計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)

第五章計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)5.1局域網(wǎng)的特點(diǎn)及類(lèi)型5.2局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)5.3以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問(wèn)控制方法5.4令牌環(huán)網(wǎng)及介質(zhì)訪問(wèn)控制方法5.5局域網(wǎng)資源共享模式5.6虛擬局域網(wǎng)5.7無(wú)線局域網(wǎng)5.1局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)的概念局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork)是在一個(gè)局部的地理范圍內(nèi)(如一個(gè)學(xué)校、工廠和機(jī)關(guān)內(nèi))，將各種計(jì)算機(jī)、外部設(shè)備和數(shù)據(jù)庫(kù)等互相聯(lián)接起來(lái)組成的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)，簡(jiǎn)稱(chēng)LAN。5.1局域網(wǎng)的特點(diǎn)及類(lèi)型20世紀(jì)80年代微型計(jì)算機(jī)出現(xiàn)1972年Xerox公司發(fā)明以太網(wǎng)使微機(jī)局域網(wǎng)得到了快速的發(fā)展結(jié)合局域網(wǎng)形成與發(fā)展：回憶：局域網(wǎng)的快速發(fā)展由哪兩個(gè)因素促成的？90年代局域網(wǎng)發(fā)展更加迅速。辦公室簡(jiǎn)單局域網(wǎng)5.1局域網(wǎng)的特點(diǎn)及類(lèi)型hubhubhubSwitchServerfarmstationstationsstations特點(diǎn)覆蓋范圍小房間、建筑物、園區(qū)范圍距離≤25km高傳輸速率10Mb/s～1000Mb/s低誤碼率10-8

～10-11拓?fù)洌嚎偩€型、星形、環(huán)形介質(zhì)：UTP、Fiber、COAX私有性：自建、自管、自用5.1局域網(wǎng)的特點(diǎn)及類(lèi)型5.1.1局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)具有較高的數(shù)據(jù)通信速率?，F(xiàn)在常見(jiàn)的以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps或1000Mbps。從一個(gè)站點(diǎn)可以訪問(wèn)全網(wǎng)，從而方便地共享昂貴的外部設(shè)備、主機(jī)以及軟件、數(shù)據(jù)等資源。構(gòu)建局域網(wǎng)時(shí)一般不使用公用通信線路，而是自行布設(shè)專(zhuān)用線路。系統(tǒng)易于擴(kuò)展和演變，各類(lèi)設(shè)備的位置可以靈活調(diào)整。系統(tǒng)具有可靠性和開(kāi)放性，局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)符合ISO的OSI標(biāo)準(zhǔn)，能與任何符合OSI標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)進(jìn)行通信。（1）總線拓?fù)鋵⑺姓军c(diǎn)通過(guò)適配器連接到單根傳輸介質(zhì)——共享總線上?？偩€末端都有一個(gè)50歐姆的電阻，稱(chēng)為終結(jié)器。作用：阻止信號(hào)發(fā)射基本特性優(yōu)點(diǎn)與星型拓?fù)湎啾?，所需電纜長(zhǎng)度較短；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高；擴(kuò)充(如增加站點(diǎn)、延長(zhǎng)電纜等)較容易。缺點(diǎn)故障檢測(cè)不很容易，如總線有故障需分段查找，如站點(diǎn)有故障需一個(gè)一個(gè)查；容錯(cuò)能力差，產(chǎn)生沖突。5.1局域網(wǎng)的特點(diǎn)及類(lèi)型（2）環(huán)型拓?fù)溆梢恍┲欣^器通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連成的一個(gè)閉合環(huán)。入網(wǎng)設(shè)備連到中繼器上。它從一條鏈路上接收數(shù)據(jù),以相同速率在另一條鏈路上輸出。數(shù)據(jù)在環(huán)上是單向傳輸?shù)??；咎匦匀秉c(diǎn)某段鏈路或某個(gè)中繼器有故障會(huì)使全網(wǎng)不能工作；站點(diǎn)離網(wǎng)、入網(wǎng)都較困難。（3）星型拓?fù)涿恳粋€(gè)站點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)-點(diǎn)鏈路連至中心節(jié)點(diǎn)，所有的通信都由中心節(jié)點(diǎn)控制，一般采用線路交換。基本特性優(yōu)點(diǎn)建網(wǎng)容易，配置方便；每個(gè)連接的故障容易排除，不影響全網(wǎng)；控制協(xié)議相對(duì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)對(duì)中心節(jié)點(diǎn)要求非常高，一旦中心節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生故障,全網(wǎng)將不能工作。5.1局域網(wǎng)的特點(diǎn)及類(lèi)型（4）混合型拓?fù)錇榭偩€型變形，或者可以看做多級(jí)星形結(jié)構(gòu)，是一種使用廣播的信道。5.2局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802（ISO8802）IEEE802是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列：IEEE802.X,IEEE802.1～I(xiàn)EEE802.14其體系結(jié)構(gòu)只包含了兩個(gè)層次：數(shù)據(jù)鏈路層、物理層數(shù)據(jù)鏈路層又分為邏輯鏈路控制和介質(zhì)訪問(wèn)控制兩個(gè)子層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層邏輯鏈路控制LLC介質(zhì)訪問(wèn)控制MAC

