計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)教程課件

1、第4章 概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)教程1第4章 概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)教程1說(shuō)明：本課件的配套教材為：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)訓(xùn) 出版社 編著如果選用本套教材，并需要完整的各章課件，請(qǐng)與作者聯(lián)系。電話(huà)：E-mail：通信地址：2說(shuō)明：本課件的配套教材為：2本章主要內(nèi)容了解局域網(wǎng)的特點(diǎn)、組成熟練掌握局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)掌握局域網(wǎng)的參考模型熟練掌握局域網(wǎng)介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方式掌握以太網(wǎng)及快速以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)3本章主要內(nèi)容34.1 局域網(wǎng)概述4.1.1 局域網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)4.1.2 局域網(wǎng)的特點(diǎn)44.1 局域網(wǎng)概述4.1.1 局域網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)44.1.1 局域網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)局域網(wǎng)（Local Area Networ

2、k，LAN）是20世紀(jì)70年代后迅速發(fā)展起來(lái)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)高速的通信系統(tǒng)，它在較小的區(qū)域內(nèi)將數(shù)據(jù)通信設(shè)備互相連接起來(lái)，使用戶(hù)共享計(jì)算機(jī)資源。雖然局域網(wǎng)的發(fā)展只有20多年的歷史，但其發(fā)展速度很快，應(yīng)用范圍非常廣泛。局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)涵蓋共享訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)、交換技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)。54.1.1 局域網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)局域網(wǎng)（Local Are4.1.1 局域網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)共享訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)意味著掛接在局域網(wǎng)上的所有設(shè)備共享一個(gè)通信介質(zhì)（又稱(chēng)物理媒體），通常是同軸電纜（Coaxial Cable）、雙絞電纜（Twisted Pair）或光纜（Optical Fiber）。計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的物理連接通過(guò)插在計(jì)

3、算機(jī)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)接口卡（Network Interface Card，NIC）實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)軟件管理著網(wǎng)上各計(jì)算機(jī)之間的通信和資源共享。在共享訪(fǎng)問(wèn)的局域網(wǎng)中，數(shù)據(jù)以包的形式完成發(fā)送和接收。64.1.1 局域網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)共享訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)意味著掛接在局域4.1.1 局域網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)交換技術(shù)是將傳統(tǒng)媒介共享的網(wǎng)絡(luò)分成一系列獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，將大量的通信量分成許多小的通信支流。交換技術(shù)的一大特征是可以虛擬網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)在不同局域網(wǎng)之間建立高速交換式連接，從根本上消除了局域網(wǎng)物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)造成的擁塞和瓶頸。高速共享網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有光纖分布式數(shù)據(jù)接口（Fiber Distributed Data Interface，F(xiàn)DDI）、快

4、速以太網(wǎng)（Fast Ethernet）技術(shù)、千兆位以太網(wǎng)（Gigabit Ethernet）技術(shù)和異步傳輸模式（Asynchronous Transfer Mode，ATM）等。74.1.1 局域網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)交換技術(shù)是將傳統(tǒng)媒介共享的網(wǎng)4.1.2 局域網(wǎng)的特點(diǎn)局域網(wǎng)的特點(diǎn):(1) 地理范圍一般不超過(guò)幾公里，通常網(wǎng)絡(luò)分布在一座辦公 大 樓或集中的建筑群內(nèi)，為單個(gè)組織所有；(2) 通信速率高，傳輸速率一般為10100Mbps，甚至1000 Mbps，能支持計(jì)算機(jī)間高速通信； 多采用分布式控制和廣播式通信，可靠性高，誤碼率通常在11-711-12范圍內(nèi) ; 可采用多種通信介質(zhì)，如同軸電纜、雙絞電纜

5、和光纜等；(5) 易于安裝、組建與維護(hù)，結(jié)點(diǎn)的增刪容易，具有較好的靈活性。84.1.2 局域網(wǎng)的特點(diǎn)局域網(wǎng)的特點(diǎn):84.2 局域網(wǎng)的組成 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 工作站 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 通信介質(zhì)94.2 局域網(wǎng)的組成94.2.1 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 網(wǎng)上可以配置不同數(shù)量的服務(wù)器，有些服務(wù)器提供相同的服務(wù)，有些提供不同的服務(wù)。對(duì)于專(zhuān)用的服務(wù)器，其技術(shù)性能的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在通信處理能力、內(nèi)存容量、磁盤(pán)空間、系統(tǒng)容錯(cuò)能力、并發(fā)處理能力及高速緩存能力等方面。104.2.1 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 104.2.1 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器從使用角度看，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可分為文件服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、打印服務(wù)器等.(1) 文件服務(wù)器 能將大容量磁盤(pán)空間提供給網(wǎng)上用戶(hù)

6、 使用，接收客戶(hù)機(jī)提出的數(shù)據(jù)處理和文件存取請(qǐng)求，向客戶(hù)機(jī)提供各種服務(wù)。文件服務(wù)器除了提供文件共享的功能外，一般還提供網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)管理、網(wǎng)絡(luò)資源管理、網(wǎng)絡(luò)安全管理等多項(xiàng)基本的網(wǎng)絡(luò)管理功能，因此，通常簡(jiǎn)稱(chēng)文件服務(wù)器為服務(wù)器。文件服務(wù)器主要有四項(xiàng)指標(biāo)，包括存取速度、存儲(chǔ)容量、安全措施和運(yùn)行可靠性。（2）應(yīng)用服務(wù)器 根據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中用途的不同，又可分 為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、通信服務(wù)器、萬(wàn)維網(wǎng)（Word Wide Web，WWW）服務(wù)器、電子郵件（E-mail）服務(wù)器等多種服務(wù)器。114.2.1 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器從使用角度看，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可分為文件4.2.1 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(3)打印服務(wù)器 局域網(wǎng)提供了共享打印機(jī)的功能。如果將打

