IEEE-802參考模型解析課件

本章學(xué)習(xí)要求：了解：局域網(wǎng)的分類與特點。理解：IEEE802參考模型與介質(zhì)訪問控制子層

的基本概念。掌握：Ethernet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)

的基本工作原理。掌握：無線局域網(wǎng)WLAN與802.11標(biāo)準(zhǔn)的基本

概念。掌握：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)基本概念與網(wǎng)橋基本工作原

理?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1本章學(xué)習(xí)要求：1本章知識點結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層2本章知識點結(jié)構(gòu)25.1局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與演變5.1.1局域網(wǎng)技術(shù)的研究與發(fā)展《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層35.1局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與演變5.1.1局域網(wǎng)技術(shù)的研介質(zhì)訪問控制的基本概念分布式控制的方法局域網(wǎng)中不存在中心主機，而是由每個主機各自決定是否發(fā)送數(shù)據(jù)，以及出現(xiàn)沖突時如何處理。“介質(zhì)訪問控制方法”要解決的三個基本問題：

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什么時候發(fā)送數(shù)據(jù)？

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如何發(fā)現(xiàn)沖突？

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出現(xiàn)沖突怎么辦？《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層4介質(zhì)訪問控制的基本概念45.1.2介質(zhì)訪問控制方法CSMA/CD、

TokenBus與TokenRing的比較三種不同的介質(zhì)訪問控制方法對應(yīng)三種不同類型的局域網(wǎng)：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Ethernet，稱為“以太網(wǎng)”。采用令牌控制的令牌總線形（TokenBus）局域網(wǎng)，稱為“TokenBus”或“令牌總線網(wǎng)”。采用令牌控制的令牌環(huán)形（TokenRing）局域網(wǎng)，稱為“TokenRing”或“令牌環(huán)網(wǎng)”。《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層55.1.2介質(zhì)訪問控制方法CSMA/CD、

CSMA/CD總線形局域網(wǎng)特點《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層6CSMA/CD總線形局域網(wǎng)特點6令牌總線形局域網(wǎng)的特點《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層7令牌總線形局域網(wǎng)的特點7令牌環(huán)局域網(wǎng)的特點《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層8令牌環(huán)局域網(wǎng)的特點8CSMA/CD方法的主要特點介質(zhì)訪問控制方法算法簡單，易于實現(xiàn)。目前，有很多種VLSI（超大規(guī)模集成電路）可以實現(xiàn)CSMA/CD方法，有利于降低Ethernet組網(wǎng)成本，擴大應(yīng)用范圍。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。在網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷較低時表現(xiàn)出較好的吞吐率與延遲特性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷增大時，由于沖突增多，網(wǎng)絡(luò)吞吐率下降、傳輸延遲增加。《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層9CSMA/CD方法的主要特點9確定型介質(zhì)訪問控制方法TokenBus、TokenRing的主要特點：適用于對數(shù)據(jù)傳輸實性要求較高的應(yīng)用環(huán)境，如生產(chǎn)過程控制領(lǐng)域。在網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)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(fù)荷較重的應(yīng)用環(huán)境。環(huán)的維護過程復(fù)雜，實現(xiàn)起來比較困難?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層10確定型介質(zhì)訪問控制方法TokenBus、TokenRin不同通信負(fù)荷下實際數(shù)據(jù)傳輸速率的比較《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層11不同通信負(fù)荷下實際數(shù)據(jù)傳輸速率的比較115.1.3Ethernet技術(shù)的研究與發(fā)展《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層125.1.3Ethernet技術(shù)的研究與發(fā)展12延時帶寬積物理意義《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層13延時帶寬積物理意義13Ethernet技術(shù)的發(fā)展過程《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層14Ethernet技術(shù)的發(fā)展過程145.1.4局域網(wǎng)參考模型與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層155.1.4局域網(wǎng)參考模型與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)15IEEE802協(xié)議結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層16IEEE802協(xié)議結(jié)構(gòu)165.2Ethernet基本工作原理5.2.1Ethernet數(shù)據(jù)發(fā)送流程分析《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層175.2Ethernet基本工作原理5.2.1Ethe載波偵聽總線電平跳變與總線忙閑狀態(tài)的判斷《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層18載波偵聽18沖突窗口的概念沖突窗口=2D/VD為總線傳輸介質(zhì)的最大長度V是電磁波在介質(zhì)中的傳播速度《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層19沖突窗口的概念19沖突檢測曼徹斯特編碼信號的波形疊加《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層20沖突檢測20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。隨機延遲重發(fā)的第一步是發(fā)送“沖突加強干擾序列（jammingsequence）信號”。沖突加強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，減少由于沖突浪費的時間，提高信道利用率。《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層21發(fā)現(xiàn)沖突、停止發(fā)送21隨機延遲重發(fā)幀的最大重發(fā)次數(shù)為16CSMA/CD后退延遲算法是截止二進制指數(shù)后退延遲算法為：τ＝2k·R·a

