局域網(wǎng)與城域網(wǎng)：第四章 局域網(wǎng)和城域網(wǎng)

第四章局域網(wǎng)和城域網(wǎng)12/12/202214.1局域網(wǎng)概述廣域網(wǎng)：1、覆蓋范圍大2、中間穿過(guò)公共設(shè)施，利用了電信線路3、包含互連起來(lái)的交換節(jié)點(diǎn)4、電路交換和分組交換技術(shù)12/12/202224.1局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)1、覆蓋范圍?。鹤铋L(zhǎng)傳播延時(shí)已知2、局域網(wǎng)通常為某個(gè)組織單獨(dú)擁有.3、局域網(wǎng)內(nèi)部傳輸率高。4、傳統(tǒng)LAN采用廣播網(wǎng)絡(luò)技術(shù)5、后來(lái)出現(xiàn)了交換LAN4、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)的基本技術(shù)類(lèi)似。12/12/202234.1局域網(wǎng)概述網(wǎng)絡(luò)鏈路：包括點(diǎn)到點(diǎn)鏈路和廣播鏈路。點(diǎn)到點(diǎn)鏈路：鏈路的兩端各有一個(gè)單一的發(fā)送者和接受者，PPP和HDLC協(xié)議。廣播鏈路中：多個(gè)發(fā)送和接收站點(diǎn)連接到同一個(gè)共享廣播信道上MAC協(xié)議：決定廣播鏈路中信道分配的協(xié)議媒體訪問(wèn)控制MAC協(xié)議。12/12/202244.2局域網(wǎng)參考模型12/12/202254.2局域網(wǎng)參考模型物理層：信號(hào)編碼、同步、比特的收發(fā)傳輸媒體和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的說(shuō)明數(shù)據(jù)鏈路層：幀同步管理和控制對(duì)傳輸媒體的訪問(wèn)為高層協(xié)議提供相應(yīng)的接口SAP12/12/202264.2.2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1,總線/樹(shù)型結(jié)構(gòu)總線：使用多點(diǎn)(multipoint)媒體，端接器吸收信號(hào)，移出總線樹(shù)型：一個(gè)無(wú)回路的帶分支的電纜根為頭端（headend）任何一個(gè)站點(diǎn)傳送的信息被其他所有站點(diǎn)接收，端接器來(lái)消除媒體上的幀。圖4.312/12/202274.2.2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2,環(huán)形拓?fù)湟唤M轉(zhuǎn)發(fā)器,轉(zhuǎn)發(fā)器間通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的連接構(gòu)成閉合環(huán)路.數(shù)據(jù)單向傳輸，源站點(diǎn)負(fù)責(zé)把幀移走3,星形拓?fù)湔军c(diǎn)與公共的中心節(jié)點(diǎn)連接中心節(jié)點(diǎn)以廣播方式：總線結(jié)構(gòu)中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行幀交換12/12/202284.2.2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)傳輸媒體和拓?fù)涞倪x擇不是孤立的總線最靈活、環(huán)形吞吐量高、星形易布線12/12/202294.2.3IEEE802標(biāo)準(zhǔn)IEEE802委員會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)被ISO采用為ISO8802要求基于芯片和超大規(guī)模集成電路(VLSI)的解決方案IEEE802參考模型p127圖4.4支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸媒體、MAC技術(shù)IEEE802委員會(huì)組成結(jié)構(gòu)：表4.212/12/2022104.2.4邏輯鏈路控制LLC子層LLC子層負(fù)責(zé)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的的PDU的傳輸中間無(wú)中繼交換:鏈路是共享鏈路,支持多個(gè)站點(diǎn)訪問(wèn)，并且沒(méi)有主節(jié)點(diǎn).LLC子層和MAC子層協(xié)同工作.12/12/2022114.2.4邏輯鏈路控制LLC子層LLC協(xié)議為高層用戶(hù)提供站點(diǎn)編址機(jī)制.實(shí)質(zhì)是基于HDLC協(xié)議。提供三種服務(wù):無(wú)確認(rèn)無(wú)連接：無(wú)流量控制和差錯(cuò)控制有連接：建立一條邏輯連接有確認(rèn)無(wú)連接：連接帶來(lái)開(kāi)銷(xiāo)幀的確認(rèn)機(jī)制12/12/2022124.2.5媒體訪問(wèn)控制MAC子層

MAC層提供控制傳輸媒體訪問(wèn)的機(jī)制,使訪問(wèn)有序.參數(shù):