高層

OSI

IEEE802物理層PHY由TCP/IP和NOS實(shí)現(xiàn)IEEE802描述了最低兩層的功能以及它們?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)和接口5.2局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)5.2.1局域網(wǎng)的層次模型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議結(jié)構(gòu)IEEE802體系結(jié)構(gòu)示意圖數(shù)據(jù)鏈路層在不同的子標(biāo)準(zhǔn)中定義分別對(duì)應(yīng)于LLC子層和MAC子層……802.3CSMA/CD802.4TokenBus802.5TokenRing802.6DQDB802.8FDDI802.2LLC數(shù)據(jù)鏈路層物理層LLCMAC802.1DBridge802

體系結(jié)構(gòu)PHY網(wǎng)際互聯(lián)局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層按功能劃分為兩個(gè)子層：LLC和MAC功能分解的目的：將功能中與硬件相關(guān)的部分和與硬件無(wú)關(guān)的部分分開(kāi)，以適應(yīng)不同的傳輸介質(zhì)。解決共享信道(如總線)的介質(zhì)訪問(wèn)控制問(wèn)題，使幀的傳輸獨(dú)立于傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。LLC：與介質(zhì)、拓?fù)錈o(wú)關(guān)；MAC：與介質(zhì)、拓?fù)湎嚓P(guān)。5.2局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)5.2.1局域網(wǎng)的層次模型1．LLC子層LLC(LogicLinkControl)邏輯鏈路控制子層，即IEEE802.2標(biāo)準(zhǔn)

作用：流量控制、差錯(cuò)控制等軟件中實(shí)現(xiàn)5.2局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)LLC子層的作用由于不同的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型有不同的介質(zhì)訪問(wèn)子層與之對(duì)應(yīng)，而邏輯鏈路控制子層LLC則掩蓋了不同物理網(wǎng)絡(luò)之間的差別，以統(tǒng)一的格式為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)LLC子層把網(wǎng)絡(luò)層的分組（在TCP/IP中即IP數(shù)據(jù)包）加上LLC頭，交給MAC子層組成相應(yīng)的802.X幀發(fā)送5.2局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)LLC提供的三種服務(wù)不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)面向連接的服務(wù)對(duì)于不同的數(shù)據(jù)幀和控制幀有不同的格式有確認(rèn)的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和面向連接的服務(wù)，在幀格式中包含源地址、目的地址、序列號(hào)、確認(rèn)號(hào)等無(wú)確認(rèn)的數(shù)據(jù)包服務(wù)的幀格式中不包含序列號(hào)和確認(rèn)號(hào)5.2局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)5.2.1局域網(wǎng)的層次模型2．MAC子層MAC（MediaAccessControl）介質(zhì)訪問(wèn)控制子層

作用：介質(zhì)訪問(wèn)控制等

主要由硬件（網(wǎng)卡）實(shí)現(xiàn)

