【正文】 lot)長度。因?yàn)榘l(fā)送站每次只能發(fā)送一個(gè)幀，接收站等待一個(gè) SIFS后就發(fā)一個(gè) ACK，發(fā)送站只要收到 ACK就可以接著發(fā)送下一幀。所有監(jiān)聽到 CTS的站都必須推遲向信道發(fā)送自己的數(shù)據(jù)。 104 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 無線城域網(wǎng) WMAN ?(Wireless Metropolitan Area Network) ?2022 年 4 月通過了 無線城域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。 105 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access ?WiMAX 常用來表示無線城域網(wǎng) WMAN，這與 WiFi常用來表示無線局域網(wǎng) WLAN 相似。 106 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 無線城域網(wǎng)服務(wù)范圍的示意圖 107 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 幾種無線網(wǎng)絡(luò)的比較 108 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展與互連 ?局域網(wǎng)互連的應(yīng)用環(huán)境 ?一個(gè)單位的多個(gè)部門局域網(wǎng)的互連； ?辦公樓之間局域網(wǎng)的互連； ?將數(shù)千臺計(jì)算機(jī)按地理位臵或組織關(guān)系劃分為多個(gè)子網(wǎng)的互連； ?超過單個(gè)局域網(wǎng)的最大覆蓋范圍的多個(gè)局域網(wǎng)互連； ?企業(yè)中部門的信息對安全、保密方面要求不同的局域網(wǎng)互連。 ?中繼器主要用于連接具有相同物理層的 LAN，用中繼器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)是簡單方便，與上層協(xié)議沒有任何關(guān)系，也沒有網(wǎng)絡(luò)流量控制等功能，僅僅受 MAC協(xié)議要求的限制。 ?集線器大致可分成 3種類型，即普通型、可疊加組合型和高檔智能型。通常有容錯(cuò)能力，可平衡負(fù)載，有一定的管理能力 。 114 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 網(wǎng)橋的工作過程 115 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 網(wǎng)橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 116 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 使用網(wǎng)橋帶來的好處 ?過濾通信量。 117 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 網(wǎng)橋使各網(wǎng)段成為隔離開的沖突域 118 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 沖突、沖突域 /廣播、廣播域的基本概念 ?沖突是指在同一個(gè)網(wǎng)段上，同一個(gè)時(shí)刻只能有一個(gè)信號在發(fā)送，否則兩個(gè)信號相互干擾，即發(fā)生沖突。 ?單播和廣播是兩種主要的信息傳送方式，廣播方式是指一臺主機(jī)同時(shí)向網(wǎng)段中所有的其他計(jì)算機(jī)發(fā)送信息，廣播方式會占用大量的通信資源。 ?中繼器和集線器可以放大信號，但是它不區(qū)分有效信號與無效信號，因此會擴(kuò)大沖突域。 121 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 使用網(wǎng)橋帶來的缺點(diǎn) ?存儲轉(zhuǎn)發(fā)增加了時(shí)延。這就是所謂的 廣播風(fēng)暴。如需要轉(zhuǎn)發(fā)，則根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的目的地址提取出到達(dá)目標(biāo)的完整路徑。 126 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 網(wǎng)橋分類 ?根據(jù)網(wǎng)橋的用途可以將網(wǎng)橋分成 本地網(wǎng)橋 和 遠(yuǎn)程網(wǎng)橋 兩類。因?yàn)樯婕暗骄钟蚓W(wǎng)和廣域網(wǎng)的速度差異問題，所以至少要有相當(dāng)大的速度緩沖能力。 ?封裝橋 主要用于兩個(gè)局域網(wǎng)通過其他類型的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連的情況，如 EtherFDDIEther，即兩個(gè)以太網(wǎng)通過FDDI主干網(wǎng)進(jìn)行互連的情況。 