控制位置控制方式12/12/2022134.2.5媒體訪問(wèn)控制MAC子層控制位置1,集中式選擇某個(gè)節(jié)點(diǎn),它可以授權(quán)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)2,分布式所有節(jié)點(diǎn)平等地參與決定傳輸順序12/12/2022144.2.5媒體訪問(wèn)控制MAC子層集中式的優(yōu)點(diǎn):1,可以提供高級(jí)功能,如優(yōu)先級(jí)控制.2,單個(gè)節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)邏輯簡(jiǎn)單.3,沒(méi)有分布合作,可靠性好.缺點(diǎn):1,網(wǎng)絡(luò)依賴(lài)控制節(jié)點(diǎn).2,控制節(jié)點(diǎn)會(huì)成為性能瓶頸.分布式控制的優(yōu)缺點(diǎn)相反.12/12/2022154.2.5媒體訪問(wèn)控制MAC子層訪問(wèn)控制技術(shù)：同步：TDM、FDM異步：動(dòng)態(tài)分配信道時(shí)間片輪轉(zhuǎn)*：tokenpassing多個(gè)站點(diǎn)傳輸，集中/分布預(yù)約*：站點(diǎn)傳輸是連續(xù)的，集中/分布DQDB競(jìng)爭(zhēng)*：突發(fā)性，分布式CSMA/CD12/12/2022164.2.5媒體訪問(wèn)控制MAC子層MAC幀通用格式MAC檢測(cè)錯(cuò)誤并丟棄出錯(cuò)的幀LLC進(jìn)行差錯(cuò)控制MAC控制目的MAC地址源MAC地址LLC數(shù)據(jù)CRC12/12/2022174.3CSMA/CD和IEEE802.3載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)(CSMA/CD),是在總線/樹(shù)形和星型拓?fù)渲袘?yīng)用最廣泛的媒體訪問(wèn)控制技術(shù).技術(shù)特點(diǎn)：隨機(jī)訪問(wèn)：站點(diǎn)傳輸是隨機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)：為訪問(wèn)權(quán)而競(jìng)爭(zhēng)用于分組無(wú)線網(wǎng)的ALOHA協(xié)議是最早的協(xié)議12/12/2022184.3.1ALOHA技術(shù)協(xié)議思想:1,站點(diǎn)有數(shù)據(jù)就立即傳輸.2,在最大來(lái)回傳播時(shí)間內(nèi)監(jiān)聽(tīng). <1>,有確認(rèn),傳輸成功. <2>,沒(méi)有確認(rèn),重發(fā).協(xié)議的關(guān)鍵是會(huì)同時(shí)使用信道時(shí)產(chǎn)生沖突12/12/2022194.3.1ALOHA技術(shù):效率假設(shè):1,用戶(hù)的行為符合普阿松分布.有無(wú)限多個(gè)用戶(hù).2,每個(gè)幀傳輸時(shí)間相等T.3,T時(shí)間內(nèi),用戶(hù)產(chǎn)生S個(gè)新幀.(0<S<1)4,T時(shí)間內(nèi),用戶(hù)發(fā)送G個(gè)幀（新幀＋重傳幀）.G>=S12/12/2022204.3.1ALOHA技術(shù):效率陰影幀在什么條件下可以不受任何損害而安全到達(dá)？

TT

沖突危險(xiǎn)區(qū)12/12/2022214.3.1ALOHA技術(shù):效率系統(tǒng)如果處在平衡狀態(tài)下: S=G*P0在沖突危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)發(fā)送的幀不會(huì)產(chǎn)生沖突的概率為沖突區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生0幀的概率又Pk=GK*e-G/k!所以 S=G*e-2GG=0.5時(shí),S最大等于0.1812/12/2022224.3.1改進(jìn)的ALOHA技術(shù)改進(jìn)：分槽ALOHA

增加時(shí)槽的概念.

一個(gè)時(shí)槽等于發(fā)送一個(gè)幀的最長(zhǎng)時(shí)間.

站點(diǎn)只有在時(shí)槽開(kāi)始時(shí)可以發(fā)送幀.只有同一時(shí)槽開(kāi)始進(jìn)行傳輸幀才產(chǎn)生沖突沖突的危險(xiǎn)區(qū)減少一半,效率提高一倍,到0.36.12/12/2022234.3.1載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)CSMA局域網(wǎng)的特性：與幀傳輸時(shí)間相比，傳播時(shí)間比較短站點(diǎn)能夠馬上知道其他站點(diǎn)的傳輸CSMA：先聽(tīng)后說(shuō)LBT站點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)媒體,只有媒體空閑才可以發(fā)送數(shù)據(jù).降低沖突概率.仍然有可能多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù),這時(shí)各個(gè)站點(diǎn)收不到確認(rèn),各自重發(fā).2τT12/12/2022244.3.1CSMA重發(fā)策略媒體忙時(shí)，站點(diǎn)的等待策略：

