【正文】 對 LLC 幀進行確認(rèn)外 ,其它類似于無確認(rèn)無連接服務(wù) 。介質(zhì)訪問控制服務(wù)訪問點（ MSAP）向 LLC 實體提供單個接口端。 但當(dāng)涉及網(wǎng)絡(luò)互連時 ，報文分組就必須經(jīng)過多條鏈路才能到達目的地，此時必須專門設(shè)置一個層次來完成網(wǎng)絡(luò)層的功能，在 IEEE 802 標(biāo)準(zhǔn)中這一層被稱為 網(wǎng)際層 。 由于局域網(wǎng)采用的傳輸介質(zhì)有多種，對應(yīng)的介質(zhì)訪問控制方法也有多種，為了使數(shù)據(jù)幀的傳送獨立于所采用的物理介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法， IEEE 802 標(biāo)準(zhǔn)特意把 LLC 獨立出來形成一個單獨子層，使 LLC 子層與介質(zhì)無關(guān)，僅讓 MAC 子層依賴于物理介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法。 在 OSI/RM 中，物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層使計算機網(wǎng)絡(luò)具有報文分組轉(zhuǎn)接的功能。由于內(nèi)部大多采用共享信道的技術(shù)，所以局域網(wǎng)通常不單獨設(shè)立網(wǎng)絡(luò)層。 傳輸技術(shù)類型 描述 特征 傳輸方向 基帶傳輸 保持?jǐn)?shù)據(jù)波的原樣進行傳輸稱為基帶傳輸或者基帶數(shù)字信號傳輸 * 數(shù)字信號為電脈沖或者光脈沖 * 信號傳輸將占用整個信道的帶寬 * 數(shù)據(jù)波信號會隨著距離的增加而衰減，隨著頻率的增加而容易發(fā)生畸變，因此它不適合高速和遠距離的傳輸 寬帶傳輸 寬帶在電話系統(tǒng)中通常指帶寬超過一個標(biāo)準(zhǔn)話路(約 4kHz)的傳輸系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域則指數(shù)據(jù)傳輸速率超過1Mbps的傳輸系統(tǒng) *可以將信道分成多個子信道，分別傳送音頻、視頻和數(shù)字信號。 LAN是允許中等地域內(nèi)的眾多獨立設(shè)備通過中等速率的物理信道直接互連通信的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。 交換式局域網(wǎng)的工作原理及兩種交換方法 。 本章學(xué)習(xí)要點 局域網(wǎng)的定義及特性 。 LAN的參考模型以及和 OSI模型的對應(yīng)關(guān)系 。 虛擬局域網(wǎng)工作原理 無線局域網(wǎng)特點及 IEEE 。 ? 傳輸速率低于 100Mbps的稱傳統(tǒng)局域網(wǎng)，傳輸速率高于100Mbps的稱高速局域網(wǎng)。 * 寬帶傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)氖悄M信號 * 需采用適當(dāng)?shù)恼{(diào)制解調(diào)技術(shù) * 采用頻分多路復(fù)用技術(shù)，支持多路信號傳輸 * 與基帶相比較，寬帶傳輸可提供較高的傳輸速率和抗干擾能力 局域網(wǎng)典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： 星（ Star）型 局域網(wǎng)所有站點的通信都通過中心站點進行 環(huán)（ Ring）型 控制簡便，結(jié)構(gòu)對稱性好，傳輸速率高。局域網(wǎng)的高層功能由具體的局域網(wǎng)操作系統(tǒng)來實現(xiàn)。 在局域網(wǎng)中，物理層同樣負(fù)責(zé)建立、維持和拆除物理鏈路；數(shù)據(jù)鏈路層采用差錯控制和幀確認(rèn)技術(shù) ,把不可靠的傳輸信道轉(zhuǎn)換成可靠的傳輸信道。 局域網(wǎng)中，不需要設(shè)立路由選擇和流量控制功能，將網(wǎng)絡(luò)層中的分級尋址、排序、流量控制、差錯控制功能放在數(shù)據(jù)鏈路層中實現(xiàn)。 1. 