7、印機(jī)通過(guò)打印服務(wù)器接到網(wǎng)上，網(wǎng)上任何一個(gè)客戶(hù)機(jī)就能訪(fǎng)問(wèn)打印機(jī)。打印服務(wù)器接收來(lái)自客戶(hù)機(jī)的打印任務(wù)，按要求完成打印。124.2.1 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器124.2.2 工作站網(wǎng)絡(luò)工作站是指連接到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上并運(yùn)行應(yīng)用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的計(jì)算機(jī)，它是數(shù)據(jù)處理的主要場(chǎng)所。用戶(hù)通過(guò)工作站與網(wǎng)絡(luò)交換信息，共享網(wǎng)絡(luò)資源。根據(jù)工作站有無(wú)外部存儲(chǔ)器，可將其分為無(wú)盤(pán)工作站和有盤(pán)工作站；根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，可將其分為事務(wù)處理工作站和圖形工作站；根據(jù)操作系統(tǒng)的不同，又可分為DOS工作站、Windows工作站、UNIX工作站和Linux工作站等多種工作站 134.2.2 工作站網(wǎng)絡(luò)工作站是指連接到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上并運(yùn)行4.2.3

8、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是指用于網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)備，包括網(wǎng) 絡(luò)接口卡、中繼器（Repeater）、集線(xiàn)器（HUB）、網(wǎng)橋（Bridge）、交換機(jī)（Switch）、路由器（Router）、網(wǎng)關(guān)（Gateway）等多種設(shè)備。144.2.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 144.2.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口卡，又稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)適配器（Adapter），簡(jiǎn)稱(chēng)網(wǎng)卡。它是組成局域網(wǎng)的主要器件，用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或工作站與通信介質(zhì)的連接。網(wǎng)卡的種類(lèi)很多，根據(jù)其支持的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)可分為以太網(wǎng)卡、ATM網(wǎng)卡、FDDI網(wǎng)卡、快速以太網(wǎng)卡和千兆位以太網(wǎng)卡；根據(jù)網(wǎng)卡適用的主機(jī)總線(xiàn)類(lèi)型可分為ISA網(wǎng)卡、PCI網(wǎng)卡和PCMCIA網(wǎng)卡；根據(jù)網(wǎng)卡提供的電纜接口類(lèi)型可分為RJ

9、-45接口網(wǎng)卡、BNC接口網(wǎng)卡、AUI接口網(wǎng)卡和光纖接口網(wǎng)卡等 154.2.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口卡，又稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)適配器（Adap4.2.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中繼器、集線(xiàn)器、網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)都是用于網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備。中繼器是網(wǎng)絡(luò)物理層的一種介質(zhì)連接設(shè)備，它通過(guò)信號(hào)的放大再生技術(shù)互連同種類(lèi)型局域網(wǎng)段，以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度。集線(xiàn)器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)多口中繼器，以集線(xiàn)器為中心的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中某條線(xiàn)路或某節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)影響網(wǎng)上其他節(jié)點(diǎn)的正常工作。網(wǎng)橋用于局域網(wǎng)之間的互連，工作于網(wǎng)絡(luò)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。大多數(shù)情況下，網(wǎng)橋的功能都集成在交換機(jī)里面實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的交換機(jī)本質(zhì)上是具有流量控制能力的多端口網(wǎng)橋，新式的交換機(jī)

10、一般引入路由技術(shù)，可以完成路由器的功能，也稱(chēng)為三層交換機(jī)。路由器、網(wǎng)關(guān)一般用于局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)（Wide Area Network，WAN）或用于廣域網(wǎng)之間的互連，它們具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能，能在多網(wǎng)絡(luò)互連環(huán)境中建立靈活的連接。164.2.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中繼器、集線(xiàn)器、網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器4.2.4 通信介質(zhì)通信介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中信息傳輸?shù)妮d體，是網(wǎng)絡(luò)通信的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。在局域網(wǎng)中，常用的通信介質(zhì)有同軸電纜、雙絞電纜和光纜，有的場(chǎng)合還采用無(wú)線(xiàn)介質(zhì)（Wireless Medium）如微波、激光、紅外線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)電等。(1) 同軸電纜 由中心導(dǎo)體、絕緣層、導(dǎo)體網(wǎng)和護(hù)套層組成。 按帶寬（Bandwidt

11、h）分為兩類(lèi)：基帶同軸電纜，用于直接傳輸離散變化的數(shù)字信號(hào)，阻抗為50；寬帶同軸電纜，用于傳輸連續(xù)變化的模擬信號(hào)，阻抗為75 (2) 雙絞電纜 由若干對(duì)雙絞線(xiàn)（2對(duì)或4對(duì)）外包纏護(hù)套組成。兩根絕緣的金屬導(dǎo)線(xiàn)扭在一起而成雙絞線(xiàn)，線(xiàn)對(duì)扭在一起可減少相互間的電磁干擾。雙絞電纜分為屏蔽雙絞電纜（STP）和非屏蔽雙絞電纜（UTP）。電子工業(yè)協(xié)會(huì)（Electronic Industries Association，EIA）為雙絞電纜定義了多種質(zhì)量級(jí)別，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)常用的是第5類(lèi) 174.2.4 通信介質(zhì)通信介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中信息傳輸?shù)妮d體，是網(wǎng)4.2.4 通信介質(zhì)（3）光纜 由光纖芯、包層和護(hù)套層組成。光纜又稱(chēng)光

12、纖電纜或簡(jiǎn)稱(chēng)光纖，其傳輸速率高，抗干擾能力強(qiáng)，信號(hào)衰減極小。根據(jù)光源不同，可將光纜分為單模光纖（Single-mode Fiber）電纜和多模光纖（Multimode Fiber）電纜。（4）無(wú)線(xiàn)介質(zhì) 分為微波、激光、紅外線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)電等多種形式，它們無(wú)需架設(shè)或鋪埋通信介質(zhì)。選擇通信介質(zhì)時(shí)要考慮的因素很多，但首先應(yīng)當(dāng)確定主要因素。選擇時(shí)可考慮的主要因素有：a.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（Network Topology）與連接方式；b.網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍與節(jié)點(diǎn)間距；c.支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型與通信容量；d.環(huán)境因素與可靠性。184.2.4 通信介質(zhì)（3）光纜 由光纖芯、包層和護(hù)套層4.3 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)