0堅(jiān)持策略隨機(jī)等待一段時(shí)間,再發(fā)送.1堅(jiān)持策略繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，等媒體空閑立即重發(fā).P堅(jiān)持策略：重負(fù)載下NP<1媒體空閑時(shí),以概率P發(fā)送,1-P延遲一個(gè)時(shí)槽.媒體忙，則繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)直到信道空閑12/12/2022254.3.2載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)CSMA由于只發(fā)不聽(tīng),所以要到最大回路延遲后才能夠知道發(fā)送是否成功,大量的信道容量倍浪費(fèi).CSMA/CD邊發(fā)邊聽(tīng),能夠立即知道正在發(fā)送的數(shù)據(jù)是否被干擾.12/12/2022264.3.2CSMA/CD1,媒體空閑,傳輸.否則,監(jiān)聽(tīng)一直等待,直到媒體空閑，并立即傳輸2,傳輸過(guò)程中監(jiān)聽(tīng)到?jīng)_突,發(fā)出信號(hào)通知所有站點(diǎn)停止發(fā)送.3,發(fā)出通知信號(hào)后,隨機(jī)等待一段時(shí)間,回到1.檢測(cè)沖突的時(shí)間：2倍端到端傳播延遲：時(shí)槽長(zhǎng)度2τAB檢測(cè)到?jīng)_突發(fā)生12/12/202227在包括IEEE802.3局域網(wǎng)在內(nèi)的決大多數(shù)的CSMA/CD系統(tǒng)有一條非常重要的原則：幀必須足夠長(zhǎng)以使沖突能在幀傳輸完畢前被檢測(cè)到。

12/12/2022284.3.3二進(jìn)制指數(shù)退避算法1-堅(jiān)持方式：時(shí)間分割成時(shí)槽,每個(gè)時(shí)槽（512比特時(shí)間)51.2s第一次沖突發(fā)生后,等待0或1個(gè)時(shí)槽嘗試發(fā)送第i次沖突,等待的時(shí)槽數(shù)從0到2i-1中隨機(jī)選取.10次沖突后,隨機(jī)等待最大槽數(shù)固定為1023次.16次沖突后，放棄傳輸，報(bào)告錯(cuò)誤沒(méi)有遇到?jīng)_突的站點(diǎn)更有機(jī)會(huì)獲得訪問(wèn)權(quán)12/12/202229幀格式64比特的前導(dǎo)開(kāi)始：前面7個(gè)字節(jié)為10101010。該字段用于“喚醒”接收者，接收者利用它與發(fā)送方的時(shí)鐘進(jìn)行同步。最后一個(gè)字節(jié)為10101011，“提醒”接收者幀的開(kāi)始用戶(hù)數(shù)據(jù)最長(zhǎng)為1500字節(jié)，同時(shí)以太網(wǎng)限制每個(gè)幀中從目的地址字段到檢驗(yàn)和字段的長(zhǎng)度最小為64字節(jié)

