計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)3第三章數(shù)據(jù)鏈路層

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)電氣 liubiao第三章 數(shù)據(jù)鏈路層提綱1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念2 三個(gè)基本問(wèn)題2.1 幀定界2.2 透明傳輸2.3 差錯(cuò) (CRC*)3因特網(wǎng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP3.1 PPP 協(xié)議的特點(diǎn)及工作原理3.2 PPP 協(xié)議的幀格式3.3 PPP 協(xié)議的工作狀態(tài)（自學(xué)）4 使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層4.1 局域網(wǎng)的特點(diǎn)4.2 局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層4.3 CSMA/CD 協(xié)議提綱5 使用廣播信道的以太網(wǎng)5.1 以太網(wǎng)概述以及幾個(gè)重要參數(shù)爭(zhēng)用期、最小有效幀長(zhǎng)、幀間最小間隔5.2 以太網(wǎng)的連接 5.3 以太網(wǎng)的 MAC 層6 以太網(wǎng)擴(kuò)展6.1 在物理層擴(kuò)展以太網(wǎng)6.2 在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展以

2、太網(wǎng)（重點(diǎn)掌握網(wǎng)橋） 7 高速以太網(wǎng)（自學(xué)）1. 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有以下兩種類(lèi)型： 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道。這種信道使用一對(duì)一的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。 廣播信道。這種信道使用一對(duì)多的廣播通信方式，因此過(guò)程比較復(fù)雜。廣播信道上連接的主機(jī)很多，因此必須使用專(zhuān)用的共享信道協(xié)議來(lái)協(xié)調(diào)這些主機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)數(shù)據(jù)鏈路 鏈路(link)是一條無(wú)源的點(diǎn)到點(diǎn)的物理線路段， 中間沒(méi)有任何其他的交換結(jié)點(diǎn)。（物理鏈路）一條鏈路只是一條通路的一個(gè)組成部分。 數(shù)據(jù)鏈路(data link)：物理鏈路 + 通信協(xié)議及其實(shí)現(xiàn)的硬、 。（邏輯鏈路）現(xiàn)在最常用的 是使用網(wǎng)絡(luò)適配器（撥號(hào)適配器、局域網(wǎng)適配器）。 的適配器都 了

3、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層這兩層的功能。數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能(1) 鏈路管理：建立、維持和 數(shù)據(jù)鏈路；(2) 幀定界(幀同步)：接受方如何區(qū)分幀的開(kāi)始和結(jié)束；(3) 流量 ：接受方 發(fā)送方數(shù)據(jù)發(fā)送速率；(4) 差錯(cuò) ：編碼技術(shù)（前向糾錯(cuò)/差錯(cuò)檢測(cè)）；(5) 透明傳輸 ：傳送數(shù)據(jù)比特組合不受限制；(6) 尋址 ：保證數(shù)據(jù)幀正確達(dá)到目的站。數(shù)據(jù)鏈路層的簡(jiǎn)單模型主機(jī)H1 向H2 發(fā)送數(shù)據(jù)主機(jī) H1路由器 R1路由器 R2網(wǎng)局域網(wǎng)廣域網(wǎng)路由器R3局域網(wǎng)主機(jī) H2H1應(yīng)用層層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層從層次上來(lái)看數(shù)據(jù)的R1網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層R2網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層R3網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層H2應(yīng)用層層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層

4、層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層R1網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層R2網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層R3網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層數(shù)據(jù)鏈路層的簡(jiǎn)單模型主機(jī)H1 向H2 發(fā)送數(shù)據(jù)主機(jī) H1路由器R1路由器R2路由器R3主機(jī) H網(wǎng)局域網(wǎng)廣域網(wǎng)2局域網(wǎng)H1僅從數(shù)據(jù)鏈路層觀察幀的H2數(shù)據(jù)鏈路層的簡(jiǎn)單模型數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)氖恰皫保?. 三個(gè)基本問(wèn)題 幀定界：發(fā)送方要讓接收所發(fā)送的幀是從什么地方開(kāi)始什么地方結(jié)束； 透明傳輸：傳送的比特組合不受限制； 差錯(cuò)檢測(cè)： 數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖欠裾_。問(wèn)題之一：幀定界 幀定界fra：確定幀的界限，發(fā)送的前后加入標(biāo)記（首部和尾部），接收方根據(jù)標(biāo)記識(shí)別幀。IP 數(shù)據(jù)報(bào) 幀開(kāi)始幀結(jié)束開(kāi)始發(fā)送幀首部幀

5、的數(shù)據(jù)部分幀尾部 MTU 數(shù)據(jù)鏈路層的幀長(zhǎng)數(shù)據(jù)鏈路層幀的數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度鏈路層協(xié)議規(guī)定的MTU（最大傳送單元）數(shù)據(jù)部分相對(duì)于首部和尾部盡可能大問(wèn)題之一：幀定界幀開(kāi)始符幀結(jié)束符SOH裝在幀中的數(shù)據(jù)部分EOT幀發(fā)送在前在故障導(dǎo)致發(fā)送中斷時(shí)的作用明顯舉例： SOH：十六進(jìn)制編碼為01 EOT：十六進(jìn)制編碼為04問(wèn)題之一：幀定界補(bǔ)充： ASCII編碼互換標(biāo)準(zhǔn)代碼問(wèn)題之二：透明傳輸 當(dāng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)均為ACSII碼的文本文件時(shí)，沒(méi)有問(wèn)題； 當(dāng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為非ACSII碼的文本文件時(shí)，用做幀定界的字符時(shí)，會(huì)怎么樣？完整的幀數(shù)據(jù)部分SOHEOTEOT被接收方誤認(rèn)為是一個(gè)幀被接收方當(dāng)作無(wú)效幀丟棄解決：字節(jié)、比特問(wèn)題之二

6、：透明傳輸 發(fā)送端的數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)中出現(xiàn) 字符“SOH” 或“EOT”的前面 一個(gè)轉(zhuǎn)義字符“ESC”(其十六進(jìn)制編碼是 1B)。 字節(jié)填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)接收端的數(shù)據(jù)鏈路層在將數(shù)據(jù)送往網(wǎng)絡(luò)層之前刪除 的轉(zhuǎn)義字符。 如果轉(zhuǎn)義字符也出現(xiàn)數(shù)據(jù)當(dāng)中，那么 轉(zhuǎn)義字符前面 一個(gè)轉(zhuǎn)義字符。當(dāng)接收端收到連續(xù)的兩個(gè)轉(zhuǎn)義字符時(shí)，就刪除其中前面的一個(gè)。幀開(kāi)始符原始數(shù)據(jù)幀結(jié)束符SOHEOTSOHESCSOHEOT字節(jié)填充字節(jié)填充字節(jié)填充字節(jié)填充經(jīng)過(guò)字節(jié)填充后發(fā)送的數(shù)據(jù)EOTESC SOHESC ESCESC SOHESC EOTSOH問(wèn)題之二：透明傳輸

7、發(fā)送在前位填充將在后面講到問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè)比特差錯(cuò)的產(chǎn)生問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè) 在傳輸過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生比特差錯(cuò)：1 可能會(huì)變成0 而 0 也可能變成 1。 在一段時(shí)間內(nèi)，傳輸錯(cuò)誤的比特占所傳輸比特總數(shù)的比率稱為誤碼率 BER (Bit Error Rate)。 誤碼率與信噪比有很大的 。 為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕谟?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，必須采用有效措施實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)檢測(cè)。 處理差錯(cuò)的常用措施：糾錯(cuò)和檢錯(cuò) 注意！任何校驗(yàn)方式都是事先規(guī)定 ！問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè) 糾錯(cuò)碼：發(fā)送 每個(gè)數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余 ，使得接收方能夠 接受的數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，并能夠進(jìn)行錯(cuò)誤糾正，常用糾錯(cuò)碼形式：海明碼問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè) 檢

8、錯(cuò)碼：發(fā)送 每個(gè)數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余 ，使得接收方能夠 接受的數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，但不進(jìn)行錯(cuò)誤糾正。幾種常用形式：校驗(yàn)和 0x21 0x23 0x5d 0x1a 0x47 0x8b 0x05 0x1c 0x1ae 0x21 0x23 0x5d 0x1a 0x47 0x8b 0x05 0x1c 0xae奇偶校驗(yàn)循環(huán)冗余碼（CRC) 課上專(zhuān)注于算法實(shí)現(xiàn)過(guò)程； 請(qǐng)同學(xué)們課下通過(guò)自行分析：l 為什么CRC具有很強(qiáng)的檢錯(cuò)能力？它的漏檢概率如何評(píng)判？問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè)CRC 檢錯(cuò)思想收發(fā)雙方約定一個(gè)生成多項(xiàng)式P(x)（其最高階和最低階系數(shù)必須為1），發(fā)送幀的末尾加上R(x) ，使帶的幀的多項(xiàng)式能被P(x)整除

9、；接收方收到后，用P(x)除多項(xiàng)式，若有，則傳輸過(guò)程有錯(cuò)（無(wú)法確定錯(cuò)誤位置和數(shù)量）。若為零，有錯(cuò)的可能性很小。問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè)CRC 檢錯(cuò)能力CRC 的全稱是循環(huán)冗余校驗(yàn)（ Cyclical Redundancy Check），其特點(diǎn)是:檢錯(cuò)能力極強(qiáng)，開(kāi)銷(xiāo)小，易于用編碼器及檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)。從其檢錯(cuò)能力來(lái)看，它所不能發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的幾率非常低。從性能上和開(kāi)銷(xiāo)上考慮，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于奇偶校驗(yàn)及校驗(yàn)和等方式問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè)CRC 鏈路層應(yīng)用 在數(shù)據(jù)鏈路層傳送的幀中，廣泛使用了循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC 的檢錯(cuò)技術(shù)。 在發(fā)送端，先把數(shù)據(jù)劃分為組。 每組 k個(gè)比特。 假設(shè)待傳送的一組數(shù)據(jù) M = 101001（現(xiàn)在 k

10、= 6）。我們?cè)?M 的后面再添加供差錯(cuò)檢測(cè)用的 n 位冗余碼一起發(fā)送。問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè)CRC冗余碼的計(jì)算 首先進(jìn)行 2n 乘 M 的運(yùn)算，這相當(dāng)于在 M 后面添加 n 個(gè) 0。 得到的 (k + n) 位的數(shù)除以事先選定長(zhǎng)度為(n + 1) 位的除數(shù) P（用二進(jìn)制的模2 運(yùn)算），得出 Q 而是 R， R 比除數(shù) P 少1 位，即 R 是 n 位。 注意1：除數(shù)P 即為生成多項(xiàng)式，位數(shù)為n+1！ 注意2： R即為冗余碼，位數(shù)為n！補(bǔ)充：什么是模2運(yùn)算？加法無(wú)進(jìn)位，減法無(wú)借位等同于異或的概念問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè)冗余碼的計(jì)算舉例 現(xiàn)在 k = 6, M = 101001。 設(shè) n = 3, 除數(shù)

11、P = 1101， 被除數(shù)是 2nM = 101001000。 模 2 運(yùn)算的結(jié)果是：商 Q = 110101， R = 001(注意，不足n位的話前面需補(bǔ)充0！)。 把 R 作為冗余碼添加在數(shù)據(jù) M 的后面發(fā)送出去。發(fā)送的數(shù)據(jù)是：2nM + R即：101001001，共 (k + n) 位。問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè)110101 Q (商)P (除數(shù)) 1101 101001000 2nM (被除數(shù))11011110110101110000111011010110000011001101001 R ()，作為 FCS循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理說(shuō)明問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè)計(jì)算中的關(guān)鍵問(wèn)題 注意需添加的位數(shù)為多項(xiàng)式位

12、數(shù)減一； 每次運(yùn)算只 1位，也即每次被除數(shù)與多項(xiàng)式位數(shù)相同，此時(shí)最高位為1則商1，為0則商0； 最后 不足n（添加的位數(shù)）位的前面需要補(bǔ)充0 注意模二運(yùn)算問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè)幀檢驗(yàn)序列 FCS 在數(shù)據(jù)后面添加上的冗余碼稱為幀檢驗(yàn)序列 FCS (Frame Check Sequence)。 循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC 和幀檢驗(yàn)序列 FCS并不等同。CRC 是一種常用的檢錯(cuò)，而 FCS 是添加在數(shù)據(jù)后面的冗余碼。FCS 可以用 CRC 這種得出，但 CRC 并非用來(lái)獲得 FCS 的惟一。問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè)接收端的處理(1) 若得出的 R = 0，則判定這個(gè)幀沒(méi)有差錯(cuò)，就接受(accept)。(2) 若 R

13、0，則判定這個(gè)幀有差錯(cuò)，就丟棄。 但這種檢測(cè) 并不能確定究竟是哪一個(gè)或哪幾個(gè)比特出現(xiàn)了差錯(cuò)。 只要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的挑選，并使用位數(shù)足夠多的除數(shù) P，那么出現(xiàn)檢測(cè)不到的差錯(cuò)的概率就很小很小。幾個(gè)生成多項(xiàng)式國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) CRC-12：x12 +x11 +x3 +x2 +x1 + 1用于字符長(zhǎng)度為6位 CRC-16 ：x16 +x15 +x2 + 1用于字符長(zhǎng)度為8位 ，多采用 CRC-CCITT ：x16 +x12 +x5 + 1用于字符長(zhǎng)度為8位 ，歐洲多采用 CRC-32（IEEE 802） ：x32 +x26 +x23 +x22 +x16 +x12 +x11 +x10 +x8+x7 +x5 +x4 +

14、x2 +x1 + 1CCITT：Consultative Committee on International Telegraphy and Telephone國(guó)際電報(bào)和 咨詢委員會(huì)，即現(xiàn)在的 ITU-TITU-T：International Telecommunications Union Telecommunications Standardization Sector 國(guó)際電信聯(lián)盟 電信標(biāo)準(zhǔn)分部問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè)應(yīng)當(dāng)注意 僅用循環(huán)冗余檢驗(yàn) CRC 差錯(cuò)檢測(cè)技術(shù)只能做到無(wú)差錯(cuò)接受(accept)。 “無(wú)差錯(cuò)接受”是指：“凡是接受的幀（即不丟棄的幀），我們以非常接近于 1 的概率認(rèn)為這些幀在

15、傳輸過(guò)程中沒(méi)有產(chǎn)生差錯(cuò)”。 也就是說(shuō)：“凡是接收端數(shù)據(jù)鏈路層接受的幀都沒(méi)有傳輸差錯(cuò)”（有差錯(cuò)的幀就丟棄而不接受）。 要做到“可靠傳輸”（即發(fā)送什么就收到什么）就必須再加上確認(rèn)和重傳機(jī)制。問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè)CRC例題 生成多項(xiàng)式X16+X15+X13+X12+X10+X9+X8+X7+X2 +1 用16進(jìn)制表示為：1B785 H ？接收端收到的碼字為110110011001。試問(wèn)該碼字是否出錯(cuò)？解題：生成多項(xiàng)式11101，用110110011001/11101，如果整除則沒(méi)有出錯(cuò)，否則出錯(cuò)。結(jié)果表明不能整除，出錯(cuò)。 CRC的生成多項(xiàng)式為G(x)=X4+X3+X2+1，問(wèn)題之三：差錯(cuò)檢測(cè)思考 差錯(cuò)

16、檢測(cè)是否能夠保證可靠傳輸？ 差錯(cuò)檢測(cè)只能實(shí)現(xiàn)比特傳輸錯(cuò)誤檢測(cè) 比特錯(cuò)誤與傳輸錯(cuò)誤的區(qū)別 傳輸錯(cuò)誤還可能出現(xiàn)：幀丟失、幀重復(fù)、幀失序3. 因特網(wǎng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議 PPP3.1 PPP協(xié)議的特點(diǎn)及工作原理 現(xiàn)在全世界使用得最多的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議 PPP (Point-to-Point Protocol)。 PPP是用戶計(jì)算機(jī)和ISP進(jìn)行通信是所使用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。 用戶使用撥號(hào) 線接入因特網(wǎng)時(shí)， 都是使用 PPP 協(xié)議。 不是可靠傳輸用戶撥號(hào)入網(wǎng)的示意圖用戶家庭因特網(wǎng)服務(wù)提供者(ISP)調(diào)制解調(diào)器特至PC 機(jī)使用 TCP/IP 的客戶進(jìn)程路由器因網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器撥號(hào)線使用 TCP/IP 的PP

17、P 連接路由選擇進(jìn)程用戶撥號(hào)入網(wǎng)的示意圖PPP 應(yīng)滿足的要求 簡(jiǎn)單 幀定界 透明傳輸 支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 支持多種數(shù)據(jù)鏈路 檢錯(cuò) 連接狀態(tài)檢測(cè) 設(shè)置最大傳送單元MTU 網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商PPP 協(xié)議 1992 年制訂了 PPP 協(xié)議。經(jīng)過(guò) 1993 年和1994 年的修訂，現(xiàn)在的 PPP 協(xié)議已成為因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)RFC 1661。 PPP協(xié)議有三個(gè)組成部分一個(gè)將 IP 數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的。鏈路 協(xié)議LCP (Link Control Protocol)。網(wǎng)絡(luò) 協(xié)議NCP (Network Control Protocol)。3.2 PPP 協(xié)議的幀格式首部尾部F 7EFCS分部息信協(xié)議C03

18、A FFF7EIP 數(shù)據(jù)報(bào)先發(fā)送字節(jié) 1112不超過(guò) 1500 字節(jié)21 PPP 幀 標(biāo)志字段 F 為 0x7E （符號(hào)“0x”表示后面的字符是用十六進(jìn)制表示。十六進(jìn)制的 7E 的二進(jìn)制表示是 01111110）。 地址字段 A 只置為 0xFF。地址字段實(shí)際上并不起作用。字段 C 通常置為 0x03。 PPP 是面向字符的，所有的PPP 幀的長(zhǎng)度都是整數(shù)字節(jié)。PPP 協(xié)議的幀格式首部尾部F 7EFCS分部息信協(xié)議C03A FFF7EIP 數(shù)據(jù)報(bào)先發(fā)送字節(jié) 1112不超過(guò) 1500 字節(jié)21 PPP 幀 PPP 有一個(gè) 2 個(gè)字節(jié)的協(xié)議字段。當(dāng)協(xié)議字段為 0x0021 時(shí)，PPP 幀的數(shù)據(jù)報(bào)。

19、字段就是IP若為 0xC021, 則字段是 PPP 鏈路數(shù)據(jù)。若為 0x8021，則表示這是PPP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。透明傳輸問(wèn)題 當(dāng)PPP 用在同步傳輸鏈路時(shí)，協(xié)議規(guī)定采用硬件來(lái)完成零比特填充。 當(dāng)PPP 用在異步傳輸時(shí)，就使用一種特殊的字符填充法。零比特填充法 同步傳輸時(shí)采用零比特填充法使一幀中兩個(gè) F 字段之間出現(xiàn) 6 個(gè)連續(xù) 1。 在發(fā)送端，當(dāng)一串比特流數(shù)據(jù)中有 5 個(gè)連續(xù) 1 時(shí)，就立即填入一個(gè) 0。 在接收幀時(shí)，先找到 F 字段以確定幀的邊界。接著再對(duì)比特流進(jìn)行掃描。每當(dāng)發(fā)現(xiàn) 5 個(gè)連續(xù) 1 時(shí)，就將其后的一個(gè) 0 刪除，以還原成原來(lái)的比特流。零比特的填充與刪除數(shù)據(jù)中某一 組合恰好出現(xiàn)和 F

20、 字段一樣的情況發(fā)送端在 5 個(gè)連 1 之后填入 0 比特再發(fā)送出去0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0會(huì)被誤認(rèn)為是 F 字段0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0填入 0 比特在接收端將 5 個(gè)連 1 之后的 0 比特刪除，恢復(fù)原樣0 1 0 0 1 1 1 1 11 0 0 0 1 0 1 00在此位置刪除填入的 0 比特字符填充法 將 字段中出現(xiàn)的每一個(gè) 0x7E 字節(jié)轉(zhuǎn)變成為 2 字節(jié)序列(0x7D, 0x5E)。 若 字段中出現(xiàn)一個(gè) 0x7D 的字節(jié), 則將其轉(zhuǎn)變成為 2 字節(jié)序列(0x7D, 0x5D)。 若 字段中出現(xiàn)

21、ASCII 碼的字符（ 即數(shù)值小于 0x20 的字符），則在該字符前面要加入一個(gè) 0x7D 字節(jié)，同時(shí)將該字符的編碼加以改變。例題 一個(gè)PPP幀的數(shù)據(jù)部分是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E試問(wèn)真正的數(shù)據(jù)是什么？解：接收到 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E 實(shí)際數(shù)據(jù)為7E FE 27 7D 7D 65 7E7E FE 27 7D 7D 65 7EPPP不需要的功能 糾錯(cuò) error correction，但需要檢錯(cuò) 流量 （TCP/IP中端到端的流量 由TCP 負(fù)責(zé)） 序號(hào)（在噪聲較大的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中可采用） 多點(diǎn)線路 半雙工或 鏈路（

22、PPP只支持全雙工鏈路）PPP是不可靠傳輸協(xié)議不提供使用序號(hào)和確認(rèn)的可靠傳輸 PPP 協(xié)議之所以不使用序號(hào)和確認(rèn)機(jī)制是出于以下的考慮：在數(shù)據(jù)鏈路層出現(xiàn)差錯(cuò)的概率不大時(shí)，使用 比較簡(jiǎn)單的 PPP 協(xié)議較為合理。在因特網(wǎng)環(huán)境下，PPP 的字段放入的數(shù)據(jù)是 IP 數(shù)據(jù)報(bào)。數(shù)據(jù)鏈路層的可靠傳輸并不能夠保證網(wǎng)絡(luò)層的傳輸也是可靠的。幀檢驗(yàn)序列 FCS 字段可保證無(wú)差錯(cuò)接受。3.3 PPP 協(xié)議的工作狀態(tài)（自學(xué)） 當(dāng)用戶撥號(hào)接入 ISP 時(shí)，路由器的調(diào)制解調(diào)器對(duì)撥號(hào)做出確認(rèn)，并建立一條物理連接。 PC 機(jī)向路由器發(fā)送一系列的LCP （鏈路 協(xié)議）分組（封裝成多個(gè) PPP 幀），以便進(jìn)入LCP 連接。 這些分

23、組及其響應(yīng)選擇一些 PPP 參數(shù)。 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層配置，NCP（網(wǎng)絡(luò) 協(xié)議） 給新接入的 PC機(jī)分配一個(gè)臨時(shí)的 IP 地址，使 PC 機(jī)成為因特網(wǎng)上的一個(gè)主機(jī)。 通信完畢時(shí)，NCP 網(wǎng)絡(luò)層連接，收回原來(lái)分配出去的 IP 地址。接著，LCP 數(shù)據(jù)鏈路層連接。最后 的是物理層的連接。PPP 協(xié)議的狀態(tài)圖最大幀長(zhǎng)鑒別協(xié)議是否使用地址、字段雙方協(xié)商選項(xiàng)檢測(cè)到載波失敗靜止建立分配IP地址， 首部是否壓縮配置確認(rèn)鑒別交換網(wǎng)絡(luò)層特定的 分組NCP配置打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)載波停止終止發(fā)PPP配置幀配置否認(rèn)鑒別失敗鑒別通信結(jié)束鏈路靜止之間無(wú)鏈路LCP 鏈路終止鏈路故障或關(guān)閉請(qǐng)求 LCP 配置 協(xié)商失敗鏈路終止鑒別失敗物理層連接

24、建立物理鏈路LCP 配置協(xié)商鑒別鏈路建立 LCP 鏈路 鑒別或無(wú)需鑒別網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議已鑒別的 LCP 鏈路NCP 配置協(xié)商鏈路打開(kāi)已鑒別的 LCP 鏈路和 NCP 鏈路4 使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層4.1 局域網(wǎng)的特點(diǎn) 主要采用廣播方式 覆蓋范圍?。盒》块g、物、園區(qū)范圍，距離25km 高傳輸速率：10Mbps 1000Mbps 低誤碼率：10-8 10-10 采用總線、星形、環(huán)形拓?fù)?雙絞線、同軸電纜、光纖 為一個(gè)所擁有，自行建設(shè)，不對(duì)外提供服務(wù)SwitchhubhubhubstationsstationsstationsServer farm局域網(wǎng)(LAN)的基本概念 在較小的地理范圍內(nèi)，利用通信

25、線路將許多數(shù)據(jù)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)彼此之間的數(shù)據(jù)傳輸和資源共享的系統(tǒng)稱為局域網(wǎng)。 局域網(wǎng)具有如下的一些主要優(yōu)點(diǎn)：能方便地共享昂貴的外部 、主機(jī)以及 、數(shù)據(jù)。從一個(gè)站點(diǎn)可 全網(wǎng)。便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和逐漸地演變，各 的位置可靈活調(diào)整和改變。提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和生存性。局域網(wǎng)的拓?fù)淇偩€網(wǎng)集線器星形網(wǎng)匹配電阻干線耦合器環(huán)形網(wǎng)樹(shù)形網(wǎng)4.2 局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層 IEEE802參考模型 不具備廣域網(wǎng)的路由功能，只有數(shù)據(jù)鏈路層和物理層OSI參考模型IEEE802參考模型應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層服務(wù)點(diǎn)SAP邏輯鏈路LLC媒體接入MAC 物 理 層IEEE802參考模型的范圍局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

26、MAC子層的功能：1、介質(zhì)的 2、鏈路層幀的尋址和識(shí)別3、幀校驗(yàn)序列的產(chǎn)生和檢驗(yàn) LLC子層的功能：規(guī)定了三種類(lèi)型的鏈路服務(wù)： 1、無(wú)連接LLC（類(lèi)型I）2、面向連接LLC（類(lèi)型II）3、確認(rèn)無(wú)連接LLC(類(lèi)型III)局域網(wǎng)對(duì) LLC 子層是透明的邏輯鏈路媒體接入LLC 子層看不見(jiàn)下面的局域網(wǎng)局 域 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層LLCMAC物理層站點(diǎn) 1網(wǎng)絡(luò)層LLCMAC物理層站點(diǎn) 2數(shù)據(jù)鏈路層IEEE 802系列標(biāo)準(zhǔn)802.1 基本和接口原語(yǔ)定義 802.2 邏輯鏈路子層802.3CSMA/CD802.4令牌總線802.5令牌環(huán)802.6城域網(wǎng)802.9語(yǔ)音與數(shù)據(jù)綜合局域網(wǎng)802.11無(wú)線局域網(wǎng)802.10 可

27、互操作的局域網(wǎng)安全I(xiàn)EEE802協(xié)議體系 802.1描述各協(xié)議間的 、參考模型及與較 協(xié)議的 。 802.2是通用的邏輯鏈路 層。 802.3描述CSMA/CD總線式媒體 協(xié)議及相應(yīng)的物理層規(guī)范。 802.4描述令牌總線式媒體 協(xié)議及相應(yīng)物理層規(guī)范。 802.5描述令牌環(huán)式媒體 協(xié)議及相應(yīng)的物理層規(guī)范。 802.6描述城域網(wǎng)媒體 協(xié)議及相應(yīng)的物理層規(guī)范。IEEE802協(xié)議體系 802.7為802.3, 802.4, 802.5等采用寬帶傳輸方式 802.8為802.3, 802.4, 802.5等采用光纖傳輸方式 802.9描述 綜合話音/數(shù)據(jù)在內(nèi)的多媒體局域網(wǎng)。 802.10描述局域網(wǎng)的安全

28、與問(wèn)題。 802.11描述無(wú)線局域網(wǎng)媒體 協(xié)議及相應(yīng)的物理層規(guī)范。 802.12描述采用4對(duì)音頻非 雙絞線實(shí)現(xiàn)100Mbps傳輸速率的高速局域網(wǎng)。計(jì)算機(jī)與局域網(wǎng)的連接網(wǎng)卡的作用 網(wǎng)絡(luò)接口板又稱信適配器(adapter)或網(wǎng)絡(luò)接口卡 NIC (Network Interface Card)， 或“網(wǎng)卡”。 網(wǎng)卡的重要功能：進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。在計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)安裝驅(qū)動(dòng)程序。實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。計(jì)算機(jī)與局域網(wǎng)的連接至局域網(wǎng)串行通信I/O 總線并行通信存（網(wǎng)卡）網(wǎng)絡(luò)接口卡器CPU速緩高計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的媒體共享技術(shù) 靜態(tài)劃分信道頻分復(fù)用時(shí)分復(fù)用波分復(fù)用碼分復(fù)用 動(dòng)態(tài)媒體接入（多點(diǎn)接入）隨機(jī)接

29、入（ 重點(diǎn)）受控接入 ，如多點(diǎn)線路探詢(polling)， 或輪詢。載波多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè)CSMA/CD CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。 “多點(diǎn)接入”表示許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方 式連接在一根總線上。 “載波 ”是指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測(cè)一下總線上是否有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù) 據(jù)，如果有，則暫時(shí)不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生 碰撞。碰撞檢測(cè) “碰撞檢測(cè)”就是計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信 道上的信號(hào)電壓大小。 當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，總線上的信號(hào)電壓擺動(dòng)值將會(huì)增大（互相疊加）。 當(dāng)一個(gè)站檢測(cè)到的

30、信號(hào)電壓擺動(dòng)值超過(guò)一定的 門(mén)限值時(shí)，就認(rèn)為總線上至少有兩個(gè)站同時(shí)在 發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了碰撞。 所謂“碰撞”就是發(fā)生了 。因此“碰撞檢測(cè)”也稱為“ 檢測(cè)”。檢測(cè)到碰撞后 在發(fā)生碰撞時(shí)，總線上傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生了嚴(yán)重的失真，無(wú)法從中恢復(fù)出有用的來(lái)。 每一個(gè)正在發(fā)送數(shù)據(jù)的站，一旦發(fā)現(xiàn)總線上出現(xiàn)了碰撞，就要立即停止發(fā)送，免得繼續(xù)浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，然后等待一段隨機(jī)時(shí)間后再次發(fā)送。問(wèn)題 每一站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前已經(jīng) 到信道為“空閑”，為什么還會(huì)出現(xiàn)碰撞？電磁波在總線上總是以有限的速率傳播電磁波在總線上的有限傳播速率的影響 當(dāng)某個(gè)站 到總線是空閑時(shí)，也可能總線并非真正是空閑的。 A 向 B 發(fā)出的 ，要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間

31、后才能傳送到 B。 B 若在 A 發(fā)送的 到達(dá) B 之前發(fā)送自己的幀(因?yàn)檫@時(shí) B 的載波 檢測(cè)不到A 所發(fā)送的 )，則必然要在某個(gè)時(shí)間和 A 發(fā)送的幀發(fā)生碰撞。 碰撞的結(jié)果是兩個(gè)幀都變得無(wú)用。傳播時(shí)延對(duì)載波偵聽(tīng)的影響n CSMA并不能完全解決碰撞問(wèn)題At = 0 1 km BB 發(fā)送數(shù)據(jù)碰撞tt = 2t - dA 檢測(cè)到發(fā)生碰撞B 檢測(cè)到發(fā)生碰撞t = t - dt = t單程端到端傳播時(shí)延記為tt = 0A1 kmBB 發(fā)送數(shù)據(jù)碰撞tt = 2t - dt = 0AAA 檢測(cè)到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)A 檢測(cè)到發(fā)生碰撞B 檢測(cè)到發(fā)生碰撞t = t - dt = t單程端到端傳播時(shí)延記為tBBt

32、= t - dB 檢測(cè)到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)Bt = t - d / 2發(fā)生碰撞t = 2t - d A 檢測(cè)到發(fā)生碰撞t = tAABSTOPB 檢測(cè)到發(fā)生碰撞STOPBA停止發(fā)送重要特性 使用 CSMA/CD 協(xié)議的以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行雙向交替通信（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)， 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。問(wèn)題 某站點(diǎn)最多經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間能夠檢測(cè)到 （碰撞）？ t = 2t - d的最大值 d0 2t，稱為爭(zhēng)用期爭(zhēng)用期（競(jìng)爭(zhēng)周期） 最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過(guò)時(shí)間 2t （端到端往返時(shí)

33、延）就可知道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是否 了碰撞。 以太網(wǎng)的端到端往返時(shí)延 2t 稱為爭(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， 才能肯定這次發(fā)送 發(fā)生碰撞。問(wèn)題 為什么爭(zhēng)用期是2t 而不是t ？問(wèn) 題 產(chǎn)生碰撞之后如何進(jìn)行避讓?zhuān)?檢測(cè)到碰撞數(shù)據(jù)失真停發(fā) 退避一段時(shí)間重傳 退避時(shí)間（何時(shí)啟動(dòng)重傳）如何確定？截?cái)喽M(jìn)制指數(shù)類(lèi)型退避算法(truncated binary exponential type) 發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，要推遲（退避）一個(gè)隨機(jī)時(shí)間才能再發(fā)送數(shù)據(jù)。確定基本退避時(shí)間， 是取為爭(zhēng)用期 2t。定義重傳次數(shù) k ，k 10，即k = Min重傳次數(shù), 10從整數(shù)集合0,

34、1,2,3, .,(2k -1)中隨機(jī)地取出一個(gè)數(shù)， 記為 r。重傳所需的時(shí)延就是 r 倍的基本退避時(shí)間。當(dāng)重傳達(dá) 16 次仍不能時(shí)即丟棄該幀，并向 報(bào)告。截?cái)喽M(jìn)制指數(shù)退避算法舉例在一個(gè)時(shí)隙的起始處，兩個(gè)CSMA/CD站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送一個(gè)幀，求前4次競(jìng)爭(zhēng)都碰撞的概率? 第一次競(jìng)爭(zhēng)碰撞的概率為1； 第一次碰撞后，A、B 在等待0個(gè)或1個(gè)時(shí)隙之間選擇，選擇的組合有：00、01、10、11，共4種，其中00和11將再次碰撞，所以第二次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，碰撞的概率為0.5 第二次碰撞后：A、B 在0、1、2、3之間選擇，選擇的組合有：00、01、 02、03、10、11、12、13、20、21、22、23、30、

35、31、32、33共16種，其中00、11、22、33將再次碰撞，所以第三次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，碰撞的概率為0.25 第三次碰撞后：A、B 在0、1、2、3、4、5、6、7之間選擇，選擇的組合 共 種，其中00、11、 、77將再次碰撞，所以第四次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，碰撞的概率為0.125 前四次競(jìng)爭(zhēng)都碰撞的概率為：1 x 0.5 x 0.25 x 0.125 = 0.015625CSMA/CD碰撞加強(qiáng)信號(hào)TBA檢測(cè)到碰撞B發(fā)送數(shù)據(jù)tt發(fā)生碰撞TJB檢測(cè)到碰撞信道占用時(shí)間tAB 以太網(wǎng)中，當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)的站一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)生了碰撞時(shí)，除了立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)外，還要再繼續(xù)發(fā)送若干比特的人為干擾信號(hào)(jam signal)，又叫“碰撞

36、加強(qiáng)信號(hào)”，以便讓所有用戶都知道現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生了碰撞，稱為“強(qiáng)化碰撞” 。信號(hào)為32或者48bit，對(duì)10Mbit/s以太網(wǎng)來(lái)說(shuō)就是3.2us或者4.8usB 也能夠檢測(cè)到，并立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)幀，接著就發(fā)送干擾信號(hào)。這里為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，只畫(huà)出 A發(fā)送干擾信號(hào)的情況。A 發(fā)送數(shù)據(jù)AA 檢測(cè)到TBTJtt人為干擾信號(hào)B 發(fā)送數(shù)據(jù)開(kāi)始Bt信道占用時(shí)間CSMA/CD媒體 的流程請(qǐng)求發(fā)送N網(wǎng)絡(luò)空閑檢測(cè)Y開(kāi)始發(fā)送發(fā)生NY繼續(xù)發(fā)送Y在開(kāi)始 2長(zhǎng)度時(shí)間內(nèi)發(fā)送阻塞信號(hào)N繼續(xù)發(fā)送等待隨機(jī)時(shí)間長(zhǎng)度發(fā)送結(jié)束n CSMA/CD帶碰撞檢測(cè)的載波 多路訪問(wèn)協(xié)議5 使用廣播信道的以太網(wǎng)一種在以前被為電5.1 以太網(wǎng)概述及幾個(gè)磁關(guān)

37、波鍵的傳參播介數(shù)質(zhì)，具有絕對(duì)連續(xù)性、高度彈性、 以太網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展極其稀薄等特性。 70年代中期由施樂(lè)公司（ Xerox ）提出，數(shù)據(jù)率為2.94Mb/s， 稱為Ethernet（以太網(wǎng)） 最初人們認(rèn)為電磁波是通過(guò)“以太”來(lái)傳播的 經(jīng)DEC, Intel和Xerox公司改進(jìn)為10Mb/s標(biāo)準(zhǔn)（DIX標(biāo)準(zhǔn)） DIX V1（1980）、DIX V2（1982）Ethernet II 特征：基帶傳輸、總線拓?fù)?、CSMA/CD、同軸電纜 1983年被采納為局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3，支持多種傳輸媒體。 “帶有碰撞檢測(cè)的載波 多路 和物理層技術(shù)規(guī)范” Ethernet II和IEEE 802.3二者

38、區(qū)別很小 非常近似，僅是幀格式和支持的傳輸介質(zhì)略有不同 定義“傳統(tǒng)以太網(wǎng)”為10Mb/s 目前已發(fā)展到 以太網(wǎng)，仍在繼續(xù)發(fā)展 以太網(wǎng)的總線連接 最初的以太網(wǎng)是將許多計(jì)算機(jī)都連接到一根總 線上。當(dāng)初認(rèn)為這樣的連接 既簡(jiǎn)單又可靠， 因?yàn)榭偩€上沒(méi)有有源器件。只有 D 接受B 發(fā)送的數(shù)據(jù)匹配電阻（用來(lái)吸收總線上傳播的信號(hào)）匹配電阻ABCDE不接受不接受不接受接受B向D發(fā)送數(shù)據(jù) 在廣播信道（以太網(wǎng)）中實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，需要加入地 址以太網(wǎng)的廣播方式發(fā)送 總線上的每一個(gè)工作的計(jì)算機(jī) 檢測(cè)到 B 發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)。 由于只有計(jì)算機(jī) D 的地址與數(shù)據(jù)幀首部寫(xiě)入的地址一致，因此只有 D 才接收這個(gè)數(shù)據(jù)幀。 其他所有

39、的計(jì)算機(jī)（A, C 和 E）都檢測(cè)到不是發(fā)送給它們的數(shù)據(jù)幀，因此就丟棄這個(gè)數(shù)據(jù)幀而不能夠收下來(lái)。 具有廣播特性的總線上實(shí)現(xiàn)了一對(duì)一的通信。以太網(wǎng)提供的服務(wù) 無(wú)連接的工作方式：不必先建立連接就可以直接發(fā)送數(shù) 據(jù)。 以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的交付，即盡最大努力的交 付。補(bǔ)充-可靠傳輸：無(wú)差錯(cuò)、無(wú)重復(fù)、無(wú)丟失 數(shù)據(jù)幀不編號(hào)，也不要求對(duì)方發(fā)回確認(rèn)。這樣做的理由是局域網(wǎng)信道的質(zhì)量很好，因信道質(zhì)量 產(chǎn)生差錯(cuò)的概率是很小的。 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)編碼方式：曼徹斯特編碼 以太網(wǎng)協(xié)議：CSMA/CD以太網(wǎng)的交付機(jī)制 以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的交付，即盡最大努力的交付。 當(dāng)目的站收到有差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀時(shí)就丟棄此幀，其他什么也不

40、做。差錯(cuò)的糾正由來(lái)決定。 如果發(fā)現(xiàn)丟失了一些數(shù)據(jù)而進(jìn)行重傳， 但以太網(wǎng)并不知道這是一個(gè)重傳的幀，而 是當(dāng)作一個(gè)新的數(shù)據(jù)幀來(lái)發(fā)送。以太網(wǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)都使用曼徹斯特(Manchester)編碼0001110101碼元基帶數(shù)字信號(hào)曼徹斯特編碼出現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度 幾個(gè)重要參數(shù) 以太網(wǎng)的爭(zhēng)用期和最短有效幀長(zhǎng) 以太網(wǎng)取 51.2 ms 為爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度(設(shè)最長(zhǎng)距離1km)。 對(duì)于 10 Mb/s 以太網(wǎng)，在爭(zhēng)用期內(nèi)可發(fā)送512 bit，即 64 字節(jié)。 以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，若前 64 字節(jié)沒(méi)有發(fā)生，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就 發(fā)生 。 如果發(fā)生碰撞，就一定是在發(fā)送的前 64 字節(jié)之內(nèi)。 由于一檢測(cè)到碰撞就立即中止發(fā)

41、送，這時(shí)已經(jīng)發(fā)送出去 的數(shù)據(jù)一定小于 64 字節(jié)。 以太網(wǎng)規(guī)定了最短有效幀長(zhǎng)為 64 字節(jié)，凡長(zhǎng)度小于 64 字節(jié)的幀都是由于 而異常中止的無(wú)效幀。幾個(gè)重要參數(shù)幀間最小間隔 幀間最小間隔為 9.6 ms，相當(dāng)于 96 bit 的發(fā)送時(shí)間。 一個(gè)站在檢測(cè)到總線開(kāi)始空閑后，還要等待 9.6 ms 才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)。 這樣做是為了使剛剛收到數(shù)據(jù)幀的站的接收緩存來(lái)得及 ，做好接收下一幀的準(zhǔn)備。簡(jiǎn)單的流量如果是100M以太網(wǎng)最短幀長(zhǎng)是多少？例題 1km長(zhǎng)的CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)率為 1Gbit/s。設(shè)信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)上的傳播速率為200000km/s。求能夠使用此協(xié)議的最短幀長(zhǎng)。 解：t 1km /(200

42、000km / s) = 5ms爭(zhēng)用期：2t = 10m s使用 此協(xié)議最短幀長(zhǎng)為L(zhǎng) min= C 2t=1Gbit / s 10ms=10000bit5.2 以太網(wǎng)連接 傳統(tǒng)以太網(wǎng)最初是使用粗同軸電纜，后來(lái)演進(jìn)到使用比較便宜的細(xì)同軸電纜，最后發(fā)展為使用更便宜和更靈活的雙絞線。 這種以太網(wǎng)采用星形拓?fù)洌谛切蔚闹行膭t增加了一種可靠性非常高的，叫做集線器(hub) 站點(diǎn)集線器RJ-45 插頭兩對(duì)雙絞線使用集線器的雙絞線以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)的連接 傳統(tǒng)以太網(wǎng)可使用的傳輸媒體有四種：銅纜（粗纜或細(xì)纜）銅線（雙絞線）光纜 這樣，以太網(wǎng)就有四種不同的物理層。以太網(wǎng)媒體接入MAC10BASE5粗纜10BASE

43、2細(xì)纜10BASE-T雙絞線10BASE-F光纜以太網(wǎng)的物理層標(biāo)識(shí)10 Base 5速率（Mb/s）基帶或?qū)拵鹘y(tǒng)以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng) 10Base5粗同軸 10Base2細(xì)同軸 10Base-TUTP 10Base-FMMF 100Base-TUTP 100Base-FMMF/SMF 1000Base-XSTP/MMF/SMF 1000Base-TUTPBase，Broad每段最大長(zhǎng)度（:百米）或介質(zhì)類(lèi)型（T，F(xiàn)，X）雙絞線以太網(wǎng)（10BaseT） 轉(zhuǎn)發(fā)器/中繼器(repeater)的作用：擴(kuò)充信號(hào)傳輸距離。將 信號(hào)放大并整形后再轉(zhuǎn)發(fā)，消除信號(hào)傳輸?shù)氖д婧退p。物理層。 Hub（集線

44、器）相當(dāng)于多端口轉(zhuǎn)發(fā)器，工作在物理層， 用于辦公室LAN 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形（物理上），邏輯上仍然是總線網(wǎng)，采NIC用CSMA/CD協(xié)議，共享邏輯總線。hub段最大長(zhǎng)度 100m集線器特點(diǎn) 多端口的中繼器，屬于物理層 邏輯上為總線網(wǎng) CSMA/CD 協(xié)議。 功能：在網(wǎng)段之間拷貝比特流，信號(hào)整形和放大 可改變網(wǎng)絡(luò) 撲形式：總線連接星形連接 端口數(shù)：常見(jiàn)的有8，12，16，24，48口 采用專(zhuān)門(mén) ，進(jìn)行自適應(yīng)串音回波抵消。具有三個(gè)端口的集線器雙絞線工作站網(wǎng)卡工作站網(wǎng)卡工作站網(wǎng)卡集線器雙絞線的連接標(biāo)準(zhǔn)在以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)中，10Mbps與100Mbps雙絞線系統(tǒng)采用相同的線序：1、2兩根線為一對(duì)，3、6 兩根

45、線為另一對(duì)。色標(biāo)Pin#Signal1TD+橙2TD-3RD+藍(lán)4不用5不用綠6RD-7不用棕8不用1 2 3 4 5 6 7 8 當(dāng)兩個(gè)HUB連接時(shí)，要使用交叉連接兩臺(tái)微機(jī)直接連接時(shí)，也可參考此接法。5.3 以太網(wǎng)MAC 層以太網(wǎng)MAC 層的硬件地址 在局域網(wǎng)中，硬件地址又稱為物理地址，或MAC 地址。 802 標(biāo)準(zhǔn)所說(shuō)的“地址”嚴(yán)格地講應(yīng)當(dāng)是每一個(gè)站的“名字”或標(biāo)識(shí)符網(wǎng)卡地址。 但鑒于大家都早已習(xí)慣了將這種 48 bit 的“名字” 稱為“地址”，所以本書(shū)也采用這種習(xí)慣用法，盡 管這種說(shuō)法并不太嚴(yán)格。48 位的 MAC 地址 IEEE 的 管理機(jī)構(gòu)RA 負(fù)責(zé)向廠家分配地址字段的前三個(gè)字節(jié)(即高位 24 位)。 地址字段中的后三個(gè)字節(jié)(即低位 24 位)由廠家自行指派，稱為擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符，必須保證生產(chǎn)出的適配器沒(méi)有重復(fù)地址。一個(gè)地址塊可以生成224個(gè)不同的地址。 這種 48 位地址稱為 MAC-48，它的通用名稱是EUI-48(Extend Unique Identifier)。 “MAC地址”實(shí)際上就是適配器地址或適配器標(biāo)識(shí)符EUI-48。以太網(wǎng)MAC 層的硬件地址第 1 字節(jié)第 6 字節(jié)AC-DE-48-00-00-80十六進(jìn)制表示的EUI-48 地址：二進(jìn)制表示的EUI-48 地址：擴(kuò)展標(biāo)志符 機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)志符OUI 字節(jié)順序第 110101100