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τ為重新發(fā)送所需的后退延遲的時間

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a是沖突窗口值

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R是隨機數(shù)二進制指數(shù)k的范圍，定義了k=min（n，10）

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重發(fā)次數(shù)n<10，則k取值為n

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重發(fā)次數(shù)n≥10時，則k取值為10《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層22隨機延遲重發(fā)225.2.2Ethernet幀結(jié)構(gòu)Ethernet幀結(jié)構(gòu)比較《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層235.2.2Ethernet幀結(jié)構(gòu)235.2.3Ethernet接收流程的分析《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層245.2.3Ethernet接收流程的分析245.2.4Ethernet網(wǎng)卡設(shè)計與物理地址典型的10BASE-5的Ethernet實現(xiàn)方法《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層255.2.4Ethernet網(wǎng)卡設(shè)計與物理地址典型的10BEthernet網(wǎng)卡與計算機之間關(guān)系《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層26Ethernet網(wǎng)卡與計算機之間關(guān)系26Ethernet物理地址《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層27Ethernet物理地址275.2.5Ethernet物理層標(biāo)準(zhǔn)命名方法IEEE802.3XType-YNameX表示數(shù)據(jù)傳輸速率，單位為MbpsY表示網(wǎng)段的最大長度，單位為100mType表示傳輸方式是基帶還是頻帶Name表示局域網(wǎng)的名稱《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層285.2.5Ethernet物理層標(biāo)準(zhǔn)命名方法285.3交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)技術(shù)5.3.1交換式局域網(wǎng)技術(shù)交換基本的功能：建立和維護一個表示MAC地址與交換機端口號對應(yīng)關(guān)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。完成幀的過濾與轉(zhuǎn)發(fā)。執(zhí)行生成樹協(xié)議，防止出現(xiàn)環(huán)路?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層295.3交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)技術(shù)5.3.1交換式局局域網(wǎng)交換機的工作原理《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層30局域網(wǎng)交換機的工作原理30交換機的交換方式《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層31交換機的交換方式315.3.2虛擬局域網(wǎng)技術(shù)傳統(tǒng)局域網(wǎng)與

虛擬局域網(wǎng)

組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的比較《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層325.3.2虛擬局域網(wǎng)技術(shù)傳統(tǒng)局域網(wǎng)與32VLAN的劃分方法基于交換機端口的VLAN劃分方法《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層33VLAN的劃分方法33基于主機MAC地址的VLAN劃分方法《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層34基于主機MAC地址的VLAN劃分方法34基于網(wǎng)絡(luò)層地址或協(xié)議的VLAN劃分方法《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層35基于網(wǎng)絡(luò)層地址或協(xié)議的VLAN劃分方法35IEEE802.1Q的基本內(nèi)容擴展后的Ethernet幀結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層36IEEE802.1Q的基本內(nèi)容36VLAN數(shù)據(jù)幀交換過程《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層37VLAN數(shù)據(jù)幀交換過程37VLAN技術(shù)的優(yōu)點：可以通過軟件設(shè)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。限制了局域網(wǎng)中的廣播通信量，有效地提高了局域網(wǎng)系統(tǒng)的性能。網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過制定交換機轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，能夠提高局域網(wǎng)系統(tǒng)的安全性?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層38VLAN技術(shù)的優(yōu)點：385.4高速Ethernet研究與發(fā)展5.4.1FastEthernet在傳統(tǒng)10Mbps的Ethernet基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種速率為100Mbps的高速局域網(wǎng)。IEEE802委員會正式批準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)—IEEE802.3u。保留著傳統(tǒng)Ethernet的幀格式與最小、最大幀長度等特征。定義了介質(zhì)專用接口（MII），將MAC層與物理層分隔開。目前100ASE-T主要有三種物理層標(biāo)準(zhǔn)：100BASE-TX、100BASE-T4、100BASE-FX。《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層395.4高速Ethernet研究與發(fā)展5.4.1Fas支持半雙工與全雙工工作模式可以提供半雙工模式之外，也可以工作在全雙工模式。全雙工模式不存在爭用問題，MAC層不需要采用CSMA/CD方法。增加了10Mbps與100Mbps速率自動協(xié)商功能具有10Mbps與100Mbps速率網(wǎng)卡共存的速率自動協(xié)商機制。自動協(xié)商只涉及到物理層，不需要人為干預(yù)，能夠自動配置?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層40支持半雙工與全雙工工作模式405.4.2GigabitEthernetGE可以應(yīng)用于數(shù)據(jù)倉庫、高性能計算機、存儲區(qū)域網(wǎng)與云計算硬件平臺中。GE標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.3z。GE的傳輸速率達(dá)到了1000Mbps，它仍然保留著傳統(tǒng)的Ethernet的幀格式與最小、最大幀長度等特征。定義了千兆介質(zhì)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)的首選方案，有著廣泛的應(yīng)用前景。《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層415.4.2GigabitEthernet415.4.310GigabitEthernet10GbE主要特點：保留著傳統(tǒng)的Ethernet的的幀格式與最小、最大幀長度的特征。10GbE定義了專用的介質(zhì)專用接口10GMII。10GbE只工作在全雙工方式，不再采用CSMA/CD協(xié)議，覆蓋范圍不受傳統(tǒng)Ethernet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。10GbE的應(yīng)用領(lǐng)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。10GbE的物理層協(xié)議分為：局域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)與廣域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)兩類?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層425.4.310GigabitEthernet10Gb5.4.440GigabitEthernet