13、相互連接的方法和型式稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?gòu)成局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有很多，主要有總線(xiàn)拓?fù)?、星型拓?fù)?、環(huán)型拓?fù)浜蜆?shù)型拓?fù)涞?，如圖4-1所示。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇往往和傳輸介質(zhì)的選擇以及介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方法的確定緊密相關(guān)。選擇拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，考慮的主要因素通常是費(fèi)用、靈活性和可靠性。194.3 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)相互連接的方法4.3 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)a）總線(xiàn)型 b）星型 d）樹(shù)型 c）環(huán)型 204.3 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)a）總線(xiàn)型 b）星型 d）樹(shù)型 c4.3 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線(xiàn)拓?fù)湫切屯負(fù)洵h(huán)型拓?fù)錁?shù)型拓?fù)?14.3 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線(xiàn)拓?fù)?14.3.1 總線(xiàn)拓?fù)?總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用單個(gè)總線(xiàn)進(jìn)行通信，所有的站點(diǎn)都通過(guò)相應(yīng)

14、的硬件接口直接連接到傳輸介質(zhì)總線(xiàn)上。任何一個(gè)站的發(fā)送信號(hào)都可以沿著介質(zhì)傳播，而且能被其他的站接收。因?yàn)樗械墓?jié)點(diǎn)共享一條公用的傳輸鏈路，所以一次只能由一個(gè)設(shè)備傳輸，這就需要采用某種形式的訪(fǎng)問(wèn)控制策略來(lái)決定下一次哪一個(gè)站可以發(fā)送.1.總線(xiàn)拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)a.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于擴(kuò)充 增加新的站點(diǎn)，可在任一點(diǎn)將其接入b.電纜長(zhǎng)度短、布線(xiàn)容易 因?yàn)樗械恼军c(diǎn)接到一個(gè)公共數(shù)據(jù)通路，因此，只需很短的電纜長(zhǎng)度，減少了安裝費(fèi)用，易于布線(xiàn)和維護(hù).2. 總線(xiàn)拓?fù)涞娜秉c(diǎn)故障診斷困難，這是由于總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)不是集中控制，故障檢測(cè)需在網(wǎng)上各個(gè)站點(diǎn)上進(jìn)行。224.3.1 總線(xiàn)拓?fù)淇偩€(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用單個(gè)總線(xiàn)進(jìn)行通信，所4.3.2 星

15、型拓?fù)?星型拓?fù)涫怯芍醒牍?jié)點(diǎn)和通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路接到中央節(jié)點(diǎn)的各站點(diǎn)組成。中央節(jié)點(diǎn)執(zhí)行集中式通信控制策略，因此中央節(jié)點(diǎn)相當(dāng)復(fù)雜，而各個(gè)站點(diǎn)的通信處理負(fù)擔(dān)都很小。一旦建立了通道連接，可以沒(méi)有延遲地在連通的兩個(gè)站之間傳送數(shù)據(jù)。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)中智能集中于中央節(jié)點(diǎn)的場(chǎng)合。234.3.2 星型拓?fù)?34.3.2 星型拓?fù)?.星型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)a.方便服務(wù) 利用中央節(jié)點(diǎn)可方便地提供服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)重新配置。b.集中控制和故障診斷 由于每個(gè)站點(diǎn)直接連到中央節(jié)點(diǎn)，因此，故障容易檢測(cè)和隔離，可很方便地將有故障的站點(diǎn)從系統(tǒng)中刪除。單個(gè)連接的故障只影響一個(gè)設(shè)備，不會(huì)影響全網(wǎng).c.簡(jiǎn)單的訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議 在星型拓?fù)渲?，任何?/p>

16、個(gè)連接只涉及到中央節(jié)點(diǎn)和一個(gè)站點(diǎn)，因此，控制介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)的方法很簡(jiǎn)單，致使訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議也十分簡(jiǎn)單。2. 星型拓?fù)涞娜秉c(diǎn)a.依賴(lài)于中央節(jié)點(diǎn) 中央節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，一旦出現(xiàn)故障則全網(wǎng)癱瘓，所以中央節(jié)點(diǎn)的可靠性和冗余度要求很高。b.電纜長(zhǎng)度長(zhǎng) 每個(gè)站點(diǎn)直接和中央節(jié)點(diǎn)相連，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要大量電纜，安裝、維護(hù)等費(fèi)用相當(dāng)可觀(guān)。244.3.2 星型拓?fù)?.星型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)244.3.3 環(huán)型拓?fù)?在環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接成環(huán)。環(huán)路上，信息單向從一個(gè)結(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)結(jié)點(diǎn)，傳送路徑固定，沒(méi)有路徑選擇的問(wèn)題。由于多個(gè)設(shè)備共享一個(gè)環(huán)，因此需要對(duì)此進(jìn)行控制，以便決定每個(gè)站在什么時(shí)候可以發(fā)送數(shù)據(jù)。這種功能是用分布控制

17、的形式完成的，每個(gè)站都有控制發(fā)送和接收的訪(fǎng)問(wèn)邏輯。254.3.3 環(huán)型拓?fù)?54.3.3 環(huán)型拓?fù)洵h(huán)型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)a.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、無(wú)路徑選擇。b.信息傳輸?shù)难舆t時(shí)間相對(duì)穩(wěn)定。c.所需電纜長(zhǎng)度和總線(xiàn)拓?fù)湎嗨?，但比星型拓?fù)湟痰枚唷?. 環(huán)型拓?fù)涞娜秉c(diǎn)a.可靠性較差 在環(huán)上的數(shù)據(jù)傳輸要通過(guò)接在環(huán)上的每一個(gè)站點(diǎn)，環(huán)中某一個(gè)節(jié)點(diǎn)出故障就會(huì)引起全網(wǎng)故障。b.故障診斷困難 因?yàn)槟骋粋€(gè)節(jié)點(diǎn)故障都會(huì)使全網(wǎng)不工作，因此難于診斷故障，需要對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。264.3.3 環(huán)型拓?fù)洵h(huán)型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)264.3.4 樹(shù)型拓?fù)?樹(shù)型拓?fù)淇梢詮男切屯負(fù)浠蚩偩€(xiàn)拓?fù)溲葑兌鴣?lái)，形狀像一棵倒置的樹(shù)，頂端有一個(gè)帶分支的根，每個(gè)