服務(wù)訪問點（ SAP）： 在參考模型中，每個實體和另一個系統(tǒng)的同等實體按協(xié)議進行通信；而一個系統(tǒng)中上下層之間的通信，則通過接口進行，并用服務(wù)訪問點 SAP（ Server Access Point) 來定義接口。物理服務(wù)訪問點（ PSAP）向 MAC 實體提供單個接口端。 面向連接服務(wù)： 提供訪問點之間的虛電路服務(wù)，在任何信息幀交換前，一對 LLC 實體之間必須建立邏輯鏈路，在數(shù)據(jù)傳送過程中，信息幀依次發(fā)送，并提供差錯恢復(fù)和流量控制功能。 MAC 到 MAC 的操作通過同等層協(xié)議來進行， MAC 還產(chǎn)生幀檢驗序列和完成幀檢驗等功能。物理層提供發(fā)送和接收信號的能力，包括對帶寬的頻道分配和對基帶的信號調(diào)制。常用 4 種類型的服務(wù)原語，其構(gòu)成如下： 服務(wù)原語 接口與服務(wù)的關(guān)系 圖 服務(wù)用戶和服務(wù)提供者 圖 兩個網(wǎng)絡(luò)層實體間發(fā)送數(shù)據(jù)的例子 圖 用來說明服務(wù)原語的時序圖 圖 ISO 服務(wù)原語 圖 未成功的連接企圖 圖 成功的連接企圖 圖 IEEE 802 服務(wù)原語類型 圖 IEEE 802 數(shù)據(jù)報服務(wù)原語 圖 IEEE 802 建立連接服務(wù)原語 圖 ISO 和 IEEE 802 服務(wù)原語間的變換說明 局域網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) IEEE 在 1980年 2月成立了局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化委員會（簡稱 IEEE 802 委員會），專門從事局域網(wǎng)的協(xié)議制訂，形成了一系列的標(biāo)準(zhǔn)，稱為 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)。 IEEE 、網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)際互連協(xié)議。數(shù)據(jù)傳輸過程中， LLC 子層將高層遞交的報文分組作為 LLC的信息字段，再加上 LLC 子層目的服務(wù)訪問點 (DSAP)、源服務(wù)訪問點 (SSAP)及相應(yīng)的控制信息以構(gòu)成 LLC 幀。 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)定義的 LLC 幀格式與 HDLC 的幀格式有點類似，其控制字段的格式和功能完全效仿 HDLC 的平衡方式制定。監(jiān)控幀控制字段中的第５～８位為保留位，一般設(shè)置為０。 在這里 “ 訪問 ” 指的是在兩個實體之間建立聯(lián)系并交換數(shù)據(jù)信息 。 （ 3）爭用：所有站點都可以爭用介質(zhì)，這種技術(shù)實現(xiàn)起來簡單，對輕負(fù)載或中等負(fù)載的系統(tǒng)比較有效，適合于猝發(fā)式的通信。 如果信道忙 ， 就暫不發(fā)送 ， 在等待一定間隔后重試 。不堅持算法的缺點是：即使有幾個站點都有數(shù)據(jù)要發(fā)送，但由于大家都在延遲等待過程中，致使介質(zhì)仍可能處于空閑狀態(tài)，使用率降低。一個時間單位通常等于最大傳播時延的 2倍。問題在于如何選擇 P 的值，這要考慮到避免重負(fù)載下系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。所以必須選擇適當(dāng) P 值使 NP＜ 1。 一種 CSMA 的改進方案是使發(fā)送站點傳輸過程中仍繼續(xù)監(jiān)聽媒體，以檢測是否存在沖突。 載波監(jiān)聽多路訪問 /沖突檢測 CSMA/CD 的代價是用于檢測沖突所花費的時間。當(dāng) A 站點發(fā)送數(shù)據(jù)后，經(jīng)過接近于最大傳播時延 tp時， B 站點正好也發(fā)送數(shù)據(jù)，此時沖突便發(fā)生。 退避算法 在 CSMA/CD 算法中，一旦檢測到?jīng)_突并發(fā)完阻塞信號后，為了降低再次沖突的概率，需要等待一個隨機時間，然后再使用 CSMA 方法試圖傳輸。