中職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用第3章電子課件

1、YCF正版可修改PPT（中職)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用第3章ppt電子課件第3章 理解局域網(wǎng)技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）了解局域網(wǎng)的定義和特性。（2）熟悉局域網(wǎng)的分類。（3）掌握局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。（4）了解局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（5）了解常見(jiàn)的局域網(wǎng)技術(shù)。（6）熟悉常見(jiàn)的以太網(wǎng)技術(shù)。學(xué)習(xí)要點(diǎn)（1）局域網(wǎng)的分類。（2）局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。（3）局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（4）以太網(wǎng)技術(shù)。3.1 局域網(wǎng)概述3.1.1 局域網(wǎng)的定義局域網(wǎng)的定義是什么？ 局域網(wǎng)是將有限地理范圍內(nèi)（如一棟大樓、一個(gè)部門）的多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)傳輸介質(zhì)連接起來(lái)的通信網(wǎng)絡(luò)。 IEEE的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)對(duì)局域網(wǎng)的定義為：局域網(wǎng)是允許中等地域內(nèi)的眾多獨(dú)立設(shè)備通過(guò)

2、中等速率的物理信道直接互連通信的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。3.1 局域網(wǎng)概述3.1.1 局域網(wǎng)的定義 局域網(wǎng)的覆蓋范圍有限，一般在10 km以內(nèi)，通常在單個(gè)建筑物內(nèi)或者一組相對(duì)靠近的建筑群的區(qū)域內(nèi)。 局域網(wǎng)連接的數(shù)據(jù)通信設(shè)備是廣義的，包括個(gè)人終端設(shè)備、服務(wù)器、交換機(jī)及各類計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備等。2.獨(dú)立的設(shè)備1.地理范圍有限 中等速率是以前的說(shuō)法，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的進(jìn)步，層出不窮的新型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和傳輸介質(zhì)極大地提高了局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。3.中等速率局域網(wǎng)的概念的3要點(diǎn)3.1 局域網(wǎng)概述3.1.1 局域網(wǎng)的定義想 一 想你能舉例說(shuō)明哪些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)屬于局域網(wǎng)嗎？3.1 局域網(wǎng)概述3.1.2 局域網(wǎng)的特性 局

3、域網(wǎng)最基本的目的是在一個(gè)家庭或單位范圍內(nèi)為連接在網(wǎng)絡(luò)上的所有計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備之間提供一條數(shù)據(jù)傳輸速率較高、誤碼率較低的通信信道，從而達(dá)到相互通信及資源共享的目的。局域網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)怎樣的目的？3.1 局域網(wǎng)概述3.1.2 局域網(wǎng)的特性010203覆蓋范圍小，用戶相對(duì)集中數(shù)據(jù)傳輸速率高，誤碼率低 組網(wǎng)方便，使用靈活局域網(wǎng)的特性一般而言，局域網(wǎng)應(yīng)具有以下幾個(gè)特性：3.1 局域網(wǎng)概述3.1.3 局域網(wǎng)的分類按照網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換方式共享介質(zhì)局域網(wǎng)交換局域網(wǎng) 共享介質(zhì)局域網(wǎng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)共用傳輸介質(zhì)，數(shù)據(jù)以廣播的方式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。 交換局域網(wǎng)以交換機(jī)為核心部件，每個(gè)交換機(jī)有多個(gè)端口，并有識(shí)別端口地址的功能，可在多個(gè)端口

4、之間并行傳輸數(shù)據(jù)，從而提高了數(shù)據(jù)傳輸速率。13.1 局域網(wǎng)概述3.1.3 局域網(wǎng)的分類按照介質(zhì)訪問(wèn)控制方法2以太網(wǎng) 以太網(wǎng)采用的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法是CSMA/CD，通過(guò)監(jiān)聽(tīng)和重傳來(lái)解決沖突。令牌環(huán)網(wǎng) 令牌環(huán)網(wǎng)則是通過(guò)截獲令牌獲得數(shù)據(jù)發(fā)送權(quán)的方法來(lái)避免沖突3.1 局域網(wǎng)概述3.1.3 局域網(wǎng)的分類對(duì)等式局域網(wǎng)非對(duì)等式局域網(wǎng)3.按照網(wǎng)絡(luò)資源管理方式分類基帶局域網(wǎng)寬帶局域網(wǎng)4.按照網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)分類3.1 局域網(wǎng)概述3.1.4 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)有什么用？ 局域網(wǎng)的主要工作是完成節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸，其特點(diǎn)是局域網(wǎng)一般歸屬于一個(gè)單位，而單位根據(jù)自身不同的需求采用不同的組網(wǎng)方式及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這就導(dǎo)致

