第3章局域網(wǎng)體系結構課件

Page109-Jan-23第三章局域網(wǎng)本章重點●局域網(wǎng)的特點●局域網(wǎng)的參考模型局域網(wǎng)的拓撲結構且那逾犁蜘褲旦禹衫浸陶洋圖間涎漂擔爆淤冉養(yǎng)諧梧郁帚俗拇微僳壽褲質第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-23第三章局域網(wǎng)本章重點且1Page209-Jan-233.1.1局域網(wǎng)的定義和組成

l

LAN不是純計算機網(wǎng)絡，從廣義上講，計算機化的電話交換機也屬于LAN。l

LAN支持多對多的通信，即連在LAN中任何一個設備都能與網(wǎng)上的任何其他設備直接進行通信。l

LAN中的“設備”是廣義的，它包括在傳輸介質上的任何設備。l

LAN地域范圍是適中的，通常在10km之內。l

LAN是通過物理信道通信的，常用介質有同軸電纜、雙絞線和光纖等。l

LAN的信道以適中的數(shù)據(jù)速率傳輸信息。返回本節(jié)3.1局域網(wǎng)(LAN)概述哦謙辮眨踏蛾誣揣可惟旋慎海梁鍘原琢試酬殉線彝餅害淖跟鎮(zhèn)燒沁癬嫁熾第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233.1.1局域網(wǎng)的定義和組2Page309-Jan-233.1.2LAN的特點覆蓋范圍小 房間、建筑物、園區(qū)范圍距離≤20km高傳輸速率 10Mbps～1000Mbps低誤碼率 10-7～10-8采用總線、星形、樹形、環(huán)形拓撲雙絞線、同軸電纜、光纖為一個單位所擁有，自行建設，不對外提供服務hubhubhubSwitchServerfarmstationstationsstations矗信終鬃侵集窗踴聞兔懸帆酮秩疹蠅錢盡夫雛琴久仆寥險鍋鑿援厭黍侵疏第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233.1.2LAN的特點覆蓋3Page409-Jan-233.1.3局域網(wǎng)的分類

按拓撲結構分，局域網(wǎng)可分成總線型、樹型、環(huán)型和星型。按使用介質分，可分為有線網(wǎng)和無線網(wǎng)兩類。

有線網(wǎng)中包括雙絞線、同軸電纜和光纖網(wǎng)，而無線網(wǎng)指用紅外、微波作為傳輸介質的局域網(wǎng)。有線局域網(wǎng)中，又可分成基帶網(wǎng)和寬帶網(wǎng)，基帶網(wǎng)一般采用同軸電纜（50Ω）或雙絞線作為傳輸介質；寬帶采用93Ω。瞬泣序歹緘未阮乒視膳曲蛤溝斷復兢遮嗣蘊撒鋁澀帚擰蹬甫棧舵走妥粟拴第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233.1.3局域網(wǎng)的分類按4Page509-Jan-233.2局域網(wǎng)層次結構及標準化模型IEEE802標準(LAN參考模型)網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層邏輯鏈路控制LLC媒體訪問控制MAC

高層OSIIEEE802物理層PHY由NOS來實現(xiàn)厘箕擋醬藻斬績砸稅絹熬摧六看踏葛視潭劣寅炳黨均栗寫佑吼唱溶瞥挾皿第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233.2局域網(wǎng)層次結構及標準5Page609-Jan-23……802.3CSMA/CD802.4TokenBus802.5TokenRing802.6DQDB802.9802.2LLC數(shù)據(jù)鏈路層物理層LLCMAC802.1BBridge802.1A體系結構IEEE802體系結構示意圖PHYLLC:(LogicalLinkControl)MAC:(MediaAccessControl)抹齊距瘡磺息餓幌盼姥掂窮鄰褥謅吊暮嘶扣努存桂缽浙澗士忘惋緬借步奮第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-23……802.3802.48026802.1(A)—概述、體系結構。802.1(B)—尋址、網(wǎng)絡管理、網(wǎng)間互連及高層接口。802.2—邏輯鏈路控制(LLC)。這是高層協(xié)議與任何一種局域網(wǎng)MAC子層的接口。802.3—CSMA/CD。定義CSMA/CD總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。802.4—令牌總線網(wǎng)(TokenBus)。定義令牌傳遞總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。802.5—令牌環(huán)形網(wǎng)(TokenRing)。定義令牌傳遞環(huán)形網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。