18、分支還可延伸出子分支。1. 樹(shù)型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)a.易于擴(kuò)展 從本質(zhì)上看這種結(jié)構(gòu)可以延伸出很多分支和子分支，新的節(jié)點(diǎn)和新的分支很容易加入網(wǎng)內(nèi)。b.故障容易隔離 如果某一分支的節(jié)點(diǎn)或線(xiàn)路發(fā)生故障，很容易將該分支和整個(gè)系統(tǒng)隔離開(kāi)來(lái) 2. 樹(shù)型拓?fù)涞娜秉c(diǎn)樹(shù)型拓?fù)涞娜秉c(diǎn)是對(duì)根的依賴(lài)性大，如果根發(fā)生故障，則全網(wǎng)不能正常工作，因此這種結(jié)構(gòu)的可靠性和星型結(jié)構(gòu)相似。274.3.4 樹(shù)型拓?fù)?74.4 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 局域網(wǎng)的參考模型 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)284.4 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 局域網(wǎng)的參考模型 284.4.1 局域網(wǎng)的參考模型 電氣電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）下設(shè)的IEEE 802委員會(huì)在局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)制定方面做了

19、卓有成效的工作，該委員會(huì)根據(jù)局域網(wǎng)介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方法適用的傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、性能及實(shí)現(xiàn)難易等考慮因素，為局域網(wǎng)制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)為IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)。它已被ISO采納作為局域網(wǎng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)系列，稱(chēng)為ISO8802標(biāo)準(zhǔn)。294.4.1 局域網(wǎng)的參考模型294.4.1 局域網(wǎng)的參考模型由于ISO的開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型是針對(duì)廣域網(wǎng)設(shè)計(jì)的，因而OSI的數(shù)據(jù)鏈路層可以很好地解決廣域網(wǎng)中通信子網(wǎng)的交換節(jié)點(diǎn)之間的點(diǎn)到點(diǎn)通信問(wèn)題。但是，當(dāng)將OSI模型應(yīng)用于局域網(wǎng)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：該模型的數(shù)據(jù)鏈路層不具備解決局域網(wǎng)中各站點(diǎn)爭(zhēng)用共享通信介質(zhì)的能力。為了解決這個(gè)問(wèn)題，同時(shí)又保持與OSI模型的一致性，在將O

20、SI模型應(yīng)用于局域網(wǎng)時(shí)，就將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩個(gè)子層：邏輯鏈路控制（Logical Link Control，LLC）子層和介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制（Medium Access Control，MAC）子層。MAC子層處理局域網(wǎng)中各站對(duì)通信介質(zhì)的爭(zhēng)用問(wèn)題，對(duì)于不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以采用不同的MAC方法。LLC子層屏蔽各種MAC子層的具體實(shí)現(xiàn)，將其改造成為統(tǒng)一的LLC界面，從而向網(wǎng)絡(luò)層提供一致的服務(wù)。圖4-2描述了IEEE 802模型與OSI模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系 304.4.1 局域網(wǎng)的參考模型由于ISO的開(kāi)放系統(tǒng)互連參考4.4.1 局域網(wǎng)的參考模型下面簡(jiǎn)單介紹局域網(wǎng)各層的功能 圖4-2 IEEE 802模型與O

21、SI模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系314.4.1 局域網(wǎng)的參考模型下面簡(jiǎn)單介紹局域網(wǎng)各層的功能4.4.1 局域網(wǎng)的參考模型MAC子層（介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制層 ) MAC子層是數(shù)據(jù)鏈路層的一個(gè)功能子層，是數(shù)據(jù)鏈路層的下半部分，它直接與物理層相鄰。MAC子層為不同的物理介質(zhì)定義了介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制標(biāo)準(zhǔn)。主要功能如下：a.傳送數(shù)據(jù)時(shí)，將傳送的數(shù)據(jù)組裝成MAC幀，幀中包括地址和差錯(cuò)檢測(cè)字段。b.接收數(shù)據(jù)時(shí)，將接收的數(shù)據(jù)分解成MAC幀，并進(jìn)行地址識(shí)別和差錯(cuò)檢測(cè)字段。c.管理和控制對(duì)局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)的訪(fǎng)問(wèn)。324.4.1 局域網(wǎng)的參考模型MAC子層（介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制層 4.4.1 局域網(wǎng)的參考模型LLC子層（邏輯鏈路控制子層） 該層在數(shù)據(jù)鏈

22、路層的上半部分，在MAC層的支持下向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)?？蛇\(yùn)行于所有802局域網(wǎng)和城域網(wǎng)協(xié)議之上。LLC子層與傳輸介質(zhì)無(wú)關(guān)。它獨(dú)立于介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方法。隱蔽了各種802網(wǎng)絡(luò)之間的差別，并向網(wǎng)絡(luò)層提供一個(gè)統(tǒng)一的格式和接口。 LLC子層的功能包括差錯(cuò)控制、流量控制和順序控制，并為網(wǎng)絡(luò)層提供面向連接和無(wú)連接的兩類(lèi)服務(wù)。334.4.1 局域網(wǎng)的參考模型LLC子層（邏輯鏈路控制子層）4.4.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn) 局域網(wǎng)技術(shù)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始迅速發(fā)展，各種局域網(wǎng)產(chǎn)品層出不窮，但是不同的設(shè)備生產(chǎn)商其產(chǎn)品互不兼容，這給網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)充帶來(lái)了很大的困難。為了使不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的局域網(wǎng)設(shè)備能夠互連互通，美國(guó)電氣