12/12/202230限制每個(gè)幀中從長(zhǎng)度字段結(jié)束到檢驗(yàn)和字段開(kāi)始的長(zhǎng)度最小為46字節(jié)：考慮一個(gè)2500米的以太網(wǎng)配置，兩個(gè)站點(diǎn)間最多有四個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，把傳輸媒體的傳播延遲和轉(zhuǎn)發(fā)器處的轉(zhuǎn)發(fā)延遲考慮在一起，IEEE802.3認(rèn)為端到端的傳播延遲最多為51.2微秒，而傳輸速率為10Mbps，也就是幀的最小幀長(zhǎng)限制為512比特，以太網(wǎng)幀中的目的地址、源地址、類(lèi)型和檢驗(yàn)和字段占去了18字節(jié)，所以攜帶的數(shù)據(jù)最少為46字節(jié)（368比特）。12/12/2022314.3.4IEEE802.312/12/202232IEEE802.3實(shí)際的以太網(wǎng)布線工程中遵循的5-4-3原則:5指任意兩個(gè)站點(diǎn)間最多有5個(gè)以太網(wǎng)網(wǎng)段，4指任意兩個(gè)站點(diǎn)間最多有4個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，3表示任意兩個(gè)站點(diǎn)間最多有3個(gè)網(wǎng)段有站點(diǎn)相連，也就是說(shuō)如果兩個(gè)站點(diǎn)間有5個(gè)以太網(wǎng)網(wǎng)段，并不是所有的網(wǎng)段都可以連接站點(diǎn)，有些網(wǎng)段只是用來(lái)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離。12/12/202233802.3特點(diǎn)：時(shí)間片輪轉(zhuǎn)*：tokenpassing預(yù)約*：DQDB競(jìng)爭(zhēng)*：CSMA/CDCSMA/CD:沖突檢測(cè):幀的傳輸時(shí)間必須大于沖突檢測(cè)時(shí)間:最小幀長(zhǎng)限制512bit堅(jiān)持策略:1-堅(jiān)持恢復(fù)策略:二進(jìn)制指數(shù)退避12/12/2022344.4令牌總線和IEEE802.4802.3協(xié)議不能保證對(duì)每個(gè)站點(diǎn)公平,不能保證最長(zhǎng)等待時(shí)間.因此不能應(yīng)用于工廠自動(dòng)化和實(shí)時(shí)系統(tǒng)中.802.4提出了令牌總線網(wǎng),既有802.3的可靠性,又有環(huán)網(wǎng)能確知最壞情況的特性.12/12/2022354.4.1令牌總線局域網(wǎng)邏輯上,令牌總線所有站點(diǎn)組成一個(gè)環(huán),每個(gè)站點(diǎn)按次序分配一個(gè)邏輯地址.每個(gè)站點(diǎn)記錄前面站點(diǎn)和后面站點(diǎn).令牌繞邏輯環(huán)傳送,只有令牌持有者才有權(quán)力發(fā)送數(shù)據(jù).102030405060邏輯環(huán)（站點(diǎn)20、40不在環(huán)中）圖3.4令牌總線配置（圖中總線上站點(diǎn)按物理地址排序，標(biāo)準(zhǔn)中并未如此規(guī)定）12/12/2022364.4.2令牌總線控制令牌總線MAC協(xié)議十分復(fù)雜,至少下列功能:1,環(huán)初始化2,插入環(huán)3,退出環(huán)4,恢復(fù)環(huán)12/12/2022374.4.2環(huán)初始化網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有令牌,開(kāi)始環(huán)初始化過(guò)程:發(fā)出一個(gè)申請(qǐng)令牌幀CLAIM-TOKEN幀沒(méi)有人來(lái)競(jìng)爭(zhēng),產(chǎn)生令牌,建立一個(gè)環(huán)有競(jìng)爭(zhēng),比較申請(qǐng)令牌幀的數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度來(lái)解決沖突:CLAIM-TOKEN幀的長(zhǎng)度根據(jù)其地址的頭兩位的值設(shè)置為“響應(yīng)窗口”(時(shí)槽時(shí)間)的0/2/4/6倍發(fā)完之后如果監(jiān)聽(tīng)到媒體上還有別的站點(diǎn)來(lái)發(fā)送,放棄申請(qǐng)令牌否則按照地址的下一個(gè)兩位來(lái)繼續(xù)競(jìng)爭(zhēng)….12/12/2022384.4.2插入環(huán)令牌持有者周期性發(fā)送征求后繼站幀SOLIT_SUCCESSOR幀,來(lái)詢(xún)問(wèn)要加入環(huán)的站點(diǎn).發(fā)送SOLIT_SUCCESSOR后,等待一個(gè)響應(yīng)窗口時(shí)間來(lái)允許新站加入環(huán)中,如果沒(méi)有新站加入繼續(xù)其他操作.如果有一個(gè)站點(diǎn)響應(yīng)(置后繼站幀),該站點(diǎn)被插入環(huán)中,并且成為當(dāng)前令牌持有者后繼站點(diǎn),并把令牌傳遞給它.12/12/2022394.4.2插入環(huán)如果有多個(gè)站點(diǎn)要求插入.令牌持有者發(fā)出解決競(jìng)爭(zhēng)RESOLVE_CONTENTION幀并且等待4個(gè)響應(yīng)窗口.每個(gè)請(qǐng)求者按照自身地址前2位選擇等待的響應(yīng)窗口數(shù):等待相應(yīng)的響應(yīng)窗口,如果之前有站點(diǎn)發(fā)送,則放棄令牌持有者收到有效響應(yīng)后,該新站成為后繼站點(diǎn),被插入環(huán)否則根據(jù)下一個(gè)2位重復(fù)RESOLVE_CONTENTION過(guò)程.過(guò)程持續(xù)直到收到一個(gè)有效的置后繼幀,沒(méi)有響應(yīng),或者直到最后兩個(gè)比特為止.12/12/2022404.4.2插入環(huán)新站的請(qǐng)求不會(huì)影響令牌的輪轉(zhuǎn)時(shí)間每個(gè)站點(diǎn)都會(huì)計(jì)算令牌循環(huán)一周的時(shí)間如果通信量太大,不允許新站進(jìn)環(huán)每次只允許一個(gè)站點(diǎn)入環(huán)12/12/2022414.4.2環(huán)刪除站點(diǎn)在持有令牌時(shí),能夠從環(huán)中刪除自身.站點(diǎn)向其前方站點(diǎn)發(fā)送置后繼站幀來(lái)更新后繼站點(diǎn)記錄,然后把令牌傳遞給后繼站點(diǎn).12/12/2022424.4.2環(huán)恢復(fù)一個(gè)或者多個(gè)站點(diǎn)一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有監(jiān)測(cè)到環(huán)活動(dòng)就可以發(fā)出CLAIM_TOKEN幀發(fā)起環(huán)初始化過(guò)程.令牌傳遞過(guò)程中令牌恢復(fù):令牌傳遞之后監(jiān)測(cè)一段時(shí)間,看后繼站點(diǎn)是否活躍不活躍,再遞交一次仍然失敗,則發(fā)送WHO-FOLLOWS幀,以把出錯(cuò)站點(diǎn)從環(huán)中移走上一步驟仍然失敗,發(fā)送SOLICT_SUCCESSOR_2,重建環(huán)令牌持有者故障,令牌丟失,開(kāi)始環(huán)初始化過(guò)程發(fā)現(xiàn)多個(gè)令牌則丟棄一個(gè),直到最后只剩一個(gè)或者沒(méi)有12/12/2022434.4.2令牌總線優(yōu)先級(jí)算法優(yōu)先級(jí)分4級(jí)0、2、4、6,其中6級(jí)為最高優(yōu)先級(jí).THT令牌擁有時(shí)間,一個(gè)站點(diǎn)擁有令牌發(fā)送第6級(jí)數(shù)據(jù)的最大時(shí)間.TRTi