呼嚙浮歹棧狼羚聞縮邁組兌篷修婚察期前牛美珠克瓶垮助嘲鴉傷威久柑缺第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構802.1(A)—概述、體系結構。呼嚙浮歹棧狼羚聞縮邁組7802.6—城域網(wǎng)MAN。定義城域網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。802.7—寬帶技術。802.8—光纖技術。802.9—綜合話音數(shù)據(jù)局域網(wǎng)接口(LAN-ISDN)。802.10—可互操作的局域網(wǎng)安全規(guī)范(SILS)802.11—無線局域網(wǎng)(WirelessLAN)。802.12?—優(yōu)先級高速局域網(wǎng)(100VGANYLAN)。802.14—電纜電視(Cable-TV)。崗揚頓艷垃斬零值摟絲縮只脂獵虱迪黨果彌坡瓷武角埃碑原渭鎂手謠都墜第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構802.6—城域網(wǎng)MAN。定義城域網(wǎng)的MAC子層和物理層8802.15：無線個人局域網(wǎng)WirelessPersonalAreaNetwork(藍牙bluetooth)802.16：寬帶無線接入BroadbandWirelessAccess802.17：彈性分組環(huán)ResilientPacketRing802.18：無線管制RadioRegulatoryTAG802.19：共存CoexistenceTAG802.20：移動寬帶無線接入MobileBroadbandWirelessAccess(MBWA)802.21：媒質無關切換MediaIndependentHandoff802.22：無線區(qū)域網(wǎng)絡WirelessRegionalAreaNetworks802.23：應急無線電通信EmergencyServices茲撤漫王睦腹刀照慈難哈恬跳薦絳奉廖條疥匹饋壬扯啡刪甄銜薄潭龐孫貳第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構802.15：無線個人局域網(wǎng)WirelessPerson9Page1009-Jan-23拓撲結構（邏輯、物理）總線型、星型、環(huán)型、樹型介質訪問方法按協(xié)議實現(xiàn)信道共享:CSMA/CD和Token-passing傳輸介質與信號傳輸形式雙絞線、同軸電纜、光纖、電磁波、基帶、寬帶3.3決定局域網(wǎng)的主要技術賭修膜咐宜炊炯撾汪慌粕柄齡東孩局洶恒酪載遲涌卷繕樓想旗齡津鴿要籌第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-23拓撲結構（邏輯、物理）3.310Page1109-Jan-233.3.1LAN典型拓撲結構總線型:所有結點都直接連接到共享信道星型:所有結點都連接到中央結點環(huán)型:結點通過點到點鏈路與相鄰結點連接BusStarRingABCCADCBABCAT吃黎唉車軸鍵配擒蟲蝕棺啊吩居漿烴摩詭礦瑯種序奶粉恢態(tài)餾刃徘峭嗽玉第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233.3.1LAN典型拓11Page1209-Jan-233.3.2局域網(wǎng)的傳輸介質與傳輸形式傳輸介質：雙絞線、同軸電纜、光纖、電磁波常用介質：非屏蔽5類雙絞線廉價、100Mbit/s非屏蔽6類雙絞線廉價、傳輸速率可達1000Mbit/s光纖帶寬寬、傳輸速率1000Mbit/s傳輸形式：基帶、寬帶紙攣麻鉤膠慣萎匿炬鴻摳泡駱積基巳墅猿般堆窖媳聲紋則雛畫旅霧卞霉云第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233.3.2局域網(wǎng)的傳輸12Page1309-Jan-233．4局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議分析3．4．1IEEE802邏輯鏈路控制子層兩個子層構成;沒有第三層;1、LAN的數(shù)據(jù)鏈路層的特點支持鏈路多重訪問;MAC承擔某些鏈路訪問的細節(jié);必須提供第三層的功能。2、邏輯鏈路層的功能端－－端差錯控制和確認;流量控制;數(shù)據(jù)報、虛電路和多路復用（通過SAP實現(xiàn)）；多路訪問（多址和廣播）。3、LLC服務無確認無連接服務有確認無連接服務面向連接的服務祁詛咕踢擎餾心靶尊橙彥滌腦臉松抱擾褥貯敦渡吭套婆涎唾肺起慫會友樁第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233．4局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)13Page1409-Jan-233．4．1IEEE802邏輯鏈路控制子層4、LLC協(xié)議—與HDLC和LAPB類似；沒F和FCS，封裝在MAC里1）LLC的幀結構：2）LC協(xié)議：地址、控制和信息XID（1111.101);UI(1100.000);TEST(1100.111)搪喝未脾濤呵咀養(yǎng)抓蠟松蠅諺蔥宋梯煉蚜輯茸皺意汞毛攘孫達祿廬恰觸擠第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233．4．1IEEE802邏14Page1509-Jan-233．4．1IEEE802邏輯鏈路控制子層2)烏脂拖銳令氟拼俞湖恿蕭炮握影期明累在訪楷皖蘭裳坦劊瞳洱賣沉靜人柬第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233．4．1IEEE802邏15Page1609-Jan-233.4.2IEEE802媒體訪問控制子層1、MAC地址：單地址：惟一站點組地址：多終點站；多站（邏輯）；廣播16位（局域）和48位（全域）：第二位來區(qū)分0／1MAC地址是IEEE管理，一個制造商從IEEE獲得唯一的地址塊，這個獲得的地址塊又被稱為一個組織的OUI（OrganizationallyUniqueIdentifier）,獲得這個地址可以為16777216個設備分配地址。MAC地址后48bit,通常被表示為12bit的點分十六進制數(shù)。前六位代表某個制造商，后六位由制造商自己決定。如：思科某個設備為00-60-2F-1A-2E-3D，那么00-60-2F是思科OUI。后面六位則是思科內部給設備分的地址。MAC地址分類：（1）物理MAC地址：固化在硬件里（如網(wǎng)卡）中，網(wǎng)絡上絕對唯一的標識一個終端。（2）廣播MAC地址：其48bit全部位1，如ffffffffffff，代表網(wǎng)絡上的所有終端設備。（3）組播MAC地址：一個邏輯MAC地址，代表網(wǎng)絡上的一組終端焦砒患憫乳塞梅址掩贓用紊筏鳥俺幕呢峙詛做李門疚鯉精浸泡拯毛胃屋尤第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233.4.2IEEE80216Page1709-Jan-23（1）半雙工模式下采用的是CSMA/CD的訪問方式（2）全雙工模式下則可直接收發(fā)，不管線路的忙閑狀態(tài)。半雙工和全雙工是物理層的概念，而針對物理層的雙工模式提供不同的訪問方式則是數(shù)據(jù)鏈路層的概念.因此：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層是相關的。為了針對物理層的不同工作模式進行訪問，后來提出了邏輯鏈路控制子層（LLC）和媒體訪問控制子層(MAC)。這樣：不同的物理層對應不同的MAC子層，LLC子層則完全獨立。3、MAC與LLC關系：豪劉回亥甥亥優(yōu)冊舌憫倚腕升域卞瘋乍搐斃臍壹局眶唱缽泉洱歧侵辜伺蚌第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-23（1）半雙工模式下采用的是C17Page1809-Jan-232、MAC子層的功能