提供了LLC子層與物理層之間的接口5.2局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)功能：位流的傳輸；同步前序的產(chǎn)生與識(shí)別；信號(hào)編碼和譯碼。IEEE802定義了多種物理層，以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)和不同的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。兩個(gè)接口：連接單元接口（AUI）－可選，僅用于粗同軸電纜介質(zhì)相關(guān)接口（MDI）屏蔽不同介質(zhì)的特性，使之不影響MAC子層的操作3.物理層5.2局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)5.2.2IEEE802標(biāo)準(zhǔn)體系---LMSC5.3以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問(wèn)控制方法LAN的結(jié)構(gòu)類(lèi)型LAN的結(jié)構(gòu)主要有三種類(lèi)型：以太網(wǎng)（Ethernet）令牌環(huán)（TokenRing）令牌總線(TokenBus）另外還包括：作為這三種網(wǎng)的骨干網(wǎng)－光纖分布數(shù)據(jù)接口（FDDI）5.3以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問(wèn)控制方法一、以太網(wǎng)（Ethernet）局域網(wǎng)經(jīng)過(guò)了近三十年的發(fā)展，尤其是在快速以太網(wǎng)（100Mbps）和吉比特以太網(wǎng)，10吉比特以太網(wǎng)進(jìn)入市場(chǎng)后，以太網(wǎng)已經(jīng)在局域網(wǎng)市場(chǎng)中占據(jù)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。以至于很多人將局域網(wǎng)和以太網(wǎng)視為同一個(gè)概念。以太網(wǎng)在邏輯上是總線型的，其中心設(shè)備相當(dāng)于一根總線，因此每個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)是通過(guò)“廣播”方式將數(shù)據(jù)送往共享介質(zhì)。任何站點(diǎn)都沒(méi)有預(yù)約發(fā)送時(shí)間，發(fā)送是隨機(jī)的。這樣就有可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，而信號(hào)在總線上相互干擾的情況，即發(fā)生“沖突”。介質(zhì)訪問(wèn)控制方法局域網(wǎng)使用廣播信道（多點(diǎn)訪問(wèn)、隨機(jī)訪問(wèn)），多個(gè)站點(diǎn)共享同一信道。提出問(wèn)題：各站點(diǎn)如何訪問(wèn)共享信道？如何解決同時(shí)訪問(wèn)造成的沖突（信道爭(zhēng)用）？解決以上問(wèn)題的方法稱(chēng)為介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。兩類(lèi)介質(zhì)共享技術(shù)：靜態(tài)分配（FDM、WDM、TDM、CDM）不適用于局域網(wǎng)動(dòng)態(tài)分配（隨機(jī)接入、受控接入）CSMA/CD、Token-Passing5.3以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問(wèn)控制方法5.3.1CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控制方法一、信道分配方法分析：在多個(gè)競(jìng)爭(zhēng)用戶之間分配單個(gè)信道傳統(tǒng)方法為頻分多路復(fù)用（FDM）。FDM適用于用戶數(shù)量比較少而且固定不變，并且每個(gè)用戶都有繁重的流量負(fù)擔(dān)的時(shí)候。對(duì)于發(fā)送方數(shù)量非常多且經(jīng)常不斷變化，或者流量突發(fā)性大的，如果同樣使用頻分N等分：第一種情況只有很少的用戶需要進(jìn)行通信，則大量寶貴的頻譜被浪費(fèi)掉。第二種情況如果希望進(jìn)行通信的用戶數(shù)超過(guò)了N個(gè)，則有些用戶將被拒絕；第三種情況即使有些已經(jīng)被分配了頻段的用戶并不發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)，他們也無(wú)法將自己的頻段轉(zhuǎn)給其他用戶。既然傳統(tǒng)的靜態(tài)信道分配方法不能適應(yīng)突發(fā)性流量，以太網(wǎng)使用動(dòng)態(tài)分配方法:CSMA/CD5.3.1CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控制方法多個(gè)站點(diǎn)如何安全地使用共享信道？最簡(jiǎn)單的思路：發(fā)送前先檢測(cè)一下其它站點(diǎn)是否正在發(fā)送（即信道忙否）。若信道空閑，是否可以立即發(fā)送？若有多個(gè)站點(diǎn)都在等待發(fā)送，必然沖突！解決：等待一段隨機(jī)時(shí)間后再發(fā)（降低了沖突概率）若信道忙，如何處理？繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)：等到信道空閑后立即發(fā)送等到信道空閑后等待隨機(jī)時(shí)間后再發(fā)送等待一段隨機(jī)時(shí)間后再重新檢測(cè)信道一旦出現(xiàn)兩個(gè)站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送的情況，如何處理？以上方法均無(wú)法處理！載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議CSMA載波監(jiān)聽(tīng)協(xié)議（CarrierSenseProtocol）持續(xù)和非持續(xù)CSMA（CarrierSenseMultipleAccess，載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)）它檢測(cè)其他站的活動(dòng)情況，據(jù)此調(diào)整自己的行為1、1-持續(xù)CSMA(1-persistentCSMA）2、非持續(xù)CSMA(NonpersistentCSMA)3、p-持續(xù)CSMA(p-persistentCSMA)