23、與電子工程師協(xié)會(huì)（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）于1980年2月專(zhuān)門(mén)成立了一個(gè)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)IEEE 802委員會(huì)來(lái)統(tǒng)一制訂局域網(wǎng)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)稱(chēng)IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)已被美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)ANSI接受為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，隨后又被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO采納為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)為ISO 8802標(biāo)準(zhǔn) .344.4.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn) 局域網(wǎng)技術(shù)從20世4.4.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802委員會(huì)認(rèn)為，由于局域網(wǎng)只是一個(gè)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)，而且不存在路由選擇問(wèn)題，因此它不需要網(wǎng)絡(luò)層，有最低

24、的兩個(gè)層次就可以；但與此同時(shí)，由于局域網(wǎng)的種類(lèi)繁多，其介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方法也各不相同，因此有必要將局域網(wǎng)分解為更小而且更容易管理的子層。同時(shí)，因?yàn)橛脩?hù)需求各異，不可能使用一種單一的技術(shù)就能滿(mǎn)足所有的需求，因此局域網(wǎng)技術(shù)中存在多種傳輸介質(zhì)和多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，相?yīng)地介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方法就有多種，IEEE 802委員會(huì)決定把幾個(gè)建議都制訂為標(biāo)準(zhǔn)，而不是僅形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。354.4.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn) IEEE 8024.4.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)系列間的關(guān)系如圖4-3所示。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要，新的協(xié)議還在不斷補(bǔ)充進(jìn)IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)包括：圖4-3 IEE

25、E 802標(biāo)準(zhǔn)系列364.4.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802標(biāo)4.4.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)（1）IEEE 802.1 綜述和體系結(jié)構(gòu)。它除了定義IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)和OSI參考模型高 的接口外，還解決尋址、網(wǎng)絡(luò)互連和網(wǎng)絡(luò)管理等方面的 問(wèn)題。（2）IEEE 802.2 邏輯鏈路控制，定義LLC子層為網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)。對(duì)于所有的MAC規(guī)范，LLC是共同的。（3）IEEE 802.3 帶沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，CSMA/CD）控制方法和物理層規(guī)范。（4）IEEE 802.

26、4 令牌總線(xiàn)（Token Bus）訪(fǎng)問(wèn)控制方法和物理層規(guī)范。（5）IEEE 802.4 令牌環(huán)（Token Ring）訪(fǎng)問(wèn)控制方法和物理層規(guī)范。（6）IEEE 802.6 城市區(qū)域網(wǎng)（Metropolitan Area Network，MAN）訪(fǎng)問(wèn)控制方法和物理層規(guī)范。（7）IEEE 802.7 時(shí)隙環(huán)（Slotted Ring）訪(fǎng)問(wèn)控制方法和物理層規(guī)范。374.4.2 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)（1）IEEE 802.14.5 局域網(wǎng)介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方式 局域網(wǎng)使用的是廣播信道，即眾多用戶(hù)共享通信媒體，為了保證每個(gè)用戶(hù)不發(fā)生沖突，能正常通信，關(guān)鍵問(wèn)題是如何解決對(duì)信道爭(zhēng)用。解決信道爭(zhēng)用的協(xié)議稱(chēng)為介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)

27、控制協(xié)議（Medium Access Control，MAC），是數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的一部分。 局域網(wǎng)常用的介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制協(xié)議有載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）、令牌環(huán)（Token Ring）訪(fǎng)問(wèn)控制和令牌總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)控制。采用CSMA/CD的以太網(wǎng)已是局域網(wǎng)的 主流，本書(shū)重點(diǎn)介紹。384.5 局域網(wǎng)介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方式 局域網(wǎng)使用的是廣播信4.5 局域網(wǎng)介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方式載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法 令牌環(huán)訪(fǎng)問(wèn)控制方式 394.5 局域網(wǎng)介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方式載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法4.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法 (CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Acces

28、s With Collision Detection）是一種適合于總線(xiàn)結(jié) 構(gòu)的具有信道檢測(cè)功能的分布式介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方法。最初的以太網(wǎng)是基于總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的， 使用的是粗同軸電纜，所有站點(diǎn)共享總線(xiàn)，一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀給某個(gè)特定站點(diǎn)時(shí)，總線(xiàn)上的所有站點(diǎn)都會(huì)收到此數(shù)據(jù)幀，每個(gè)站點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)幀的目的地址決定是丟棄還是處理該幀 .404.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法 (CSMA4.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法 總線(xiàn)上只能有一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，否則數(shù)據(jù)信號(hào)在信道中會(huì)疊加，相互干擾，產(chǎn)生數(shù)據(jù)沖突，使發(fā)出數(shù)據(jù)無(wú)效。由于站點(diǎn)都是隨機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的，如果沒(méi)有一個(gè)協(xié)議來(lái)規(guī)范，所有站點(diǎn)都來(lái)爭(zhēng)用同一個(gè)站點(diǎn)，必然

29、會(huì)發(fā)生沖突。 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）正是解決這種沖突的協(xié)議。該協(xié)議實(shí)際上可分為“載波偵聽(tīng)”和“沖突檢測(cè)”。414.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法 總線(xiàn)上只能有4.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法1. 工作過(guò)程 CSMA/CD又被稱(chēng)之為“先聽(tīng)后講，邊聽(tīng)邊講”，其具體工作過(guò)程概括如下：（1）先偵聽(tīng)信道，如果信道空閑則發(fā)送信息。（2）如果信道忙，則繼續(xù)偵聽(tīng)，直到信道空閑時(shí)立即發(fā)送。（3）發(fā)送信息后進(jìn)行沖突檢測(cè)，如發(fā)生沖突，立即停止發(fā)送，并向總線(xiàn)發(fā)出一串阻塞信號(hào)（連續(xù)幾個(gè)字節(jié)全1），通知總線(xiàn)上各站點(diǎn)沖突已發(fā)生，使各站點(diǎn)重新開(kāi)始偵聽(tīng)與競(jìng)爭(zhēng)。（4）已發(fā)出信息的站點(diǎn)收到阻塞信