5、局域網(wǎng)具有不同的類型，在傳輸介質(zhì)的選擇和介質(zhì)訪問(wèn)控制方法等方面各不相同。3.1 局域網(wǎng)概述3.1.4 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) IEEE 802委員會(huì)考慮到局域網(wǎng)采用了多種傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問(wèn)控制方法，為簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩個(gè)子層：介質(zhì)訪問(wèn)控制子層和邏輯鏈路控制子層。OSI參考模型、局域網(wǎng)參考模型和IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3-1所示。圖3-1 OSI參考模型、局域網(wǎng)參考模型和IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)3.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)局域網(wǎng)內(nèi)的常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有哪些？總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)3.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是局域網(wǎng)內(nèi)最常見(jiàn)的一種

6、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該類型網(wǎng)絡(luò)將單根傳輸線作為傳輸介質(zhì)，所有結(jié)點(diǎn)都通過(guò)相應(yīng)的硬件接口直接連到傳輸介質(zhì)（總線）上，如圖3-2所示，其特點(diǎn)如下：圖3-2 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（4）網(wǎng)絡(luò)的延伸距離有限，節(jié)點(diǎn)數(shù)有限。（3）某個(gè)節(jié)點(diǎn)故障不影響網(wǎng)絡(luò)工作。（1）多臺(tái)機(jī)器共用一條傳輸線路，線路利用率高?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)（2）同一時(shí)刻只能有兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通信。3.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由連接成封閉回路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)與其左右相鄰的節(jié)點(diǎn)連接，如圖3-3所示。圖3-3 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)其特點(diǎn)如下：（1）實(shí)時(shí)性較好（信息在

7、網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)淖畲髸r(shí)間固定）。（2）每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器只與相鄰兩個(gè)結(jié)點(diǎn)有物理連接。（3）傳輸控制機(jī)制比較簡(jiǎn)單。（4）某個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器故障將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。（5）單個(gè)環(huán)網(wǎng)的入網(wǎng)設(shè)備數(shù)有限。3.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3.星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由點(diǎn)到點(diǎn)鏈路接到中央節(jié)點(diǎn)的各站點(diǎn)組成，由中心設(shè)備實(shí)現(xiàn)許多點(diǎn)到點(diǎn)連接，如圖3-4所示。什么是星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？圖3-4 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4.網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要用于廣域網(wǎng)，如圖3-5所示。這種結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)控制功能分散在網(wǎng)絡(luò)各結(jié)點(diǎn)上，結(jié)點(diǎn)之間有多條線路相連，即使一條線路出現(xiàn)故障，通過(guò)迂回線路，網(wǎng)絡(luò)仍能正常工作，所以網(wǎng)絡(luò)的可靠性較高。由于網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較

8、復(fù)雜，因此建設(shè)成本較高。圖3-5 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)5.混合結(jié)構(gòu) 混合結(jié)構(gòu)是將上述各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合起來(lái)的結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)的有樹(shù)型（總線型的演變或者總線型和星型的混合）、環(huán)星型（環(huán)型和星型的混合）等?；旌辖Y(jié)構(gòu)的定義3.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)試著比較一下上述幾種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并形成表格。3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.1 封裝成幀為什么要用封裝成幀的方式？OSI參考模型體系結(jié)構(gòu)規(guī)定，任意中間層需借助下一層的服務(wù)為上一層提供無(wú)差別的服務(wù)。數(shù)據(jù)鏈路層的下層為物理層，物理層僅提供簡(jiǎn)單的比特流傳輸服務(wù)，并且不對(duì)服務(wù)質(zhì)量做任何承諾。為向網(wǎng)絡(luò)層提供相對(duì)可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)鏈路層采用了數(shù)據(jù)封