第i(4,2,0)優(yōu)先級(jí)的令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間.12/12/2022444.4.2令牌總線優(yōu)先級(jí)算法令牌持有者按照下列算法發(fā)送數(shù)據(jù):THT時(shí)間內(nèi)發(fā)送第6級(jí)數(shù)據(jù).發(fā)送完第6級(jí)數(shù)據(jù)后,如果上次令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間小于TRT4,發(fā)送第4級(jí)數(shù)據(jù).發(fā)送完第4級(jí)數(shù)據(jù)后,如果上次令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間小于TRT2,發(fā)送第2級(jí)數(shù)據(jù).發(fā)送完第2級(jí)數(shù)據(jù)后,如果上次令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間小于TRT0,發(fā)送第0級(jí)數(shù)據(jù).12/12/2022454.4.3IEEE802.4標(biāo)準(zhǔn)物理媒體采用寬帶同軸電纜三種模擬調(diào)制技術(shù):相位連續(xù)頻移鍵控緊湊相位頻移鍵控多級(jí)雙二進(jìn)制調(diào)幅相移鍵控12/12/2022464.5TokenRing環(huán)接口站無(wú)方向環(huán)(a)(b)(c)1比特延遲環(huán)接口到站上去自站上來(lái)到站上去自站上來(lái)圖3.6（a）環(huán)網(wǎng)；（b）偵聽(tīng)模式；（c）發(fā)送模式12/12/2022474.5TokenRing令牌環(huán)中，當(dāng)所有的站點(diǎn)都空閑時(shí)，一種特殊的比特格式（令牌）總是在繞環(huán)運(yùn)行。當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)想發(fā)送一幀時(shí)，它必須抓住令牌，并在傳輸幀之前將令牌從環(huán)中刪除。12/12/2022484.5TokenRing線路中心:旁路中繼器旁路,站點(diǎn)從環(huán)中移走改善網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可維護(hù)性站點(diǎn)電纜旁路中繼器線路中心接頭12/12/2022494.5TokenRingMAC環(huán)必須容納一個(gè)完整的令牌:比特的“物理長(zhǎng)度”

:200/R米（p.143）環(huán)本身必須有足夠的時(shí)延來(lái)容納一個(gè)完整的令牌在環(huán)內(nèi)流通。每站中確定的1比特時(shí)延信號(hào)傳播時(shí)延

3Kmring,prom=200m/us,1Mbps,20station環(huán)上插入人工延遲以保證環(huán)能夠容納令牌

12/12/2022504.5TokenRingMAC怎樣抓獲令牌?3字節(jié)的令牌就不停地在環(huán)網(wǎng)上轉(zhuǎn)，等待某個(gè)站點(diǎn)將其抓獲。將令牌中的某個(gè)特定位由0變?yōu)?，從而將令牌改造成一個(gè)數(shù)據(jù)幀的起始序列。得到令牌后，站點(diǎn)填寫(xiě)并發(fā)送組成數(shù)據(jù)幀的余下字段部分。