30、號(hào)后，等待一段隨機(jī)時(shí)間，重新進(jìn)入偵聽(tīng)發(fā)送階段。 CSMA/CD發(fā)送過(guò)程可描述如圖4-4所示。424.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法1. 工作過(guò)程424.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法圖4-4 CSMA/CD流程圖434.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法圖4-4 CSM4.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法2. 二進(jìn)制指數(shù)后退算法 實(shí)際上，當(dāng)一個(gè)站開(kāi)始發(fā)送信息時(shí)，檢測(cè)到本次發(fā)送有無(wú)沖突的時(shí)間很短，它不超過(guò)該站點(diǎn)與距離該站點(diǎn)最遠(yuǎn)站點(diǎn)信息傳輸時(shí)延的2倍。假設(shè)A站點(diǎn)與距離A站最遠(yuǎn)B站點(diǎn)的傳輸時(shí)延為T(mén)（圖4-5所示），那么2T就作為一個(gè)時(shí)間單位。若該站點(diǎn)在信息發(fā)送后2T時(shí)間內(nèi)無(wú)沖突，則

31、該站點(diǎn)取得使用信道的權(quán)利。可見(jiàn)，要檢測(cè)是否沖突，每個(gè)站點(diǎn)發(fā)送的最小信息長(zhǎng)度必須大于2T。圖4-5 傳輸延時(shí)示意圖444.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法2. 二進(jìn)制指數(shù)后4.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法 在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)中，2T取51.2s。在51.2s的時(shí)間內(nèi)，對(duì)10Mbps的傳輸速率，可以發(fā)送512bit，即64字節(jié)數(shù)據(jù)。因此以太網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)，如果發(fā)送64字節(jié)還沒(méi)發(fā)生沖突，那么后續(xù)的數(shù)據(jù)將不會(huì)發(fā)生沖突。為了保證每一個(gè)站點(diǎn)都能檢測(cè)到?jīng)_突，以太網(wǎng)規(guī)定最短的數(shù)據(jù)幀為64字節(jié)。在接收到的小于64字節(jié)的幀都是由于發(fā)生沖突后站點(diǎn)停止發(fā)送的數(shù)據(jù)片，是無(wú)效的，應(yīng)該丟棄。反過(guò)來(lái)說(shuō)，如果以太網(wǎng)的幀小于6

32、4字節(jié)，那么有可能某個(gè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，沒(méi)有檢測(cè)到?jīng)_突，但沖突實(shí)際已經(jīng)發(fā)生。454.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法 在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)4.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法 為了檢測(cè)沖突，在每個(gè)站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)接口單元（NIU）中設(shè)置有相應(yīng)電路，當(dāng)有沖突發(fā)生時(shí)，該站點(diǎn)延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間（2T*隨機(jī)數(shù)），再重新偵聽(tīng)。與延遲相應(yīng)的隨機(jī)數(shù)一般?。?,M）之間，M=2min(10,N)。其中N為已檢測(cè)到的沖突次數(shù)：沖突大于16，則放棄發(fā)送，另作處理。這種延遲算法稱(chēng)為二進(jìn)制指數(shù)后退算法。464.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法 為了檢測(cè)沖突4.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法該算法有下面三種不同的存

33、在方式：（1）非-堅(jiān)持CSMA 若信道空閑，則立即發(fā)送。若信道忙，則繼續(xù)偵聽(tīng)，直至檢測(cè)到 信道是空閑的，立即發(fā)送。如果有沖突，則等待一隨機(jī)量的時(shí)間，重復(fù)前面的步驟。（2）1-堅(jiān)持CSMA 若信道忙，則不偵聽(tīng)，隔一段時(shí)間間隔后再偵聽(tīng)。若信道空閑，則立即發(fā)送。由于在信道忙時(shí)放棄偵聽(tīng)，就減少了再次沖突的機(jī)會(huì)，但會(huì)使網(wǎng)絡(luò)的平均延遲時(shí)間增加。（3）P-堅(jiān)持CSMA 若信道空閑，則以P的概率發(fā)送，而以（1-P）的概率延遲一個(gè)時(shí)間單位再偵聽(tīng)。一個(gè)時(shí)間單位通常等于最大傳播時(shí)延的2倍。若信道忙，則續(xù)續(xù)偵聽(tīng)直至信道空閑并重復(fù)前面步驟。P-堅(jiān)持CSMA算法是一種既能像非堅(jiān)持CSMA算法那樣減少?zèng)_突，又能像堅(jiān)持CSM

34、A算法那樣減少信道空閑時(shí)間的折中方案，最重要的是選擇好概率P。 由于采用沖突檢測(cè)的機(jī)制，站點(diǎn)間只能采用半雙工的通信方式。同時(shí)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)增多，網(wǎng)絡(luò)流量增加時(shí)，各站點(diǎn)間的沖突概率大增加，網(wǎng)絡(luò)性能變差，當(dāng)站點(diǎn)增加到一定的范圍，會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。 474.5.1 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)法該算法有下面三種不4.5.2 令牌環(huán)訪(fǎng)問(wèn)控制方式 令牌環(huán)訪(fǎng)問(wèn)控制方式令牌環(huán)是一種適用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的分布式介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方式，已由IEEE 802委員會(huì)建議成為局域網(wǎng)控制協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)之一，即IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)。 在令牌環(huán)網(wǎng)中，令牌也叫通行證，它具有特殊的格式和標(biāo)記。令牌有“忙（Busy）”和“空閑（Free）”兩種