與100GigabitEthernet40GbE與100GbE研究的背景移動Internet應(yīng)用三網(wǎng)融合的高清視頻業(yè)務(wù)增長的需要云計算、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的興起城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)核心交換網(wǎng)傳輸帶寬增長的需求《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層435.4.440GigabitEthernet

40GbE的研究與應(yīng)用40Gbps的波分復(fù)用WDM技術(shù)早在1996年就出現(xiàn)了。2004～2006年前后在局部范圍內(nèi)開始商用，同時路由器開始提供40Gbps的接口。在2007～2008年有多個廠商能夠提供速率為40Gbps的波分復(fù)用設(shè)備。40GbE技術(shù)將會大量應(yīng)用于IDC、高性能計算機、高性能服務(wù)器集群與云計算平臺?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層4440GbE的研究與應(yīng)用44100GbE技術(shù)的研究與應(yīng)用100GbE的標(biāo)準(zhǔn)是802.3ba100GbE保留著傳統(tǒng)的Ethernet的的幀格式與最小、最大幀長度的規(guī)定100GbE物理接口主要有三種類型：

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10×10GbE短距離互聯(lián)的LAN接口技術(shù)

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4×25GE中短距離互聯(lián)的LAN接口技術(shù)

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10m的銅纜接口和1m的系統(tǒng)背板互聯(lián)技術(shù)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層45100GbE技術(shù)的研究與應(yīng)用100GbE的標(biāo)準(zhǔn)是802.3b5.4.5光以太網(wǎng)與城域以太網(wǎng)光以太網(wǎng)的基本概念光以太網(wǎng)術(shù)語是北電網(wǎng)絡(luò)2000年提出，得到網(wǎng)絡(luò)界與電信界的認(rèn)同和支持。10Gbps、40Gbps、100Gbps高速以太網(wǎng)中只采用全雙工模式，物理傳輸介質(zhì)以光纖為主?？梢猿浞值貙thernet技術(shù)與SDH、MPLS與DWDM等成熟的光通信技術(shù)交叉融合、優(yōu)勢互補，以提升Ethernet技術(shù)的服務(wù)質(zhì)量QoS、網(wǎng)絡(luò)安全性與系統(tǒng)可靠性，使得光以太網(wǎng)成為能夠滿足電信級服務(wù)要求的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。利用光纖的巨大帶寬資源與成熟、廣泛應(yīng)用的Ethernet技術(shù)，為網(wǎng)絡(luò)運營商建造新一代的寬帶城域網(wǎng)提供技術(shù)支持?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層465.4.5光以太網(wǎng)與城域以太網(wǎng)光以太網(wǎng)的基本概念46城域以太網(wǎng)的基本概念寬帶城域網(wǎng)選擇網(wǎng)絡(luò)方案的三大驅(qū)動因素是成本、可擴展性和易用性的話，那么選擇Ethernet技術(shù)作為下一代構(gòu)建寬帶城域網(wǎng)的主要技術(shù)是非常恰當(dāng)?shù)?。Ethernet具有良好的擴展性，能夠容易地實現(xiàn)從10Mbps到100Gbps的平滑升級，并且能夠覆蓋從幾十米到100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(shù)研究，而是提出了城域以太網(wǎng)的解決方案。光以太網(wǎng)、城域以太網(wǎng)的發(fā)展將從根本上改變網(wǎng)絡(luò)運營商規(guī)劃、建設(shè)、管理思想?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層47城域以太網(wǎng)的基本概念475.5Ethernet組網(wǎng)設(shè)備與組網(wǎng)方法5.5.1Ethernet基本的組網(wǎng)方法與設(shè)備用中繼器連接兩個Ethernet纜段結(jié)構(gòu)中繼器的工作原理《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層485.5Ethernet組網(wǎng)設(shè)備與組網(wǎng)方法5.5.1E集線器（HUB）《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層49集線器（HUB）49集線器組網(wǎng)結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層50集線器組網(wǎng)結(jié)構(gòu)505.5.2交換Ethernet與高速Ethernet組網(wǎng)方法典型的交換以太網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層515.5.2交換Ethernet與高速Ethernet組網(wǎng)5.5.3局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)化布線的基本概念建筑物綜合布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層525.5.3局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)化布線的基本概念建筑物綜合布線系統(tǒng)結(jié)5.6局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋5.6.1局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋的基本概念網(wǎng)橋是實現(xiàn)兩個或兩個以上相同類型的同構(gòu)局域網(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(gòu)局域網(wǎng)的互聯(lián)設(shè)備。網(wǎng)橋主要有兩大主要的功能：