12/12/2022514.5TokenRingMAC幀的遞交的確認(rèn)機(jī)制比特繞環(huán)一周回來(lái)，發(fā)送者將它們從環(huán)中移去,傳輸完數(shù)據(jù)幀后產(chǎn)生令牌幀的數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度沒(méi)有限制幀狀態(tài)字段:(p.146第三段：AC=00/10/11)A:AccessBitC:CopyBit12/12/2022524.5TokenRingMAC令牌持有時(shí)間:THT(default10ms)站點(diǎn)沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送或者再發(fā)送另一幀將超過(guò)令牌持有時(shí)間時(shí)，站點(diǎn)將重新產(chǎn)生一個(gè)3字節(jié)的令牌并置于環(huán)中。令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間TRT:

12/12/2022534.5TokenRingMAC優(yōu)先級(jí)機(jī)制。在令牌和數(shù)據(jù)幀中包含兩個(gè)字段：優(yōu)先級(jí)字段(3位)和預(yù)約字段(3位)環(huán)中的令牌也有一定的優(yōu)先級(jí)n每個(gè)站點(diǎn)發(fā)送的幀都分配一個(gè)優(yōu)先級(jí)，站點(diǎn)只有當(dāng)有比當(dāng)前令牌的優(yōu)先級(jí)相同或者更高的數(shù)據(jù)幀時(shí)才能抓住令牌12/12/2022544.5TokenRingMAC令牌的優(yōu)先級(jí)如何改變?預(yù)約機(jī)制站點(diǎn)X想要傳輸一優(yōu)先級(jí)為n的數(shù)據(jù)幀:發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)幀的預(yù)約字段比n低，站點(diǎn)將這個(gè)數(shù)據(jù)幀的預(yù)約字段置為n，表示預(yù)約優(yōu)先級(jí)為n的令牌；發(fā)現(xiàn)預(yù)約字段比站點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)高，就不作任何動(dòng)作。經(jīng)過(guò)令牌幀的預(yù)約字段比n低,該字段改變?yōu)閚.持有令牌站點(diǎn)釋放令牌時(shí)把優(yōu)先級(jí)提升為n。優(yōu)先級(jí)提高的站點(diǎn)X有責(zé)任在傳輸完成后把優(yōu)先級(jí)降到原先的水平。12/12/202255站點(diǎn)準(zhǔn)備發(fā)送一個(gè)幀:優(yōu)先級(jí)一個(gè)令牌經(jīng)過(guò),并且優(yōu)先級(jí)比站點(diǎn)優(yōu)先級(jí)低或相等:抓住令牌12/12/202256令牌優(yōu)先級(jí)高,或者數(shù)據(jù)幀經(jīng)過(guò),進(jìn)行預(yù)約12/12/202257站點(diǎn)傳輸完,產(chǎn)生一個(gè)新的令牌:提升優(yōu)先級(jí)或者不提升12/12/202258站點(diǎn)看到一個(gè)它提升的令牌,降低優(yōu)先級(jí)12/12/2022594.5TokenRingMAC例：p149圖4.12A向B發(fā)幀,優(yōu)先級(jí)為0.D設(shè)置預(yù)約字段為3A提升令牌優(yōu)先級(jí)為3,記錄原來(lái)優(yōu)先級(jí)0令牌被D抓獲,傳輸數(shù)據(jù)幀,優(yōu)先級(jí)為3D釋放令牌,優(yōu)先級(jí)字段為收到的令牌優(yōu)先級(jí)A發(fā)現(xiàn)了一個(gè)優(yōu)先級(jí)為3的令牌,有責(zé)任降低優(yōu)先級(jí),截獲令牌A產(chǎn)生一個(gè)等于它提升以前的優(yōu)先級(jí)0的令牌12/12/2022604.5TokenRing令牌環(huán)的維護(hù):監(jiān)控站保證環(huán)只有一個(gè)令牌選取監(jiān)控站:競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制來(lái)產(chǎn)生:高地址優(yōu)先監(jiān)控站的功能:令牌丟失:最長(zhǎng)無(wú)令牌時(shí)間混淆幀:檢驗(yàn)和字段無(wú)主幀:監(jiān)控位環(huán)長(zhǎng)度:人工延遲環(huán)斷開(kāi)時(shí):站點(diǎn)發(fā)送BEACON幀,并且盡量傳播12/12/2022614.5TokenRing早釋令牌ETR(EarlyTokenRelease)站點(diǎn)發(fā)出數(shù)據(jù)幀,在幀傳輸完時(shí),該幀的第一個(gè)比特可能會(huì):已回到發(fā)送站點(diǎn):還沒(méi)有回到發(fā)送站點(diǎn):這一段時(shí)間必須等待ETR允許站點(diǎn)完成傳輸后馬上釋放令牌:先發(fā)送令牌,然后檢查預(yù)約字段…..12/12/2022624.5.3IEEE802.5傳輸媒體為雙絞線,4Mbps/16Mbps差分曼徹斯特編碼幀格式中利用了違例編碼法

字節(jié)1112或62或6無(wú)限制411

SDACFC目的地址源地址LLCDATAFCSEDFS

SD＝

起始定界符

AC＝

訪問(wèn)控制:PPPTMRRR:T(Type)M(monitor) FC＝

幀控制

FCS＝

幀檢驗(yàn)序列

ED＝

結(jié)束定界符

FS＝

幀狀態(tài):A/C12/12/2022634.5.3IEEE802.5令牌總線分布式控制協(xié)議更加復(fù)雜令牌環(huán)監(jiān)控站來(lái)維護(hù)令牌監(jiān)控站出現(xiàn)故障時(shí),有時(shí)很難覺(jué)察到12/12/2022644.6無(wú)線局域網(wǎng)：IEEE802.11什么是無(wú)線局域網(wǎng)？有線LAN的擴(kuò)充或者替代技術(shù)移動(dòng)性和連接性（mobilityandconnectivity）無(wú)線局域網(wǎng)的基本特性：覆蓋一定范圍、全連接、廣播支持電池容量有限噪聲的干擾、安全、多個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)的干擾漫游服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)配置：站點(diǎn)動(dòng)態(tài)加入、退出、移動(dòng)12/12/2022654.6.2IEEE802.11參考模型基本服務(wù)集BSS：所有站點(diǎn)利用相同MAC協(xié)議來(lái)訪問(wèn)同一個(gè)共享的傳輸媒體訪問(wèn)點(diǎn)AP：通過(guò)AP連接到有線LAN擴(kuò)展服務(wù)集ESS：兩個(gè)或多個(gè)BSS，組成一個(gè)單一的邏輯上的局域網(wǎng)。站點(diǎn)的移動(dòng)特性來(lái)分：無(wú)移動(dòng)、BSS轉(zhuǎn)移、ESS轉(zhuǎn)移Ad-HocNetwork：一個(gè)分割開(kāi)來(lái)的IBSS，Peer-to-Peer通信12/12/202266分布式系統(tǒng)服務(wù)器擴(kuò)展服務(wù)集站點(diǎn)站點(diǎn)訪問(wèn)點(diǎn)基本服務(wù)集站點(diǎn)站點(diǎn)訪問(wèn)點(diǎn)基本服務(wù)集站點(diǎn)圖4.14IEEE802.11體系結(jié)構(gòu)12/12/2022674.6.2IEEE802.11參考模型無(wú)線局域網(wǎng)的傳輸技術(shù)：紅外線：無(wú)法穿越不透明物體窄帶微波:采用特定的頻率，和電話(huà)類(lèi)似，通過(guò)采用不同的頻率來(lái)保證隱私和不受干擾。

擴(kuò)展頻譜：犧牲帶寬來(lái)?yè)Q取可靠性、完整性和安全。跳頻（Frequency-Hopping）直接序列（Direct-Sequence）12/12/2022684.6.2IEEE802.11參考模型Instrumentation,Scientific,andMedical(ISM)902-928MHz/2.4-2.483GHz/5.15-5.35GHz/5.725-5.875GHz.IEEE802.11的物理層:2.4GHz跳頻1Mbps2Mbps直接序列1Mbps/2Mbps5.5/11Mbps漫射紅外diffuseinfrared802.11-a：正交頻分復(fù)用技術(shù)OFDM

調(diào)制，5GHz

6/12/24Mbps，可選9/18/36/48/54Mbps802.11-b:5.5/11Mbps,2.4GHz802.11g:54Mbpsinthe2.4GHzband12/12/202269