35、狀態(tài)。 具有廣播特性的令牌環(huán)訪(fǎng)問(wèn)控制方式，還能使多個(gè)站點(diǎn)接收同一個(gè)信息幀，同時(shí)具有對(duì)發(fā)送站點(diǎn)自動(dòng)應(yīng)答的功能。其訪(fǎng)問(wèn)控制過(guò)程如圖4-3所示。 在令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)中使用一個(gè)稱(chēng)為“令牌（Toking Ring）”的控制標(biāo)志，令牌是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)的特殊幀，它由“忙”與“空閑”兩種狀態(tài)。當(dāng)無(wú)信息在環(huán)上傳遞時(shí)，令牌處于“空閑”狀態(tài)，它沿環(huán)從一個(gè)工作站到另一個(gè)工作站不停地進(jìn)行傳遞，如圖4-6（a）所示，站點(diǎn)A等待空閑令牌到達(dá)。484.5.2 令牌環(huán)訪(fǎng)問(wèn)控制方式 令牌環(huán)訪(fǎng)問(wèn)控制方式令牌4.5.2 令牌環(huán)訪(fǎng)問(wèn)控制方式 當(dāng)某個(gè)工作站準(zhǔn)備發(fā)送信息時(shí)，則必須等待，直到檢測(cè)并捕獲到經(jīng)過(guò)該站的“空閑”令牌為止。然后，將令牌的控制

36、標(biāo)志從“空閑”狀態(tài)改為“忙”狀態(tài)，并將信息幀附帶在令牌幀后面一起發(fā)送，信息幀中含源地址、目的地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)，如圖4-6 （b）所示，站點(diǎn)A發(fā)送信息幀。 其他的工作站隨時(shí)檢測(cè)經(jīng)過(guò)本站的幀，當(dāng)發(fā)送的幀的目的地址與本站地址相符時(shí)，就接收該幀，待復(fù)制完畢再轉(zhuǎn)發(fā)此幀，直到該幀沿環(huán)一周返回發(fā)送站，并收到接收站指向發(fā)送站的肯定應(yīng)答信息時(shí)，才將發(fā)送的幀信息進(jìn)行清除，并將令牌標(biāo)志改為“空閑”狀態(tài)，繼續(xù)插入環(huán)中。如圖4-6（c）所示，信息幀循環(huán)一周又回到了站點(diǎn)A。 當(dāng)另一個(gè)新的工作站需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，按前述過(guò)程，檢測(cè)到令牌，修改狀態(tài)，把信息裝配成幀，進(jìn)行新一輪的發(fā)送，494.5.2 令牌環(huán)訪(fǎng)問(wèn)控制方式 當(dāng)某個(gè)工

37、作站準(zhǔn)備發(fā)送信4.5.2 令牌環(huán)訪(fǎng)問(wèn)控制方式令牌環(huán)網(wǎng)實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，適合負(fù)載較重的網(wǎng)絡(luò)；而以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性差，適合負(fù)載較輕的網(wǎng)絡(luò)。圖4-6 令牌環(huán)控制方式工作原理504.5.2 令牌環(huán)訪(fǎng)問(wèn)控制方式令牌環(huán)網(wǎng)實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，適合負(fù)載4.6 以太網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)發(fā)展到現(xiàn)在，已占據(jù)絕對(duì)地位，特別萬(wàn)兆以太網(wǎng)（10Gbit/s）的出現(xiàn)，使以太網(wǎng)的工作范圍擴(kuò)展到城域網(wǎng)，甚至廣域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了端到端的以太網(wǎng)的連接。 以太網(wǎng)的MAC幀格式 以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù) 快速以太網(wǎng) 千兆位以太網(wǎng) 10Gbps以太網(wǎng) 514.6 以太網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)發(fā)展到現(xiàn)在，已占據(jù)絕對(duì)4.6.1 以太網(wǎng)的MAC幀格式 現(xiàn)在流行的總線(xiàn)局域網(wǎng)的MAC子層的幀結(jié)構(gòu)有

38、兩種標(biāo)準(zhǔn)：一種是IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)；另一種是DIX Ethernet V2標(biāo)準(zhǔn)。如圖4-7所示，兩種幀結(jié)構(gòu)都是由5個(gè)字段組成，但是個(gè) 別字段的意義存在差別。圖4-7 總線(xiàn)局域網(wǎng)MAC了層的幀結(jié)構(gòu)目的地址：目的計(jì)算機(jī)的MAC地址。源地址：本計(jì)算機(jī)的MAC地址。類(lèi)型：2字節(jié)，高層協(xié)議標(biāo)識(shí)，表明上層使用何種協(xié)議。如，類(lèi)型值為0 x0800時(shí)，高層使用IP。上層協(xié)議不同，以太網(wǎng)幀的長(zhǎng)度范圍也有變化。524.6.1 以太網(wǎng)的MAC幀格式 現(xiàn)在流行的總線(xiàn)局4.6.1 以太網(wǎng)的MAC幀格式 數(shù)據(jù)：47-1500字節(jié)，上層傳下來(lái)的數(shù)據(jù)。46字節(jié)是以太網(wǎng)幀的最小字節(jié)64字節(jié)減去前后的固定字段字節(jié)和18字節(jié)

39、而得到的。 填充字段：保證幀長(zhǎng)不少于64字節(jié)。當(dāng)上層數(shù)據(jù)小于46字，會(huì)自動(dòng)添加字節(jié)。 FCS：幀校驗(yàn)序列，這是一個(gè)32位的循環(huán)冗余碼（CRC-32）。534.6.1 以太網(wǎng)的MAC幀格式 數(shù)據(jù)：47-154.6.2 以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù) 以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)以太網(wǎng)（Ethernet）是由美國(guó)Xerox公司和Stanford大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)并于1975年提出的，目的是為了把辦公室工作站與昂貴的計(jì)算機(jī)資源連接起來(lái)，以便能從工作站上分享計(jì)算機(jī)資源和其他硬件設(shè)備。 1983年IEEE 802委員會(huì)公布的802.3局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（CSMA/CD），基本上和Ethernet技術(shù)規(guī)范一致，于是，Ethernet技術(shù)規(guī)范成