9、裝成幀的功能，在用戶數(shù)據(jù)中加入一系列控制信息，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.1 封裝成幀封裝成幀的方式數(shù)據(jù)封裝成幀的方式是在網(wǎng)絡(luò)層的分組前后分別添加首部和尾部構(gòu)成一個(gè)幀，同時(shí)為區(qū)分幀的開(kāi)始和結(jié)束，通常在幀的兩端各添加一個(gè)特殊的幀標(biāo)識(shí)字段（幀定界符），兩個(gè)連續(xù)的幀標(biāo)識(shí)字段表明了一個(gè)幀的結(jié)束和一個(gè)幀的開(kāi)始，幀結(jié)構(gòu)如圖3-6所示。圖3-6 數(shù)據(jù)幀的基本格式3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.2 透明傳輸010203字符填充法零比特填充法 使用特殊的幀定界符常見(jiàn)的透明傳輸方法：3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.3 流量控制在雙方的數(shù)據(jù)通信中，如何控制數(shù)據(jù)通信的流量同樣非常重要。它既可以確保數(shù)據(jù)通信的有

10、序進(jìn)行，又可避免通信過(guò)程中出現(xiàn)因?yàn)榻邮辗絹?lái)不及接收而造成的數(shù)據(jù)丟失。這就是數(shù)據(jù)鏈路層的流量控制功能。3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.4 差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)技術(shù)什么是差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)技術(shù)？在計(jì)算機(jī)通信中，人們提出一種用于在通信過(guò)程中產(chǎn)生比特流差錯(cuò)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和糾正錯(cuò)誤的方法，這種方法稱為差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)技術(shù)。圖3-7所示為含校驗(yàn)碼的數(shù)據(jù)幀格式。圖3-7 含校驗(yàn)碼的數(shù)據(jù)幀格式3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.4 差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)技術(shù)1.奇偶校驗(yàn)法最簡(jiǎn)單的奇偶校驗(yàn)法是單個(gè)奇偶校驗(yàn)位。圖3-8所示為一位偶校驗(yàn)方案，單個(gè)校驗(yàn)位存放在一個(gè)單獨(dú)的字段中。圖3-8 一位偶校驗(yàn)3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.4 差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)技術(shù)1.奇偶

11、校驗(yàn)法單個(gè)奇偶校驗(yàn)位優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)操作方法簡(jiǎn)單且校驗(yàn)碼僅占一位。在差錯(cuò)概率小且差錯(cuò)類型以隨機(jī)差錯(cuò)為主的情況下，單個(gè)奇偶校驗(yàn)位可以滿足差錯(cuò)檢測(cè)的需求。實(shí)際的測(cè)量表明差錯(cuò)經(jīng)常集中在一起突發(fā)，在突發(fā)差錯(cuò)的情況下，使用單個(gè)奇偶校驗(yàn)位的正確率僅能夠達(dá)到50%，且無(wú)法進(jìn)行糾錯(cuò)。3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.4 差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)技術(shù)1.奇偶校驗(yàn)法圖3-9 二維奇偶校驗(yàn)實(shí)例3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.4 差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)技術(shù)2.循環(huán)冗余校驗(yàn)法循環(huán)冗余校驗(yàn)（cyclic redundancy check，CRC）編碼也稱多項(xiàng)式編碼，是目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用廣泛的差錯(cuò)校驗(yàn)技術(shù)。概念任意一個(gè)由二進(jìn)制位串組成的數(shù)據(jù)都可以和一個(gè)系數(shù)僅為

12、0和1取值的多項(xiàng)式一一對(duì)應(yīng)。基本思想3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.4 差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)技術(shù)2.循環(huán)冗余校驗(yàn)法循環(huán)冗余校驗(yàn)的編碼思想是：對(duì)于一個(gè)給定的數(shù)據(jù)段D，發(fā)送方要選擇r 位附加位R，將它們附加在D 后面，產(chǎn)生d+r 位的二進(jìn)制位串，即CRC編碼后的數(shù)據(jù)，如圖3-10所示。圖3-10 CRC編碼思想3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.4 差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)技術(shù)2.循環(huán)冗余校驗(yàn)法循環(huán)冗余校驗(yàn)的操作過(guò)程是：發(fā)送方和接收方在數(shù)據(jù)傳輸前首先協(xié)商一個(gè)r+1位二進(jìn)制位串G，稱為生成多項(xiàng)式，要求G的最高有效位是1。假設(shè)傳輸數(shù)據(jù)D=1011001，r=4，生成多項(xiàng)式G=x 4+x 3+1，則G對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制位串為11001，發(fā)送