1-持續(xù)CSMA每個(gè)站在發(fā)送前，先偵聽(tīng)信道，當(dāng)信道忙或發(fā)生沖突時(shí)，要發(fā)送幀的站，則等待并持續(xù)偵聽(tīng)，一旦信道空閑，便立即發(fā)送，即發(fā)送的概率為1；如沖突，則延時(shí)一隨機(jī)時(shí)隙數(shù)后，重新發(fā)送。其中，長(zhǎng)的傳播延遲和同時(shí)發(fā)送幀，會(huì)導(dǎo)致多次沖突，降低系統(tǒng)性能。非持續(xù)CSMA

（NonpersistentCSMA）每個(gè)站在發(fā)送前，先偵聽(tīng)信道，如信道正忙或發(fā)生沖突時(shí)，則不再繼續(xù)偵聽(tīng)，它并不持續(xù)偵聽(tīng)信道，而是在沖突時(shí)，延時(shí)一隨機(jī)的時(shí)隙數(shù)后，再偵聽(tīng)信道它有更好的信道利用率，但導(dǎo)致更長(zhǎng)延遲。p-持續(xù)CSMA

（p-persistentCSMA）它應(yīng)用于分槽信道每個(gè)站在發(fā)送前，先偵聽(tīng)信道，如信道正忙，則等到下一時(shí)隙；如信道空閑，則以概率p發(fā)送幀，即信道空閑時(shí)，這個(gè)時(shí)槽，按照欲發(fā)送的站P概率發(fā)送，而以概率q=1-p不發(fā)送，把本次發(fā)送延至下一時(shí)隙。若不發(fā)送，下一時(shí)槽仍空閑，同理進(jìn)行發(fā)送。若信道忙，則等待下一時(shí)槽，若沖突，則等待隨機(jī)的一段時(shí)間，重新開(kāi)始……5.3以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問(wèn)控制方法以太網(wǎng)采用IEEE802.3定義的載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè)CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection）技術(shù)來(lái)避免沖突的發(fā)生，使多個(gè)站點(diǎn)能夠共享信道。CSMA/CD—帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)MA（MultipleAccess）總線型特點(diǎn)：多點(diǎn)接入CS(CarrierSense)載波監(jiān)聽(tīng)：發(fā)送前監(jiān)聽(tīng)線路CD(CollisionDetection)碰撞檢測(cè)核心5.3以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問(wèn)控制方法用于IEEE802.3以太網(wǎng)工作原理：發(fā)送前先監(jiān)聽(tīng)信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送；如果信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，一旦空閑就立即發(fā)送；在發(fā)送過(guò)程中，仍需繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)。若監(jiān)聽(tīng)到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，然后發(fā)送沖突強(qiáng)化信號(hào)（Jam）；發(fā)送Jam信號(hào)的目的是使所有的站點(diǎn)都能檢測(cè)到?jīng)_突等待一段隨機(jī)時(shí)間（稱(chēng)為退避）以后，再重新嘗試。CSMA/CD的工作流程可以概況為“先聽(tīng)后發(fā)，邊發(fā)邊聽(tīng)，沖突停止，延遲重發(fā)”。載波監(jiān)聽(tīng)碰撞檢測(cè)JAM阻塞信號(hào)：特殊字節(jié)來(lái)強(qiáng)化沖突，以便讓總線上所有設(shè)備都知道發(fā)生沖突回退算法：將所有設(shè)備停止發(fā)送一段隨機(jī)時(shí)間，然后嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后最多經(jīng)過(guò)時(shí)間2（兩倍的端到端往返時(shí)延）就可知道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是否遭受了碰撞。