計(jì)網(wǎng)(城軌供電)第4講局域網(wǎng)

1、第第4 4講講 局域網(wǎng)局域網(wǎng)n本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容局域網(wǎng)（LAN）概述介質(zhì)訪問(wèn)控制方法傳統(tǒng)以太網(wǎng)（Ethernet）局域網(wǎng)擴(kuò)展*高速局域網(wǎng)*無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）4.1 局域網(wǎng)局域網(wǎng)（LAN）概述概述n1. LAN的特點(diǎn)的特點(diǎn)覆蓋范圍小覆蓋范圍小n房間、建筑物、園區(qū)范圍房間、建筑物、園區(qū)范圍n距離距離25km高傳輸速率高傳輸速率n10Mb/s1000Mb/s低誤碼率低誤碼率n10-8 10-11私有性：自建、自管、自用私有性：自建、自管、自用n2. LAN的的技術(shù)特征技術(shù)特征介質(zhì)：介質(zhì)：UTP、Fiber、COAX拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（邏輯、物理）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（邏輯、物理）n總線型總線型、星形星形、環(huán)形、

2、樹(shù)形、環(huán)形、樹(shù)形介質(zhì)訪問(wèn)方法介質(zhì)訪問(wèn)方法nCSMA/CD、Token-passing信號(hào)傳輸形式信號(hào)傳輸形式n基帶基帶、寬帶、寬帶3. 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)n局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802（ISO8802）IEEE802是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列：是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列：IEEE802, IEEE802.1IEEE802.14n其體系結(jié)構(gòu)只包含了兩個(gè)層次：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、物理層數(shù)據(jù)鏈路層又分為邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制和介質(zhì)訪問(wèn)控制介質(zhì)訪問(wèn)控制兩個(gè)子層(Logic Link Contol, Medium Access control)網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路

3、層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制 LLC介質(zhì)訪問(wèn)控制介質(zhì)訪問(wèn)控制 MAC高層高層 OSI IEEE 802物理層物理層PHY由由TCP/IP和和NOS實(shí)現(xiàn)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nIEEE802.1標(biāo)準(zhǔn)提供了一個(gè)對(duì)整個(gè)IEEE802系列協(xié)議的概述，描述了IEEE802標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)放系統(tǒng)基本參照模型（即ISO的OSI7層模型）之間的聯(lián)系 .IEEE802系列中的主要標(biāo)準(zhǔn)系列中的主要標(biāo)準(zhǔn)n802.2 邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制n802.3 n802.4 n802.5 n802.6 n802.8 n802.11 WLAN（無(wú)線局域網(wǎng)）（無(wú)線局域

4、網(wǎng)）IEEE802體系結(jié)構(gòu)示意圖體系結(jié)構(gòu)示意圖n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/CD802.4Token Bus802.5Token Ring802.6DQDB802.8FDDI802.2 LLC數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 物理層物理層LLCMAC802.1D Bridge8 0 2 體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)PHY網(wǎng)際互聯(lián)網(wǎng)際互聯(lián)局域網(wǎng)的物理層局域網(wǎng)的物理層n功能：功能：位流的傳輸；位流的傳輸；同步前序的產(chǎn)生與識(shí)別；同步前序的產(chǎn)生與識(shí)別；信號(hào)編碼和譯碼。信號(hào)編碼和譯碼。nIEEE802定義了多種物理層，以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)定義了多種物理層，以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)

5、介質(zhì)和不同的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。和不同的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。n兩個(gè)接口：兩個(gè)接口：接入單元接口（接入單元接口（AUI， Attachment Unit Interface） 可選，僅用于粗同軸電纜可選，僅用于粗同軸電纜介質(zhì)相關(guān)接口（介質(zhì)相關(guān)接口（MDI, Medium Dependent Interface）n屏蔽不同介質(zhì)的特性，隨介質(zhì)不同而改變，使之不影響屏蔽不同介質(zhì)的特性，隨介質(zhì)不同而改變，使之不影響MAC子層的子層的操作操作局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層n按功能劃分為兩個(gè)子層：按功能劃分為兩個(gè)子層：LLC和和MACn功能分解的目的：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

6、部分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)。分開(kāi)，以適應(yīng)不同的傳輸介質(zhì)。解決共享信道解決共享信道(如總線如總線)的介質(zhì)訪問(wèn)控制問(wèn)題，使的介質(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。幀的傳輸獨(dú)立于傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。nLLC： 與介質(zhì)、拓?fù)錈o(wú)關(guān)；與介質(zhì)、拓?fù)錈o(wú)關(guān)； nMAC：與介質(zhì)、拓?fù)湎嚓P(guān)。與介質(zhì)、拓?fù)湎嚓P(guān)。n局域網(wǎng)局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層的特點(diǎn)：的數(shù)據(jù)鏈路層的特點(diǎn)：局域網(wǎng)局域網(wǎng)鏈路支持多路訪問(wèn)，支持成組地址和廣播；鏈路支持多路訪問(wèn)，支持成組地址和廣播；支持介質(zhì)訪問(wèn)控制功能；支持介質(zhì)訪問(wèn)控制功能；提供某些控制的功能，如多路復(fù)用、流量控制、提供某

7、些控制的功能，如多路復(fù)用、流量控制、差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制nMAC子層功能：實(shí)現(xiàn)、維護(hù)子層功能：實(shí)現(xiàn)、維護(hù)MAC協(xié)議，差錯(cuò)協(xié)議，差錯(cuò)檢測(cè)，尋址。檢測(cè)，尋址。nLLC子層功能：向高層提供統(tǒng)一的鏈路訪問(wèn)子層功能：向高層提供統(tǒng)一的鏈路訪問(wèn)形式，組幀形式，組幀/拆幀、建立拆幀、建立/釋放邏輯連接，差錯(cuò)釋放邏輯連接，差錯(cuò)控制，幀序號(hào)處理，提供某些網(wǎng)絡(luò)層功能?？刂?，幀序號(hào)處理，提供某些網(wǎng)絡(luò)層功能。對(duì)不同的LAN標(biāo)準(zhǔn)，它們的LLC子層都是一樣的，區(qū)別僅在MAC子層（和物理層）。PALLC的幀結(jié)構(gòu)的幀結(jié)構(gòu)DSAPSSAP控制域控制域數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 111/2長(zhǎng)度可變長(zhǎng)度可變 單位：字節(jié)單位：字節(jié)高層高層PDU LLC首部