13、方和接收方的計(jì)算過(guò)程如圖3-11所示。圖3-11 CRC校驗(yàn)過(guò)程3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.5 介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)介質(zhì)訪問(wèn)控制是指控制網(wǎng)絡(luò)上的各節(jié)點(diǎn)在什么情況下可以使用介質(zhì)發(fā)送數(shù)據(jù)，以及在發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中，如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題的管理技術(shù)。介質(zhì)訪問(wèn)控制是局域網(wǎng)最關(guān)鍵的一項(xiàng)基本技術(shù)，將對(duì)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)和總體性能產(chǎn)生決定性的影響。什么是介質(zhì)訪問(wèn)控制？3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.5 介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)1.ALOHA協(xié)議純ALOHA分槽ALOHA任何用戶有數(shù)據(jù)發(fā)送就可以發(fā)送，每個(gè)用戶通過(guò)監(jiān)聽(tīng)信道來(lái)判斷是否發(fā)生了沖突，一旦發(fā)現(xiàn)有沖突就隨機(jī)等待一段時(shí)間，然后重新發(fā)送。將時(shí)間劃分為離散的時(shí)間片，每個(gè)時(shí)間片用來(lái)傳輸

14、一個(gè)幀，每個(gè)用戶只能在一個(gè)時(shí)間片的開(kāi)始傳送幀，其他步驟與純ALOHA系統(tǒng)相同。ALOHA協(xié)議3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.5 介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)2.載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（CSMA）的原理是什么？一個(gè)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)前，需要先偵聽(tīng)信道，若信道上沒(méi)有其他站點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)存在，即認(rèn)為當(dāng)前信道空閑，則該節(jié)點(diǎn)開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)；反之，若偵聽(tīng)到其他節(jié)點(diǎn)的信號(hào)，即認(rèn)為信道忙，則需要等待一段時(shí)間后重新偵聽(tīng)信道，重復(fù)上述步驟，直到偵聽(tīng)到信道空閑將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.5 介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)3.載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)工作原理在CSMA的基礎(chǔ)上，加入沖突檢測(cè)機(jī)制。沖突是指信道上不同節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)生的碰撞

15、，沖突會(huì)導(dǎo)致信號(hào)出現(xiàn)嚴(yán)重失真，無(wú)法從中恢復(fù)可用信息。為避免和處理沖突情況，CSMA/CD要求節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)進(jìn)行沖突檢測(cè)，一旦發(fā)生沖突，立即停止發(fā)送，并等待沖突平息后進(jìn)行發(fā)送，直至將數(shù)據(jù)成功地發(fā)送出去。因此，CSMA/CD的工作原理可簡(jiǎn)單概括為先聽(tīng)后發(fā)、邊聽(tīng)邊發(fā)、沖突停止和隨機(jī)延遲后重發(fā)。3.3 局域網(wǎng)技術(shù)3.3.5 介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)4.令牌傳遞協(xié)議令牌傳遞協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置一類特殊數(shù)據(jù)幀，即令牌。令牌在由節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的邏輯環(huán)中按指定方向傳遞，即從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳遞令牌。一個(gè)節(jié)點(diǎn)只有在占有令牌時(shí)才能發(fā)送數(shù)據(jù)幀，發(fā)送完畢后將令牌傳遞給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。概 念3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.1 以太網(wǎng)的幀

16、格式以太網(wǎng)的幀格式包含8個(gè)字段：前導(dǎo)符、起始符、目的地址、源地址、類型、數(shù)據(jù)、PAD和FCS，完整的幀格式如圖3-12所示。圖3-12 完整的以太網(wǎng)的幀格式幀格式的組成3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.2 CSMA/CD協(xié)議沖突檢測(cè)載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)CSMA/CD協(xié)議的要點(diǎn)在總線型網(wǎng)絡(luò)中，眾多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連在一根總線上。載波偵聽(tīng)即發(fā)送前先偵聽(tīng)，節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)前先要檢測(cè)信道上是否有其他節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有就暫時(shí)不發(fā)送，等到信道空閑后再發(fā)送。沖突檢測(cè)即邊發(fā)送邊偵聽(tīng)，節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)監(jiān)聽(tīng)信道上是否出現(xiàn)數(shù)據(jù)碰撞，若出現(xiàn)碰撞，則立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，隨機(jī)等待一段時(shí)間后再次發(fā)送。3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.

17、2 CSMA/CD協(xié)議要實(shí)現(xiàn)CSMA/CD協(xié)議需要解決如下幾個(gè)問(wèn)題：節(jié)點(diǎn)以什么標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定信道是否空閑？邊發(fā)送邊偵聽(tīng)的目的是發(fā)現(xiàn)沖突并及時(shí)停止發(fā)送數(shù)據(jù)，避免浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。當(dāng)沖突發(fā)生后，節(jié)點(diǎn)將如何處理沖突，并需要等待多長(zhǎng)時(shí)間后重新發(fā)送數(shù)據(jù)？下面就這3個(gè)問(wèn)題，以10 Mb/s的以太網(wǎng)為例，對(duì)CSMA/CD協(xié)議的細(xì)節(jié)進(jìn)行討論。3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.2 CSMA/CD協(xié)議1.關(guān)于信道空閑的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)卡在接收到一幀時(shí)需要做一系列檢測(cè)和處理，為了保證網(wǎng)卡能正確和連續(xù)地處理和接收幀，IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了幀間的最小間隔。為提高網(wǎng)絡(luò)利用率，以太網(wǎng)規(guī)定節(jié)點(diǎn)確定信道空閑的標(biāo)準(zhǔn)就是在最小幀間隔時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到

18、信道上有信號(hào)。3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.2 CSMA/CD協(xié)議2.爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度和最小幀長(zhǎng)度當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)后，最遲經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間才能知道自己發(fā)送的數(shù)據(jù)和其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)有沒(méi)有發(fā)生碰撞呢？從圖3-13可以看出，節(jié)點(diǎn)A發(fā)送的數(shù)據(jù)快要到達(dá)接收方B時(shí)，B發(fā)送的數(shù)據(jù)與A的數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞，若A的數(shù)據(jù)無(wú)限接近B，則這是距離A最遠(yuǎn)的碰撞。因此，從A發(fā)送數(shù)據(jù)到?jīng)_突信號(hào)回傳回來(lái)的時(shí)長(zhǎng)最多是端到端傳播時(shí)延的兩倍，即往返傳播時(shí)延。在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，發(fā)送的數(shù)據(jù)都存在遭遇碰撞的可能性，因此以太網(wǎng)將往返傳播時(shí)延稱為爭(zhēng)用期。3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.2 CSMA/CD協(xié)議2.爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度和最小幀長(zhǎng)度圖3-13 沖突檢測(cè)的過(guò)程3.4

19、 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.2 CSMA/CD協(xié)議3.強(qiáng)化沖突和指數(shù)回退算法當(dāng)發(fā)送方節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到?jīng)_突信號(hào)后，除立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)外，還要繼續(xù)發(fā)送48比特的人為干擾信號(hào)，以便讓所有用戶都知道現(xiàn)在已發(fā)生了沖突，需延緩發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送完干擾信號(hào)后，節(jié)點(diǎn)需等待一段時(shí)間后再開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)信道，那么如何確定等待的時(shí)長(zhǎng)呢？在CSMA/CD協(xié)議中，節(jié)點(diǎn)采用指數(shù)回退算法來(lái)確定等待的時(shí)間長(zhǎng)度。3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.2 CSMA/CD協(xié)議3.強(qiáng)化沖突和指數(shù)回退算法CSMA/CD協(xié)議的執(zhí)行流程歸納如下，如圖3-14所示。圖3-14 CSMA/CD協(xié)議執(zhí)行流程圖3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.3 共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)1.共享式以太網(wǎng)共

20、享式以太網(wǎng)早期的以太網(wǎng)（如10Base-5或10Base-2）是總線型以太網(wǎng)，使用同軸電纜作為傳輸媒體。在后期的10Base-T以太網(wǎng)中，使用集線器代替中繼器。3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.3 共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)1.共享式以太網(wǎng)圖3-15 基于集線器的共享式以太網(wǎng)因此，基于集線器的共享式以太網(wǎng)，從物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上看是星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但從其工作原理看，其本質(zhì)還是總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.3 共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)2.交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)由于集線器僅工作在物理層，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)沖突域的劃分，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)越多，發(fā)生沖突的可能性就越大，因此無(wú)法應(yīng)對(duì)大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。要提高以太網(wǎng)的擴(kuò)展

