【正文】 器連接起來(lái)。 ?雙絞線的最大連接長(zhǎng)度為 100 m。 雙絞線網(wǎng)絡(luò)不僅價(jià)格便宜，而且組網(wǎng)更靈活，擴(kuò)展更方便，其中 5類(lèi)雙絞線的傳輸速率可達(dá) 100 Mbps，所以現(xiàn)在局域網(wǎng)絡(luò)大多使用雙絞線。 27 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)卡和局域網(wǎng)進(jìn)行通信 網(wǎng)卡上的硬件地址 ?路由器由于同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，因此它有兩塊網(wǎng)卡和兩個(gè)硬件地址。 ?WINXP/2022用戶都可以使用 ipconfig all 30 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 連接到以太網(wǎng)的示意圖 交換機(jī) (4)光纖以太網(wǎng) ?光纖以太網(wǎng)通常也稱(chēng)作 10BASEF以太網(wǎng)，它以光纖作為傳輸介質(zhì)。 ?集線器和網(wǎng)卡都使用 ST連接器來(lái)連接多模光纖 (典型的為 ),傳輸距離可達(dá) 2 km。 ?發(fā)送和接收要各使用一根光纖，光纖連接設(shè)備昂貴，所以組網(wǎng)費(fèi)用會(huì)很高，再加上技術(shù)復(fù)雜，一般局域網(wǎng)很少使用純光纖來(lái)組網(wǎng)，而是 使用光纖做主干網(wǎng) ，再用其他技術(shù)連到用戶工作站。 33 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 介質(zhì)訪問(wèn)控制方法 : ?介質(zhì)訪問(wèn)控制的目的是 解決如何將信道的帶寬恰當(dāng)合理地分配給網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題 。 ?介質(zhì)訪問(wèn)控制方法包含以下兩方面的技術(shù)： ?確定網(wǎng)絡(luò)中 哪個(gè)節(jié)點(diǎn)更合適，能將數(shù)據(jù)單元在信道上發(fā)送； ?根據(jù)信道中的業(yè)務(wù)流量情況，自動(dòng)和恰當(dāng)?shù)乜刂茖?duì)信道資源的利用。 34 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 ?質(zhì)訪問(wèn)控制方法： ?帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（ CSMA/CD ）方法的總線型局域網(wǎng)； ?令牌總線（ Token Bus）方法的總線型局域網(wǎng)； ?令牌環(huán)（ Token Ring）方法的環(huán)狀局域網(wǎng)。 35 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 介質(zhì)訪問(wèn)控制方法 : 決定局域網(wǎng)與城域網(wǎng)性能的三要素 ?網(wǎng)絡(luò)拓?fù)? ?傳輸介質(zhì) ?介質(zhì)訪問(wèn)控制方法 ?局域網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì) ?以太網(wǎng)已占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，成為 目前組網(wǎng)首選技術(shù) ?大型局域網(wǎng)中，桌面 10Mbps或 100Mbps，主干網(wǎng) 1Gbps的 GE技術(shù)，核心交換網(wǎng) 10Gbps的 10GE技術(shù) ? 10Mbps以太網(wǎng)目前只使用非屏蔽雙絞線 10BASET標(biāo)準(zhǔn) ? LLC現(xiàn)已很少使用， IP協(xié)議直接與以太幀接口 ? GE和 10GE保留了傳統(tǒng)以太幀結(jié)構(gòu)，主干網(wǎng)和核心網(wǎng)使用光纖傳輸，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全雙工通信方式，而非 CSMA/CD的隨機(jī)爭(zhēng)用方式 ? GE和 10GE從局域網(wǎng)擴(kuò)展應(yīng)用到城域網(wǎng)與廣域網(wǎng) ?無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)成為研究與應(yīng)用重點(diǎn) 36 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether局域網(wǎng) Ether的發(fā)展 ?Ether的核心技術(shù)是 CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控制方法； ?隨機(jī)爭(zhēng)用技術(shù)起源于夏威夷大學(xué)校園網(wǎng) ALOHA； ?1972年， Xerox(美國(guó)施樂(lè) )公司開(kāi)始 Ether實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的研究； ?1979年， Xerox公司宣布了 Ether產(chǎn)品； ?1980年， Xerox、 DEC與 Intel聯(lián)合宣布 Ether ； ?90年代， 10BaseT標(biāo)準(zhǔn)使得 Ether性能價(jià)格比大大提高； ?目前，交換式 Ether與最高速率為 10Gb/s的高速 Ether的出現(xiàn)，更確立了它在局域網(wǎng)中的主流地位。 37 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 ?1972，美國(guó)加州大學(xué)研究了 Newhall環(huán)網(wǎng) ?1974，英國(guó)劍橋大學(xué)研制 Cambridge Ring環(huán)網(wǎng) ?1977，梅特卡夫與同事們共同申請(qǐng)了 Ether專(zhuān)利 ?1978，梅特卡夫研制的 Ether中繼器 Repeater獲得專(zhuān)利 ?1980， Xerox， Intel和 DEC合作，宣布 Ether 38 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 ?，在這些標(biāo)準(zhǔn)中前面的數(shù)字表示傳輸速度，單位是 “Mbps” ，最后的一個(gè)數(shù)字表示單段網(wǎng)線長(zhǎng)度（基準(zhǔn)單位是 100m）， Base表示 “ 基帶 ” 的意思， Broad代表 “ 帶寬 ” 。 ?10Base－ 5使用粗同軸電纜，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為 500m； ?10Base－ 2使用細(xì)同軸電纜，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為 185m； ?10Base－ T使用雙絞線電纜，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為 100m； ?1Base－ 5使用雙絞線電纜，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為 500m，傳輸速度為 1Mbps； ?10Broad－ 36使用同軸電纜（ RG－ 59／ UCATV），最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為 3600m，是一種寬帶傳輸方式； ?10Base－ F使用光纖傳輸介質(zhì)，傳輸速率為 10Mbps，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為 2022m ； 39 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether幀結(jié)構(gòu)與幀發(fā)送、接收流程分析 1. Ether數(shù)據(jù)發(fā)送流程的分析 40 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)技術(shù)，CSMA/CD是英文 Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection的縮寫(xiě) ，稱(chēng)作 “ 帶有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議 ” 。 CSMA/CD的發(fā)送流程可以概括為： ?先聽(tīng)后發(fā) ( CS ) ?多路訪問(wèn) ( MA ) ?邊聽(tīng)邊發(fā) ( CD ) ?沖突停止 ?延遲重發(fā) 比喻：黑屋子發(fā)言 41 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether結(jié)點(diǎn) 數(shù)據(jù)發(fā)送流程 42 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 載波偵聽(tīng)過(guò)程 目的： 檢查是否已經(jīng)有結(jié)點(diǎn)利用總線在發(fā)送數(shù)據(jù) 43 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 沖突窗口的概念 當(dāng)一個(gè)站將幀發(fā)出 后，最多需要等待 多長(zhǎng)時(shí)間可以檢測(cè) 到是否發(fā)生沖突？ 在共享信道中兩個(gè)相距最遠(yuǎn) 的站中， A站發(fā)出幀后，經(jīng)過(guò) 一個(gè)最大的延遲時(shí)間 τ可使該 信道中的所有站知道該站在 發(fā)送幀，而且最長(zhǎng)還得經(jīng)過(guò) 一個(gè)延遲時(shí)間 τ，發(fā)送站才能 知道是否有其他站也在發(fā) 送，即是否發(fā)生了沖突。 44 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 將 2D/V定義為沖突窗口 沖突檢測(cè)：比較法和編碼違例判決法 46 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 如果發(fā)生了沖突 (這是不可避免的 )，需要 等待多長(zhǎng)時(shí)間才可以再次重新發(fā)送。 隨機(jī)延遲重發(fā) CSMA/CD的 后退延遲算法 ： 截止二進(jìn)制指數(shù)后退延遲算法 τ＝ 2k〃R〃a 其中： τ為結(jié)點(diǎn)重新發(fā)送需要的后退延遲時(shí)間， a為沖突窗口值， R為隨機(jī)數(shù) 。 限定 k的范圍 ,k=min（ n， 10） 。 如果重發(fā)次數(shù) n10，則取 k=n ； 如果重發(fā)次數(shù) n≥10 時(shí)，則 k取值為 10。 第 n次重發(fā)延遲是分布在 0與 [2min（ n， 10） 1]個(gè)時(shí)間片之間，最大可能延遲時(shí)間為 1023 個(gè)時(shí)間片 。 在到后退延遲時(shí)間之后，結(jié)點(diǎn)將重新判斷總線忙、閑狀態(tài)，重復(fù)發(fā)送流程 。 當(dāng)沖突次數(shù)超過(guò) 16時(shí)，表示發(fā)送失敗，放棄該幀發(fā)送。 (Ether協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，幀的最大重發(fā)次數(shù)為 16) 47 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 2. Ether幀結(jié)構(gòu) 前導(dǎo)碼與幀前定界符字段 目的地址和源地址字段 類(lèi)型字段 LLC數(shù)據(jù)字段 幀校驗(yàn)字段 48 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether幀結(jié)構(gòu)的討論： 前導(dǎo)碼與幀前定界符字段 （接收同步） 前導(dǎo)碼： 7個(gè)字節(jié)， 10101010… 101010比特序列 (56位 ) 幀前定界符： 1字節(jié)， 10101011 目的地址和源地址字段 （接收結(jié)點(diǎn)地址和發(fā)送結(jié)點(diǎn)地址 —— MAC地址） 地址字段長(zhǎng)度： 2個(gè)字節(jié)或 6個(gè)字節(jié) 目的地址類(lèi)型： 單一結(jié)點(diǎn)地址（ unicast address） （目的地址首位為 0） 多點(diǎn)地址（ multicast address） （目的地址首位為 1） 廣播地址（ broadcast address） （目的地址全 1） 49 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether幀結(jié)構(gòu)的討論： 長(zhǎng)度 /類(lèi)型字段 表示網(wǎng)絡(luò)層使用的協(xié)議類(lèi)型， 0x0800— IP協(xié)議； 0x8137—NetWare的 IXP協(xié)議。大于 0x0600時(shí)表示上層協(xié)議類(lèi)型；否則表示幀長(zhǎng)度。 