8、首部 LLC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)IEEE802 LAN的封裝過(guò)程：的封裝過(guò)程：LLC幀幀MAC幀幀MAC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組分組介質(zhì)上傳介質(zhì)上傳輸?shù)膸數(shù)膸琈AC首部首部MAC尾部尾部MAC尾部尾部MAC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)MAC首部首部局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層和高層局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層和高層nIEEE 802標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有定義網(wǎng)絡(luò)層和更高層標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有定義網(wǎng)絡(luò)層和更高層：沒(méi)有路由選擇功能沒(méi)有路由選擇功能n局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，一般不需中間轉(zhuǎn)接局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，一般不需中間轉(zhuǎn)接流量控制、尋址、排序、差錯(cuò)控制等功能由數(shù)據(jù)流量控制、尋址、排序、差錯(cuò)控制等功能由數(shù)據(jù)鏈路層完成鏈路層完成n網(wǎng)絡(luò)層和更高層通常由協(xié)議軟件（如網(wǎng)絡(luò)層和更高層通常由協(xié)議軟件（

9、如TCP/IP協(xié)議、協(xié)議、IPX/SPX協(xié)議）和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)協(xié)議）和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)。4.2 介質(zhì)訪問(wèn)控制方法介質(zhì)訪問(wèn)控制方法n局域網(wǎng)使用廣播信道（多點(diǎn)訪問(wèn)、隨機(jī)訪問(wèn)），多局域網(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。問(wèn)題：個(gè)站點(diǎn)共享同一信道。問(wèn)題：各站點(diǎn)如何訪問(wèn)共享信道？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）？如何解決同時(shí)訪問(wèn)造成的沖突（信道爭(zhēng)用）？n解決以上問(wèn)題的方法稱為解決以上問(wèn)題的方法稱為介質(zhì)訪問(wèn)控制方法介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。n兩類介質(zhì)共享技術(shù)：兩類介質(zhì)共享技術(shù)：靜態(tài)分配（靜態(tài)分配（FDM、WDM、TDM、CDM）n不適用于局域網(wǎng)不適用于

10、局域網(wǎng)動(dòng)態(tài)分配（隨機(jī)接入、受控接入）動(dòng)態(tài)分配（隨機(jī)接入、受控接入）nCSMA/CD、Token-Passing局域網(wǎng)中的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法局域網(wǎng)中的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法n常見(jiàn)的有兩種：常見(jiàn)的有兩種：載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)（沖突檢測(cè)（CSMA/CD）nCarrier Sense Multiple Access/Collision Detect n采用采用隨機(jī)訪問(wèn)技術(shù)隨機(jī)訪問(wèn)技術(shù)的的競(jìng)爭(zhēng)型競(jìng)爭(zhēng)型介質(zhì)訪問(wèn)控制方法介質(zhì)訪問(wèn)控制方法令牌傳遞（令牌傳遞（Token Passing）Token RingToken BusFDDIn采用采用受控訪問(wèn)技術(shù)受控訪問(wèn)技術(shù)的的分散控制型分散控制型介質(zhì)訪問(wèn)

11、控制方法介質(zhì)訪問(wèn)控制方法1. CSMA / CDn多個(gè)站點(diǎn)如何安全地使用共享信道？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）。否正在發(fā)送（即信道忙否）?；镜幕镜腃SMA 訪問(wèn)算法訪問(wèn)算法n1. 一個(gè)站點(diǎn)要發(fā)送前，總是偵聽(tīng)總線，以確定是否有其他的站點(diǎn)在發(fā)送信息。n2. 如果信道空閑，立刻發(fā)送消息。（會(huì)不會(huì)引起沖突？）n3. 如果信道忙，則等待一段時(shí)間后重試。（時(shí)間長(zhǎng)短如何確定？）堅(jiān)持退避，由間隔的時(shí)間可以有不同的堅(jiān)堅(jiān)持退避，由間隔的時(shí)間可以有不同的堅(jiān)持算法持算法效率取決于幀的長(zhǎng)度與傳播時(shí)間效率取決于

12、幀的長(zhǎng)度與傳播時(shí)間堅(jiān)持退避算法n一. 非堅(jiān)持CSMAn 1.1 如果介質(zhì)空閑，立即發(fā)送n 1.2 如果介質(zhì)忙，則等待隨機(jī)的一段時(shí)間，重復(fù)1.1n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 利用隨機(jī)時(shí)間等待來(lái)降低發(fā)生沖突利用隨機(jī)時(shí)間等待來(lái)降低發(fā)生沖突的概率。的概率。n缺點(diǎn)：可能介質(zhì)利用率較低。缺點(diǎn)：可能介質(zhì)利用率較低。n二. 1-堅(jiān)持CSMAn 2.1 如果介質(zhì)空閑，立即發(fā)送n 2.2 如果介質(zhì)忙，則繼續(xù)偵聽(tīng)，直到介質(zhì)空閑立即發(fā)送。n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 提高了非堅(jiān)持算法的利用率。提高了非堅(jiān)持算法的利用率。n缺點(diǎn)：如果多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)檢查到介質(zhì)空閑，缺點(diǎn)：如果多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)檢查到介質(zhì)空閑，則沖突不可避免。則沖突不可避免。n三. P-堅(jiān)持C

13、SMAn 3.1 如果介質(zhì)空閑，則以概率P發(fā)送,以（1-P）的概率延時(shí)一個(gè)時(shí)間單位，重復(fù)3.1。n 3.2 如果介質(zhì)忙，則繼續(xù)偵聽(tīng)，直到介質(zhì)空閑重復(fù)3.1.n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 減低了減低了1-堅(jiān)持中發(fā)生沖突的概率，又堅(jiān)持中發(fā)生沖突的概率，又部分的解決了非堅(jiān)持算法中的利用率問(wèn)題。部分的解決了非堅(jiān)持算法中的利用率問(wèn)題。n難點(diǎn)：取一個(gè)合適的難點(diǎn)：取一個(gè)合適的P。nCSMA/CD帶沖突檢測(cè)的帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)用于用于IEEE802.3以太網(wǎng)以太網(wǎng)工作原理：工作原理：n發(fā)送前先監(jiān)聽(tīng)信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送；發(fā)送前先監(jiān)聽(tīng)信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送；n如果信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，

14、一旦空閑就立即發(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；n在發(fā)送過(guò)程中，仍需繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)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。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)（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)_突信號(hào)的目的是使所有的站點(diǎn)都能檢測(cè)到?jīng)_突n等待一段隨機(jī)時(shí)間（稱為退避）以后，再重新嘗試。等待一段隨機(jī)時(shí)間（稱為退避）以后，再重新嘗試。歸結(jié)為四句話：歸結(jié)為四句話：n發(fā)前先聽(tīng)，空閑即發(fā)送，邊發(fā)邊聽(tīng)，沖突時(shí)退避。發(fā)前先聽(tīng)，空閑即發(fā)送，邊發(fā)邊聽(tīng)，沖突時(shí)退避。CSMA/CD操作的流程圖操作的流程圖媒體忙？媒體

15、忙？發(fā)送幀發(fā)送幀碰撞？碰撞？發(fā)送完？發(fā)送完？發(fā)送發(fā)送JamJamN16?N16?YesYesNoNoNoNoYesYes發(fā)送成功發(fā)送成功YesYes發(fā)送失敗發(fā)送失敗NoNo延遲隨機(jī)時(shí)間延遲隨機(jī)時(shí)間NoNoYesYes發(fā)送發(fā)送碰撞次數(shù)碰撞次數(shù)N+1N+1站點(diǎn)1站點(diǎn)2距離Lt a0t2ta傳播時(shí)延t tCSMA/CD協(xié)議的時(shí)間槽協(xié)議的時(shí)間槽n時(shí)間槽時(shí)間槽能夠檢測(cè)到?jīng)_突的時(shí)間區(qū)間能夠檢測(cè)到?jīng)_突的時(shí)間區(qū)間（也稱為（也稱為爭(zhēng)用時(shí)隙爭(zhēng)用時(shí)隙或或碰撞窗口碰撞窗口）n若兩站點(diǎn)之間傳播時(shí)延為若兩站點(diǎn)之間傳播時(shí)延為a，則時(shí)間槽，則時(shí)間槽2a。如。如下圖下圖所示：所示：t a 站點(diǎn)2發(fā)送幀碰撞站點(diǎn)1在t0時(shí)發(fā)送幀2

16、ta站點(diǎn)2停止發(fā)送當(dāng)0時(shí)，將不會(huì)再發(fā)生沖突。這時(shí)，時(shí)間槽2a。n時(shí)間槽的意義：時(shí)間槽的意義：一個(gè)站點(diǎn)開(kāi)始發(fā)送后，若在時(shí)間槽內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到?jīng)_一個(gè)站點(diǎn)開(kāi)始發(fā)送后，若在時(shí)間槽內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到?jīng)_突，則本次發(fā)送不會(huì)再發(fā)生沖突突，則本次發(fā)送不會(huì)再發(fā)生沖突n以太網(wǎng)中，常用的時(shí)間槽以太網(wǎng)中，常用的時(shí)間槽51.2s傳輸速率為傳輸速率為10Mb/s時(shí)，時(shí)，一個(gè)時(shí)間槽內(nèi)可發(fā)送一個(gè)時(shí)間槽內(nèi)可發(fā)送512 bit，即，即64字節(jié)（所以也稱一個(gè)時(shí)間槽長(zhǎng)度為字節(jié)（所以也稱一個(gè)時(shí)間槽長(zhǎng)度為64字字節(jié)）節(jié)） 。由此可知：由此可知：n1. 沖突只可能在一幀的前沖突只可能在一幀的前64字節(jié)內(nèi)發(fā)生；字節(jié)內(nèi)發(fā)生；n2. 幀長(zhǎng)度小于幀長(zhǎng)度小于6

17、4字節(jié)時(shí)，將無(wú)法檢測(cè)出沖突；字節(jié)時(shí)，將無(wú)法檢測(cè)出沖突；所以，以太網(wǎng)規(guī)定的最小幀長(zhǎng)度為所以，以太網(wǎng)規(guī)定的最小幀長(zhǎng)度為64字節(jié)字節(jié)n3. 長(zhǎng)度小于長(zhǎng)度小于64字節(jié)的幀（碎片幀）都是無(wú)效幀。字節(jié)的幀（碎片幀）都是無(wú)效幀。與時(shí)間槽相關(guān)的幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與時(shí)間槽相關(guān)的幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)n采用采用CSMA/CD的局域網(wǎng)中，由于時(shí)間槽的的局域網(wǎng)中，由于時(shí)間槽的限制，限制，傳輸速率傳輸速率R、網(wǎng)絡(luò)跨距網(wǎng)絡(luò)跨距S、最小幀長(zhǎng)最小幀長(zhǎng)Fmin三者之間必須滿足一定的關(guān)系：三者之間必須滿足一定的關(guān)系： FminkSR k:系數(shù)系數(shù)可以看出可以看出：n最小幀長(zhǎng)度不變時(shí)，傳輸速率與網(wǎng)絡(luò)跨距成反比；最小幀長(zhǎng)度不變時(shí)，傳輸速率與網(wǎng)絡(luò)跨距

18、成反比；n傳輸率固定時(shí)，網(wǎng)絡(luò)跨距與最小幀長(zhǎng)度成正比；傳輸率固定時(shí)，網(wǎng)絡(luò)跨距與最小幀長(zhǎng)度成正比；n網(wǎng)絡(luò)跨距固定時(shí)，傳輸率與最小幀長(zhǎng)度成正比。網(wǎng)絡(luò)跨距固定時(shí)，傳輸率與最小幀長(zhǎng)度成正比。 退避時(shí)間的確定（退避算法）退避時(shí)間的確定（退避算法）nCSMA/CD采用了采用了截?cái)喽M(jìn)制指數(shù)退避算法截?cái)喽M(jìn)制指數(shù)退避算法n算法如下：算法如下：1. 令基本退避時(shí)間令基本退避時(shí)間T=2a（即時(shí)間槽長(zhǎng)度）；（即時(shí)間槽長(zhǎng)度）；2. k=min（重傳次數(shù)，（重傳次數(shù)，10）；）；3. r=在在 0, 1, , (2k-1) 中隨機(jī)取一個(gè)數(shù)；中隨機(jī)取一個(gè)數(shù)；4. 退避時(shí)間退避時(shí)間=rT。n最大重傳次數(shù)限定為最大重傳次數(shù)限

19、定為16，若發(fā)送，若發(fā)送16次仍不成次仍不成功，則發(fā)送失敗。功，則發(fā)送失敗。CSMA/CD的優(yōu)缺點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)n控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)；控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)；n網(wǎng)絡(luò)負(fù)載輕（網(wǎng)絡(luò)負(fù)載輕（40以內(nèi)）時(shí)，有較好的性能以內(nèi)）時(shí)，有較好的性能延遲較小延遲較小n網(wǎng)絡(luò)負(fù)載重時(shí)，性能急劇下降網(wǎng)絡(luò)負(fù)載重時(shí)，性能急劇下降沖突數(shù)量增加沖突數(shù)量增加n各工作站需要頻繁執(zhí)行重發(fā)操作各工作站需要頻繁執(zhí)行重發(fā)操作n大量的重發(fā)操作反過(guò)來(lái)又使沖突率進(jìn)一步增加大量的重發(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）遲）n網(wǎng)絡(luò)跨距網(wǎng)絡(luò)跨距S不能太大不能太大2. 令牌傳遞（

20、令牌傳遞（Token Passing）ABDC站點(diǎn)站點(diǎn)干線耦合器干線耦合器單向環(huán)單向環(huán)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路點(diǎn)到點(diǎn)鏈路n主要用于主要用于IEEE802.5令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)n拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán)Token Ring/802.5的操作的操作n哪個(gè)站點(diǎn)可以發(fā)送幀，是由一個(gè)沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱為哪個(gè)站點(diǎn)可以發(fā)送幀，是由一個(gè)沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱為“令牌令牌”（Token）的特殊幀來(lái)控制的。）的特殊幀來(lái)控制的。只有持有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令牌的站可以發(fā)送幀，而沒(méi)有拿到令牌的站只能等待待；n拿到令牌的站將令牌轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀頭，后面加掛上拿到令牌的站將

21、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；自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送；n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)；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)；n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)。牌，使其余的站點(diǎn)能獲得幀的發(fā)送權(quán)。Token Ring/802.5的操作舉例AT（c）幀循環(huán)一圈后幀循環(huán)一圈后,A將數(shù)據(jù)幀回收將數(shù)據(jù)幀回收并放出空令牌并放出空令牌ATData（a）A有數(shù)據(jù)要發(fā)有數(shù)據(jù)要發(fā)送送, 它抓住空它抓住空令牌令牌（b）AA將令牌修改為將令牌修改為數(shù)據(jù)幀頭數(shù)據(jù)幀頭, 并加并加掛數(shù)據(jù)發(fā)送掛數(shù)據(jù)

22、發(fā)送TDataCData目的站點(diǎn)從環(huán)目的站點(diǎn)從環(huán)上拷貝數(shù)據(jù)上拷貝數(shù)據(jù)TDataCTDataCTDataCn1. 刪除數(shù)據(jù)幀只是發(fā)送該幀的站點(diǎn)責(zé)任。n2. 錯(cuò)誤處理交給上層軟件。n3. 不允許任何站點(diǎn)獨(dú)占令牌。n4. 對(duì)于CSMA/CD的改進(jìn)。IEEE802.5的幀結(jié)構(gòu)令牌幀令牌幀數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀/控制幀控制幀起始起始 訪問(wèn)控制訪問(wèn)控制 幀控制幀控制目的地址目的地址源地址源地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)FCS結(jié)束結(jié)束幀狀態(tài)幀狀態(tài)1112/62/6 04 1 1P P P T M R R R優(yōu)優(yōu)先先級(jí)級(jí)位位令令牌牌位位監(jiān)監(jiān)督督位位預(yù)預(yù)約約位位起始起始 訪問(wèn)控制訪問(wèn)控制結(jié)束結(jié)束111訪問(wèn)控制字段包括：訪問(wèn)控制字段包括：

23、優(yōu)先級(jí)位優(yōu)先級(jí)位與與優(yōu)先級(jí)預(yù)約位優(yōu)先級(jí)預(yù)約位。 令牌位令牌位：幀類型標(biāo)識(shí)。：幀類型標(biāo)識(shí)。 0：令牌幀；：令牌幀； 1：信息：信息/控制幀控制幀 監(jiān)督位監(jiān)督位：防止無(wú)效幀無(wú)限循環(huán)。：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集線器集線器4.3 傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)20世紀(jì)世紀(jì)70年代中期由施樂(lè)公司（年代中期由施樂(lè)公司（Bob Metcalfe）提出，數(shù)據(jù)）提出，數(shù)據(jù)率為率為2.94Mb/s，稱為，稱為Ethernet（以太網(wǎng)）（以太網(wǎng)）n最初人們認(rèn)為電磁波是通過(guò)最初人們認(rèn)為電磁波是通過(guò)“以太以太”來(lái)傳播的來(lái)傳播的經(jīng)經(jīng)DEC, Intel和和Xerox公司改進(jìn)為公司改進(jìn)為10Mb/s

24、標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)（DIX標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)）n特征：基帶傳輸、總線拓?fù)?、特征：基帶傳輸、總線拓?fù)?、CSMA/CDIEEE 802.3，支持多種傳輸媒體。，支持多種傳輸媒體。n“帶有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范帶有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范”Ethernet II和和IEEE 802.3二者區(qū)別很小二者區(qū)別很小n僅是幀格式和支持的傳輸介質(zhì)略有不同僅是幀格式和支持的傳輸介質(zhì)略有不同目前已發(fā)展到萬(wàn)兆以太網(wǎng)，仍在繼續(xù)發(fā)展目前已發(fā)展到萬(wàn)兆以太網(wǎng)，仍在繼續(xù)發(fā)展 傳統(tǒng)以太網(wǎng)：傳統(tǒng)以太網(wǎng)：10Mb/s 802.3 粗同軸電纜粗同軸電纜 802.3a 細(xì)同軸電纜細(xì)同軸電纜 802.3i

25、雙絞線雙絞線 802.3j 光纖光纖 快速以太網(wǎng)（快速以太網(wǎng)（FE）：）：100Mb/s 802.3u 雙絞線，光纖雙絞線，光纖 千兆以太網(wǎng)（千兆以太網(wǎng)（GbE）：）：1000Mb/s（1Gb/s） 802.3z 屏蔽短雙絞線、光纖屏蔽短雙絞線、光纖 802.3ab 雙絞線雙絞線 萬(wàn)兆以太網(wǎng)：萬(wàn)兆以太網(wǎng)：10Gb/s 802.3ae 光纖光纖 以太網(wǎng)的物理層選項(xiàng)與標(biāo)識(shí)方法以太網(wǎng)的物理層選項(xiàng)與標(biāo)識(shí)方法 速率、信號(hào)方式、介質(zhì)類型速率、信號(hào)方式、介質(zhì)類型速率（速率（Mb/s）基帶或?qū)拵Щ鶐Щ驅(qū)拵ase，Broad每段最大長(zhǎng)度（單位每段最大長(zhǎng)度（單位:百米）或百米）或介質(zhì)類型（介質(zhì)類型（T，F(xiàn)，X）

26、10 Base 5傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)10Base5 粗同軸粗同軸10Base2 細(xì)同軸細(xì)同軸10Base-T UTP 10Base-F MMF快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)100Base-T UTP100Base-F MMF/SMF1000Base-X STP/MMF/SMF1000Base-T UTPEthernet/802.3操作操作任何站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)都要遵循任何站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)都要遵循CSMA/CD協(xié)議；協(xié)議；每個(gè)站點(diǎn)都可以接收到所有來(lái)自其他站點(diǎn)的數(shù)據(jù)（廣播信道）；每個(gè)站點(diǎn)都可以接收到所有來(lái)自其他站點(diǎn)的數(shù)據(jù)（廣播信道）；只有地址與幀的目的地址相同的站點(diǎn)才接收數(shù)據(jù)；只有地址與

27、幀的目的地址相同的站點(diǎn)才接收數(shù)據(jù)；目的站點(diǎn)將復(fù)制該幀，其他站點(diǎn)則忽略該幀。目的站點(diǎn)將復(fù)制該幀，其他站點(diǎn)則忽略該幀。ABCAC 發(fā)送幀，目的地址為發(fā)送幀，目的地址為A ABCA 復(fù)制該幀復(fù)制該幀A信號(hào)由終端電阻吸收信號(hào)由終端電阻吸收ABC C 發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空閑發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空閑終端電阻終端電阻ABCB 忽略該幀忽略該幀AEthernet / IEEE802.3幀格式幀格式PR： 前導(dǎo)碼前導(dǎo)碼 - 10101010序列，用于使接收方與發(fā)送方同步序列，用于使接收方與發(fā)送方同步SFD： 幀首定界符幀首定界符 10101011，表示一幀的開(kāi)始，表示一幀的開(kāi)始DA/SA：目的：目的/源源MAC地址地址LEN： 數(shù)據(jù)

28、長(zhǎng)度（數(shù)據(jù)部分的字節(jié)數(shù)），取值范圍：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（數(shù)據(jù)部分的字節(jié)數(shù)），取值范圍：0-1500Type： 類型，高層協(xié)議標(biāo)識(shí)類型，高層協(xié)議標(biāo)識(shí)LLC-PDU（Data）：數(shù)據(jù)，最少）：數(shù)據(jù)，最少46字節(jié)字節(jié), 最多最多1500字節(jié)，不夠時(shí)以字節(jié)，不夠時(shí)以Pad填充填充 Pad： 填充字段（可選），其作用是保證幀長(zhǎng)不小于填充字段（可選），其作用是保證幀長(zhǎng)不小于64字節(jié)字節(jié)FCS： 幀校驗(yàn)序列（幀校驗(yàn)序列（CRC-32）6 6 2 46-1500 4字節(jié)字節(jié) FCSSATypeDADataPadEthernetIEEE 802.3 2/6 2/6 2 46-1500 4 字節(jié)字節(jié)FCSSALENDALL

29、C-PDUPad 校驗(yàn)區(qū)間校驗(yàn)區(qū)間64-1518 字節(jié)字節(jié)PR SFD 7 1PRSFD 7 1用途：保證幀長(zhǎng)64字節(jié)MAC地址地址n又稱為又稱為物理地址物理地址，它是網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的全球唯一的標(biāo)識(shí)符，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)。與其物理位置無(wú)關(guān)。注意：注意：MACMAC地址是在數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行處理，而不是在物理層。地址是在數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行處理，而不是在物理層。n網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口都有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口都有一個(gè)MACMAC地址。地址。MACMAC地址大多固化在網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的硬件中地址大多固化在網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的硬件中n一個(gè)站點(diǎn)允許有多個(gè)一個(gè)站點(diǎn)允許有多個(gè)MACMAC地址，個(gè)數(shù)取

30、決于該站點(diǎn)網(wǎng)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)；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。有多個(gè)以太網(wǎng)接口的路由器。n網(wǎng)絡(luò)接口的網(wǎng)絡(luò)接口的MACMAC地址可以認(rèn)為就是宿主設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地地址可以認(rèn)為就是宿主設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址。址。nIEEE802.3IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：MACMAC地址的長(zhǎng)度為地址的長(zhǎng)度為6 6個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)，共，共4848位；位；n可表示可表示2 246467070萬(wàn)億個(gè)地址（有萬(wàn)億個(gè)地址（有2 2位用于特殊用途）位用于特殊用途）高高2424位稱為機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)識(shí)符位稱為機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)識(shí)符OUIOUI ，由，由IEEEI

31、EEE統(tǒng)一分統(tǒng)一分配給設(shè)備生產(chǎn)廠商；配給設(shè)備生產(chǎn)廠商；n如如3COM3COM公司的公司的OUI=02608COUI=02608C低低2424位稱為擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符位稱為擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符EIEI，由廠商自行分配給所，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。生產(chǎn)的每一塊網(wǎng)卡或設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口。也可以是也可以是2 2個(gè)字個(gè)字節(jié)，但節(jié)，但2 2字節(jié)的字節(jié)的地址很少使用。地址很少使用。I/GOUI（22位）位）G/LEI（24位）位）0=全局管理地址全局管理地址1=本地管理地址（一般不用）本地管理地址（一般不用）0=單播地址單播地址1=組播地址組播地址nMAC地址的三種類型：地址的三種類型：?jiǎn)尾サ刂穯尾サ?/p>

32、址：（I/G0）n擁有單播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中惟一一個(gè)由單播地址指定的站點(diǎn)。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸多播地址多播地址：（I/G1）n擁有多播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中由組播地址指定的一組站點(diǎn)。點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸廣播地址廣播地址：（全1地址，F(xiàn)F-FF-FF-FF-FF-FF）n擁有廣播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中所有的站點(diǎn)。廣播傳輸廣播傳輸n注意，以上分類只適用于注意，以上分類只適用于目的地址目的地址。同軸電纜以太網(wǎng)同軸電纜以太網(wǎng)粗纜以太網(wǎng)（粗纜以太網(wǎng)（10BASE5）粗同軸電纜，可靠性好，抗干擾能力強(qiáng)粗同軸電纜，可靠性好，抗干擾能力強(qiáng) 收發(fā)器收發(fā)器 : 發(fā)送發(fā)送/接收接收, 沖突檢測(cè)沖突檢測(cè), 電

33、氣隔離電氣隔離總線型拓?fù)淇偩€型拓?fù)?粗纜粗纜收發(fā)器收發(fā)器AUI 電纜電纜NIC最大段長(zhǎng)度最大段長(zhǎng)度 500m每段最多站點(diǎn)數(shù)每段最多站點(diǎn)數(shù) 1002.5m網(wǎng)絡(luò)最大跨度網(wǎng)絡(luò)最大跨度 2.5km 網(wǎng)絡(luò)最多網(wǎng)絡(luò)最多5個(gè)段個(gè)段 終端匹配器終端匹配器細(xì)纜細(xì)纜BNC接頭接頭NIC細(xì)纜以太網(wǎng)（細(xì)纜以太網(wǎng)（ 10Base2 ）細(xì)同軸電纜，可靠性稍差細(xì)同軸電纜，可靠性稍差 無(wú)外置收發(fā)器無(wú)外置收發(fā)器 輕便、靈活、成本較低輕便、靈活、成本較低總線型拓?fù)淇偩€型拓?fù)涿慷巫畲箝L(zhǎng)度每段最大長(zhǎng)度 185m每段最多站點(diǎn)數(shù)每段最多站點(diǎn)數(shù) 300.5 m網(wǎng)絡(luò)最大跨度網(wǎng)絡(luò)最大跨度 925 m 網(wǎng)絡(luò)最多網(wǎng)絡(luò)最多5個(gè)段個(gè)段 終端匹配器終端

34、匹配器 雙絞線（雙絞線（UTP），兩頭壓接），兩頭壓接RJ45連接器；連接器； 所有站點(diǎn)都與所有站點(diǎn)都與HUB （集線器）相連接；（集線器）相連接； HUB的作用：信號(hào)放大與整形的作用：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。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)輕便、安裝密度高、便于維護(hù)NICHUB每段最大長(zhǎng)度每段最大長(zhǎng)度 100m多臺(tái)多臺(tái)HUB級(jí)連級(jí)連可以支持更多站點(diǎn)可以支持更多站點(diǎn)雙絞線以太網(wǎng)（雙絞線以太網(wǎng)（10Base-T）n雙絞線的連接標(biāo)準(zhǔn)雙絞線的連接標(biāo)準(zhǔn)在以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)中，10Mb/s與100Mb/s雙絞線系統(tǒng)采用相同的線序：1、2兩根線為一對(duì)，

35、3、6兩根線為另一對(duì)。色標(biāo)色標(biāo) Pin# Signal白橙白橙 1 TD+橙橙 2 TD-白綠白綠 3 RD+藍(lán) 4 不用白藍(lán) 5 不用綠綠 6 RD-白棕 7 不用棕 8 不用1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8光纖以太網(wǎng)光纖以太網(wǎng)使用光纖介質(zhì)；使用光纖介質(zhì)； 兩根兩根62.5/125m多模光纖，收發(fā)各一根多模光纖，收發(fā)各一根 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； 通常用于遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)連接；通常用于遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)連接； 主要類型：主要類型： FOIRL（光纖中繼器間鏈路）（光纖中繼器間鏈路） 用于連接兩個(gè)用于連接兩個(gè)HUB（或中繼器）（或中繼器） 鏈路間最大距離鏈路間最大距離1 k

36、m 10Base-FL（用以替代（用以替代FOIRL） 鏈路間最大距離鏈路間最大距離2 km 任意兩節(jié)點(diǎn)間的中繼器數(shù)任意兩節(jié)點(diǎn)間的中繼器數(shù)6個(gè)個(gè) 光纖與其他介質(zhì)可使用介質(zhì)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換光纖與其他介質(zhì)可使用介質(zhì)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換介質(zhì)轉(zhuǎn)換器是可連接不同介質(zhì)的中繼器介質(zhì)轉(zhuǎn)換器是可連接不同介質(zhì)的中繼器全雙工以太網(wǎng)全雙工以太網(wǎng)n收、發(fā)使用不同的物理信道n不再使用CSMA/CD機(jī)制，因此傳輸距離不受時(shí)間槽的限制；但要受到信號(hào)衰減的影響n全雙工操作的條件：發(fā)送或者接受信道使用分離的傳輸介質(zhì)；兩個(gè)站點(diǎn)之間有專用的鏈路；鏈路兩端的設(shè)備都必須支持全雙工操作；n支持全雙工的設(shè)備包括全雙工網(wǎng)卡、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。4.4 局域網(wǎng)

37、擴(kuò)展局域網(wǎng)擴(kuò)展n 什么情況下需要擴(kuò)展？網(wǎng)絡(luò)范圍擴(kuò)大更多的站點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)多個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)n如何擴(kuò)展？主要在三個(gè)層次上n物理層n數(shù)據(jù)鏈路層n網(wǎng)絡(luò)層n在物理層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備：n總線網(wǎng)：中繼器n星形/環(huán)形網(wǎng)：集線器特點(diǎn)：n一個(gè)網(wǎng)段網(wǎng)段上的信號(hào)信號(hào)不加選擇地被復(fù)制復(fù)制到另一個(gè)網(wǎng)段網(wǎng)段；n擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)仍是一個(gè)沖突域沖突域。優(yōu)缺點(diǎn)：n簡(jiǎn)單、成本低n網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不能太大站點(diǎn)數(shù)量：沖突隨站點(diǎn)數(shù)量的增多而變得越來(lái)越嚴(yán)重地域范圍：時(shí)間槽的限制n只能互聯(lián)相同類型的網(wǎng)絡(luò) 例：從分離的部門網(wǎng)絡(luò)到統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)例：從分離的部門網(wǎng)絡(luò)到統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)集線器人力資源部集線器市場(chǎng)部集線器技術(shù)開(kāi)發(fā)部集線器財(cái)務(wù)部n在數(shù)據(jù)鏈路層

