計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教案第五章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教案第五章第一頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五主要內(nèi)容以太網(wǎng)和IEEE802.3

高速局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層交換VLAN第二頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分成兩類

–使用點(diǎn)到點(diǎn)連接的網(wǎng)絡(luò)——廣域網(wǎng)

–使用廣播信道的網(wǎng)絡(luò)——局域網(wǎng)

?關(guān)鍵問(wèn)題：如何解決對(duì)信道爭(zhēng)用解決信道爭(zhēng)用的協(xié)議稱為介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議MAC局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層分為L(zhǎng)LC（LogicalLinkControl）邏輯鏈路控制子層提供確認(rèn)機(jī)制和流量控制MAC（MediumAccessControl）第三頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.3

一．IEEE802參考模型

1．IEEE802協(xié)議IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)的組成如下：?802.1基本介紹和接口原語(yǔ)定義?802.2邏輯鏈路控制（LLC）子層?802.3采用CSMA/CD技術(shù)的局域網(wǎng)?802.4采用令牌總線（TokenBus）技術(shù)的局域網(wǎng)?802.5采用令牌環(huán)（TokenRing）技術(shù)的局域網(wǎng)第四頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.3二．Ethernet局域網(wǎng)1.802.3采用的電纜標(biāo)準(zhǔn)2.物理層標(biāo)準(zhǔn)物理層類型用以下域表示：<數(shù)據(jù)傳輸率Mb/s><介質(zhì)類型><網(wǎng)段最大距離(*100m)>10Base5含義：10：10Mbps；Base：基帶傳輸（basebandmedium）；5：500米10Base5：粗纜，AUI接口；10Base2：細(xì)纜，BNC接口，T型頭；10Base-T：RJ-45接口第五頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.33.擴(kuò)展網(wǎng)段長(zhǎng)度中繼器：物理層設(shè)備，只對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收、放大和雙向重傳；兩個(gè)收發(fā)器之間最多使用4個(gè)中繼器，最長(zhǎng)2500米。4.802.3的信號(hào)編碼由于曼徹斯特編碼的簡(jiǎn)單，所有的802.3基帶系統(tǒng)都使用曼徹斯特編碼。則為了在10Mbps速率上發(fā)送數(shù)據(jù)，則每秒鐘信號(hào)必須要改變20M次。5.MAC協(xié)議CSMA/CD帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)協(xié)議CarrierSenseMultipleAccess/collisondetection第六頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.3CSMA/CD原理：（1）站點(diǎn)使用CSMA協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送；?若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)聽信道；?若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則發(fā)送；?若信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽直至發(fā)現(xiàn)信道空閑然后完成發(fā)送；（2）在發(fā)送期間如果檢測(cè)到?jīng)_突，立即終止發(fā)送，并發(fā)出一個(gè)瞬間干擾信號(hào)，使所有的站點(diǎn)都知道發(fā)生了沖突；（3）在發(fā)出干擾信號(hào)后，等待一段隨機(jī)時(shí)間，再重復(fù)上述過(guò)程。

沖突檢測(cè)：比較法和編碼違例判決法沖突窗口：τ＝D/V，即2τ，D為總線最大長(zhǎng)度，V為傳播速度。第七頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.3第八頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.36.幀格式前導(dǎo)序列（7個(gè)字節(jié)10101010）幀開始標(biāo)志（1字節(jié)，10101011）目標(biāo)地址和源地址：2或6字節(jié)，以太網(wǎng)為6個(gè)字節(jié)幀長(zhǎng)度域（2字節(jié)，取值在0-1500之間）802.3規(guī)定有效幀的最短長(zhǎng)度為64字節(jié)。數(shù)據(jù)（0-1500個(gè)字節(jié)）填充（0-46字節(jié)）當(dāng)用戶資料不足46字節(jié)時(shí)，要求將用戶資料湊足46字節(jié)，以保證IEEE802.3的幀長(zhǎng)度不小于64字節(jié)（14字節(jié)幀頭+46字節(jié)數(shù)據(jù)+4字節(jié)CRC）。校驗(yàn)和：CRC校驗(yàn)（4個(gè)字節(jié)），其生成多項(xiàng)式為：G（X）=X32+X26+X23+X22+X16+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1。CRC碼的校驗(yàn)范圍為：目的地址、源地址、長(zhǎng)度、資料和PAD。第九頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.3三．以太網(wǎng)分類共享式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)第十頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.3交換式802.3LAN目的：減少?zèng)_突；兩種實(shí)現(xiàn)方法一個(gè)卡內(nèi)是一個(gè)802.3LAN，構(gòu)成自己的沖突域，卡間并行；使用端口緩存，無(wú)沖突發(fā)生。第十一頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．2高速局域網(wǎng)一、快速以太網(wǎng)（FastEthernet）標(biāo)準(zhǔn)：802.3u標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際上是802.3的一個(gè)補(bǔ)充。原有的幀格式、接口、規(guī)程不變，只是將比特時(shí)間從100ns縮短為10ns。稱為快速以太網(wǎng)。100Base-T，有兩種互聯(lián)設(shè)備：集線器和交換機(jī)。第十二頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．2高速局域網(wǎng)二、千兆以太網(wǎng)（FastEthernet）標(biāo)準(zhǔn)：802.3z使以太網(wǎng)快上10倍，并與現(xiàn)有的所有以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)保持向后兼容。向后兼容技術(shù)：載波擴(kuò)展（carrierextension）即用硬件將幀的長(zhǎng)度擴(kuò)充到512字節(jié)幀猝發(fā)（framebursting）將多個(gè)幀連接到一起再發(fā)。第十三頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．6數(shù)據(jù)鏈路層交換

1.網(wǎng)橋定義網(wǎng)橋（bridge）是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的一種網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，在互連的LAN之間實(shí)現(xiàn)幀的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，通過(guò)查看數(shù)據(jù)鏈路層的地址來(lái)完成幀轉(zhuǎn)發(fā)的任務(wù)。第十四頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．6數(shù)據(jù)鏈路層交換分類

從應(yīng)用上劃分本地網(wǎng)橋、遠(yuǎn)程網(wǎng)橋、主干網(wǎng)橋從幀轉(zhuǎn)發(fā)功能分配考慮

MAC網(wǎng)橋①透明網(wǎng)橋（TransparentBridge）②源地址路由選擇網(wǎng)橋（SourceRoutingBridge）③源地址路由選擇透明橋SRT方式LLC橋①封裝橋（EncapsulationBridging）②翻譯橋（轉(zhuǎn)換橋）（TraslationBridging）

第十五頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．6數(shù)據(jù)鏈路層交換網(wǎng)橋工作原理

網(wǎng)橋工作在混雜（promiscuous）方式，接收所有跟它相連的LAN上傳送的幀；網(wǎng)橋接收到一幀后，通過(guò)查詢地址/端口對(duì)應(yīng)表來(lái)確定是丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)；網(wǎng)橋剛啟動(dòng)時(shí)，地址/端口對(duì)應(yīng)表為空，采用洪泛（flooding）方法轉(zhuǎn)發(fā)幀：對(duì)于每一個(gè)發(fā)向未知目的地址的進(jìn)入幀，網(wǎng)橋?qū)⑺敵龅剿械腖AN中（除了它到來(lái)的那個(gè)LAN以外）。在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中采用逆向?qū)W習(xí)（backwardlearning）算法收集MAC地址。網(wǎng)橋通過(guò)分析幀的源MAC地址得到MAC地址與端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并寫入地址/端口對(duì)應(yīng)表；網(wǎng)橋軟件對(duì)地址/端口對(duì)應(yīng)表進(jìn)行不斷的更新，并定時(shí)檢查，刪除在一段時(shí)間內(nèi)沒有更新的地址/端口項(xiàng)；幀的路由過(guò)程：目的LAN與源LAN相同，則丟棄幀；目的LAN與源LAN不同，則轉(zhuǎn)發(fā)幀；目的LAN未知，則洪泛幀，并逆向?qū)W習(xí)。第十六頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．6數(shù)據(jù)鏈路層交換多個(gè)網(wǎng)橋（并行網(wǎng)橋）可能產(chǎn)生回路，為此用生成樹來(lái)解決多個(gè)網(wǎng)橋產(chǎn)生回路的問(wèn)題第十七頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．6數(shù)據(jù)鏈路層交換2.各層的交換設(shè)備中繼器模擬設(shè)備放大信號(hào)集線器有許多條輸入線路，將這些輸入線路連接起來(lái)。網(wǎng)橋和交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，在局域網(wǎng)之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)幀；網(wǎng)橋可以改變幀格式。路由器傳輸網(wǎng)關(guān)應(yīng)用網(wǎng)關(guān)第十八頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．6數(shù)據(jù)鏈路層交換3.VLAN

定義VirtualLocalAreaNetwork，即虛擬局域網(wǎng)，是一