以太網(wǎng)的端到端往返時(shí)延2稱(chēng)為爭(zhēng)用期，或碰撞窗口。經(jīng)過(guò)爭(zhēng)用期這段時(shí)間還沒(méi)有檢測(cè)到碰撞，才能肯定這次成功發(fā)送數(shù)據(jù)。5.3以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問(wèn)控制方法站點(diǎn)1站點(diǎn)2距離L傳播時(shí)延tCSMA/CD協(xié)議的時(shí)間槽時(shí)間槽——能夠檢測(cè)到?jīng)_突的時(shí)間區(qū)間（也稱(chēng)為爭(zhēng)用時(shí)隙或碰撞窗口）若兩站點(diǎn)之間傳播時(shí)延為a，則時(shí)間槽＝2a。如下圖所示：站點(diǎn)2發(fā)送幀碰撞站點(diǎn)1在t＝0時(shí)發(fā)送幀站點(diǎn)2停止發(fā)送當(dāng)δ→0時(shí)，將不會(huì)再發(fā)生沖突。這時(shí)，時(shí)間槽→2a。5.3以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問(wèn)控制方法總結(jié)CSMA/CD:顯然，在使用CSMA/CD協(xié)議時(shí)，一個(gè)站不能同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收。因此，使用CSMA/CD協(xié)議的以太網(wǎng)只能進(jìn)行半雙工通信。每個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時(shí)間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。這種發(fā)送的不確定性使整個(gè)以太網(wǎng)的平均通信量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。CSMA/CD的優(yōu)缺點(diǎn)控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)；網(wǎng)絡(luò)負(fù)載輕（40％以內(nèi)）時(shí)，有較好的性能延遲較小網(wǎng)絡(luò)負(fù)載重時(shí)，性能急劇下降沖突數(shù)量增加各工作站需要頻繁執(zhí)行重發(fā)操作大量的重發(fā)操作反過(guò)來(lái)又使沖突率進(jìn)一步增加網(wǎng)絡(luò)延遲增大延遲時(shí)間不可預(yù)計(jì)（非確定性延遲）5.3以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問(wèn)控制方法5.3.2典型的以太網(wǎng)5.3.2典型的以太網(wǎng)主機(jī)箱收發(fā)器電纜網(wǎng)卡AUI保護(hù)外層外導(dǎo)體屏蔽層內(nèi)導(dǎo)體收發(fā)器RJ-45連接器1、10BASE5（粗纜以太網(wǎng)）同軸電纜以太網(wǎng)粗纜以太網(wǎng)（10BASE5）粗同軸電纜，可靠性好，抗干擾能力強(qiáng)收發(fā)器:發(fā)送/接收,沖突檢測(cè),電氣隔離總線型拓?fù)?/p>

粗纜收發(fā)器AUI電纜NICVampiretap最大段長(zhǎng)度500m每段最多站點(diǎn)數(shù)100≥2.5m網(wǎng)絡(luò)最大跨度2.5km

網(wǎng)絡(luò)最多5個(gè)段

終端匹配器5.3.2典型的以太網(wǎng)2、10BASE2（細(xì)纜以太網(wǎng)）主機(jī)箱BNCT型接頭BNC連接器插口BNC網(wǎng)卡BNC插頭細(xì)纜BNC接頭NIC細(xì)纜以太網(wǎng)（10Base2

）細(xì)同軸電纜，可靠性稍差無(wú)外置收發(fā)器輕便、靈活、成本較低總線型拓?fù)涿慷巫畲箝L(zhǎng)度185m每段最多站點(diǎn)數(shù)30≥0.5m網(wǎng)絡(luò)最大跨度

925m網(wǎng)絡(luò)最多5個(gè)段

終端匹配器

5.3.2典型的以太網(wǎng)3、10BASE-T（以太網(wǎng)）主機(jī)箱雙絞線集線器RJ-45插頭5.3.2典型的以太網(wǎng)雙絞線（UTP），兩頭壓接RJ45連接器；所有站點(diǎn)都與HUB（集線器）相連接；