38、上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備：n網(wǎng)橋、交換機(jī)特點(diǎn)：n一個(gè)網(wǎng)段網(wǎng)段上的幀幀有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)段網(wǎng)段；n擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)被網(wǎng)橋/交換機(jī)隔離成多個(gè)沖突沖突域域；n擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)仍是一個(gè)廣播域廣播域。優(yōu)缺點(diǎn)：n沖突被限制在小范圍內(nèi)，甚至可被消除；n地域范圍不再受時(shí)間槽的限制；遠(yuǎn)程網(wǎng)橋可將局域網(wǎng)的范圍擴(kuò)展到幾十公里以上n轉(zhuǎn)發(fā)速度有所降低；在鏈路層上擴(kuò)展局域網(wǎng)在鏈路層上擴(kuò)展局域網(wǎng)網(wǎng)橋網(wǎng)橋/交換機(jī)交換機(jī)獨(dú)立的沖突域獨(dú)立的沖突域網(wǎng)段網(wǎng)段1HUB網(wǎng)段網(wǎng)段2HUB廣播域廣播域n在網(wǎng)絡(luò)層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備：n路由器特點(diǎn)：n一個(gè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)上的分組分組有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)；n擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)被路由器分隔成多個(gè)子網(wǎng)

39、子網(wǎng)。優(yōu)缺點(diǎn)：n地域范圍可以任意擴(kuò)展；n能根據(jù)最佳路由轉(zhuǎn)發(fā)分組；n可以互聯(lián)不同類型的網(wǎng)絡(luò)；n轉(zhuǎn)發(fā)速度低，成本較高，維護(hù)復(fù)雜。財(cái)務(wù)部集線器技術(shù)開(kāi)發(fā)部集線器市場(chǎng)部集線器人力資源部集線器在網(wǎng)絡(luò)層上擴(kuò)展局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層上擴(kuò)展局域網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)部路由器集線器財(cái)務(wù)部路由器集線器市場(chǎng)部路由器集線器路由器人力資源部集線器企業(yè)網(wǎng)企業(yè)網(wǎng) / 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)n10Mb/s滿足應(yīng)用要求嗎？n從10Mb/s向100Mb/s、1000Mb/s遷移起因：對(duì)主干帶寬的需求20世紀(jì)80年代末開(kāi)始，直到今天仍未停止主要產(chǎn)品nFDDIn快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)n100VG-AnyLANn千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)、萬(wàn)兆以太網(wǎng)萬(wàn)兆以太網(wǎng)最終勝利者是誰(shuí)

40、？n關(guān)鍵：兼容 (保護(hù)投資)、靈活、簡(jiǎn)易、技術(shù)成熟1. 快速以太網(wǎng)（快速以太網(wǎng)（Fast Ethernet，F(xiàn)E）n傳輸速率為傳輸速率為100Mb/s的以太網(wǎng)，比的以太網(wǎng)，比傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)快快10倍倍標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.3u拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基于集線器的星形結(jié)構(gòu)；傳輸介質(zhì)只支持雙絞線雙絞線和光纖光纖；幀結(jié)構(gòu)和介質(zhì)訪問(wèn)控制方式沿用IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。n提供了提供了10/100Mb/s自適應(yīng)功能；自適應(yīng)功能；nIEEE802.3uIEEE802.3u定義了定義了4種不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)種不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)100Base-TX：使用兩對(duì)5類雙絞線（最常用）100Base-FX：使用62.5/125m多

41、模光纖100Base-T4：使用四對(duì)3類雙絞線100Base-T2：使用兩對(duì)3類雙絞線n100Base-TX的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)max. 5mHUBHUB任意兩個(gè)站點(diǎn)任意兩個(gè)站點(diǎn)間最多允許間最多允許3個(gè)個(gè)鏈路段鏈路段工作站工作站工作站工作站max. 100mn快速以太網(wǎng)的應(yīng)用快速以太網(wǎng)的應(yīng)用主干連接主干連接需要高帶寬的服務(wù)器和高性能工作站需要高帶寬的服務(wù)器和高性能工作站n網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、圖形工作站、工程工作站、網(wǎng)管工作站向桌面系統(tǒng)普及向桌面系統(tǒng)普及10Mb/s10M HUB企業(yè)網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)100Mb/s100M HUB100Mb/s服務(wù)器100Mb/s小型機(jī)100Mb/s100M HUB2.千兆位以太

42、網(wǎng)和萬(wàn)兆位以太網(wǎng)千兆位以太網(wǎng)和萬(wàn)兆位以太網(wǎng)n千兆位以太網(wǎng)（千兆位以太網(wǎng)（Gigabit Ethernet，GbE）為什么需要千兆以太網(wǎng)n新的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分布計(jì)算、計(jì)算機(jī)視頻、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)n快速以太網(wǎng)的迅速普及要求主干有更高的帶寬兩個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)nIEEE 802.3z，1998.6正式公布1000Base-SX，MMF/550m1000Base-LX，SMF/5000m1000Base-CX，屏蔽短銅纜/25mnIEEE 802.3ab，1999.6正式公布1000Base-T，UTP/100m千兆位以太網(wǎng)的特征千兆位以太網(wǎng)的特征n1000Mb/s，全雙工或半雙工n沿用10Mb/s傳統(tǒng)以太網(wǎng)幀格式n半雙工

43、仍使用CSMA/CD協(xié)議n兼容10Base-T和100Base-Tn節(jié)點(diǎn)能力的自動(dòng)協(xié)商節(jié)點(diǎn)能力的自動(dòng)協(xié)商速率提高到速率提高到1000Mb/s時(shí)的時(shí)的網(wǎng)絡(luò)跨距網(wǎng)絡(luò)跨距問(wèn)題：?jiǎn)栴}：n為保持兼容，半雙工時(shí)的最小幀長(zhǎng)度仍規(guī)定為64字節(jié)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)跨距縮短為不足20米，實(shí)用價(jià)值大大降低！解決方法：解決方法：n1. 將時(shí)間槽擴(kuò)展為512字節(jié)（是以前的8倍）；n2. “載波擴(kuò)展”技術(shù)：幀長(zhǎng)不足512字節(jié)時(shí)，在其后填充特殊的符號(hào)至512字節(jié)；（物理層物理層）“幀突發(fā)幀突發(fā)”技術(shù)：允許站點(diǎn)連續(xù)發(fā)送多個(gè)短幀技術(shù)：允許站點(diǎn)連續(xù)發(fā)送多個(gè)短幀n解決短幀較多時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸效率低的問(wèn)題短幀較多時(shí)將使網(wǎng)絡(luò)傳輸效率大大降低。極端情況