這種方法在低負(fù)荷時 (如介質(zhì)空閑 )，要發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站點能立即發(fā)送；在重負(fù)荷時，仍能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。幀起始定界符字段 SFD 占 1個字節(jié)，其比特模式為“ 10101011”，它緊跟在前導(dǎo)碼后，用于指示一幀的開始。 DA字段最高位為 0表示單個地址 ,該地址僅指定網(wǎng)絡(luò)上某個特定站點 。在 6字節(jié)地址字段中 ,可以利用其 48位中的次高位來區(qū)分是局部地址還是全局地址。這是因為正在發(fā)送時產(chǎn)生沖突而中斷的幀都是很短的幀 ,為了能方便地區(qū)分出這些無效幀 , MAC幀的 最短幀長 。 類型字段標(biāo)識出以太網(wǎng)幀所攜帶的上層數(shù)據(jù)類型，如 16進制數(shù) 0x0800代表 IP協(xié)議數(shù)據(jù)， 16進制數(shù) 0x809B代表 AppleTalk協(xié)議數(shù)據(jù)， 16進制數(shù) 0x8138代表 Novell類型協(xié)議數(shù)據(jù)等 。 網(wǎng)卡的作用 10BASE5 10BASE2 10BASET 10BROAD36 10BASEF 傳輸媒體 編碼技術(shù) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 最大段長 每段節(jié)點 基帶同軸電纜 曼徹斯特碼 總 線 500 m 100 基帶同軸電纜 曼徹斯特碼 總 線 185 m 30 非屏蔽雙絞線 曼徹斯特碼 星 形 100 m 寬帶同軸電纜 差分 PSK碼 總線 /樹形 1800 m 850 nm光纖 曼徹斯特碼 星 形 500 m 33 IEEE 物理層規(guī)范 IEEEE 委員會在定義可選的物理配置方面表現(xiàn)了極大的多樣性和靈活性。 傳統(tǒng)以太網(wǎng)的連接方法 類別 (1) 10Base5 : 粗纜 Ether (2) 10Base2 : 細纜 Ether (3) 10BaseT : 雙絞線 ,星型 Ether (4) 10BROAD36:寬帶 Ether (5) 10BaseFL :光纖 Ether 10Base5 1) 分插頭 : 插入電纜 2) 收發(fā)器 : 發(fā)送 /接收 沖突檢測 電氣隔離 超長控制 3) AUI : 連接件單元接口 4) 用于骨干網(wǎng) 10Base2 1) BNC T型接頭 2) 無需插入電纜 3) 用于辦公室 LAN 10BaseT 1) Hub（集線器）相當(dāng)于多端口轉(zhuǎn)發(fā)器 2) 用于辦公室 LAN 3) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形，邏輯上仍然是總線形。 2)10BASEFL(Link, 異步點 點鏈路 ) 一個 10BASEFL段可以連接兩塊網(wǎng)卡、兩個中繼器、一塊網(wǎng)卡和一個中繼器或者兩個交換機，它是距離可長達2km的點到點的鏈路。收到幀后 ,查詢地址 /端口對應(yīng)表來確定是丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)。 6. 網(wǎng)橋“盲目地”廣播會使網(wǎng)絡(luò)無用的通信量劇增，造成“廣播風(fēng)暴” ,如下圖所示： 網(wǎng)橋的工作過程 : 網(wǎng)橋最常見的用法是用于連接兩個局域網(wǎng)，下圖給出了兩個局域網(wǎng)通過網(wǎng)橋互聯(lián)的工作原理。 透明橋的原理十分簡單，當(dāng)網(wǎng)橋收到每一個幀時，都執(zhí)行地址表擴充和幀轉(zhuǎn)發(fā)兩項工作。 ，在地址表中查找信宿結(jié)點地址，如果表中有對應(yīng)的地址，幀被轉(zhuǎn)發(fā)到指定的網(wǎng)絡(luò)。 由多個網(wǎng)橋構(gòu)成的局域網(wǎng)，如果形成環(huán)路會出現(xiàn)數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)絡(luò)中循環(huán)（如下圖） 冗余網(wǎng)橋引起的循環(huán) 解決方法：構(gòu)造基于網(wǎng)橋的支撐樹（ Span Tree—生成樹）。 