HUB的作用：信號(hào)放大與整形星形拓?fù)?，但邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)仍然是總線。輕便、安裝密度高、便于維護(hù)NICHUB每段最大長(zhǎng)度100m多臺(tái)HUB級(jí)連可以支持更多站點(diǎn)雙絞線以太網(wǎng)（10Base-T）在雙絞線上傳送100Mb/s基帶信號(hào)的星型拓?fù)湟蕴W(wǎng)，仍使用IEEE802.3的CSMA/CD協(xié)議。100BASE-T以太網(wǎng)又稱(chēng)為快速以太網(wǎng)(FastEthernet)。5.3.2典型的以太網(wǎng)3、100BASE-T（快速以太網(wǎng)）100BASE-T以太網(wǎng)的特點(diǎn)100Base-T沿用了IEEE802.3規(guī)范所采用的CSMA/CD技術(shù)。無(wú)論是幀的結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)度還是錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制等都沒(méi)有做任何的改動(dòng)。此外，100Base-T支持所有能夠在IEEE802.3網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行的軟件和應(yīng)用。100Base-T提供了10Mbps和100Mbps兩種網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的自適應(yīng)功能，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間可以通過(guò)發(fā)送快速鏈路脈沖（FLP）進(jìn)行自動(dòng)協(xié)商，從而實(shí)現(xiàn)10Base-T和100Base-T兩種不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的共存和平滑過(guò)度。三種不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)使用的傳輸介質(zhì)的不同，定義了三種不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)：100BASE-TX使用2對(duì)UTP5類(lèi)線（超5類(lèi)）或屏蔽雙絞線STP。

100BASE-FX使用2對(duì)光纖。

100BASE-T4使用4對(duì)UTP3類(lèi)線或5類(lèi)線。

吉比特以太網(wǎng)允許在1Gb/s下全雙工和半雙工兩種方式工作。使用802.3協(xié)議規(guī)定的幀格式。在半雙工方式下使用CSMA/CD協(xié)議（全雙工方式不需要使用CSMA/CD協(xié)議）。與10BASE-T和100BASE-T技術(shù)向后兼容。吉比特以太網(wǎng)的物理層1000BASE-X基于光纖通道的物理層：1000BASE-SXSX表示短波長(zhǎng)1000BASE-LXLX表示長(zhǎng)波長(zhǎng)1000BASE-CXCX表示銅線1000BASE-T使用4對(duì)5類(lèi)線UTP

5.3.3以太網(wǎng)的MAC層源地址廣播通信方式目的地址MAC地址又稱(chēng)作“物理地址”或者“硬件地址”，作用：在網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)識(shí)計(jì)算機(jī)身份。MAC地址又稱(chēng)為物理地址，它是網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的全球唯一的標(biāo)識(shí)符，與其物理位置無(wú)關(guān)。注意：MAC地址是在數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行處理，而不是在物理層。網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口都有一個(gè)MAC地址。MAC地址大多固化在網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的硬件中一個(gè)站點(diǎn)允許有多個(gè)MAC地址，個(gè)數(shù)取決于該站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)接口的個(gè)數(shù)。例如安裝有多塊網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)；有多個(gè)以太網(wǎng)接口的路由器。網(wǎng)絡(luò)接口的MAC地址可以認(rèn)為就是宿主設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：MAC地址的長(zhǎng)度為6個(gè)字節(jié)，共48位；可表示246≈70萬(wàn)億個(gè)地址（有2位用于特殊用途）高24位稱(chēng)為機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)識(shí)符OUI