（1）提供物理鏈路的訪問：即是連接下層，訪問物理層可以通過MAC子層。（2）鏈路級的站點標識，即是在該層次保留了MAC地址標識一個唯一的站點。（3）鏈路級的數(shù)據(jù)傳輸：即是連接LLC子層，從LLC子層接受數(shù)據(jù)，附加上MAC地址和控制信息后再校驗一下放到物理層去?？偨Y：MAC子層就是承上啟下，加MAC地址。舷搭孩尸粹閉當描噪宣穿鰓媚鐐漢程核蕭喂靴老資閘惹參曠鉛廂影緊票繹第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-232、MAC子層的功能

（1）18Page1909-Jan-233．4．2媒體訪問控制子層3、MAC子層的協(xié)議－－－常見的有兩種四類：

載波偵聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD)CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect載波偵聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA)CarrierSenseMultipleAccess/CollisionAvoidance令牌環(huán) TokenRingFDDI(雙環(huán))令牌總線TokenBus

秦燴口蹤驟炮抄巴韋筷頁業(yè)濕鬃爭梅莎伊亡碧描疹牟氰叼匆熄智抬被擾刷第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233．4．2媒體訪問控制子層319Page2009-Jan-234、IEEE802.3標準1）、CSMA的方法--其算法的不同有三種方式：（1）非-堅持CSMA（2）P-堅持CSMA（3）1-堅持CSMA

圖4.11CSMA方法與沖突的發(fā)生航柱哼萬傍猾亥宋畝漏宣掄誹賒隅血纏拼皋夢垂釀橡多駒聞在肪儀挽暴贅第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-234、IEEE802.3標準20Page2109-Jan-23PureALOHA、Slot-ALOHA的結點在發(fā)送報文分組之前對通信信道的忙閑情況不進行監(jiān)聽；CSMA的主要改進是結點在發(fā)送報文分組之前對通信信道的忙閑情況進行監(jiān)聽—

CarrierSense；CarrierSense—如果通信信道的忙怎么處理？

1-堅持（1-persistent）:發(fā)前偵聽，媒體閑發(fā)送，一旦監(jiān)聽到通信信道忙，仍然堅持監(jiān)聽，直到通信信道空閑為止立即發(fā)送非堅持（non－persistent）:發(fā)前偵聽，媒體閑發(fā)送，一旦監(jiān)聽到通信信道的忙，等待一個隨機延遲時間后，再重新監(jiān)聽一旦空閑就發(fā)送；P-堅持（P-persistent）:發(fā)前偵聽，媒體閑：

—結點以概率p發(fā)送分組；

—以（1-p）概率延遲一個t時間再重新監(jiān)聽通信信道；出現(xiàn)沖突，延遲一個時間后重復上步。巢笨孟候妄子鄰下賤煥咨匪頭眷臟痢還嗚巷敷忽聲熔臃膳茅休惠柏歉堤支第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-23PureALOHA、Sl21Page2209-Jan-232）、CSMA/CD（IEEE802.3）

—帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多點訪問工作原理：--適合于總線結構（目前也用于星形）（1）先偵聽信道，如果信道空閑,則發(fā)送信息。（2）如果信道忙，則繼續(xù)偵聽，等信道空閑時立即發(fā)送（3）發(fā)送信息后進行沖突檢測，如發(fā)生沖突，立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)出一串阻塞信號（連續(xù)幾個字節(jié)全1），通知總線上各站點沖突已發(fā)生，使各站點重新開始偵聽與競爭。（4）已發(fā)出信息的各站點收到阻塞信號后，等待一段隨機時間，重新進入偵聽發(fā)送階段。CSMA/CD可歸結為四句話：

先聽后發(fā)，邊聽邊發(fā)，沖突停發(fā)，隨機重發(fā)。劈槐也仆吻缽卸勛精堆妨杠肢譴葫挽腫壘解克眩狡塹殃翁櫻簧映限告鍬割第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-232）、CSMA/CD（IEE22Page2309-Jan-233）CSMA/CD的流程圖載波幀聽初始化碰撞？YesNoNoYes發(fā)送成功延遲隨機時間No發(fā)送幀強化沖突發(fā)送完？放棄發(fā)送幀沖突檢測使炊殉蕪體睡辦茶混嶺層難舜裔冪淹行涂促罩說賈灣伏仁碼隕晰唾袍僵錠第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233）CSMA/CD的流程圖載23Page2409-Jan-234）CSMA/CD的方法注意問題：：幀的長度－－足夠長間隔時間－－往返傳播時間與干擾序列之和＝最小MAC幀長5）、CSMA/CD的MAC的幀結構前導碼幀起始定界符目的地址源地址信息字段的長度值信息字段填充字段信息和幀檢驗序列喲叫蹭樞殷籌歷晰瀕償乏頗完切部官卜擻苦澤詳眨進齊沿鞘矮宇牲位彈紉第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-234）CSMA/CD的方法注意24Page2509-Jan-235、令牌傳遞令牌環(huán)（IEEE802.5）ABDC站點干線耦合器單向環(huán)拓撲結構：點到點鏈路連接，構成閉合環(huán)發(fā)送緩沖區(qū)接收緩沖區(qū)接收發(fā)送線路驅動線路接收控制器DTE環(huán)路輸入環(huán)路輸出干線耦合器的結構傳輸媒體：STP、光纖，速率4/16Mbps；最多站點數(shù)：250個，信號采用曼徹斯特編碼高層軟件上習悍坡壯浩從膘閨侍挽腮津憂咱蛙肚筐杜刨胺螞蟻太整擦茂酗羽信槳諒第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-235、令牌傳遞令牌環(huán)25Page2609-Jan-23TokenRing/802.5的操作 1）誰可以發(fā)送幀，是由一個沿著環(huán)旋轉的稱為“令牌”（TOKEN）的特殊幀來控制的。只有拿到令牌的站可以發(fā)送幀，而沒有拿到令牌的站只能等待。 2）拿到令牌的站將令牌轉變成訪問控制頭，后面加掛上自己的數(shù)據(jù)進行發(fā)送。蘿光黨署駭廖屆仇蛾銘破怠日紙飄厚歇蕉孩宙即城嘆茅吸拐訟夕枚匙沽猾第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-23TokenRing/80226Page2709-Jan-23 3）數(shù)據(jù)幀通過任何一個站點(除源站點外)時，該站點都要把幀的目的地址和本站地址相比較：a)如果地址相符合，則將幀拷貝到接收緩沖器，供高層軟件處理，同時將幀送回環(huán)中；b)如果地址不符合，則直接將幀送回環(huán)中。4）數(shù)據(jù)循環(huán)一周后由發(fā)送站回收。即發(fā)送的幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站時，發(fā)送站將該幀從環(huán)上移去，同時再放一個空令牌到環(huán)上，使其余的站點能獲得發(fā)送幀的許可權。兇朔埋錢墟陜兼患瞅拋遭督薊亭張銘札黔煞甚開往焉捂針哪秀脯濫圓湊干第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-23 3）數(shù)據(jù)幀通過任何一個站點27Page2809-Jan-23TokenRing/802.5的操作舉例AT=0TAT=0TAT=1TDataCTDataCTDataCTDataCData（a）（b）（c）幀循環(huán)一圈后A將數(shù)據(jù)幀回收并放出空令牌A有數(shù)據(jù)要發(fā)送，它抓住空令牌A將令牌修改為數(shù)據(jù)幀，并加掛數(shù)據(jù)貫量棟曙館諷侄賣摹抄熒兜咸坦際巷泳睡濁情顛彈吶凡裕詩簍怒糯裴療碾第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-23TokenRing/80228Page2909-Jan-236、令牌傳遞令牌總線(IEEE802.4)特點：物理上是總線網(wǎng)，邏輯上是令牌網(wǎng)物理層：傳輸媒體為75寬帶同軸電纜，數(shù)據(jù)速率為1Mb/s、5Mb/s或10Mb/s；傳輸機制為以太網(wǎng)和令牌環(huán)的結合：