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端口號與對應(yīng)的MAC地址表的轉(zhuǎn)發(fā)表生成與

維護

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幀接收、過濾與轉(zhuǎn)發(fā)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層535.6局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋5.6.1局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋的網(wǎng)橋結(jié)構(gòu)與工作原理《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層54網(wǎng)橋結(jié)構(gòu)與工作原理54源路由網(wǎng)橋源路由網(wǎng)橋由發(fā)送幀的源主機負(fù)責(zé)路由選擇。每個主機在發(fā)送幀時，將詳細(xì)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(zhuǎn)發(fā)幀。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。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。常用的方法是：如果有超過一條的路徑，源主機將選擇中間經(jīng)過的網(wǎng)橋跳數(shù)最少的路徑?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層55源路由網(wǎng)橋55透明網(wǎng)橋用透明網(wǎng)橋互聯(lián)局域網(wǎng)時，網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)表開始是空的。網(wǎng)橋采取與交換機采取自學(xué)習(xí)方法，在轉(zhuǎn)發(fā)幀的過程中，逐漸將建立和更新轉(zhuǎn)發(fā)表。透明網(wǎng)橋通過自學(xué)習(xí)算法生成和維護網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)表，是一種即插即用的局域網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備。局域網(wǎng)的主機不負(fù)責(zé)幀傳輸路徑的選擇?；ヂ?lián)的局域網(wǎng)主機不需要知道網(wǎng)橋的存在，也不需要了解網(wǎng)橋之間的連接關(guān)系，網(wǎng)橋?qū)χ鳈C是透明的。《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層56透明網(wǎng)橋565.6.2網(wǎng)橋的工作流程《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層575.6.2網(wǎng)橋的工作流程575.6.3生成樹協(xié)議網(wǎng)橋互聯(lián)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層585.6.3生成樹協(xié)議網(wǎng)橋互聯(lián)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)58分析生成樹協(xié)議執(zhí)行過程的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層59分析生成樹協(xié)議執(zhí)行過程的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖59有效拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層60有效拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)60主機之間的幀傳輸路徑《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層61主機之間的幀傳輸路徑615.6.4網(wǎng)橋與中繼器、集線器、交換機的比較網(wǎng)橋與中繼器作用的比較《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層625.6.4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(jié)構(gòu)的Ethernet連接多臺計算機，實現(xiàn)快速幀轉(zhuǎn)發(fā)互聯(lián)多個同構(gòu)或異構(gòu)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(zhuǎn)發(fā)多幀MAC地址過濾與幀轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)構(gòu)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(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層63中繼器、集線器、網(wǎng)橋與交換機的比較635.7無線局域網(wǎng)5.7.1無線局域網(wǎng)發(fā)展背景無線局域網(wǎng)（WLAN）不僅能夠作為獨立的一種移動通信網(wǎng)絡(luò)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輸介質(zhì)，來全部或部分取代傳統(tǒng)局域網(wǎng)中的雙絞線與光纖。無線局域網(wǎng)不僅能夠滿足移動和特殊應(yīng)用領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)的要求，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)展速度很快。目前，支持2Mbps傳輸速率的系統(tǒng)已經(jīng)成熟，而速率為40Mbps～80Mbps的系統(tǒng)正在研究中。《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層645.7無線局域網(wǎng)5.7.1無線局域網(wǎng)發(fā)展背景64無線局域網(wǎng)802.11協(xié)議發(fā)展過程1997年形成了第一個無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)802.11。802.11定義了使用紅外、跳頻擴頻與直接序列擴頻技術(shù)，傳輸速率為1Mbps或2Mbps的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。802.11b定義了使用跳頻擴頻技術(shù)，傳輸速率為1、2、5.5與11Mbps的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。802.11a將傳輸速率提高到54Mbps。目前802.11標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)從802.11、802.11a發(fā)展802.11j，對多種頻段無線傳輸技術(shù)的物理層、MAC層、無線網(wǎng)橋，以及QoS管理、安全與身份認(rèn)證作出了一系列的規(guī)定?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層65無線局域網(wǎng)802.11協(xié)議發(fā)展過程655.7.2擴頻無線局域網(wǎng)擴頻數(shù)字通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與原理示意圖《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層665.7.2擴頻無線局域網(wǎng)擴頻數(shù)字通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與原理跳頻擴頻通信（FHSS）《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層67跳頻擴頻通信（FHSS）67直接序列擴頻（DSSS）《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層68直接序列擴頻（DSSS）685.7.3無線局域網(wǎng)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)一跳與多跳《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層695.7.3無線局域網(wǎng)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)一跳與多跳多對主機同時通信《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層70多對主機同時通信70隱藏主機和暴露主機《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層71隱藏主機和暴露主機71802.11協(xié)議層次結(jié)構(gòu)模型《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層72802.11協(xié)議層次結(jié)構(gòu)模型72BSS、ESS與Adhoc結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層73BSS、ESS與Adhoc結(jié)構(gòu)735.7.4802.11標(biāo)準(zhǔn)的MAC層協(xié)議802.11規(guī)定了四種幀間間隔：短幀間間隔（SIFS）點協(xié)調(diào)功能幀間間隔（PIFS）分布協(xié)調(diào)功能幀間間隔（DIFS）擴展幀間間隔（EIFS）《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層745.7.4802.11標(biāo)準(zhǔn)的MAC層協(xié)議802.11規(guī)CSMA/CA工作原理示意圖《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層75CSMA/CA工作原理示意圖75RTS/CTS預(yù)約機制《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層76RTS/CTS預(yù)約機制76分片發(fā)送示意圖《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層77分片發(fā)送示意圖77四種幀間間隔作用的比較《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層78四種幀間間隔作用的比較78本章學(xué)習(xí)要求：了解：局域網(wǎng)的分類與特點。理解：IEEE802參考模型與介質(zhì)訪問控制子層