，由IEEE統(tǒng)一分配給設(shè)備生產(chǎn)廠商；如3COM公司的OUI=02608C低24位稱(chēng)為擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符EI，由廠商自行分配給所生產(chǎn)的每一塊網(wǎng)卡或設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口。也可以是2個(gè)字節(jié)，但2字節(jié)的地址很少使用5.3以太網(wǎng)及介質(zhì)訪問(wèn)控制方法Ethernet幀結(jié)構(gòu)-mac幀MAC幀物理層1010101010101010101010101010101011前同步碼幀開(kāi)始定界符7字節(jié)1字節(jié)…8字節(jié)插入IP層以太網(wǎng)V2MAC幀目的地址源地址類(lèi)型數(shù)據(jù)FCS6624字節(jié)46~1500IP數(shù)據(jù)報(bào)0x800IP數(shù)據(jù)報(bào)MAC幀物理層MAC層IP層以太網(wǎng)V2MAC幀目的地址源地址類(lèi)型數(shù)據(jù)FCS6624字節(jié)46~1500IP數(shù)據(jù)報(bào)以太網(wǎng)V2的MAC幀格式目的地址字段6字節(jié)MAC幀物理層MAC層IP層以太網(wǎng)V2MAC幀目的地址源地址類(lèi)型數(shù)據(jù)FCS6624字節(jié)46~1500IP數(shù)據(jù)報(bào)以太網(wǎng)V2的MAC幀格式源地址字段6字節(jié)MAC幀物理層MAC層IP層以太網(wǎng)V2MAC幀目的地址源地址類(lèi)型數(shù)據(jù)FCS6624字節(jié)46~1500IP數(shù)據(jù)報(bào)以太網(wǎng)V2的MAC幀格式類(lèi)型字段2字節(jié)類(lèi)型字段用來(lái)標(biāo)志上一層使用的是什么協(xié)議，以便把收到的MAC幀的數(shù)據(jù)上交給上一層的這個(gè)協(xié)議。MAC幀物理層MAC層IP層以太網(wǎng)V2MAC幀目的地址源地址類(lèi)型數(shù)據(jù)FCS6624字節(jié)46~1500IP數(shù)據(jù)報(bào)以太網(wǎng)V2的MAC幀格式數(shù)據(jù)字段46~1500

字節(jié)數(shù)據(jù)字段的正式名稱(chēng)是MAC

客戶數(shù)據(jù)字段最小長(zhǎng)度64字節(jié)

18字節(jié)的首部和尾部=數(shù)據(jù)字段的最小長(zhǎng)度

MAC幀物理層MAC層IP層以太網(wǎng)V2MAC幀目的地址源地址類(lèi)型數(shù)據(jù)FCS6624字節(jié)46~1500IP數(shù)據(jù)報(bào)以太網(wǎng)V2的MAC幀格式FCS字段4

字節(jié)當(dāng)傳輸媒體的誤碼率為1106

時(shí)，MAC子層可使未檢測(cè)到的差錯(cuò)小于11014。當(dāng)數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度小于46字節(jié)時(shí)，應(yīng)在數(shù)據(jù)字段的后面加入整數(shù)字節(jié)的填充字段，以保證以太網(wǎng)的MAC幀長(zhǎng)不小于64字節(jié)。MAC幀物理層MAC層IP層以太網(wǎng)V2MAC幀目的地址源地址類(lèi)型數(shù)據(jù)FCS6624字節(jié)46~1500IP數(shù)據(jù)報(bào)以太網(wǎng)V2的MAC幀格式1010101010101010101010101010101011前同步碼幀開(kāi)始定界符7字節(jié)1字節(jié)…8字節(jié)插入在幀的前面插入的8字節(jié)中的第一個(gè)字段共7個(gè)字節(jié)，是前同步碼，用來(lái)迅速實(shí)現(xiàn)MAC幀的比特同步。第二個(gè)字段是幀開(kāi)始定界符，表示后面的信息就是MAC幀。為了達(dá)到比特同步，在傳輸媒體上實(shí)際傳送的要比MAC幀還多8個(gè)字節(jié)5.4令牌環(huán)網(wǎng)及介質(zhì)訪問(wèn)控制方法5.4.1令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)最初是由IBM公司在20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)的一種網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。在20世紀(jì)90年代初，令牌環(huán)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與以太網(wǎng)進(jìn)行了激烈的競(jìng)爭(zhēng)并成為最流行的連網(wǎng)技術(shù)。但是后來(lái)以太網(wǎng)不斷改進(jìn)它的實(shí)用性、速度和可靠性，并最終超過(guò)了令牌環(huán)網(wǎng)。IEEE802.5描述了令牌環(huán)網(wǎng)技術(shù)的規(guī)范。令牌網(wǎng)通過(guò)屏蔽或非屏蔽雙絞線以4Mbps或16Mbps速率傳輸數(shù)據(jù)，使用令牌傳遞機(jī)制和星型環(huán)狀混合物理結(jié)構(gòu)，通常令牌環(huán)網(wǎng)比以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)起來(lái)更昂貴。2.令牌傳遞（TokenPassing）ABDC站點(diǎn)干線耦合器單向環(huán)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路主要用于IEEE802.5令牌環(huán)網(wǎng)