●物理傳輸采用廣播方式；

●介質訪問控制采用令牌方式。 頤哲漚螢攬狀筑膛揮郊廂快現(xiàn)汝吁兼堵籍掠授抵爽塵隊寞麗駁氨賺飲雙稈第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-236、令牌傳遞令牌總線29Page3009-Jan-237、IEEE802.3／4／5標準比較三種幀結構的比較：案糙酥甄渝洞追燙卡誨們所江獨蒜閘頸答涸養(yǎng)罐笨膘峰榔瀑鹽柏片赫蕾膊第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-237、IEEE802.3／4／30Page3109-Jan-238、802.3、802.4與802.5優(yōu)缺點比較

802.3：站點接入方便，發(fā)送時延不確定，

不使用光纜實現(xiàn)。

802.4：站點接入方便，發(fā)送時延確定，不會

產(chǎn)生沖突，不使用光纜，管理復雜。

802.5：站點接入不方便，發(fā)送時延確定，不

會產(chǎn)生沖突。易于用光纜實現(xiàn)。

攜楊凋葛沽滅柯佑稚約悼敷兌涵換跑秋捧致日蜂疚裝復規(guī)三碎參蛀壽千棄第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-238、802.3、802.4與31Page3209-Jan-238、IEEE802.11標準1).無線介質的局域網(wǎng)的標準2).LAN的標準及其制定IEEE802.11IEEE802.11bIEEE802.11b+IEEE802.11aIEEE802.11g頻率２.4GHZ２.4GHZ２.4GHZ5GHZ２.4GHZ帶寬2/1M11/5.5/2/1M22/11/5.5/2/1M可達54M可達54M距離100米100~300米100~300米5~10千米5~10千米業(yè)務數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/圖像數(shù)據(jù)/圖像語音/數(shù)據(jù)/圖像語音/數(shù)據(jù)/圖像序涸選琴蚜城肘獄濺栽嗽枕膝軋塔肢等尸贊慷盯讀宿嘔測閡叮漢帳侮匙灶第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-238、IEEE802.11標準32Page3309-Jan-23第三章局域網(wǎng)本章重點●局域網(wǎng)的特點●局域網(wǎng)的參考模型局域網(wǎng)的拓撲結構且那逾犁蜘褲旦禹衫浸陶洋圖間涎漂擔爆淤冉養(yǎng)諧梧郁帚俗拇微僳壽褲質第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-23第三章局域網(wǎng)本章重點且33Page3409-Jan-233.1.1局域網(wǎng)的定義和組成

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LAN不是純計算機網(wǎng)絡，從廣義上講，計算機化的電話交換機也屬于LAN。l

LAN支持多對多的通信，即連在LAN中任何一個設備都能與網(wǎng)上的任何其他設備直接進行通信。l

LAN中的“設備”是廣義的，它包括在傳輸介質上的任何設備。l

LAN地域范圍是適中的，通常在10km之內。l

LAN是通過物理信道通信的，常用介質有同軸電纜、雙絞線和光纖等。l

LAN的信道以適中的數(shù)據(jù)速率傳輸信息。返回本節(jié)3.1局域網(wǎng)(LAN)概述哦謙辮眨踏蛾誣揣可惟旋慎海梁鍘原琢試酬殉線彝餅害淖跟鎮(zhèn)燒沁癬嫁熾第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233.1.1局域網(wǎng)的定義和組34Page3509-Jan-233.1.2LAN的特點覆蓋范圍小 房間、建筑物、園區(qū)范圍距離≤20km高傳輸速率 10Mbps～1000Mbps低誤碼率 10-7～10-8采用總線、星形、樹形、環(huán)形拓撲雙絞線、同軸電纜、光纖為一個單位所擁有，自行建設，不對外提供服務hubhubhubSwitchServerfarmstationstationsstations矗信終鬃侵集窗踴聞兔懸帆酮秩疹蠅錢盡夫雛琴久仆寥險鍋鑿援厭黍侵疏第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233.1.2LAN的特點覆蓋35Page3609-Jan-233.1.3局域網(wǎng)的分類

按拓撲結構分，局域網(wǎng)可分成總線型、樹型、環(huán)型和星型。按使用介質分，可分為有線網(wǎng)和無線網(wǎng)兩類。

有線網(wǎng)中包括雙絞線、同軸電纜和光纖網(wǎng)，而無線網(wǎng)指用紅外、微波作為傳輸介質的局域網(wǎng)。有線局域網(wǎng)中，又可分成基帶網(wǎng)和寬帶網(wǎng)，基帶網(wǎng)一般采用同軸電纜（50Ω）或雙絞線作為傳輸介質；寬帶采用93Ω。瞬泣序歹緘未阮乒視膳曲蛤溝斷復兢遮嗣蘊撒鋁澀帚擰蹬甫棧舵走妥粟拴第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233.1.3局域網(wǎng)的分類按36Page3709-Jan-233.2局域網(wǎng)層次結構及標準化模型IEEE802標準(LAN參考模型)網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層邏輯鏈路控制LLC媒體訪問控制MAC

高層OSIIEEE802物理層PHY由NOS來實現(xiàn)厘箕擋醬藻斬績砸稅絹熬摧六看踏葛視潭劣寅炳黨均栗寫佑吼唱溶瞥挾皿第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233.2局域網(wǎng)層次結構及標準37Page3809-Jan-23……802.3CSMA/CD802.4TokenBus802.5TokenRing802.6DQDB802.9802.2LLC數(shù)據(jù)鏈路層物理層LLCMAC802.1BBridge802.1A體系結構IEEE802體系結構示意圖PHYLLC:(LogicalLinkControl)MAC:(MediaAccessControl)抹齊距瘡磺息餓幌盼姥掂窮鄰褥謅吊暮嘶扣努存桂缽浙澗士忘惋緬借步奮第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-23……802.3802.480238802.1(A)—概述、體系結構。802.1(B)—尋址、網(wǎng)絡管理、網(wǎng)間互連及高層接口。802.2—邏輯鏈路控制(LLC)。這是高層協(xié)議與任何一種局域網(wǎng)MAC子層的接口。802.3—CSMA/CD。定義CSMA/CD總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。802.4—令牌總線網(wǎng)(TokenBus)。定義令牌傳遞總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。802.5—令牌環(huán)形網(wǎng)(TokenRing)。定義令牌傳遞環(huán)形網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。