LLC數(shù)據(jù)字段 LLC數(shù)據(jù)字段是幀的數(shù)據(jù)字段，長(zhǎng)度最小為 46個(gè)字節(jié) ， 少于 46個(gè)字節(jié)，需要填充。 長(zhǎng)度最大為 1500字節(jié)。 幀頭 18B（前導(dǎo)碼與幀前界定符不計(jì)入幀頭長(zhǎng)度），幀的最小長(zhǎng)度為 64字節(jié)，最大長(zhǎng)度為 1518字節(jié) 。 幀校驗(yàn)字段 采用 32位的 CRC校驗(yàn) 。 校驗(yàn)的范圍是：目的地址、源地址、類(lèi)型、 LLC數(shù)據(jù)等字段 50 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 3. Ether 接收流程 51 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether實(shí)現(xiàn)方法 ?實(shí)現(xiàn)角度 ?功能角度 ?層次角度： MAC子層和物理層 52 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether網(wǎng)卡結(jié)構(gòu) 53 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether物理地址 Ether地址 → 網(wǎng)絡(luò)物理地址 → 物理網(wǎng)絡(luò)地址 。 Ether地址 = Manufacture ID + NIC ID 24bit + 24bit 公司： Cisco 00000c Novell 00001B 0000D8 3Com 0020AF 00608C IBM 08005A 典型的 Ether地址 ： 00608C012812 0000 0000 1010 0000 1000 1100 0000 0001 0010 1000 0001 0010 Ether地址具有惟一性，取決于你所使用的網(wǎng)卡。 54 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether物理地址的十六進(jìn)制與二進(jìn)制的表示方法 55 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器及其應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)分析器或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器是一種用來(lái)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備 ； 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)分析器連接到被測(cè)試的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它能監(jiān)控特定的事件，并且報(bào)告諸如每秒平均接收幀數(shù)或平均幀長(zhǎng)度等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)； 網(wǎng)絡(luò)分析器的另外一個(gè)重要的作用是對(duì)特定協(xié)議（ TCP/IP、 FTP、 HTTP）的解碼，它按照指定的協(xié)議規(guī)則加以解釋?zhuān)缓髮f(xié)議分析的結(jié)果顯示出來(lái)。 56 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)分析器的連入方式 57 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)分析器捕獲的幀數(shù)據(jù) 58 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)分析器顯示的 Ether幀結(jié)構(gòu) 59 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 令牌總線與令牌環(huán)網(wǎng) 令牌總線的工作原理 60 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 令牌總線的環(huán)維護(hù)工作 ?環(huán)初始化：網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)或故障發(fā)生后 ?新結(jié)點(diǎn)加入環(huán)：周期性服務(wù)為新結(jié)點(diǎn)加入提供機(jī)會(huì)。 ?結(jié)點(diǎn)從環(huán)中撤出：前后結(jié)點(diǎn)連接，保持環(huán)完整性。 ?環(huán)恢復(fù)：環(huán)中出現(xiàn)多個(gè)令牌或令牌丟失 ?優(yōu)先級(jí)：支持優(yōu)先級(jí)服務(wù) 61 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 令牌環(huán)網(wǎng)的工作原理 62 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 63 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 高速局域網(wǎng)的工作原理 高速局域網(wǎng)的解決方案 ?推動(dòng)局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的因素 ?個(gè)人計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用； —— 直接因素 ?在過(guò)去二十年中，計(jì)算機(jī)的處理速度提高了百萬(wàn)倍，而網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率只提高了上千倍； ?從理論上講，一臺(tái)微通道或 EISA總線的微型機(jī)能產(chǎn)生大約 250Mb/s的流量； ?基于 Web的 Inter/Intra應(yīng)用也要求更高的帶寬； ?在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、桌面電視會(huì)議、 3D圖形與高清晰度圖像這類(lèi)應(yīng)用中，人們需要有更高帶寬的局域網(wǎng)。 64 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 傳統(tǒng)共享式局域網(wǎng)的缺點(diǎn)