40、為世界上第一個(gè)局域網(wǎng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。Ethernet的主要技術(shù)規(guī)范：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線(xiàn)型。 介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方式：CSMA/CD。 傳輸速率：10Mbps。傳輸介質(zhì)：同軸電纜（50）或雙絞線(xiàn)。最大工作站數(shù)：1024個(gè)。 最大傳輸距離：2.5km（采用中繼器）。 報(bào)文長(zhǎng)度：64-1518 Byte（不計(jì)報(bào)文前的同步序序).544.6.2 以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù) 以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)以太4.6.2 以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù) 以太網(wǎng)通常使用四種傳輸介質(zhì)：粗纜、細(xì)纜、雙絞線(xiàn)和光纖。使用粗纜的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)（10BASE-5）已很少用，不再作主要介紹。細(xì)纜以太網(wǎng)（10BASE-2） 10BASE-2以太網(wǎng)采用0.2英寸50的同軸電纜作為

41、傳輸介質(zhì)，傳輸速率為10Mbps。10BASE-2使用網(wǎng)卡自帶的內(nèi)部收發(fā)器（MAU）和BNC接口，采用T形接頭就可將兩端的工作站通過(guò)細(xì)纜連接起來(lái)，組網(wǎng)開(kāi)銷(xiāo)低，連接方便。如圖4-8所示。圖4-8 10BASE-2以太網(wǎng)連接554.6.2 以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù) 以太網(wǎng)通常使用四種傳輸4.6.2 以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)2. 雙絞線(xiàn)以太網(wǎng)（10BASE-T）10BASE-T以太網(wǎng)是使用非屏蔽雙絞線(xiàn)電纜來(lái)連接的傳輸速率為10mbps的以太網(wǎng)。如圖4-9所示。圖4-9 10BASE-T以太網(wǎng)連接564.6.2 以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)2. 雙絞線(xiàn)以太網(wǎng)（10BA4.6.3 快速以太網(wǎng)1快速以太網(wǎng)（100BASE-T）簡(jiǎn)介

42、快速以太網(wǎng)是在傳統(tǒng)以太網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展的，因此它不僅保持相同的以太幀格式，而且還保留了用于以太網(wǎng)的CSMA/CD介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方式。由于快速以太網(wǎng)的速率比普通以太網(wǎng)提高了10倍，所以快速以太網(wǎng)中的橋接器、路由器和交換機(jī)都與普通以太網(wǎng)不同，它們具有更快的速度和更小的延時(shí)?？焖僖蕴W(wǎng)具有以下特點(diǎn)：協(xié)議采用與10BASE-T相似的層次結(jié)構(gòu)，其中LLC子層完全相同，但在MAC子層與物理層之間采用了介質(zhì)無(wú)關(guān)接口。數(shù)據(jù)幀格式與10BASE-T相同，包括最小幀長(zhǎng)為64字節(jié)，最大幀長(zhǎng)1518字節(jié)。介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方式仍然是CSMA/CD。傳輸介質(zhì)采用UTP和光纖，傳輸速率為100Mbit/s。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)

43、點(diǎn)間最大距離為205米。574.6.3 快速以太網(wǎng)1快速以太網(wǎng)（100BASE-T4.6.3 快速以太網(wǎng)2. 快速以太網(wǎng)分類(lèi) 快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)分為：100BASE-TX、100BASE-FX和100BASE-T4三個(gè)子類(lèi)。如表4-1所示。名稱(chēng)線(xiàn)纜最大距離優(yōu)點(diǎn)100BASE-T4雙絞線(xiàn)100m可以使用3類(lèi)雙絞線(xiàn)100BASE-TX雙絞線(xiàn)100m全雙工、5類(lèi)雙絞線(xiàn)100BASE-FX光纖200m全雙工、長(zhǎng)距離表4-1 快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)584.6.3 快速以太網(wǎng)2. 快速以太網(wǎng)分類(lèi)名稱(chēng)線(xiàn)纜最大距4.6.3 快速以太網(wǎng)3. 快速以太網(wǎng)接線(xiàn)規(guī)則 快速以太網(wǎng)對(duì)MAC層的接口有所拓展，它的接線(xiàn)規(guī)則有相應(yīng)變化，如

44、圖4-10所示。圖4-10 快速以太網(wǎng)接線(xiàn)規(guī)則站點(diǎn)距離中心節(jié)點(diǎn)的UTP最大長(zhǎng)度依然是100m。增加了I級(jí)和II級(jí)中繼器規(guī)范。594.6.3 快速以太網(wǎng)3. 快速以太網(wǎng)接線(xiàn)規(guī)則圖4-104.6.3 快速以太網(wǎng)在10Mbit/s標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)中對(duì)所有介質(zhì)采用同一中繼器定義。100Mbit/s以太網(wǎng)定義了I級(jí)和II級(jí)兩類(lèi)中繼器，兩類(lèi)中繼器靠傳輸延時(shí)來(lái)劃分，延時(shí)0.7s的為I級(jí)中繼器，在0.46s以下的為II級(jí)中繼器。在一條鏈路上只能使用一個(gè)I級(jí)中繼器，兩端的鏈路為100m。最多可以使用2個(gè)II級(jí)中繼器，可以用兩段100m的鏈路和5m的中繼器間的鏈路。兩個(gè)站點(diǎn)間或站點(diǎn)與交換機(jī)間的最大距離為205m。當(dāng)采用光纖布線(xiàn)時(shí)，交換機(jī)與中繼器（集線(xiàn)器）連接，如果采用半雙工通信，兩者之間的光纖最大距離為225m。如果采用全雙工通信，站點(diǎn)到交換機(jī)間的距離可以達(dá)到2000m或更長(zhǎng)?？焖僖蕴W(wǎng)仍然是基于載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）技術(shù)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時(shí)，會(huì)造成效率低下。604.6.3 快速以太網(wǎng)在10Mbit/s標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)中對(duì)所有4.6.4 千兆位以太網(wǎng) 千兆位以太網(wǎng)技術(shù)有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.3z和IEEE 802.3ab。IEEE 802.3z制定了光纖和短程銅線(xiàn)連接方案的標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802.3ab制定了五類(lèi)雙絞線(xiàn)上較長(zhǎng)距離連接方案的標(biāo)準(zhǔn)。1. I