128 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 EtherFDDIEther 封裝橋 Ether Ether FDDI 129 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 其他分類 ?還可把網(wǎng)橋分成基于 MAC子層的網(wǎng)橋 和基于 LLC子層的網(wǎng)橋 ，前者主要用于連接同構(gòu)網(wǎng)絡(luò) (如 ),后者可用于不同鏈路層協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換 (如 )。 ?透明 ” 是指局域網(wǎng)上的站點(diǎn)并不知道所發(fā)送的幀將經(jīng)過哪幾個(gè)網(wǎng)橋，因?yàn)榫W(wǎng)橋?qū)Ω髡緛碚f是看不見的。 ?源站以廣播方式向欲通信的目的站發(fā)送一個(gè) 發(fā)現(xiàn)幀 ，每個(gè)發(fā)現(xiàn)幀都記錄所經(jīng)過的路由。 132 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 多接口網(wǎng)橋 —— 以太網(wǎng)交換機(jī) ?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。 133 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 通過交換機(jī)擴(kuò)展 ?集線器可以對局域網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)展，但是由集線器擴(kuò)展的局域網(wǎng) (如以太網(wǎng) )的帶寬和原來的一樣，屬于共享帶寬的性質(zhì)。交換機(jī)有時(shí)又稱為交換式集線器 (Switching Hub)，它可以同時(shí)連通許多對端口，而每對端口都可以獨(dú)享帶寬。 ?傳輸可靠是這種方式的最大優(yōu)點(diǎn)，但延遲時(shí)間長也是其顯而易見的不足之處。這時(shí)，由于幀差錯(cuò)而引起的重發(fā)等操作會降低系統(tǒng)的效率。 138 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 通過路由器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連 ?路由器 (Router)是多個(gè)網(wǎng)絡(luò)和介質(zhì)之間實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連的一種設(shè)備，是一種比網(wǎng)橋更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，適合于連接復(fù)雜的大型網(wǎng)絡(luò)。在具體的網(wǎng)絡(luò)互連中，采用路由器還是采用網(wǎng)橋，取決于網(wǎng)絡(luò)管理員的需要和具體的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。當(dāng)數(shù)據(jù)從一個(gè)子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)子網(wǎng)時(shí)，可通過路由器來完成。為完成該項(xiàng)工作，在路由器中保存著一張各種傳輸路徑的有關(guān)數(shù)據(jù)表，也就是路由表 (Routing Table)，供路由器選擇路由時(shí)使用。路由器利用自學(xué)習(xí)能力自動(dòng)記憶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，并計(jì)算出最佳傳輸路徑。 ③提供經(jīng)濟(jì)合理的 WAN接入。 143 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 通過網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連 ?網(wǎng)關(guān) (Gateway)是一種更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，用于連接網(wǎng)絡(luò)層之上執(zhí)行不同協(xié)議的子網(wǎng)，組成異構(gòu)的互連網(wǎng)，能實(shí)現(xiàn)異構(gòu)設(shè)備之間的通信，對不同的傳輸層、會話層、表示層、應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行翻譯和變換。 ?由于網(wǎng)關(guān)是實(shí)現(xiàn)互連、互通和應(yīng)用互操作的設(shè)施。 146 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 大型局域網(wǎng)與 Inter的連接 Si 147 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 小結(jié) ?局域網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是覆蓋一個(gè)公司、一所大學(xué)、一幢辦公大樓的 “ 有限的地理范圍 ” ； ?