radiomodem：frequencybandsignallingratemodulationtransmittedpowerSNRanddB

MACController

packetformat

channelaccessmechanisms

networkmanagementon-boardmemory12/12/202270分布式協(xié)調(diào)功能（DCF）物理層點(diǎn)協(xié)調(diào)功能（PCF）競(jìng)爭(zhēng)服務(wù)無(wú)競(jìng)爭(zhēng)服務(wù)MAC層圖4.15IEEE802.11協(xié)議結(jié)構(gòu)12/12/2022714.6.3IEEE802.11:MACDFWMAC：DistributedFoundationWirelessLANDistributedMode:CSMA/CACoordinatedMode:PollingMAClevelretransmissions/RTS/CTS和fragmentation.CSMA/CA：CSMA/CD：以太網(wǎng)能夠在傳輸?shù)臅r(shí)候檢測(cè)沖突而對(duì)無(wú)線站點(diǎn)，相比其他站點(diǎn)來(lái)的信號(hào)而言，傳輸信號(hào)非常強(qiáng)包括兩個(gè)部分：listenbeforetalkcontention12/12/2022724.6.3IEEE802.11:MACCSMA/CA：首先監(jiān)聽(tīng)信道，如果空閑，等待一個(gè)IFS間隔后看是否信道仍然空閑，如空閑，發(fā)送如果信道忙，等待直到傳輸結(jié)束，然后開(kāi)始沖突避免階段沖突避免：傳輸完成后繼續(xù)等待IFS間隔，如果信道仍然忙則進(jìn)行二進(jìn)制指數(shù)退避，等待一段時(shí)間后，繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)信道，如果信道空閑，競(jìng)爭(zhēng)成功，傳輸幀其他站點(diǎn)繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)直到傳輸完成進(jìn)行下一次競(jìng)爭(zhēng)12/12/2022734.6.3IEEE802.11:MAC站點(diǎn)通過(guò)不同InterFrameSpaces(IFS)提供4種優(yōu)先級(jí)SIFS-ShortInterFrameSpace

PIFS-PointCoordinationIFS

DIFS-DistributedIFS

EIFS-ExtendedIFS

IFS定義了站點(diǎn)檢測(cè)到媒體空閑必須等待的最短時(shí)間，站點(diǎn)采用的IFS越短，優(yōu)先級(jí)越高如果出現(xiàn)沖突，則采用指數(shù)退避算法，以保證重負(fù)載下的穩(wěn)定性12/12/2022744.6.3IEEE802.11:MACMAC幀的重傳機(jī)制：站點(diǎn)收到一個(gè)幀后，等待一個(gè)SIFS間隔后發(fā)一個(gè)ACK。沖突恢復(fù)LLCPDU分解成多個(gè)MACPDURTS/CTS：HiddenNode問(wèn)題發(fā)送者僅僅根據(jù)本地信息來(lái)判斷接收者是否空閑handshaking

:站點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)前發(fā)送RTS，等待CTS，收到CTS表示接收者接收到RTS，因而也可以接收數(shù)據(jù)收到RTS的站點(diǎn)等待，直到超時(shí)或者看到CTS幀輪詢(xún)響應(yīng)：PollResponse12/12/2022754.6.3IEEE802.11:MACPCF:PointCoordinationFunction

一種極端的方法：要求實(shí)時(shí)傳輸?shù)恼军c(diǎn)有PCF控制對(duì)媒體的訪問(wèn)PCF發(fā)送一個(gè)輪詢(xún)幀，被輪詢(xún)站點(diǎn)利用SIFS響應(yīng)如果收到響應(yīng)，用PIFS發(fā)送下一個(gè)輪詢(xún)否則等待超時(shí)結(jié)束再發(fā)出一個(gè)輪詢(xún)其他站點(diǎn)通過(guò)CSMA/CA機(jī)制來(lái)競(jìng)爭(zhēng)超級(jí)幀：超級(jí)幀分成兩個(gè)部分，前面的時(shí)間間隔內(nèi)PCF單元用來(lái)進(jìn)行輪詢(xún)，而后面的部分用于站點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)媒體的訪問(wèn)超級(jí)幀結(jié)束后，PCF必須利用PIFS來(lái)獲取對(duì)媒體的控制，如果忙，則必須等到媒體空閑，這樣超級(jí)幀的時(shí)間就會(huì)被減少12/12/2022764.8局域網(wǎng)性能一個(gè)重要的參數(shù):a=傳播時(shí)間/傳輸時(shí)間

媒體長(zhǎng)度：Bd/V對(duì)于局域網(wǎng)來(lái)說(shuō)：a的范圍0.01~0.1簡(jiǎn)單的局域網(wǎng)模型：N個(gè)站點(diǎn)，傳播延遲為a，傳輸延遲為1每個(gè)站點(diǎn)總是有幀在等待傳輸12/12/2022774.8.1令牌環(huán)性能分析環(huán)的活動(dòng)包括兩個(gè)部分：獲得令牌，數(shù)據(jù)傳輸，傳遞令牌a<1時(shí)開(kāi)始傳輸幀tt+a回到發(fā)送者t+1幀傳輸完令牌傳遞下一站點(diǎn):a/Na>1時(shí)開(kāi)始傳輸幀tt+1幀傳輸完t+a幀回到發(fā)送者