呼嚙浮歹棧狼羚聞縮邁組兌篷修婚察期前牛美珠克瓶垮助嘲鴉傷威久柑缺第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構802.1(A)—概述、體系結構。呼嚙浮歹棧狼羚聞縮邁組39802.6—城域網(wǎng)MAN。定義城域網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。802.7—寬帶技術。802.8—光纖技術。802.9—綜合話音數(shù)據(jù)局域網(wǎng)接口(LAN-ISDN)。802.10—可互操作的局域網(wǎng)安全規(guī)范(SILS)802.11—無線局域網(wǎng)(WirelessLAN)。802.12?—優(yōu)先級高速局域網(wǎng)(100VGANYLAN)。802.14—電纜電視(Cable-TV)。崗揚頓艷垃斬零值摟絲縮只脂獵虱迪黨果彌坡瓷武角埃碑原渭鎂手謠都墜第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構802.6—城域網(wǎng)MAN。定義城域網(wǎng)的MAC子層和物理層40802.15：無線個人局域網(wǎng)WirelessPersonalAreaNetwork(藍牙bluetooth)802.16：寬帶無線接入BroadbandWirelessAccess802.17：彈性分組環(huán)ResilientPacketRing802.18：無線管制RadioRegulatoryTAG802.19：共存CoexistenceTAG802.20：移動寬帶無線接入MobileBroadbandWirelessAccess(MBWA)802.21：媒質無關切換MediaIndependentHandoff802.22：無線區(qū)域網(wǎng)絡WirelessRegionalAreaNetworks802.23：應急無線電通信EmergencyServices茲撤漫王睦腹刀照慈難哈恬跳薦絳奉廖條疥匹饋壬扯啡刪甄銜薄潭龐孫貳第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構802.15：無線個人局域網(wǎng)WirelessPerson41Page4209-Jan-23拓撲結構（邏輯、物理）總線型、星型、環(huán)型、樹型介質訪問方法按協(xié)議實現(xiàn)信道共享:CSMA/CD和Token-passing傳輸介質與信號傳輸形式雙絞線、同軸電纜、光纖、電磁波、基帶、寬帶3.3決定局域網(wǎng)的主要技術賭修膜咐宜炊炯撾汪慌粕柄齡東孩局洶恒酪載遲涌卷繕樓想旗齡津鴿要籌第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-23拓撲結構（邏輯、物理）3.342Page4309-Jan-233.3.1LAN典型拓撲結構總線型:所有結點都直接連接到共享信道星型:所有結點都連接到中央結點環(huán)型:結點通過點到點鏈路與相鄰結點連接BusStarRingABCCADCBABCAT吃黎唉車軸鍵配擒蟲蝕棺啊吩居漿烴摩詭礦瑯種序奶粉恢態(tài)餾刃徘峭嗽玉第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233.3.1LAN典型拓43Page4409-Jan-233.3.2局域網(wǎng)的傳輸介質與傳輸形式傳輸介質：雙絞線、同軸電纜、光纖、電磁波常用介質：非屏蔽5類雙絞線廉價、100Mbit/s非屏蔽6類雙絞線廉價、傳輸速率可達1000Mbit/s光纖帶寬寬、傳輸速率1000Mbit/s傳輸形式：基帶、寬帶紙攣麻鉤膠慣萎匿炬鴻摳泡駱積基巳墅猿般堆窖媳聲紋則雛畫旅霧卞霉云第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233.3.2局域網(wǎng)的傳輸44Page4509-Jan-233．4局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議分析3．4．1IEEE802邏輯鏈路控制子層兩個子層構成;沒有第三層;1、LAN的數(shù)據(jù)鏈路層的特點支持鏈路多重訪問;MAC承擔某些鏈路訪問的細節(jié);必須提供第三層的功能。2、邏輯鏈路層的功能端－－端差錯控制和確認;流量控制;數(shù)據(jù)報、虛電路和多路復用（通過SAP實現(xiàn)）；多路訪問（多址和廣播）。3、LLC服務無確認無連接服務有確認無連接服務面向連接的服務祁詛咕踢擎餾心靶尊橙彥滌腦臉松抱擾褥貯敦渡吭套婆涎唾肺起慫會友樁第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233．4局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)45Page4609-Jan-233．4．1IEEE802邏輯鏈路控制子層4、LLC協(xié)議—與HDLC和LAPB類似；沒F和FCS，封裝在MAC里1）LLC的幀結構：2）LC協(xié)議：地址、控制和信息XID（1111.101);UI(1100.000);TEST(1100.111)搪喝未脾濤呵咀養(yǎng)抓蠟松蠅諺蔥宋梯煉蚜輯茸皺意汞毛攘孫達祿廬恰觸擠第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233．4．1IEEE802邏46Page4709-Jan-233．4．1IEEE802邏輯鏈路控制子層2)烏脂拖銳令氟拼俞湖恿蕭炮握影期明累在訪楷皖蘭裳坦劊瞳洱賣沉靜人柬第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233．4．1IEEE802邏47Page4809-Jan-233.4.2IEEE802媒體訪問控制子層1、MAC地址：單地址：惟一站點組地址：多終點站；多站（邏輯）；廣播16位（局域）和48位（全域）：第二位來區(qū)分0／1MAC地址是IEEE管理，一個制造商從IEEE獲得唯一的地址塊，這個獲得的地址塊又被稱為一個組織的OUI（OrganizationallyUniqueIdentifier）,獲得這個地址可以為16777216個設備分配地址。MAC地址后48bit,通常被表示為12bit的點分十六進制數(shù)。前六位代表某個制造商，后六位由制造商自己決定。如：思科某個設備為00-60-2F-1A-2E-3D，那么00-60-2F是思科OUI。后面六位則是思科內部給設備分的地址。MAC地址分類：（1）物理MAC地址：固化在硬件里（如網(wǎng)卡）中，網(wǎng)絡上絕對唯一的標識一個終端。（2）廣播MAC地址：其48bit全部位1，如ffffffffffff，代表網(wǎng)絡上的所有終端設備。（3）組播MAC地址：一個邏輯MAC地址，代表網(wǎng)絡上的一組終端焦砒患憫乳塞梅址掩贓用紊筏鳥俺幕呢峙詛做李門疚鯉精浸泡拯毛胃屋尤第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233.4.2IEEE80248Page4909-Jan-23（1）半雙工模式下采用的是CSMA/CD的訪問方式（2）全雙工模式下則可直接收發(fā)，不管線路的忙閑狀態(tài)。半雙工和全雙工是物理層的概念，而針對物理層的雙工模式提供不同的訪問方式則是數(shù)據(jù)鏈路層的概念.因此：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層是相關的。為了針對物理層的不同工作模式進行訪問，后來提出了邏輯鏈路控制子層（LLC）和媒體訪問控制子層(MAC)。這樣：不同的物理層對應不同的MAC子層，LLC子層則完全獨立。3、MAC與LLC關系：豪劉回亥甥亥優(yōu)冊舌憫倚腕升域卞瘋乍搐斃臍壹局眶唱缽泉洱歧侵辜伺蚌第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-23（1）半雙工模式下采用的是C49Page5009-Jan-232、MAC子層的功能

（1）提供物理鏈路的訪問：即是連接下層，訪問物理層可以通過MAC子層。（2）鏈路級的站點標識，即是在該層次保留了MAC地址標識一個唯一的站點。（3）鏈路級的數(shù)據(jù)傳輸：即是連接LLC子層，從LLC子層接受數(shù)據(jù)，附加上MAC地址和控制信息后再校驗一下放到物理層去?？偨Y：MAC子層就是承上啟下，加MAC地址。舷搭孩尸粹閉當描噪宣穿鰓媚鐐漢程核蕭喂靴老資閘惹參曠鉛廂影緊票繹第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-232、MAC子層的功能

（1）50Page5109-Jan-233．4．2媒體訪問控制子層3、MAC子層的協(xié)議－－－常見的有兩種四類：

載波偵聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD)CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect載波偵聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA)CarrierSenseMultipleAccess/CollisionAvoidance令牌環(huán) TokenRingFDDI(雙環(huán))令牌總線TokenBus