的基本概念。掌握：Ethernet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)

的基本工作原理。掌握：無線局域網(wǎng)WLAN與802.11標(biāo)準(zhǔn)的基本

概念。掌握：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)基本概念與網(wǎng)橋基本工作原

理。《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層79本章學(xué)習(xí)要求：1本章知識點結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層80本章知識點結(jié)構(gòu)25.1局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與演變5.1.1局域網(wǎng)技術(shù)的研究與發(fā)展《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層815.1局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與演變5.1.1局域網(wǎng)技術(shù)的研介質(zhì)訪問控制的基本概念分布式控制的方法局域網(wǎng)中不存在中心主機，而是由每個主機各自決定是否發(fā)送數(shù)據(jù)，以及出現(xiàn)沖突時如何處理?！敖橘|(zhì)訪問控制方法”要解決的三個基本問題：

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什么時候發(fā)送數(shù)據(jù)？

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如何發(fā)現(xiàn)沖突？

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出現(xiàn)沖突怎么辦？《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層82介質(zhì)訪問控制的基本概念45.1.2介質(zhì)訪問控制方法CSMA/CD、

TokenBus與TokenRing的比較三種不同的介質(zhì)訪問控制方法對應(yīng)三種不同類型的局域網(wǎng)：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Ethernet，稱為“以太網(wǎng)”。采用令牌控制的令牌總線形（TokenBus）局域網(wǎng)，稱為“TokenBus”或“令牌總線網(wǎng)”。采用令牌控制的令牌環(huán)形（TokenRing）局域網(wǎng)，稱為“TokenRing”或“令牌環(huán)網(wǎng)”。《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層835.1.2介質(zhì)訪問控制方法CSMA/CD、

CSMA/CD總線形局域網(wǎng)特點《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層84CSMA/CD總線形局域網(wǎng)特點6令牌總線形局域網(wǎng)的特點《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層85令牌總線形局域網(wǎng)的特點7令牌環(huán)局域網(wǎng)的特點《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層86令牌環(huán)局域網(wǎng)的特點8CSMA/CD方法的主要特點介質(zhì)訪問控制方法算法簡單，易于實現(xiàn)。目前，有很多種VLSI（超大規(guī)模集成電路）可以實現(xiàn)CSMA/CD方法，有利于降低Ethernet組網(wǎng)成本，擴大應(yīng)用范圍。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。在網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷較低時表現(xiàn)出較好的吞吐率與延遲特性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷增大時，由于沖突增多，網(wǎng)絡(luò)吞吐率下降、傳輸延遲增加。《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層87CSMA/CD方法的主要特點9確定型介質(zhì)訪問控制方法TokenBus、TokenRing的主要特點：適用于對數(shù)據(jù)傳輸實性要求較高的應(yīng)用環(huán)境，如生產(chǎn)過程控制領(lǐng)域。在網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)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(fù)荷較重的應(yīng)用環(huán)境。環(huán)的維護過程復(fù)雜，實現(xiàn)起來比較困難?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層88確定型介質(zhì)訪問控制方法TokenBus、TokenRin不同通信負(fù)荷下實際數(shù)據(jù)傳輸速率的比較《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層89不同通信負(fù)荷下實際數(shù)據(jù)傳輸速率的比較115.1.3Ethernet技術(shù)的研究與發(fā)展《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層905.1.3Ethernet技術(shù)的研究與發(fā)展12延時帶寬積物理意義《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層91延時帶寬積物理意義13Ethernet技術(shù)的發(fā)展過程《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層92Ethernet技術(shù)的發(fā)展過程145.1.4局域網(wǎng)參考模型與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層935.1.4局域網(wǎng)參考模型與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)15IEEE802協(xié)議結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層94IEEE802協(xié)議結(jié)構(gòu)165.2Ethernet基本工作原理5.2.1Ethernet數(shù)據(jù)發(fā)送流程分析《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層955.2Ethernet基本工作原理5.2.1Ethe載波偵聽總線電平跳變與總線忙閑狀態(tài)的判斷《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層96載波偵聽18沖突窗口的概念沖突窗口=2D/VD為總線傳輸介質(zhì)的最大長度V是電磁波在介質(zhì)中的傳播速度《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層97沖突窗口的概念19沖突檢測曼徹斯特編碼信號的波形疊加《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層98沖突檢測20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。隨機延遲重發(fā)的第一步是發(fā)送“沖突加強干擾序列（jammingsequence）信號”。沖突加強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，減少由于沖突浪費的時間，提高信道利用率?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層99發(fā)現(xiàn)沖突、停止發(fā)送21隨機延遲重發(fā)幀的最大重發(fā)次數(shù)為16CSMA/CD后退延遲算法是截止二進制指數(shù)后退延遲算法為：τ＝2k·R·a

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τ為重新發(fā)送所需的后退延遲的時間

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a是沖突窗口值

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R是隨機數(shù)二進制指數(shù)k的范圍，定義了k=min（n，10）

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重發(fā)次數(shù)n<10，則k取值為n

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重發(fā)次數(shù)n≥10時，則k取值為10《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層100隨機延遲重發(fā)225.2.2Ethernet幀結(jié)構(gòu)Ethernet幀結(jié)構(gòu)比較《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1015.2.2Ethernet幀結(jié)構(gòu)235.2.3Ethernet接收流程的分析《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1025.2.3Ethernet接收流程的分析245.2.4Ethernet網(wǎng)卡設(shè)計與物理地址典型的10BASE-5的Ethernet實現(xiàn)方法《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1035.2.4Ethernet網(wǎng)卡設(shè)計與物理地址典型的10BEthernet網(wǎng)卡與計算機之間關(guān)系《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層104Ethernet網(wǎng)卡與計算機之間關(guān)系26Ethernet物理地址《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層105Ethernet物理地址275.2.5Ethernet物理層標(biāo)準(zhǔn)命名方法IEEE802.3XType-YNameX表示數(shù)據(jù)傳輸速率，單位為MbpsY表示網(wǎng)段的最大長度，單位為100mType表示傳輸方式是基帶還是頻帶Name表示局域網(wǎng)的名稱《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1065.2.5Ethernet物理層標(biāo)準(zhǔn)命名方法285.3交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)技術(shù)5.3.1交換式局域網(wǎng)技術(shù)交換基本的功能：建立和維護一個表示MAC地址與交換機端口號對應(yīng)關(guān)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。完成幀的過濾與轉(zhuǎn)發(fā)。執(zhí)行生成樹協(xié)議，防止出現(xiàn)環(huán)路。《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1075.3交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)技術(shù)5.3.1交換式局局域網(wǎng)交換機的工作原理《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層108局域網(wǎng)交換機的工作原理30交換機的交換方式《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層109交換機的交換方式315.3.2虛擬局域網(wǎng)技術(shù)傳統(tǒng)局域網(wǎng)與

虛擬局域網(wǎng)