21、性，必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分段。為什么需要交換式以太網(wǎng)？3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.3 共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)2.交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)通過(guò)分段，既可以保證部分內(nèi)部的信息不會(huì)流至其他部門，又可以保證部門之間的通信。以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的減少使沖突發(fā)生的概率更小，網(wǎng)絡(luò)效率更高。分段之后各段可按需選擇自己的網(wǎng)絡(luò)速率，組成性價(jià)比更高的網(wǎng)絡(luò)。3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.4 高速以太網(wǎng)什么是高速以太網(wǎng)？隨著通信技術(shù)的發(fā)展及用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的增加，迫切需要建立高速局域網(wǎng)。速度達(dá)到或超過(guò)100 Mb/s的以太網(wǎng)稱為高速以太網(wǎng)。3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.4 高速以太網(wǎng)010203快速以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng) 萬(wàn)兆以太網(wǎng)高速以

22、太網(wǎng)3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.4 高速以太網(wǎng)1.快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)通常指100 Mb/s速率的以太網(wǎng)?？焖僖蕴W(wǎng)繼承了IEEE 802.3的CSMA/CD協(xié)議、幀格式、接口，僅是將傳輸速率從10 Mb/s提高到了100 Mb/s，并減少了等待應(yīng)答幀的時(shí)間。為進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，快速以太網(wǎng)多采用全雙工交換設(shè)備，使網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)可在無(wú)沖突的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中高速收發(fā)數(shù)據(jù)。概 念3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.4 高速以太網(wǎng)1.快速以太網(wǎng)（1）100Base-TX（2）100Base-T4（3）100Base-FX快速以太網(wǎng)支持以下3種不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)：3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.4 高速以太網(wǎng)2.千兆以太網(wǎng)千兆以

23、太網(wǎng)具有以下特點(diǎn)：允許在1 Gbps下以全雙工和半雙工兩種方式工作。沿用IEEE 802.3協(xié)議的幀格式。在半雙工模式下使用CSMA/CD協(xié)議實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問(wèn)控制。與10Base-T、100Base-T技術(shù)兼容。3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.4 高速以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)的組成綜合布線系統(tǒng)千兆網(wǎng)卡千兆交換機(jī)2.千兆以太網(wǎng)3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.4 高速以太網(wǎng)（1）1000Base-X（IEEE 802.3z）1000Base-SX1000Base-LX1000Base-CX（2）1000Base-T（IEEE 802.3ab）兩種物理層標(biāo)準(zhǔn)：2.千兆以太網(wǎng)3.4 以太網(wǎng)技術(shù)3.4.4 高速以太網(wǎng)3.萬(wàn)兆以太網(wǎng)萬(wàn)兆以太網(wǎng)使用光纖作為傳輸介質(zhì)，長(zhǎng)距離時(shí)選用光收發(fā)器和單模光纖，可完成廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸；短距離時(shí)選用便宜的多模光纖，其傳輸距離為65300 m。萬(wàn)兆以太網(wǎng)只采用全雙工方式，因此不存在爭(zhēng)用問(wèn)題，也不使用CSMA/CD協(xié)議。萬(wàn)兆以太網(wǎng)繼承了早期以太網(wǎng)的精髓，如幀格式、最大和最小幀長(zhǎng)度等，從而使得萬(wàn)兆以太網(wǎng)可以和現(xiàn)有的以太網(wǎng)環(huán)境融合，支持用戶已有的應(yīng)用。萬(wàn)兆以太網(wǎng)具有以下特點(diǎn)：實(shí)訓(xùn)構(gòu)建局域網(wǎng)掌握基于家庭用戶的局域網(wǎng)構(gòu)建方法。實(shí) 訓(xùn) 目 的（1）家庭用戶的簡(jiǎn)單拓?fù)溥B接。（2）路由器的簡(jiǎn)單配置。（3）PC有線上網(wǎng)。（4）筆記本電腦無(wú)線上網(wǎng)。實(shí) 訓(xùn) 內(nèi) 容實(shí)訓(xùn)構(gòu)建局域網(wǎng)實(shí) 訓(xùn) 方