【正文】 ) 更新計(jì)時(shí)器 。 ? 透明網(wǎng)橋處理幀的算法 b、在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng) 以太網(wǎng)級(jí)聯(lián)與擴(kuò)展 ? 透明網(wǎng)橋處理幀的算法 (5) 向網(wǎng)橋除 x 以外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)此幀 （ 這樣 做可保證找到目的站 ） 。 (2) 如有 ， 則查找出到此 MAC 地址應(yīng)當(dāng)走的端口 d， 然后進(jìn)行 (3)， 否則轉(zhuǎn)到 (5)。 ? 網(wǎng)橋和集線器（或轉(zhuǎn)發(fā)器）不同 b、在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng) 以太網(wǎng)級(jí)聯(lián)與擴(kuò)展 ? 目前使用得最多的網(wǎng)橋是 透明網(wǎng)橋 (transparent bridge)。 – 若在發(fā)送過(guò)程中出現(xiàn)碰撞，就必須停止發(fā)送和進(jìn)行退避。 ? 網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多 (不超過(guò)幾百個(gè) )和通信量不太大的局域網(wǎng)，否則有時(shí)還會(huì)因傳播過(guò)多的廣播信息而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。 ? 可互連不同物理層、不同 MAC 子層和不同速率（如 10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太網(wǎng)）的局域網(wǎng)。 當(dāng)網(wǎng)橋收到一個(gè)幀時(shí) ，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(gè)端口 。 – 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(lái)。這種擴(kuò)展的局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層看來(lái)仍然是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 ? 在使用共享集線器的以太網(wǎng)中，仍然受到“ 5－ 4－ 3” 原則的限制，一般集線器的級(jí)聯(lián)不超過(guò) 3 級(jí)。 ? 站點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通過(guò) T型頭連接。 ? 終接器 ： 50歐電阻，其中一端接地。 ? 對(duì)于各種不同的幀長(zhǎng)情況，如 128， 256， 512和1024bit，可以計(jì)算得到，局域網(wǎng)的最大平均信道利用率 ?max隨站點(diǎn)個(gè)數(shù) N變化的趨勢(shì)如圖所示。那么，可以計(jì)算出爭(zhēng)用期個(gè)數(shù)的數(shù)學(xué)期望 (平均個(gè)數(shù) )為 ? (47) ? 將式 (47)代入式 (44)，可得 CSMA/CD方式下局域網(wǎng)平均信道利用率為： ? (48) 1)1(]i[ 1011???? ???????? AiAiAic PPPiiPN ＝爭(zhēng)用期個(gè)數(shù)為)12(11)1(22 101000?????????? ?? AAc PaTPTTNT?????以太網(wǎng)的信道利用率 ? 其中， ， 表示總線的端到端傳播時(shí)延與幀的發(fā)送時(shí)延的比值。爭(zhēng)用期平均個(gè)數(shù)為 Nc。 ? 從統(tǒng)計(jì)平均的角度看， CSMA/CD方式下信道利用率究竟可以達(dá)到多高呢？ ? 假設(shè)：爭(zhēng)用期長(zhǎng)度為 2?，幀長(zhǎng)為 Lbit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為Cbit/s，幀間間隔為 ?，即發(fā)送成功后要經(jīng)過(guò)時(shí)間 ?使信道轉(zhuǎn)為空閑才發(fā)送下一幀。特別地，對(duì)于具有組播地址和廣播地址的數(shù)據(jù)幀，將會(huì)有多個(gè)站點(diǎn)復(fù)制和接收該幀。否則，停止發(fā)送嘗試，通知上層 LLC實(shí)體，報(bào)告可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障。 ? (4) 如果在發(fā)送數(shù)據(jù)過(guò)程中沒(méi)有檢測(cè)到?jīng)_突，則本次發(fā)送任務(wù)成功完成。 以太網(wǎng)的 MAC層 MAC幀格式 P S F D D A S A T D A T A P A D F C S7 1 6 20 － 1 5 0 0 0 － 4 646( 字 節(jié) )P S F D D A S A L D A T A P A D F C S7 12 或 620 － 1 5 0 0 0 － 4 642 或 6 ( 字 節(jié) )(a) DIX V2 MAC幀結(jié)構(gòu) (b) IEEE MAC幀結(jié)構(gòu) 兩種 MAC幀結(jié)構(gòu) 以太網(wǎng)的 MAC層 MAC幀格式 ? 幀長(zhǎng)： 46～ 1500字節(jié) (不包括幀頭、幀尾 26字節(jié) )，若數(shù)據(jù)字段小于 46字節(jié)，附加填充字節(jié)，滿足最小 64字節(jié)的幀長(zhǎng)度要求。有： ? ? t2－ t1 ?。 參 數(shù) 數(shù) 值 爭(zhēng)用期時(shí)隙 (Slot time) us 幀間隔 (Inter Frame Gap) us 嘗試次數(shù) (Attempt Limit) 16 退避限制數(shù) (Back off Limit) 10 阻塞信號(hào) (Jam Size ) 32 bits 最大幀長(zhǎng) ( Max Frame Size ) 1518 bytes 最小幀長(zhǎng) ( Min Frame Size ) 64 bytes 地址長(zhǎng)度 (Address Size ) 6 bytes CSMA/CD方式的主要參數(shù) 以太網(wǎng)技術(shù) ? 以太網(wǎng)工作原理 – 爭(zhēng)用期和最短有效幀長(zhǎng) – 總線式局域網(wǎng)的端到端往返時(shí)延稱(chēng)為 爭(zhēng)用期 ，也稱(chēng)為 沖突窗口 。 開(kāi)始發(fā)送 發(fā)現(xiàn)沖突 最遠(yuǎn)距離 時(shí)間 時(shí)間 CSMA/CD要求最短幀的發(fā)送時(shí)間至少為 2T。 沖突檢測(cè)時(shí)間與時(shí)間片的關(guān)系 時(shí)間片 A B t1 t2 t3 開(kāi)始發(fā)送 開(kāi)始發(fā)送 發(fā)現(xiàn)沖突，終止發(fā)送數(shù)據(jù)幀，廣播信道阻塞信號(hào)，避讓。 ? CSMA/CD的 工作原理 – 載波監(jiān)聽(tīng) – 沖突檢測(cè) – 多次訪問(wèn) ? IEEE 和以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) Ether II 以太網(wǎng)技術(shù) CSMA/CD 概念模型 信道的三種狀態(tài)： ? 傳輸周期：一個(gè)站點(diǎn)使用信道，其他站點(diǎn)禁止使用 ? 競(jìng)爭(zhēng)周期：所有站點(diǎn)都有權(quán)嘗試使用信道，爭(zhēng)用時(shí)間片 ? 空閑周期：所有站點(diǎn)都不使用信道 幀 幀 幀 幀傳輸 競(jìng)爭(zhēng) 傳輸 競(jìng)爭(zhēng) 傳輸 空閑 傳輸時(shí)間 爭(zhēng)用時(shí)間片 to 以太網(wǎng)技術(shù) 沖突的檢測(cè) ? 沖突檢測(cè)方法 – 比較 發(fā)送信號(hào)與檢測(cè)信號(hào)的能量或脈沖寬度變化 ? 沖突檢測(cè)的要求 – 時(shí)間片寬度 ＝ 最大沖突檢測(cè)時(shí)間 ? 在一個(gè)時(shí)間片內(nèi)可以檢測(cè)到最遠(yuǎn)距離的沖突 – 發(fā)送有效幀的時(shí)間 ? 最大沖突檢測(cè)時(shí)間 ? 防止在發(fā)生沖突時(shí)完成短幀發(fā)送 以太網(wǎng)技術(shù) 沖突檢測(cè)時(shí)間 若兩個(gè)最遠(yuǎn)距離站點(diǎn)間的傳輸時(shí)間為 T，則網(wǎng)絡(luò)的最大沖突檢測(cè)時(shí)間為 2T。 基于輪詢?cè)L問(wèn)的介質(zhì)訪問(wèn)控制 ? 局域網(wǎng)概述 ? 局域網(wǎng)信道的介質(zhì)訪問(wèn)控制 ? 以太網(wǎng)技術(shù) ? 以太網(wǎng)的 MAC層 ? 以太網(wǎng)的組網(wǎng)方式 ? 高速以太網(wǎng) ? 虛擬局域網(wǎng) ? 無(wú)線局域網(wǎng) ? 廣域網(wǎng) 內(nèi)容綱要 以太網(wǎng)技術(shù) ? 