組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的比較《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1105.3.2虛擬局域網(wǎng)技術(shù)傳統(tǒng)局域網(wǎng)與32VLAN的劃分方法基于交換機端口的VLAN劃分方法《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層111VLAN的劃分方法33基于主機MAC地址的VLAN劃分方法《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層112基于主機MAC地址的VLAN劃分方法34基于網(wǎng)絡(luò)層地址或協(xié)議的VLAN劃分方法《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層113基于網(wǎng)絡(luò)層地址或協(xié)議的VLAN劃分方法35IEEE802.1Q的基本內(nèi)容擴展后的Ethernet幀結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層114IEEE802.1Q的基本內(nèi)容36VLAN數(shù)據(jù)幀交換過程《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層115VLAN數(shù)據(jù)幀交換過程37VLAN技術(shù)的優(yōu)點：可以通過軟件設(shè)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。限制了局域網(wǎng)中的廣播通信量，有效地提高了局域網(wǎng)系統(tǒng)的性能。網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過制定交換機轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，能夠提高局域網(wǎng)系統(tǒng)的安全性?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層116VLAN技術(shù)的優(yōu)點：385.4高速Ethernet研究與發(fā)展5.4.1FastEthernet在傳統(tǒng)10Mbps的Ethernet基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種速率為100Mbps的高速局域網(wǎng)。IEEE802委員會正式批準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)—IEEE802.3u。保留著傳統(tǒng)Ethernet的幀格式與最小、最大幀長度等特征。定義了介質(zhì)專用接口（MII），將MAC層與物理層分隔開。目前100ASE-T主要有三種物理層標(biāo)準(zhǔn)：100BASE-TX、100BASE-T4、100BASE-FX?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1175.4高速Ethernet研究與發(fā)展5.4.1Fas支持半雙工與全雙工工作模式可以提供半雙工模式之外，也可以工作在全雙工模式。全雙工模式不存在爭用問題，MAC層不需要采用CSMA/CD方法。增加了10Mbps與100Mbps速率自動協(xié)商功能具有10Mbps與100Mbps速率網(wǎng)卡共存的速率自動協(xié)商機制。自動協(xié)商只涉及到物理層，不需要人為干預(yù)，能夠自動配置。《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層118支持半雙工與全雙工工作模式405.4.2GigabitEthernetGE可以應(yīng)用于數(shù)據(jù)倉庫、高性能計算機、存儲區(qū)域網(wǎng)與云計算硬件平臺中。GE標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.3z。GE的傳輸速率達(dá)到了1000Mbps，它仍然保留著傳統(tǒng)的Ethernet的幀格式與最小、最大幀長度等特征。定義了千兆介質(zhì)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)的首選方案，有著廣泛的應(yīng)用前景?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1195.4.2GigabitEthernet415.4.310GigabitEthernet10GbE主要特點：保留著傳統(tǒng)的Ethernet的的幀格式與最小、最大幀長度的特征。10GbE定義了專用的介質(zhì)專用接口10GMII。10GbE只工作在全雙工方式，不再采用CSMA/CD協(xié)議，覆蓋范圍不受傳統(tǒng)Ethernet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。10GbE的應(yīng)用領(lǐng)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。10GbE的物理層協(xié)議分為：局域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)與廣域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)兩類?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1205.4.310GigabitEthernet10Gb5.4.440GigabitEthernet

與100GigabitEthernet40GbE與100GbE研究的背景移動Internet應(yīng)用三網(wǎng)融合的高清視頻業(yè)務(wù)增長的需要云計算、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的興起城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)核心交換網(wǎng)傳輸帶寬增長的需求《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1215.4.440GigabitEthernet

40GbE的研究與應(yīng)用40Gbps的波分復(fù)用WDM技術(shù)早在1996年就出現(xiàn)了。2004～2006年前后在局部范圍內(nèi)開始商用，同時路由器開始提供40Gbps的接口。在2007～2008年有多個廠商能夠提供速率為40Gbps的波分復(fù)用設(shè)備。40GbE技術(shù)將會大量應(yīng)用于IDC、高性能計算機、高性能服務(wù)器集群與云計算平臺?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層12240GbE的研究與應(yīng)用44100GbE技術(shù)的研究與應(yīng)用100GbE的標(biāo)準(zhǔn)是802.3ba100GbE保留著傳統(tǒng)的Ethernet的的幀格式與最小、最大幀長度的規(guī)定100GbE物理接口主要有三種類型：

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10×10GbE短距離互聯(lián)的LAN接口技術(shù)

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4×25GE中短距離互聯(lián)的LAN接口技術(shù)