44、下，只有正常時(shí)的12%。使用“幀突發(fā)”技術(shù)后，效率可提高到72%，達(dá)到快速以太網(wǎng)的95。鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)必須各自向?qū)Ψ酵ǜ孀约旱哪芰Γㄋ俣?、物理層類型、?全雙工）并自動(dòng)選擇合適的工作模式。 千兆以太網(wǎng)的工作參數(shù)千兆以太網(wǎng)的工作參數(shù)2/6 2/6 2 46-1500 4 0-448字節(jié)字節(jié)64字節(jié)字節(jié)512字節(jié)字節(jié)FCSSALEN/TypeDALLC-PDU/DataPad載波擴(kuò)展載波擴(kuò)展參數(shù)參數(shù)千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng) 快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng) 傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng) 時(shí)間槽(載波擴(kuò)展)512512字節(jié)字節(jié)時(shí)間時(shí)間64字節(jié)時(shí)間64字節(jié)時(shí)間幀間間隔 0.096s0.096s0.96s9.6s重發(fā)上限 16

45、1616回退上限 101010擁塞序列長(zhǎng)度 32位 32位 32位 最大幀長(zhǎng)度 1518字節(jié) 1518字節(jié) 1518字節(jié) 最小幀長(zhǎng)度64字節(jié)64字節(jié)64字節(jié)突發(fā)長(zhǎng)度上限 8192字節(jié)字節(jié) 當(dāng)幀長(zhǎng)小于512字節(jié)時(shí)，需填充“載波擴(kuò)展”符號(hào)千兆以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)千兆以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)n在半雙工方式時(shí)，網(wǎng)絡(luò)跨距減小很多：任意兩個(gè)站點(diǎn)間最多只能有一個(gè)中繼器n在全雙工方式時(shí)，網(wǎng)絡(luò)跨距僅與介質(zhì)和收發(fā)器的特性有關(guān)：站點(diǎn)間允許有多臺(tái)千兆設(shè)備，可以構(gòu)造較大范圍的網(wǎng)絡(luò)千兆位交換機(jī)千兆位交換機(jī)千兆位交換機(jī)千兆位交換機(jī)千兆位路由器千兆位路由器千兆以太網(wǎng)的應(yīng)用千兆以太網(wǎng)的應(yīng)用n交換機(jī)到交換機(jī)的主干連接；將網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)之間的10

46、/100M鏈路用1000M鏈路代替，可以顯著地提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能。 n具有高帶寬需求的服務(wù)器集群或某些高性能工作站與網(wǎng)絡(luò)主干之間的連接；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中配置的千兆以太網(wǎng)卡，可以建立與交換機(jī)之間的1000M連接，極大地提高了服務(wù)器的傳輸帶寬。 n企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的主干；千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)能同時(shí)支持多臺(tái)100Mb/s交換機(jī)、路由器、集線器和服務(wù)器等設(shè)備。n萬(wàn)兆位以太網(wǎng)萬(wàn)兆位以太網(wǎng)萬(wàn)兆位以太網(wǎng)的特征萬(wàn)兆位以太網(wǎng)的特征n傳輸速率為10Gb/s；n保留了802.3的幀格式、最大幀長(zhǎng)度和最小幀長(zhǎng)度；n不再使用CSMA/CD協(xié)議；n只能工作在全雙工方式；n只使用光纖（多?；騿文＃┳鳛閭鬏斀橘|(zhì)；標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：

47、IEEE 802.3ae，2002年年公布公布速度提高到速度提高到10Gb/s所遇到的問(wèn)題所遇到的問(wèn)題n不采用特殊措施，網(wǎng)絡(luò)跨距將只有2米n若使用“載波擴(kuò)展”（幀長(zhǎng)至少4096字節(jié)），短幀的傳輸效率將降低到1.5同時(shí)使用“幀突發(fā)”，最大效率也只能達(dá)到30“載波擴(kuò)展”的額外開(kāi)銷使吞吐率下降，沖突概率增大 解決方法解決方法n前提：保持與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容、低功耗和低成本n拋棄拋棄CSMA/CD，只工作在全雙工方式只工作在全雙工方式n只使用光纖介質(zhì)只使用光纖介質(zhì)萬(wàn)兆位以太網(wǎng)的應(yīng)用萬(wàn)兆位以太網(wǎng)的應(yīng)用n主要是作為大型網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)連接，目前尚不支持與端用戶的直接連接。 3. FDDI（Fiber Distr

48、ibuted Data Interface） 傳輸速率為傳輸速率為100Mb/s； 網(wǎng)絡(luò)由光纖介質(zhì)的雙環(huán)構(gòu)成，可靠性高；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)控制方法采用介質(zhì)訪問(wèn)控制方法采用Token Passing； 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍較大（幾十網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍較大（幾十km幾百幾百km ）。）。 FDDI的的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)集中器集中器集中器集中器服務(wù)器服務(wù)器主環(huán)次環(huán)FDDIDASSASSAS: 雙連站雙連站DAS: 雙連站雙連站 FDDI環(huán)的連接方式環(huán)的連接方式nFDDI的自修復(fù)功能正常情況下，僅主環(huán)工作，次環(huán)用于備份。當(dāng)主環(huán)出現(xiàn)故障時(shí)，F(xiàn)DDI在能夠自動(dòng)重新配置，使網(wǎng)絡(luò)流量繞過(guò)主環(huán)中的故

49、障點(diǎn)從備份環(huán)中通過(guò)。 FDDIACBD正常情況下數(shù)據(jù)通過(guò)主環(huán)傳輸FDDIACBD主環(huán)故障時(shí)數(shù)據(jù)從次環(huán)繞過(guò)FDDIACBD站點(diǎn)故障時(shí)數(shù)據(jù)從次環(huán)繞過(guò)nFDDI的優(yōu)缺點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：n雙環(huán)結(jié)構(gòu)提供了優(yōu)秀的容錯(cuò)能力；n令牌傳遞協(xié)議消除了數(shù)據(jù)沖突；n令牌傳遞協(xié)議能保證預(yù)知的、確定的時(shí)延；n在現(xiàn)有的100Mb/s的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍最大，適用于大型LAN和MAN。主要缺點(diǎn)：n協(xié)議比較復(fù)雜；n安裝和管理相對(duì)困難；n價(jià)格昂貴，與快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)相比，性能價(jià)格比低；n與廣泛使用的以太網(wǎng)之間進(jìn)行互聯(lián)比較困難。目前正逐漸被目前正逐漸被快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)所替代。所替代。n為什么需要無(wú)線網(wǎng)絡(luò)?有線網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)n臨時(shí)組網(wǎng)不方便如運(yùn)動(dòng)會(huì)、軍事演習(xí)n網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)要跨越公共場(chǎng)合時(shí)布線很麻煩n難于解決移動(dòng)站點(diǎn)問(wèn)題無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以很好地解決以上問(wèn)題無(wú)線網(wǎng)絡(luò)類型很多，如