以太網(wǎng)概述 – 以太網(wǎng)是以 CSMA/CD方式工作的一種總線式局域網(wǎng) ， 是一種總線式局域網(wǎng) – IEEE 802委員會(huì)在局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層定義了兩個(gè)子層 ， 即邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control)子層和媒體接入控制 MAC (Medium Access control)子層 以太網(wǎng)技術(shù) ? Ether， 1973年由 Xerox公司的 Metcalfe提出。 ? 環(huán)上站點(diǎn)接收 、 移位數(shù)據(jù) ， 并進(jìn)行檢測(cè) 。 – 從物理上看，含 DA的令牌幀廣播到 BUS上，所有站點(diǎn)按 DA = 本站地址判斷收否。一旦檢測(cè)到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)一串阻塞信號(hào)，通報(bào)總線上各站已發(fā)生沖突。如果介質(zhì)狀態(tài)忙，則繼續(xù)檢測(cè)，直到發(fā)現(xiàn)介質(zhì)空閑。 1 k m碰 撞A Bt = 0t ＝ τ － δt ＝ 2 τ － δt ＝ τB 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)B 檢 測(cè) 到 沖 突A 檢 測(cè) 到 沖 突A 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)基于隨機(jī)訪問(wèn)的介質(zhì)訪問(wèn)控制 局域網(wǎng)信道的介質(zhì)訪問(wèn)控制 ? CSMA的缺點(diǎn)：當(dāng)兩 (多 )個(gè)站發(fā)生沖突后，各沖突站仍繼續(xù)發(fā)送已遭破壞的數(shù)據(jù)幀。 基于隨機(jī)訪問(wèn)的介質(zhì)訪問(wèn)控制 局域網(wǎng)信道的介質(zhì)訪問(wèn)控制 ? 非堅(jiān)持 CSMA – 站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道忙則不再偵聽(tīng)，等待一個(gè)隨機(jī)長(zhǎng)的時(shí)間后，再開(kāi)始偵聽(tīng) /發(fā)送過(guò)程。 局域網(wǎng)信道的介質(zhì)訪問(wèn)控制 基于隨機(jī)訪問(wèn)的介質(zhì)訪問(wèn)控制 A B C D 網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)只在時(shí)隙開(kāi)始時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，減少了沖突的可能性。 局域網(wǎng)概述 IEEE 802局域網(wǎng)幀結(jié)構(gòu) 高層PDUDSAP SSAP C 數(shù) 據(jù)1 1 12字節(jié)頭標(biāo) 尾標(biāo)SD DA SA L DATA FCSSD DA SAFC I FCS EDSD AC EDSD AC FC DA SA I FCS EDPadPrPrLLC PDUMAC PDU( 1 ) CSMA/CD( 2 ) 標(biāo)記總線( 3 ) 標(biāo)記環(huán)Pr : 幀頭 ( Preamble ) ,SD : 幀開(kāi)始定界符 ,ED : 幀結(jié)束定界符 ,DA : 終點(diǎn)地址 ,SA : 源點(diǎn)地址 ,L : LLC數(shù)據(jù)字段的字節(jié)數(shù) ,FC : 幀控制 ,Pad : 填充字段 ,FCS : 幀校驗(yàn) ,FS : 幀狀態(tài) ,AC : 訪問(wèn)控制.FS 局域網(wǎng)概述 ? 局域網(wǎng)概述 ? 局域網(wǎng)信道的介質(zhì)訪問(wèn)控制 ? 以太網(wǎng)技術(shù) ? 以太網(wǎng)的 MAC層 ? 以太網(wǎng)的組網(wǎng)方式 ? 高速以太網(wǎng) ? 虛擬局域網(wǎng) ? 無(wú)線局域網(wǎng) ? 廣域網(wǎng) 內(nèi)容綱要 局域網(wǎng)信道的介質(zhì)訪問(wèn)控制 介質(zhì)訪問(wèn)控制 ， 又稱(chēng)為 媒體訪問(wèn)控制 ， 是為了協(xié)調(diào)多個(gè)站點(diǎn)對(duì)共享的傳輸介質(zhì)資源的使用 ， 即規(guī)定局域網(wǎng)中的站點(diǎn)什么時(shí)間能向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)的問(wèn)題 。 ? : 虛擬橋接以太網(wǎng) (1998)。 LLC 和 MAC子層 局域網(wǎng)概述 近年來(lái)出現(xiàn)的系列標(biāo)準(zhǔn) ? ：虛擬局域網(wǎng) VLAN（ 1998） 。 ? 與接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在 MAC子層，而 LLC 子層則與傳輸媒體無(wú)關(guān) ，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對(duì) LLC 子層來(lái)說(shuō)都是透明的 。如： IBM令牌環(huán)網(wǎng) – 總線（ Bus）型 ? 采用廣播式多路訪問(wèn)方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，擴(kuò)展性好。數(shù)字信號(hào)通常采用經(jīng)過(guò)曼徹斯特或差分曼徹斯特編碼的信號(hào)。 ? 有線傳輸媒體有雙絞線、同軸電纜、光纖。 – 局域網(wǎng)側(cè)重共享信息的處理、存儲(chǔ) 。 – 傳輸速率高，局域網(wǎng)的傳輸速率一般為 1 Mbit/s ?100Mbit/s。 局域網(wǎng)概述 ? 局域網(wǎng)的特點(diǎn)： – 網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域相對(duì)較小，?25km。 – 局域網(wǎng)具有專(zhuān)用性質(zhì) 。 ? 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，物理結(jié)構(gòu)和形狀 ? 媒體訪問(wèn)控制方法 ，指多臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)傳輸媒體的訪問(wèn)控制方法 局域網(wǎng)概述 ? 局域網(wǎng)的傳輸媒體： ? 局域網(wǎng)的傳輸媒體包括有線媒體和無(wú)線媒體兩類(lèi)。 ? 基帶傳輸 ，即不經(jīng)過(guò)調(diào)制，直接將數(shù)字信號(hào)波形加載到傳輸媒體上進(jìn)行傳輸。 局域網(wǎng)概述 ? 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(diǎn)的通信都通過(guò)中心站點(diǎn)進(jìn)行 – 環(huán)（ Ring）型 ? 控制簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性好，傳輸速率高。 基于信道劃分的媒體訪問(wèn)控制 基于隨機(jī)訪問(wèn)的媒體訪問(wèn)控制 基于輪詢的媒體訪問(wèn)控制 IEEE 802 局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 表示會(huì)話運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)鏈路物理應(yīng)用 ISO/OSIRM7654321 CSMA/CD標(biāo)記總線標(biāo)記 環(huán)MANV/D綜合L A N無(wú)線LAN邏輯鏈路控制（L L C ）（體系結(jié)構(gòu)），網(wǎng)絡(luò)互連 光纖技術(shù)寬帶技術(shù)UTP同軸電纜光纜 網(wǎng) 絡(luò)安全交換LAN 局域網(wǎng)概述 LLC 和 MAC 子層 ? 為了使數(shù)據(jù)鏈路層能更好地適應(yīng)多種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)， 802 委員會(huì)將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)子層： – 邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control) 子層 – 媒體接入控制 MAC (Medium Access Control) 子層。 ? 在網(wǎng)間互連子層與 LLC子層實(shí)體間可有多個(gè) LSAP，網(wǎng)間互連子層與高一層實(shí)體間可有多個(gè) NSAP，但 LLC－ MAC， MAC－物理層間只有一個(gè)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)，分別稱(chēng) MSAP， PSAP。 ? ： 100Mbit/s快速以太網(wǎng) 。 ? ：寬帶無(wú)線訪問(wèn)標(biāo)準(zhǔn) 。 基于隨機(jī)訪問(wèn)的介質(zhì)訪問(wèn)控制 A B