源路由選擇網(wǎng)橋的主要特點： 源路選網(wǎng)橋由發(fā)送幀的源結(jié)點負(fù)責(zé)路由選擇； 源路由網(wǎng)橋假定每個結(jié)點在發(fā)送幀時，都已經(jīng)清楚地知道發(fā)往各個目的結(jié)點的路由，因而在發(fā)送幀時將詳細的路由信息放在幀的首部中； 為了發(fā)現(xiàn)適合的路由，源結(jié)點以廣播方式向目的結(jié)點發(fā)送一個用于探測的發(fā)現(xiàn)幀； 發(fā)現(xiàn)幀將在整個通過網(wǎng)橋互連的局域網(wǎng)中沿著所有可能的路由傳送； 當(dāng)這些發(fā)現(xiàn)幀到達目的結(jié)點時，就沿著各自的路由返回源結(jié)點； 源結(jié)點在得到這些路由信息之后，從所有可能的路由中選擇出一個最佳路由。 網(wǎng)橋的層次結(jié)構(gòu) 網(wǎng)橋幀轉(zhuǎn)發(fā)過程 多端口網(wǎng)橋與第二層交換 網(wǎng)橋與交換機都是工作在數(shù)據(jù)鏈路層，交換機可以認(rèn)為是一個多端口的網(wǎng)橋； 交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層，完成幀的轉(zhuǎn)發(fā)； 交換機采用基于硬件的轉(zhuǎn)發(fā)機制，其交換時延可以減少到 μs 量級； 由于交換機完成幀一級的交換，它是工作在數(shù)據(jù)鏈路層，因此也叫做第二層交換機。 交換機比網(wǎng)橋和路由器的性能和吞吐能力更高 交換機 (4)交換的概念 (基本思想 ) 交換技術(shù)就是為終端用戶提供專用點對點連接，它把傳統(tǒng)以太網(wǎng)一次只能為一個用戶服務(wù)的 “ 獨占 ” 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變成一個平行處理系統(tǒng)，即把它們連接到一個高速背板總線，為每個用戶提供一條交換通道。 典型的交換式局域網(wǎng)是交換式以太網(wǎng)（ switched Ether），它的核心部件是以太網(wǎng)交換機（ Ether switch）。 網(wǎng)橋 沖突域 沖突域 沖突域 交換式以太網(wǎng) 以太網(wǎng)交換機 以太網(wǎng)交換機的體系結(jié)構(gòu) 從外觀上看，以太網(wǎng)交換機跟 HUB差不多，但端口的數(shù)目可能比 HUB多（一般情況下是 24個或更多），在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上卻比 HUB復(fù)雜得多， HUB內(nèi)部實際上是一條共享的總線，各個端口共享該總線進行 CSMA/CD方式的通信，以太網(wǎng)交換機內(nèi)部也是一條總線，但該總線帶寬要比 HUB內(nèi)部的總線高得多，足以讓全部端口互相同時通信而沒有阻塞。如果交換機要把接收的數(shù)據(jù)發(fā)送給某一終端，這時候交換機把要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)往該接收終端所在端口的發(fā)送隊列，然后再發(fā)送到接收終端，如果終端忙則一直存儲在發(fā)送隊列中。也可以實現(xiàn)一些其他調(diào)度策略，比如 WFQ（基于優(yōu)先級的加權(quán)公平隊列）等調(diào)度技術(shù)。交換機接收到一個數(shù)據(jù)幀，依靠該數(shù)據(jù)幀的目的 MAC 地址來查找 CAM 表，查找的結(jié)果是一個或一組端口，根據(jù)查找的結(jié)果把數(shù)據(jù)包送到相應(yīng)端口的發(fā)送隊列。 交換機根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)幀的目的 MAC地址來查找該表格，根據(jù)找到的端口號把數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去。 ② 交換機動態(tài)學(xué)習(xí)獲得：交換機通過查看接