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán)TokenRing/802.5的操作哪個(gè)站點(diǎn)可以發(fā)送幀，是由一個(gè)沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱(chēng)為“令牌”（Token）的特殊幀來(lái)控制的。只有持有令牌的站可以發(fā)送幀，而沒(méi)有拿到令牌的站只能等待；拿到令牌的站將令牌轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀頭，后面加掛上自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送；目的站點(diǎn)從環(huán)上復(fù)制該幀，幀則沿環(huán)繼續(xù)往下循環(huán)；數(shù)據(jù)幀循環(huán)一周后由源站點(diǎn)回收，并送出一個(gè)空令牌，使其余的站點(diǎn)能獲得幀的發(fā)送權(quán)。TokenRing/802.5的操作舉例AT=0T（c）幀循環(huán)一圈后,A將數(shù)據(jù)幀回收并放出空令牌AT=0TData（a）A有數(shù)據(jù)要發(fā)送,它抓住空令牌（b）AT=1A將令牌修改為數(shù)據(jù)幀頭,并加掛數(shù)據(jù)發(fā)送TDataCData目的站點(diǎn)從環(huán)上拷貝數(shù)據(jù)TDataCTDataCTDataCIEEE802.5的幀結(jié)構(gòu)令牌幀數(shù)據(jù)幀/控制幀起始訪問(wèn)控制幀控制目的地址源地址數(shù)據(jù)FCS結(jié)束幀狀態(tài)1112/62/6≥

04

1

1PPP

T

M

RRR優(yōu)先級(jí)位令牌位監(jiān)督位預(yù)約位起始訪問(wèn)控制結(jié)束111訪問(wèn)控制字段包括：優(yōu)先級(jí)位與優(yōu)先級(jí)預(yù)約位。令牌位：幀類(lèi)型標(biāo)識(shí)。

0：令牌幀；

1：信息/控制幀監(jiān)督位：防止無(wú)效幀無(wú)限循環(huán)。令牌環(huán)網(wǎng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)——星形環(huán)路ABCDE集線器5.4令牌環(huán)網(wǎng)及介質(zhì)訪問(wèn)控制方法5.4.3FDDIFDDI的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類(lèi)似于環(huán)形網(wǎng)。它使用令牌環(huán)網(wǎng)所采用的令牌傳遞方式。在這種方式下，令牌沿著網(wǎng)絡(luò)傳遞，當(dāng)一個(gè)設(shè)備需要傳送數(shù)據(jù)時(shí)，它就截取令牌并把它所要發(fā)送的數(shù)據(jù)添加進(jìn)令牌，這樣就形成了一個(gè)幀。該幀沿著網(wǎng)絡(luò)循環(huán)傳播，直到它的目標(biāo)站點(diǎn)接受它。與令牌環(huán)技術(shù)不一樣的是：FDDI將它的令牌環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)成雙環(huán)結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)完整的環(huán)上運(yùn)行。主環(huán)承載數(shù)據(jù)，次環(huán)作為備份，而且雙環(huán)是逆向旋轉(zhuǎn)的。當(dāng)所有器件都正常時(shí)，使用主環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)，具有自恢復(fù)功能，如圖所示，當(dāng)線路或站點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，可以將主環(huán)和次環(huán)連接起來(lái)使用。這種冗余措施使得采用了FDDI的網(wǎng)絡(luò)非常可靠。5.4令牌環(huán)網(wǎng)及介質(zhì)訪問(wèn)控制方法5.4.3FDDIFDDI（FiberDistributedDataInterface）傳輸速率為100Mb/s；網(wǎng)絡(luò)由光纖介質(zhì)的雙環(huán)構(gòu)成，可靠性高；介質(zhì)訪問(wèn)控制方法采用TokenPassing；網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍較大（幾十km～幾百km）。集中器集中器服務(wù)器主環(huán)次環(huán)FDDIDASSASSAS: