5局域網(wǎng)技術(shù)(2)課件(PPT 94頁)

1、CSMA要傳輸數(shù)據(jù)的站點首先對媒體上有無載波進行監(jiān)聽，以確定是否有別的站點在傳輸數(shù)據(jù)。若信道空閑,傳送,若忙,避讓一段時間再嘗試。第1頁，共94頁。避讓算法1.非堅持算法(1)如果介質(zhì)是空閑的，則可以立即發(fā)送。(2)如果媒體是忙的，則等待一個由概率分布決定的隨機重發(fā)延遲后，再監(jiān)聽/發(fā)送。 第2頁，共94頁。避讓算法2. 1-堅持算法 (1)如果媒體空閑的，則可以立即發(fā)送。 (2)如果媒體是忙的，則繼續(xù)監(jiān)聽，直至檢 測到媒體是空閑，立即發(fā)送。 (3)如果有沖突(在一段時間內(nèi)未收到肯定 的回復)，則等待一隨機量的時間，重 復步驟(1)-(2)。 第3頁，共94頁。避讓算法3. P-堅持算法(1)監(jiān)

2、聽總線，如果介質(zhì)是空閑的，則以P的概率發(fā)送，而以(1-P)的概率延遲一個時間單位。一個時間單位通常等于最大傳播時延的2倍。(2)延遲一個時間單位后，再重復步驟(1)。(3)如果介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽直至介質(zhì)空閑并重復步驟(1)。 第4頁，共94頁。CSMA/CDCSMA無法杜絕沖突問題沖突檢測（CD ）技術(shù)檢測時間要多長？第5頁，共94頁。沖突檢測時間 CSMA/CD 協(xié)議 A發(fā)送數(shù)據(jù) C D A E匹配電阻（用來吸收總線上傳播的信號）匹配電阻BE發(fā)送數(shù)據(jù)第6頁，共94頁。檢測到?jīng)_突后每一個正在發(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)送等待一段隨機時間后再次發(fā)送。等待時間要多長？第

3、7頁，共94頁。二進制指數(shù)類型退避算法 (truncated binary exponential type)規(guī)則對每個數(shù)據(jù)幀，當?shù)谝淮伟l(fā)生沖突時，設(shè)置一個參量L=2；退避間隔取到L個時隙（時間片）中的一個隨機數(shù)，1個時隙等于介質(zhì)最大傳播時延的兩倍；當數(shù)據(jù)幀再次發(fā)生沖突，由將參量L加倍；設(shè)置一個最大重傳次數(shù)，超過該次數(shù)，則不再重傳，并報告出錯。 第8頁，共94頁。例在1個時隙的開始處，兩個CSMA/CD站點同時發(fā)送1個幀，求前4次都沖突的概率是多少？第9頁，共94頁。第1次沖突概率為1第1次沖突后，A和B都在等待時隙0和1之間選擇，選擇有4種組合 00 01 10 11 00和11將再次沖突，

4、沖突概率為0.5第2次沖突后， A和B等待時間將在0，1，2，3之間選擇00 01 02 03 10 11 12 13 20 21 22 23 30 31 32 33沖突概率0.25第3次沖突后， A和B等待時間將在0，1，2，3，4，5，6，7之間選擇 沖突概率0.125前4次都沖突的概率 1*0.5*0.25*0.125=0.015625第10頁，共94頁。IEEE802.3物理層規(guī)范 一種簡明的表示方法：數(shù)據(jù)傳輸率(Mpbs) 10Base5（粗纜以太網(wǎng)）10Base2（細纜以太網(wǎng)）10BROAD36。10Base-T（雙絞線以太網(wǎng)）10Base-F（光纖以太網(wǎng)）第11頁，共94頁。特性

5、10BASE510BASE21BASE510BASE-T10Broad3610BASE-F數(shù)據(jù)速率10Mbit/s10Mbit/s1Mbit/s10 Mbit/s10Mbit/s10 Mbit/s信號傳輸基帶基帶基帶基帶寬帶DPSK基帶最大網(wǎng)段500m185m250m100m3600m2000m網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)50粗纜50細纜UTPUTP75同軸電纜光纜拓樸結(jié)構(gòu)總線型總線型星型星型總線型點對點第12頁，共94頁。10BASE5組網(wǎng)技術(shù)“5-4-3”原則第13頁，共94頁。以太網(wǎng)的最大作用距離 250 m750 m500 m500 m500 m50 m50 m50 m網(wǎng)段 1轉(zhuǎn)發(fā)器網(wǎng)段 2網(wǎng)段 3轉(zhuǎn)發(fā)器

6、轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器第14頁，共94頁。10BASE2組網(wǎng)技術(shù) “5-4-3”原則外 兩個相鄰BNC-T型接頭之間的最小距離為0.5米，每段最多支持30個結(jié)點 第15頁，共94頁。細纜以太網(wǎng) 10BASE2 用更便宜的直徑為 5 mm 的細同軸電纜(特性阻抗仍為 50 W)，可代替粗同軸電纜。 將媒體連接單元 MAU 和媒體相關(guān)接口 MDI都安裝在網(wǎng)卡上，取消了外部的 AUI電纜。 細纜直接用標準 BNC T 型接頭連接到網(wǎng)卡上的 BNC 連接器的插口。 第16頁，共94頁。1BASE5 1BASE5標準是由AT&T（美國電報電話公司）開發(fā)的名稱為StarLAN的網(wǎng)絡(luò)。采用UTP和星型網(wǎng)絡(luò)拓撲，從集線

7、器與節(jié)點之間的最大連接距離為250m，1BASE5中的5表示節(jié)點與節(jié)點之間的距離為500m。1986年，1BASE5正式成為IEEE 802.3的標準。 第17頁，共94頁。星形網(wǎng) 10BASE-T 不用電纜而使用無屏蔽雙絞線。每個站需要用兩對雙絞線，分別用于發(fā)送和接收。在星形網(wǎng)的中心則增加了一種可靠性非常高的設(shè)備，叫做集線器(hub)。 集線器使用了大規(guī)模集成電路芯片，因此這樣的硬件設(shè)備的可靠性已大大提高了。 第18頁，共94頁。10BROAD36 10BROAD36是802.3中為一針對寬帶系統(tǒng)的規(guī)范，它采用雙電纜帶寬或中分帶寬的75歐姆CATV同軸電纜。從端出發(fā)的段的最大長度為1800m

8、,由于是單向傳輸，所以最大的端端距離為3600m。 第19頁，共94頁。10BASE-F 10BASE-F是802.3中關(guān)于以光纖作為介質(zhì)的系統(tǒng)的規(guī)范。該規(guī)范中，每條傳輸線路均使用一條光纖，每條光纖采用曼切斯特編碼傳輸一個方向上的信號。每一位數(shù)據(jù)經(jīng)編碼后，轉(zhuǎn)換為一對光信號元素(有光表示高、無光表示低)，所以，一個10Mbps的數(shù)據(jù)流實際上需要20Mbps的信號流。 第20頁，共94頁。交換式802.3局域網(wǎng) 沖突域第21頁，共94頁。用多個集線器可連成更大的局域網(wǎng) 擴展的局域網(wǎng)集線器集線器一系二系集線器三系三個獨立的沖突域第22頁，共94頁。用多個集線器可連成更大的局域網(wǎng) 擴展的局域網(wǎng)一系二系

9、三系集線器集線器集線器集線器主干集線器第23頁，共94頁。優(yōu)點使原來屬于不同碰撞域的局域網(wǎng)上的計算機能夠進行跨碰撞域的通信。擴大了局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍。缺點碰撞域增大了，但總的吞吐量并未提高。如果不同的碰撞域使用不同的數(shù)據(jù)率，那么就不能用集線器將它們互連起來。 用集線器擴展局域網(wǎng) 第24頁，共94頁。在數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng)是使用網(wǎng)橋。網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，它根據(jù) MAC 幀的目的地址對收到的幀進行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)橋具有過濾幀的功能。當網(wǎng)橋收到一個幀時，并不是向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)此幀，而是先檢查此幀的目的 MAC 地址，然后再確定將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個端口 在數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng) 第25頁，共94頁。以太網(wǎng)在局

10、域網(wǎng)中的統(tǒng)治地位10BASE-T 的通信距離稍短，每個站到集線器的距離不超過 100 m。這種 10 Mb/s 速率的無屏蔽雙絞線星形網(wǎng)的出現(xiàn)，既降低了成本，又提高了可靠性。 10BASE-T 雙絞線以太網(wǎng)的出現(xiàn)，是局域網(wǎng)發(fā)展史上的一個非常重要的里程碑，它為以太網(wǎng)在局域網(wǎng)中的統(tǒng)治地位奠定了牢固的基礎(chǔ)。 第26頁，共94頁。1. 網(wǎng)橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 站表端口管理 軟件網(wǎng)橋協(xié)議 實體端口 1端口 2緩存網(wǎng)段 B網(wǎng)段 A111222站地址端口網(wǎng)橋網(wǎng)橋第27頁，共94頁。5.5令牌網(wǎng) 牌環(huán)網(wǎng)（token ring）和令牌總線網(wǎng)（token bus） 第28頁，共94頁。令牌總線第29頁，共94頁。令牌環(huán)第

11、30頁，共94頁。IEEE802.3u標準與高速局域網(wǎng) 第31頁，共94頁。5.6光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI） 第32頁，共94頁。IEEE802.3z標準與吉比特以太網(wǎng)（GB Ethernet） 第33頁，共94頁。網(wǎng)卡上的硬件地址 路由器1A-24-F6-54-1B-0E00-00-A2-A4-2C-0220-60-8C-C7-75-2A08-00-20-47-1F-E420-60-8C-11-D2-F6路由器由于同時連接到兩個網(wǎng)絡(luò)上，因此它有兩塊網(wǎng)卡和兩個硬件地址。 第34頁，共94頁。過濾通信量。 擴大了物理范圍。提高了可靠性?？苫ミB不同物理層、不同 MAC 子層和不同速率（如10

12、Mb/s 和 100 Mb/s 以太網(wǎng)）的局域網(wǎng)。 使用網(wǎng)橋帶來的好處 第35頁，共94頁。存儲轉(zhuǎn)發(fā)增加了時延。 在MAC 子層并沒有流量控制功能。 具有不同 MAC 子層的網(wǎng)段橋接在一起時時延更大。網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多(不超過幾百個)和通信量不太大的局域網(wǎng)，否則有時還會因傳播過多的廣播信息而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。這就是所謂的廣播風暴。 使用網(wǎng)橋帶來的缺點 第36頁，共94頁。用戶層IPMAC站 1用戶層IPMAC站 2物理層網(wǎng)橋 1網(wǎng)橋 2AB用戶數(shù)據(jù)IP-HMAC-HMAC-TDL-HDL-T 物理層DLRMAC物理層物理層DLRMAC物理層物理層LANLAN兩個網(wǎng)橋之間還可使用一段點到點鏈路

13、 第37頁，共94頁。集線器在轉(zhuǎn)發(fā)幀時，不對傳輸媒體進行檢測。網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)幀之前必須執(zhí)行 CSMA/CD 算法。若在發(fā)送過程中出現(xiàn)碰撞，就必須停止發(fā)送和進行退避。在這一點上網(wǎng)橋的接口很像一個網(wǎng)卡。但網(wǎng)橋卻沒有網(wǎng)卡。 由于網(wǎng)橋沒有網(wǎng)卡，因此網(wǎng)橋并不改變它轉(zhuǎn)發(fā)的幀的源地址。 網(wǎng)橋和集線器（或轉(zhuǎn)發(fā)器）不同 第38頁，共94頁。1990 年問世的交換式集線器(switching hub)，可明顯地提高局域網(wǎng)的性能。交換式集線器常稱為以太網(wǎng)交換機(switch)或第二層交換機（表明此交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層）。以太網(wǎng)交換機通常都有十幾個端口。因此，以太網(wǎng)交換機實質(zhì)上就是一個多端口的網(wǎng)橋，可見交換機工作在數(shù)據(jù)

14、鏈路層。4. 以太網(wǎng)交換機 第39頁，共94頁。以太網(wǎng)交換機的每個端口都直接與主機相連，并且一般都工作在全雙工方式。交換機能同時連通許多對的端口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣，進行無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。 以太網(wǎng)交換機由于使用了專用的交換結(jié)構(gòu)芯片，其交換速率就較高。 以太網(wǎng)交換機的特點第40頁，共94頁。對于普通 10 Mb/s 的共享式以太網(wǎng)，若共有 N 個用戶，則每個用戶占有的平均帶寬只有總帶寬(10 Mb/s)的 N 分之一。使用以太網(wǎng)交換機時，雖然在每個端口到主機的帶寬還是 10 Mb/s，但由于一個用戶在通信時是獨占而不是和其他網(wǎng)絡(luò)用戶共享傳輸媒體的帶寬，因此對于擁有 N

15、對端口的交換機的總?cè)萘繛?N10 Mb/s。這正是交換機的最大優(yōu)點。 獨占傳輸媒體的帶寬 第41頁，共94頁。用以太網(wǎng)交換機擴展局域網(wǎng) 集線器集線器集線器一系三系二系10BASE-T至因特網(wǎng)100 Mb/s100 Mb/s100 Mb/s萬維網(wǎng)服務(wù)器電子郵件 服務(wù)器以太網(wǎng)交換機路由器第42頁，共94頁。虛擬局域網(wǎng) VLAN 是采用交換機技術(shù)，將原有的網(wǎng)絡(luò)分成邏輯子網(wǎng)。虛擬局域網(wǎng)其實只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種服務(wù)，而并不是一種新型局域網(wǎng)。 5.8 虛擬局域網(wǎng)第43頁，共94頁。第44頁，共94頁。以太網(wǎng)交換機A4B1以太網(wǎng)交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網(wǎng)

16、交換機以太網(wǎng)交換機三個虛擬局域網(wǎng) VLAN1, VLAN2和 VLAN3 的構(gòu)成 第45頁，共94頁。以太網(wǎng)交換機A4B1以太網(wǎng)交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機三個虛擬局域網(wǎng) VLAN1, VLAN2和 VLAN3 的構(gòu)成 當 B1 向 VLAN2 工作組內(nèi)成員發(fā)送數(shù)據(jù)時，工作站 B2 和 B3 將會收到廣播的信息。第46頁，共94頁。以太網(wǎng)交換機A4B1以太網(wǎng)交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機三個虛擬局域網(wǎng) VLAN1, VLAN2和 VLAN3 的構(gòu)成 B1 發(fā)送數(shù)據(jù)時，工

17、作站 A1, A2 和 C1都不會收到 B1 發(fā)出的廣播信息。 第47頁，共94頁。以太網(wǎng)交換機A4B1以太網(wǎng)交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機三個虛擬局域網(wǎng) VLAN1, VLAN2和 VLAN3 的構(gòu)成 虛擬局域網(wǎng)限制了接收廣播信息的工作站數(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)不會因傳播過多的廣播信息(即“廣播風暴”)而引起性能惡化。 第48頁，共94頁。VLAN的實現(xiàn)方式VLAN有3種實現(xiàn)技術(shù) （1）基于端口實現(xiàn)方法 （2）基于MAC地址實現(xiàn)方法 （3）基于IP地址實現(xiàn)方法第49頁，共94頁?；诙丝趯崿F(xiàn)方法根據(jù)局域網(wǎng)交換機的端口劃分第50頁，共94頁?；?/p>

18、于MAC地址實現(xiàn)方法第51頁，共94頁?；贗P地址實現(xiàn)方法第52頁，共94頁。虛擬局域網(wǎng)協(xié)議允許在以太網(wǎng)的幀格式中插入一個 4 字節(jié)的標識符，稱為 VLAN 標記(tag)，用來指明發(fā)送該幀的工作站屬于哪一個虛擬局域網(wǎng)。 虛擬局域網(wǎng)使用的以太網(wǎng)幀格式 802.3MAC 幀字節(jié)66246 15004MAC 幀目地地址源地址長度/類型數(shù) 據(jù)FCS長度/類型 = 802.1Q 標記類型 標記控制信息 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 VID 2 字節(jié)2 字節(jié)插入 4 字節(jié)的 VLAN 標記4用戶優(yōu)先級CFI第53頁，共94頁。4.6 高速以太網(wǎng)4.6.1 100BAS

19、E-T 以太網(wǎng)速率達到或超過 100 Mb/s 的以太網(wǎng)稱為高速以太網(wǎng)。在雙絞線上傳送 100 Mb/s 基帶信號的星型拓撲以太網(wǎng)，仍使用 IEEE 802.3 的CSMA/CD 協(xié)議。100BASE-T 以太網(wǎng)又稱為快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet)。 第54頁，共94頁。100BASE-T 以太網(wǎng)的特點可在全雙工方式下工作而無沖突發(fā)生。因此，不使用 CSMA/CD 協(xié)議。MAC 幀格式仍然是 802.3 標準規(guī)定的。保持最短幀長不變，但將一個網(wǎng)段的最大電纜長度減小到 100 m。幀間時間間隔從原來的 9.6 s 改為現(xiàn)在的 0.96 s。 第55頁，共94頁。三種不同的物理層標準 1

20、00BASE-TX使用 2 對 UTP 5 類線或屏蔽雙絞線 STP。 100BASE-FX 使用 2 對光纖。 100BASE-T4使用 4 對 UTP 3 類線或 5 類線。 第56頁，共94頁。4.6.2 吉比特以太網(wǎng)允許在 1 Gb/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。第57頁，共94頁。吉比特以太網(wǎng)的物理層 1000BASE-X 基于光纖通道的物理層：1000BASE-SX SX表示短波長1000BASE

21、-LX LX表示長波長1000BASE-CX CX表示銅線1000BASE-T 使用 4對 5 類線 UTP 第58頁，共94頁。全雙工方式 當吉比特以太網(wǎng)工作在全雙工方式時（即通信雙方可同時進行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)），不使用載波延伸和分組突發(fā)。第59頁，共94頁。吉比特以太網(wǎng)的配置舉例 1 Gb/s 鏈路吉比特交換集線器百兆比特或吉比特集線器100 Mb/s 鏈路中央服務(wù)器第60頁，共94頁。4.6.3 10 吉比特以太網(wǎng)10 吉比特以太網(wǎng)與 10 Mb/s，100 Mb/s 和 1 Gb/s 以太網(wǎng)的幀格式完全相同。10 吉比特以太網(wǎng)還保留了 802.3 標準規(guī)定的以太網(wǎng)最小和最大幀長，便于升級

22、。10 吉比特以太網(wǎng)不再使用銅線而只使用光纖作為傳輸媒體。10 吉比特以太網(wǎng)只工作在全雙工方式，因此沒有爭用問題，也不使用 CSMA/CD 協(xié)議。 第61頁，共94頁。 吉比特以太網(wǎng)的物理層 局域網(wǎng)物理層 LAN PHY。局域網(wǎng)物理層的數(shù)據(jù)率是 10.000 Gb/s?？蛇x的廣域網(wǎng)物理層 WAN PHY。廣域網(wǎng)物理層具有另一種數(shù)據(jù)率，這是為了和所謂的“Gb/s”的 SONET/SDH（即OC-192/STM-64）相連接。為了使 10 吉比特以太網(wǎng)的幀能夠插入到 OC-192/STM-64 幀的有效載荷中，就要使用可選的廣域網(wǎng)物理層，其數(shù)據(jù)率為 9.95328 Gb/s。 第62頁，共94頁。

23、端到端的以太網(wǎng)傳輸 10 吉比特以太網(wǎng)的出現(xiàn)，以太網(wǎng)的工作范圍已經(jīng)從局域網(wǎng)（校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)）擴大到城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，從而實現(xiàn)了端到端的以太網(wǎng)傳輸。這種工作方式的好處是： 成熟的技術(shù)互操作性很好在廣域網(wǎng)中使用以太網(wǎng)時價格便宜。統(tǒng)一的幀格式簡化了操作和管理。 第63頁，共94頁。以太網(wǎng)從 10 Mb/s 到10 Gb/s 的演進 以太網(wǎng)從 10 Mb/s 到 10 Gb/s 的演進證明了以太網(wǎng)是：可擴展的（從 10 Mb/s 到 10 Gb/s）。靈活的（多種傳輸媒體、全/半雙工、共享/交換）。易于安裝。穩(wěn)健性好。 第64頁，共94頁。4.7 其他種類的高速局域網(wǎng)4.7.1 100VG-AnyLAN

24、 局域網(wǎng)使用集線器的 100 Mb/s 高速局域網(wǎng) 4.7.2 光纖分布式數(shù)據(jù)接口 FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 使用光纖作為傳輸媒體的令牌環(huán)形網(wǎng) 4.7.3 高性能并行接口 HIPPI (HIgh-Performance Parallel Interface) 主要用于超級計算機與一些外圍設(shè)備（如海量存儲器、圖形工作站等）的高速接口4.7.4 光纖通道(Fibre Channel) 第65頁，共94頁。4.8 無線局域網(wǎng)4.8.1 無線局域網(wǎng)的組成有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無線局域網(wǎng)基本服務(wù)集 BSS擴展的服務(wù)集 ESS基本服務(wù)集 BSSAB漫游接入點

25、 AP接入點 AP分配系統(tǒng) DS門橋門橋802.x局域網(wǎng)因特網(wǎng)第66頁，共94頁。有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無線局域網(wǎng)基本服務(wù)集BSS擴展的服務(wù)集 ESS基本服務(wù)集BSSAB接入點 AP接入點 AP分配系統(tǒng) DS門橋門橋802.x局域網(wǎng)因特網(wǎng)一個基本服務(wù)集 BSS 包括一個基站和若干個移動站，所有的站在本 BSS 以內(nèi)都可以直接通信，但在和本 BSS 以外的站通信時都要通過本 BSS 的基站。 第67頁，共94頁。有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無線局域網(wǎng)基本服務(wù)集BSS擴展的服務(wù)集 ESS基本服務(wù)集BSSAB接入點 AP接入點 AP分配系統(tǒng) DS門橋門橋802.x局域網(wǎng)因特網(wǎng)基本服務(wù)集中的基站叫做接入點 AP (Ac

26、cess Point)其作用和網(wǎng)橋相似。第68頁，共94頁。擴展的服務(wù)集 ESS基本服務(wù)集BSS基本服務(wù)集BSSAB接入點 AP接入點 AP分配系統(tǒng) DS門橋門橋802.x局域網(wǎng)因特網(wǎng)一個基本服務(wù)集可以是孤立的，也可通過接入點 AP連接到一個主干分配系統(tǒng) DS (Distribution System)，然后再接入到另一個基本服務(wù)集，構(gòu)成擴展的服務(wù)集ESS (Extended Service Set)。第69頁，共94頁。擴展的服務(wù)集 ESS基本服務(wù)集BSS基本服務(wù)集BSSAB接入點 AP接入點 AP分配系統(tǒng) DS門橋門橋802.x局域網(wǎng)因特網(wǎng)ESS 還可通過叫做門橋(portal)為無線用戶

27、提供到非 802.11 無線局域網(wǎng)（例如，到有線連接的因特網(wǎng)）的接入。門橋的作用就相當于一個網(wǎng)橋。 第70頁，共94頁。擴展的服務(wù)集 ESS基本服務(wù)集BSS基本服務(wù)集BSSAB接入點 AP接入點 AP分配系統(tǒng) DS門橋門橋802.x局域網(wǎng)因特網(wǎng)移動站 A 從某一個基本服務(wù)集漫游到另一個基本服務(wù)集，而仍然可保持與另一個移動站 B 進行通信。 第71頁，共94頁。無固定基礎(chǔ)設(shè)施的無線局域網(wǎng)自組網(wǎng)絡(luò)(ad hoc network) 自組網(wǎng)絡(luò)AEDCBF源結(jié)點目的結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點自組網(wǎng)絡(luò)沒有上述基本服務(wù)集中的接入點 AP 而是由一些處于平等狀態(tài)的移動站之間相互通信組成的臨時網(wǎng)絡(luò)。 第72頁

28、，共94頁。移動自組網(wǎng)絡(luò)的應用前景 在軍事領(lǐng)域中，攜帶了移動站的戰(zhàn)士可利用臨時建立的移動自組網(wǎng)絡(luò)進行通信。這種組網(wǎng)方式也能夠應用到作戰(zhàn)的地面車輛群和坦克群，以及海上的艦艇群、空中的機群。 當出現(xiàn)自然災害時，在搶險救災時利用移動自組網(wǎng)絡(luò)進行及時的通信往往很有效的， 第73頁，共94頁。移動自組網(wǎng)絡(luò)和移動 IP 并不相同 移動 IP 技術(shù)使漫游的主機可以用多種方式連接到因特網(wǎng)。移動 IP 的核心網(wǎng)絡(luò)功能仍然是基于在固定互聯(lián)網(wǎng)中一直在使用的各種路由選擇協(xié)議。移動自組網(wǎng)絡(luò)是將移動性擴展到無線領(lǐng)域中的自治系統(tǒng)，它具有自己特定的路由選擇協(xié)議，并且可以不和因特網(wǎng)相連。 第74頁，共94頁。4.8.2 802

29、.11 標準中的物理層1997 年 IEEE 制訂出無線局域網(wǎng)的協(xié)議標準的第一部分，802.11。在1999年又制訂了剩下的兩部分，802.11a 和 802.11b。802.11 的物理層有以下三種實現(xiàn)方法：跳頻擴頻 FHSS直接序列擴頻 DSSS紅外線 IR 第75頁，共94頁。802.11 標準中的物理層（續(xù)）802.11a 的物理層工作在 5 GHz頻帶，采用正交頻分復用 OFDM，它也叫做多載波調(diào)制技術(shù)（載波數(shù)可多達 52 個）?？梢允褂玫臄?shù)據(jù)率為 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 和 56 Mb/s。 802.11b 的物理層使用工作在 2.4 GHz 的直接序列擴

30、頻技術(shù)，數(shù)據(jù)率為 5.5 或 11 Mb/s。 第76頁，共94頁。4.8.3 802.11 標準中的 MAC 層1. CSMA/CA 協(xié)議 無線局域網(wǎng)卻不能簡單地搬用 CSMA/CD 協(xié)議。這里主要有兩個原因。CSMA/CD 協(xié)議要求一個站點在發(fā)送本站數(shù)據(jù)的同時還必須不間斷地檢測信道，但在無線局域網(wǎng)的設(shè)備中要實現(xiàn)這種功能就花費過大。即使我們能夠?qū)崿F(xiàn)碰撞檢測的功能，并且當我們在發(fā)送數(shù)據(jù)時檢測到信道是空閑的，在接收端仍然有可能發(fā)生碰撞。 第77頁，共94頁。A 的作用范圍無線局域網(wǎng)的特殊問題 C 的作用范圍ABCD當 A 和 C 檢測不到無線信號時，都以為 B 是空閑的，因而都向 B 發(fā)送數(shù)據(jù)，

31、結(jié)果發(fā)生碰撞。這種未能檢測出媒體上已存在的信號的問題叫做隱蔽站問題(hidden station problem) 第78頁，共94頁。B 的作用范圍無線局域網(wǎng)的特殊問題 C 的作用范圍ADCB？B 向 A 發(fā)送數(shù)據(jù)，而 C 又想和 D 通信。C 檢測到媒體上有信號，于是就不敢向 D 發(fā)送數(shù)據(jù)。 其實 B 向 A 發(fā)送數(shù)據(jù)并不影響 C 向 D 發(fā)送數(shù)據(jù)這就是暴露站問題(exposed station problem) 第79頁，共94頁。CSMA/CA 協(xié)議 無線局域網(wǎng)不能使用 CSMA/CD，而只能使用改進的 CSMA 協(xié)議。改進的辦法是將 CSMA 增加一個碰撞避免(Collision A

32、voidance)功能。802.11 就使用 CSMA/CA 協(xié)議。而在使用 CSMA/CA 的同時還增加使用確認機制。下面先介紹 802.11 的 MAC 層。 第80頁，共94頁。802.11 的 MAC 層 MAC 層無爭用服務(wù)爭用服務(wù)分布協(xié)調(diào)功能 DCF(Distributed Coordination Function)(CSMA/CA)點協(xié)調(diào)功能 PCF(Point Coordination Function)物理層2.4 GHzFHSS1 Mb/s2 Mb/s2.4 GHzDSSS1 Mb/s2 Mb/sIR1 Mb/s2 Mb/s5 GHzOFDM6, 9, 12,18, 24

33、, 36,48, 54 Mb/s2.4 GHzDSSS5.5 Mb/s11 Mb/s802.11b802.11aIEEE 802.11MAC 層通過協(xié)調(diào)功能來確定在基本服務(wù)集 BSS 中的移動站在什么時間能發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)。 第81頁，共94頁。802.11 的 MAC 層在物理層之上包括兩個子層 MAC 層無爭用服務(wù)爭用服務(wù)分布協(xié)調(diào)功能 DCF(Distributed Coordination Function)(CSMA/CA)點協(xié)調(diào)功能 PCF(Point Coordination Function)物理層2.4 GHzFHSS1 Mb/s2 Mb/s2.4 GHzDSSS1 Mb/s

34、2 Mb/sIR1 Mb/s2 Mb/s5 GHzOFDM6, 9, 12,18, 24, 36,48, 54 Mb/s2.4 GHzDSSS5.5 Mb/s11 Mb/s802.11b802.11aIEEE 802.11第82頁，共94頁。DCF 子層在每一個結(jié)點使用 CSMA 機制的分布式接入算法，讓各個站通過爭用信道來獲取發(fā)送權(quán)。因此 DCF 向上提供爭用服務(wù)。 MAC 層無爭用服務(wù)爭用服務(wù)分布協(xié)調(diào)功能 DCF(Distributed Coordination Function)(CSMA/CA)點協(xié)調(diào)功能 PCF(Point Coordination Function)物理層2.4 G

35、HzFHSS1 Mb/s2 Mb/s2.4 GHzDSSS1 Mb/s2 Mb/sIR1 Mb/s2 Mb/s5 GHzOFDM6, 9, 12,18, 24, 36,48, 54 Mb/s2.4 GHzDSSS5.5 Mb/s11 Mb/s802.11b802.11aIEEE 802.11第83頁，共94頁。PCF 子層使用集中控制的接入算法將發(fā)送數(shù)據(jù)權(quán)輪流交給各個站從而避免了碰撞的產(chǎn)生 MAC 層無爭用服務(wù)爭用服務(wù)分布協(xié)調(diào)功能 DCF(Distributed Coordination Function)(CSMA/CA)點協(xié)調(diào)功能 PCF(Point Coordination Functi

36、on)物理層2.4 GHzFHSS1 Mb/s2 Mb/s2.4 GHzDSSS1 Mb/s2 Mb/sIR1 Mb/s2 Mb/s5 GHzOFDM6, 9, 12,18, 24, 36,48, 54 Mb/s2.4 GHzDSSS5.5 Mb/s11 Mb/s802.11b802.11aIEEE 802.11第84頁，共94頁。CSMA/CA 協(xié)議的原理 欲發(fā)送數(shù)據(jù)的站先檢測信道。在 802.11 標準中規(guī)定了在物理層的空中接口進行物理層的載波監(jiān)聽。通過收到的相對信號強度是否超過一定的門限數(shù)值就可判定是否有其他的移動站在信道上發(fā)送數(shù)據(jù)。當源站發(fā)送它的第一個 MAC 幀時，若檢測到信道空閑，則在等待一段時間 DIFS 后就可發(fā)送。 第85頁，共94頁。為什么信道空閑還要再等待 這是考慮到可能