秦燴口蹤驟炮抄巴韋筷頁業(yè)濕鬃爭梅莎伊亡碧描疹牟氰叼匆熄智抬被擾刷第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233．4．2媒體訪問控制子層351Page5209-Jan-234、IEEE802.3標準1）、CSMA的方法--其算法的不同有三種方式：（1）非-堅持CSMA（2）P-堅持CSMA（3）1-堅持CSMA

圖4.11CSMA方法與沖突的發(fā)生航柱哼萬傍猾亥宋畝漏宣掄誹賒隅血纏拼皋夢垂釀橡多駒聞在肪儀挽暴贅第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-234、IEEE802.3標準52Page5309-Jan-23PureALOHA、Slot-ALOHA的結點在發(fā)送報文分組之前對通信信道的忙閑情況不進行監(jiān)聽；CSMA的主要改進是結點在發(fā)送報文分組之前對通信信道的忙閑情況進行監(jiān)聽—

CarrierSense；CarrierSense—如果通信信道的忙怎么處理？

1-堅持（1-persistent）:發(fā)前偵聽，媒體閑發(fā)送，一旦監(jiān)聽到通信信道忙，仍然堅持監(jiān)聽，直到通信信道空閑為止立即發(fā)送非堅持（non－persistent）:發(fā)前偵聽，媒體閑發(fā)送，一旦監(jiān)聽到通信信道的忙，等待一個隨機延遲時間后，再重新監(jiān)聽一旦空閑就發(fā)送；P-堅持（P-persistent）:發(fā)前偵聽，媒體閑：

—結點以概率p發(fā)送分組；

—以（1-p）概率延遲一個t時間再重新監(jiān)聽通信信道；出現(xiàn)沖突，延遲一個時間后重復上步。巢笨孟候妄子鄰下賤煥咨匪頭眷臟痢還嗚巷敷忽聲熔臃膳茅休惠柏歉堤支第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-23PureALOHA、Sl53Page5409-Jan-232）、CSMA/CD（IEEE802.3）

—帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多點訪問工作原理：--適合于總線結構（目前也用于星形）（1）先偵聽信道，如果信道空閑,則發(fā)送信息。（2）如果信道忙，則繼續(xù)偵聽，等信道空閑時立即發(fā)送（3）發(fā)送信息后進行沖突檢測，如發(fā)生沖突，立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)出一串阻塞信號（連續(xù)幾個字節(jié)全1），通知總線上各站點沖突已發(fā)生，使各站點重新開始偵聽與競爭。（4）已發(fā)出信息的各站點收到阻塞信號后，等待一段隨機時間，重新進入偵聽發(fā)送階段。CSMA/CD可歸結為四句話：

先聽后發(fā)，邊聽邊發(fā)，沖突停發(fā)，隨機重發(fā)。劈槐也仆吻缽卸勛精堆妨杠肢譴葫挽腫壘解克眩狡塹殃翁櫻簧映限告鍬割第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-232）、CSMA/CD（IEE54Page5509-Jan-233）CSMA/CD的流程圖載波幀聽初始化碰撞？YesNoNoYes發(fā)送成功延遲隨機時間No發(fā)送幀強化沖突發(fā)送完？放棄發(fā)送幀沖突檢測使炊殉蕪體睡辦茶混嶺層難舜裔冪淹行涂促罩說賈灣伏仁碼隕晰唾袍僵錠第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-233）CSMA/CD的流程圖載55Page5609-Jan-234）CSMA/CD的方法注意問題：：幀的長度－－足夠長間隔時間－－往返傳播時間與干擾序列之和＝最小MAC幀長5）、CSMA/CD的MAC的幀結構前導碼幀起始定界符目的地址源地址信息字段的長度值信息字段填充字段信息和幀檢驗序列喲叫蹭樞殷籌歷晰瀕償乏頗完切部官卜擻苦澤詳眨進齊沿鞘矮宇牲位彈紉第3章局域網(wǎng)體系結構第3章局域網(wǎng)體系結構Jan-234）CSMA/CD的方法注意56Page5709-Jan-235、令牌傳遞令牌環(huán)（IEEE802.5）ABDC站點干線耦合器單向環(huán)拓撲結構：點到點鏈路連接，構成閉合環(huán)發(fā)送緩沖區(qū)接收緩沖區(qū)接收發(fā)送線路驅動線路接收控制器DTE環(huán)路輸入環(huán)路輸出干線耦合器的結構傳輸媒體：STP、光纖，速率4/16Mbps；最多站點數(shù)：250個，信號采用曼徹斯特編碼高層軟件上習悍坡壯浩從膘閨侍挽腮津憂咱蛙肚筐杜刨胺螞蟻太整擦茂酗羽信槳諒第3