋與中繼器作用的比較計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層62中繼器、集線器、網(wǎng)橋與交換機的比較中繼器、集線器、網(wǎng)橋與交換機的比較比較的內(nèi)容中繼器集線器交換機網(wǎng)橋協(xié)議層次物理層物理

35、層MAC層MAC層主要功能連接多個纜段，增加總線長度，增加接入的主機數(shù)量接入多臺計算機形成星形結構的Ethernet連接多臺計算機，實現(xiàn)快速幀轉發(fā)互聯(lián)多個同構或異構的局域網(wǎng)工作原理信號放大與整形信號放大與整形在多端口之間同時轉發(fā)多幀MAC地址過濾與幀轉發(fā)結構特點兩個端口可以有多端口可以有多端口可以有多端口使用地址MAC地址MAC地址沖突域連接在多個纜段上的所有主機屬于一個沖突域連接在集線器上的所有主機屬于一個沖突域如果主機獨占端口，則不存在沖突每個互聯(lián)的局域網(wǎng)分別是一個沖突域計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層635.7 無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)5.7.1 無線局域

36、網(wǎng)發(fā)展背景無線局域網(wǎng)發(fā)展背景 無線局域網(wǎng)（無線局域網(wǎng)（WLAN）不僅能夠作為獨立的一種移動）不僅能夠作為獨立的一種移動通信網(wǎng)絡來使用，而且可以作為傳統(tǒng)局域網(wǎng)的補充。通信網(wǎng)絡來使用，而且可以作為傳統(tǒng)局域網(wǎng)的補充。 無線局域網(wǎng)以微波、激光與紅外線等無線電波作為傳無線局域網(wǎng)以微波、激光與紅外線等無線電波作為傳輸介質，來全部或部分取代傳統(tǒng)局域網(wǎng)中的雙絞線與輸介質，來全部或部分取代傳統(tǒng)局域網(wǎng)中的雙絞線與光纖。光纖。 無線局域網(wǎng)不僅能夠滿足移動和特殊應用領域網(wǎng)絡的無線局域網(wǎng)不僅能夠滿足移動和特殊應用領域網(wǎng)絡的要求，還能覆蓋有線局域網(wǎng)難以布線的位置。要求，還能覆蓋有線局域網(wǎng)難以布線的位置。 無線局域網(wǎng)的發(fā)展速度無線局域網(wǎng)的發(fā)展速度很很快。目前，支持快。目前，支持2Mbps傳輸傳輸速率的系統(tǒng)已經(jīng)成熟，而速率為速率的系統(tǒng)已經(jīng)成熟，而速率為40Mbps80Mbps的的系統(tǒng)正在研究中。系統(tǒng)正在研究中。計算機網(wǎng)絡第計算機網(wǎng)絡第5 5章章 介質訪問控制子層介質訪問控制子層64無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)802.11協(xié)議發(fā)展過程協(xié)議發(fā)展過程 1997年形成了第一個無線局域網(wǎng)的標準年形成了第一個無線局域網(wǎng)的標準802.11。 802.11定義了使用紅外、跳頻擴頻與直接序列擴頻技定義了使用紅外、跳頻擴頻與直接序列擴頻技術，傳輸速率為術，傳