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10m的銅纜接口和1m的系統(tǒng)背板互聯(lián)技術(shù)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層123100GbE技術(shù)的研究與應(yīng)用100GbE的標(biāo)準(zhǔn)是802.3b5.4.5光以太網(wǎng)與城域以太網(wǎng)光以太網(wǎng)的基本概念光以太網(wǎng)術(shù)語是北電網(wǎng)絡(luò)2000年提出，得到網(wǎng)絡(luò)界與電信界的認(rèn)同和支持。10Gbps、40Gbps、100Gbps高速以太網(wǎng)中只采用全雙工模式，物理傳輸介質(zhì)以光纖為主?？梢猿浞值貙thernet技術(shù)與SDH、MPLS與DWDM等成熟的光通信技術(shù)交叉融合、優(yōu)勢互補，以提升Ethernet技術(shù)的服務(wù)質(zhì)量QoS、網(wǎng)絡(luò)安全性與系統(tǒng)可靠性，使得光以太網(wǎng)成為能夠滿足電信級服務(wù)要求的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。利用光纖的巨大帶寬資源與成熟、廣泛應(yīng)用的Ethernet技術(shù)，為網(wǎng)絡(luò)運營商建造新一代的寬帶城域網(wǎng)提供技術(shù)支持?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1245.4.5光以太網(wǎng)與城域以太網(wǎng)光以太網(wǎng)的基本概念46城域以太網(wǎng)的基本概念寬帶城域網(wǎng)選擇網(wǎng)絡(luò)方案的三大驅(qū)動因素是成本、可擴展性和易用性的話，那么選擇Ethernet技術(shù)作為下一代構(gòu)建寬帶城域網(wǎng)的主要技術(shù)是非常恰當(dāng)?shù)摹thernet具有良好的擴展性，能夠容易地實現(xiàn)從10Mbps到100Gbps的平滑升級，并且能夠覆蓋從幾十米到100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(shù)研究，而是提出了城域以太網(wǎng)的解決方案。光以太網(wǎng)、城域以太網(wǎng)的發(fā)展將從根本上改變網(wǎng)絡(luò)運營商規(guī)劃、建設(shè)、管理思想?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層125城域以太網(wǎng)的基本概念475.5Ethernet組網(wǎng)設(shè)備與組網(wǎng)方法5.5.1Ethernet基本的組網(wǎng)方法與設(shè)備用中繼器連接兩個Ethernet纜段結(jié)構(gòu)中繼器的工作原理《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1265.5Ethernet組網(wǎng)設(shè)備與組網(wǎng)方法5.5.1E集線器（HUB）《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層127集線器（HUB）49集線器組網(wǎng)結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層128集線器組網(wǎng)結(jié)構(gòu)505.5.2交換Ethernet與高速Ethernet組網(wǎng)方法典型的交換以太網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1295.5.2交換Ethernet與高速Ethernet組網(wǎng)5.5.3局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)化布線的基本概念建筑物綜合布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1305.5.3局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)化布線的基本概念建筑物綜合布線系統(tǒng)結(jié)5.6局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋5.6.1局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋的基本概念網(wǎng)橋是實現(xiàn)兩個或兩個以上相同類型的同構(gòu)局域網(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(gòu)局域網(wǎng)的互聯(lián)設(shè)備。網(wǎng)橋主要有兩大主要的功能：

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端口號與對應(yīng)的MAC地址表的轉(zhuǎn)發(fā)表生成與

維護

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幀接收、過濾與轉(zhuǎn)發(fā)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1315.6局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋5.6.1局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋的網(wǎng)橋結(jié)構(gòu)與工作原理《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層132網(wǎng)橋結(jié)構(gòu)與工作原理54源路由網(wǎng)橋源路由網(wǎng)橋由發(fā)送幀的源主機負(fù)責(zé)路由選擇。每個主機在發(fā)送幀時，將詳細(xì)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(zhuǎn)發(fā)幀。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。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。常用的方法是：如果有超過一條的路徑，源主機將選擇中間經(jīng)過的網(wǎng)橋跳數(shù)最少的路徑?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層133源路由網(wǎng)橋55透明網(wǎng)橋用透明網(wǎng)橋互聯(lián)局域網(wǎng)時，網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)表開始是空的。網(wǎng)橋采取與交換機采取自學(xué)習(xí)方法，在轉(zhuǎn)發(fā)幀的過程中，逐漸將建立和更新轉(zhuǎn)發(fā)表。透明網(wǎng)橋通過自學(xué)習(xí)算法生成和維護網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)表，是一種即插即用的局域網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備。局域網(wǎng)的主機不負(fù)責(zé)幀傳輸路徑的選擇?；ヂ?lián)的局域網(wǎng)主機不需要知道網(wǎng)橋的存在，也不需要了解網(wǎng)橋之間的連接關(guān)系，網(wǎng)橋?qū)χ鳈C是透明的?！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層134透明網(wǎng)橋565.6.2網(wǎng)橋的工作流程《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1355.6.2網(wǎng)橋的工作流程575.6.3生成樹協(xié)議網(wǎng)橋互聯(lián)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層1365.6.3生成樹協(xié)議網(wǎng)橋互聯(lián)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)58分析生成樹協(xié)議執(zhí)行過程的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層137分析生成樹協(xié)議執(zhí)行過程的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖59有效拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層138有效拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)60主機之間的幀傳輸路徑《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5章介質(zhì)訪問控制子層139主機之間的幀傳輸路徑615.6.4網(wǎng)橋與中繼器、集線器、交換機的比較網(wǎng)