決定局域網(wǎng)特性的三要素是：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、傳輸介質(zhì)與介質(zhì)訪問控制方法 ； ?從采用的介質(zhì)訪問控制方法的角度，局域網(wǎng)可以分為共享介質(zhì)式局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)兩類 ； ?目前應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng)是 10Mb/s速率的 Ether網(wǎng)，速率為 100Mb/s的 Fast Ether與 1Gb/s、 10GE的Gigabit Ether已成為高速局域網(wǎng)方案中的首選技術(shù)，更高傳輸速率的 100Gb/s的 Ether正在研究中； 148 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 ?Ether核心技術(shù)：幀格式、 CSMA/CD、物理層標(biāo)準(zhǔn) ?交換式局域網(wǎng)通過局域網(wǎng)交換機(jī)支持連接到交換機(jī)端口的結(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)并發(fā)連接，實(shí)現(xiàn)多結(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸，增加了網(wǎng)絡(luò)帶寬，改善局域網(wǎng)的性能與服務(wù)質(zhì)量； ?交換技術(shù)的發(fā)展為虛擬局域網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。所以稱為設(shè)施，是因?yàn)榫W(wǎng)關(guān)不一定是一臺設(shè)備，有可能在一臺主機(jī)中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)功能，當(dāng)然也不排除使用一臺計(jì)算機(jī)來專門實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)具有的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能。 144 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 網(wǎng)關(guān)的概念 145 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 網(wǎng)關(guān)主要具有如下功能 ?把一種協(xié)議變成另一種協(xié)議，把一種數(shù)據(jù)格式變成另一種數(shù)據(jù)格式，把一種速率變成另一種速率，以求兩者的統(tǒng)一；提供中轉(zhuǎn)中間接口。適用于大型網(wǎng)絡(luò)。必要時(shí)進(jìn)行分組格式和分組長度的轉(zhuǎn)換。 ?路由表一般只給出可以到達(dá)數(shù)據(jù)接收方的下一臺路由器的路徑。 ?路由器是屬于網(wǎng)絡(luò)層的一種互聯(lián)設(shè)備 ，只接收源站或其他路由器的信息，它不關(guān)心各子網(wǎng)使用的硬件設(shè)備，但要求運(yùn)行與網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議相一致的軟件。 139 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 用路由器連接網(wǎng)絡(luò) 140 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 路由器的作用 ?路由器是用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)。 ?由于路由器工作于網(wǎng)絡(luò)層，它處理的信息量比網(wǎng)橋要多，因而處理速度比網(wǎng)橋慢。 ?這種方式可以確定該幀是否是碎片幀，因?yàn)樗槠瑤厝恍∮?512字節(jié)，這時(shí)交換機(jī)就自動(dòng)丟棄它，而不會將它送到目的交換端口。所以速度很快，延遲很小。 在所有接入設(shè)備的軟件、硬件、網(wǎng)卡等都不需要進(jìn)行改動(dòng)的情況下，即接入設(shè)備可繼續(xù)使用原來的CSMA/CD協(xié)議。如果總帶寬是10Mb/s，有 10個(gè)用戶，每個(gè)用戶就是 1Mb/s。 ?以太網(wǎng)交換機(jī)通常都有十幾個(gè)接口。源站在得知這些路由后，從所有可能的路由中選擇出一個(gè)最佳路由。 “ 131 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 源路由網(wǎng)橋 ?透明網(wǎng)橋容易安裝，但網(wǎng)絡(luò)資源的利用不充分。 ?根據(jù)所采用的路由選擇算法差異又可將網(wǎng)橋 分為透明橋 (Transparent Bridges)和 源路由選擇橋 (Source Routing Bridges)。封裝橋把以太網(wǎng)協(xié)議幀作為數(shù)據(jù)封裝在 FDDI協(xié)議幀中，等傳到了另一端以太網(wǎng)再將其拆封還原。 ?轉(zhuǎn)換橋 是將原來的數(shù)據(jù)鏈路幀封裝打開檢查，如果數(shù)據(jù)格式與目的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路格式一致，則直接用目的鏈路的幀路的幀格式封裝即可。 ?遠(yuǎn)程網(wǎng)橋 通常要通過其他通信介質(zhì) (如通信子網(wǎng) )把不同區(qū)域的多個(gè) LAN網(wǎng)段連接起來。 因?yàn)槭枪ぷ髟跀?shù)據(jù)鏈路層，所以沒有必要檢查上層來的信息，而只是要求能夠迅速轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的分組 (Packet)。 這些協(xié)議包含了尋址、介質(zhì)訪問算法、流量控制及錯(cuò)誤處理和恢復(fù)等。 ?具有不同 MAC 子層的網(wǎng)段橋接在一起時(shí)，時(shí)延更大。 ?路由器和三層交換機(jī)不傳遞廣播數(shù)據(jù)包，所以可以降低廣播域；其他設(shè)備傳遞廣播數(shù)據(jù)包，所以擴(kuò)展了廣播域。因此，廣播域的大小要有一定的限制。 ?沖突域是指能夠發(fā)生沖突的網(wǎng)段。 ?提高了可靠性。 ?網(wǎng)橋還具有隔離網(wǎng)段的功能，所以它可以調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，屏蔽某些節(jié)點(diǎn)故障，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，并由于其隔離能力可以提高網(wǎng)絡(luò)安全性、保密性。 ?可疊加組合型集線器主要是為了擴(kuò)充局域網(wǎng)，可把若干分立的集線器組合起來成為一個(gè)邏輯整體，可擁有可擴(kuò)充的多個(gè)接口。 110 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 用中繼器擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)有效長度 中繼器 111 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 通過集線器擴(kuò)展 ?集線器也稱為 Hub，從本質(zhì)上說， Hub也是中繼器的一種，但在使用上更加靈活方便。 用中繼器所進(jìn)行的連接，其功能主要是放大傳輸信號，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的有效連接長度。 ?兩個(gè)正式標(biāo)準(zhǔn) ?（它的正式名字是 ），是固定寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)（ GHz頻段）。 ?WMAN 可提供 “ 最后一英里 ” 的 寬帶無線接入（固定的、移動(dòng)的和便攜的）。它使用PIFS，由于 PIFS比 DIFS短，所以其總能先獲得對信道的訪問權(quán)。 103 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 SIFS在以下情況下使用： ② 發(fā)送 “ 允許發(fā)送幀 CTS” 一個(gè)站如果發(fā)送一個(gè)短的請求發(fā)送幀 RTS就可以保證它可以優(yōu)先發(fā)送數(shù)據(jù)幀。 DIFS 的長度比 PIFS 再增加一個(gè) 實(shí)習(xí)長度 CSMA/CA基本工作原理示意圖 102 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 SIFS在以下情況下使用： ① 發(fā)送 “ 確認(rèn)幀 ACK” 一個(gè)站點(diǎn)只要收到的幀不是多播幀或廣播幀，那么這個(gè)站點(diǎn)就要在等待一個(gè) SIFS后發(fā)生一個(gè)確認(rèn)幀 ACK。 媒體空閑 發(fā)送第 1幀 ACK SIFS DIFS PIFS 發(fā)送下 1幀 NAV（媒體忙） 爭用窗口 100 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 時(shí)間 SIFS DIFS PIFS SIFS 時(shí)間 推遲接入 等待重試時(shí)間 有幀要發(fā)送 源站 目的站 其他站 有幀要發(fā)送 時(shí)間 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院時(shí)隙的長度是這樣確定的：在一個(gè)基本服務(wù)集 (BSS)內(nèi)當(dāng)某個(gè)站在一個(gè)時(shí)隙開始時(shí)接入到媒體時(shí)，那么在下一個(gè)時(shí)隙開始時(shí)，其他站就都能檢測出信道已轉(zhuǎn)變?yōu)槊B(tài)。這樣做可以使產(chǎn)生沖突的概率大為減小，特別是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重的情況下。 ②如果發(fā)現(xiàn)信道忙 (無論是一開始，還是在后來的 IFS時(shí)間內(nèi)監(jiān)聽到信道忙 )，則繼續(xù)要監(jiān)聽信道，直到信道被釋放成為空閑。