【正文】 據(jù)劃分為組。 課件制作人：謝希仁 冗余碼的計算 ? 用二進制的模 2 運算進行 2n 乘 M 的運算，這相當(dāng)于在 M 后面添加 n 個 0。 ? 模 2 運算的結(jié)果是： 商 Q = 110101， 余數(shù) R = 001。 ? 循環(huán)冗余檢驗 CRC 和幀檢驗序列 FCS并不等同。 ? (2) 若余數(shù) R ? 0， 則判定這個幀有差錯 ， 就 丟棄 。 ? “ 無差錯接受 ” 是指： “ 凡是接受的幀 （ 即 不包括丟棄的幀 ） ， 我們都能以非常接近于 1 的概率認為這些幀在傳輸過程中沒有產(chǎn)生差錯 ” 。 ? 用戶使用撥號電話線接入因特網(wǎng)時，一般都是使用 PPP 協(xié)議。 ? 鏈路控制協(xié)議 LCP (Link Control Protocol)。 ? 地址字段 A 只置為 0xFF。 課件制作人：謝希仁 PPP 協(xié)議的幀格式 ? PPP 有一個 2 個字節(jié)的協(xié)議字段。 IP 數(shù)據(jù)報 1 2 1 1 字節(jié) 1 2 不超過 1500 字節(jié) PPP 幀 先發(fā)送 7E FF 03 F A C FCS F 7E 協(xié)議 信 息 部 分 首部 尾部 課件制作人：謝希仁 透明傳輸問題 ? 當(dāng) PPP 用在同步傳輸鏈路時，協(xié)議規(guī)定采用硬件來完成比特填充（和 HDLC 的做法一樣）。 ? 若信息字段中出現(xiàn) ASCII 碼的控制字符（即數(shù)值小于 0x20 的字符），則在該字符前面要加入一個 0x7D 字節(jié)，同時將該字符的編碼加以改變。接收端對幀中的比特流進行掃描。 ? 幀檢驗序列 FCS 字段可保證無差錯接受。 ? 通信完畢時， NCP 釋放網(wǎng)絡(luò)層連接，收回原來分配出去的 IP 地址。 ? 局域網(wǎng)具有如下的一些主要優(yōu)點： ? 具有廣播功能，從一個站點可很方便地訪問全網(wǎng)。 局域網(wǎng)的拓撲 匹配電阻 集線器 干線耦合器 總線網(wǎng) 星形網(wǎng) 樹形網(wǎng) 環(huán)形網(wǎng) 課件制作人：謝希仁 媒體共享技術(shù) ? 靜態(tài)劃分信道 ? 頻分復(fù)用 ? 時分復(fù)用 ? 波分復(fù)用 ? 碼分復(fù)用 ? 動態(tài)媒體接入控制（多點接入） ? 隨機接入 ? 受控接入 ，如多點線路探詢 (polling)，或輪詢。 ? 嚴格說來，“以太網(wǎng)”應(yīng)當(dāng)是指符合 DIX Ether V2 標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng) 課件制作人：謝希仁 數(shù)據(jù)鏈路層的兩個子層 ? 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 委員會就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個子層： ? 邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control)子層 ? 媒體接入控制 MAC (Medium Access Control)子層。 ? 適配器的重要功能： ? 進行串行 /并行轉(zhuǎn)換。 課件制作人：謝希仁 計算機通過適配器 和局域網(wǎng)進行通信 硬件地址 至局域網(wǎng) 適配器 （網(wǎng)卡） 串行通信 CPU 和 存儲器 生成發(fā)送的數(shù)據(jù) 處理收到的數(shù)據(jù) 把幀發(fā)送到局域網(wǎng) 從局域網(wǎng)接收幀 計算機 IP 地址 并行 通信 課件制作人：謝希仁 ? 最初的以太網(wǎng)是將許多計算機都連接到一根總線上。 ? 其他所有的計算機（ A, C 和 E）都檢測到不是發(fā)送給它們的數(shù)據(jù)幀，因此就丟棄這個數(shù)據(jù)幀而不能夠收下來。 ? 這樣做的理由是局域網(wǎng)信道的質(zhì)量很好，因信道質(zhì)量產(chǎn)生差錯的概率是很小的。 ? 如果高層發(fā)現(xiàn)丟失了一些數(shù)據(jù)而進行重傳，但以太網(wǎng)并不知道這是一個重傳的幀，而是當(dāng)作一個新的數(shù)據(jù)幀來發(fā)送。 ? 總線上并沒有什么“載波”。 ? 當(dāng)一個站檢測到的信號電壓擺動值超過一定的門限值時，就認為總線上至少有兩個站同時在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了碰撞。 ? 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，免得繼續(xù)浪費網(wǎng)絡(luò)資源，然后等待一段隨機時間后再次發(fā)送。 ? 碰撞的結(jié)果是兩個幀都變得無用。 課件制作人：謝希仁 爭用期 ? 最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過時間 2? （兩倍的端到端往返時延）就可知道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是否遭受了碰撞。 ? 確定基本退避時間，一般是取為爭用期 2?。 課件制作人：謝希仁 爭用期的長度 ? 以太網(wǎng)取 ?s 為爭用期的長度。 ? 由于一檢測到?jīng)_突就立即中止發(fā)送，這時已經(jīng)發(fā)送出去的數(shù)據(jù)一定小于 64 字節(jié)。這里為了簡單起見，只畫出 A 發(fā)送干擾信號的情況。 ? 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。 課件制作人：謝希仁 集線器的一些特點 ? 集線器是使用電子器件來模擬實際電纜線的工作，因此整個系統(tǒng)仍然像一個傳統(tǒng)的以太網(wǎng)那樣運行。檢測到碰撞后不發(fā)送干擾信號。在以太網(wǎng)中定義了參數(shù) a，它是以太網(wǎng)單程端到端時延 ? 與幀的發(fā)送時間 T0 之比： 0Ta??0Ta ??(32) ? a→0 表示一發(fā)生碰撞就立即可以檢測出來， 并立即停止發(fā)送，因而信道利用率很高。 課件制作人：謝希仁 ? 在 理想化 的情況下 ， 以太網(wǎng)上的各站發(fā)送數(shù)據(jù)都不會產(chǎn)生碰撞 （ 這顯然已經(jīng)不是 CSMA/CD， 而是需要使用一種特殊的調(diào)度方法 ） ， 即總線一旦空閑就有某一個站立即發(fā)送數(shù)據(jù) 。 ? 但鑒于大家都早已習(xí)慣了將這種 48 位的“名字”稱為“地址”，所以本書也采用這種習(xí)慣用法，盡管這種說法并不太嚴格。這種 48 位地址稱為 MAC48，它的通用名稱是 EUI48。 ? “發(fā)往本站的幀”包括以下三種幀： ? 單播 (unicast)幀（一對一） ? 廣播 (broadcast)幀（一對全體） ? 多播 (multicast)幀（一對多） 課件制作人：謝希仁 2. MAC 幀的格式 ? 常用的以太網(wǎng) MAC幀格式有兩種標(biāo)準(zhǔn) ： ? DIX Ether V2 標(biāo)準(zhǔn) ? IEEE 的 標(biāo)準(zhǔn) ? 最常用的 MAC 幀是 以太網(wǎng) V2 的格式 。 課件制作人：謝希仁 MAC 幀 物理層 MAC 層 IP 層 目的地址 源地址 類型 數(shù) 據(jù) FCS 6 6 2 4 字節(jié) 46 ~ 1500 IP 數(shù)據(jù)報 以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式 10101010101010 10101010101010101011 前同步碼 幀開始 定界符 7 字節(jié) 1 字節(jié) …8 字節(jié) 插入 在幀的前面插入的 8 字節(jié)中的第一個字段共 7 個字節(jié)， 是前同步碼，用來迅速實現(xiàn) MAC 幀的比特同步。 ? 對于檢查出的無效 MAC 幀就簡單地丟棄。 ? 這樣做是為了使剛剛收到數(shù)據(jù)幀的站的接收緩存來得及清理，做好接收下一幀的準(zhǔn)備。 ? 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。當(dāng)網(wǎng)橋收到一個幀時，并不是向所有的接口轉(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)到哪一個接口 在數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng) 1. 網(wǎng)橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 站表 接口管理 軟件 網(wǎng)橋協(xié)議 實體 緩存 接口 1 接口 2 ① ② ③ 網(wǎng)段 B 網(wǎng)段 A 1 1 1 2 ① ③ ⑤ 2 ② ④ ⑥ 2 站地址 接口 網(wǎng)橋 網(wǎng)橋 ④ ⑤ ⑥ 接口 1 接口 2 1 2 課件制作人：謝希仁 ? 過濾通信量。 使用網(wǎng)橋帶來的好處 課件制作人：謝希仁 網(wǎng)橋使各網(wǎng)段成為 隔離開的碰撞域 B2 B1 碰撞域 碰撞域 碰撞域 A B C D E F 課件制作人：謝希仁 ? 存儲轉(zhuǎn)發(fā)增加了時延。這就是所謂的 廣播風(fēng)暴 。 網(wǎng)橋和集線器（或轉(zhuǎn)發(fā)器）不同 課件制作人：謝希仁 ? 目前使用得最多的網(wǎng)橋是 透明網(wǎng)橋 (transparent bridge)。 ? 網(wǎng)橋每收到一個幀，就記下其源地址和進入網(wǎng)橋的接口，作為轉(zhuǎn)發(fā)表中的一個項目。 網(wǎng)橋應(yīng)當(dāng)按照以下自學(xué)習(xí)算法 處理收到的幀和建立轉(zhuǎn)發(fā)表 課件制作人：謝希仁 地址 接口 轉(zhuǎn)發(fā)表的建立過程舉例 B2 B1 A B C D E F 1 2 1 2 地址 接口 … … … … B 1 B → A A → B A 1 F → C F 2 A → B A 1 F → C F 2 課件制作人：謝希仁 ? 在網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)表中寫入的信息除了 地址 和 接口 外，還有幀進入該網(wǎng)橋的 時間 。這樣就使得網(wǎng)橋中的轉(zhuǎn)發(fā)表能反映當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的最新拓撲狀態(tài)。如有，則把原有的項目進行更新。 ? 如有，則按轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的接口進行轉(zhuǎn)發(fā)。在這個子集里，整個連通的網(wǎng)絡(luò)中不存在回路，即 在任何兩個站之間只有一條路徑 。 ? 源路由 (source route)網(wǎng)橋在發(fā)送幀時將詳細的路由信息放在幀的首部中。凡從該源站向該目的站發(fā)送的幀的首部，都必須攜帶源站所確定的這一路由信息。因此，以太網(wǎng)交換機實質(zhì)上就是一個 多接口的網(wǎng)橋 ，可見交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層。 以太網(wǎng)交換機的特點 課件制作人：謝希仁 ? 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。 ? 這些網(wǎng)段具有某些共同的需求 。 以太網(wǎng) 交換機 A4 B1 以太網(wǎng) 交換機 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 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，工作站 A1, A2 和 C1 都不會收到 B1 發(fā)出的廣播信息。 ? 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 的CSMA/CD 協(xié)議。 ? MAC 幀格式仍然是 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。 ? 100BASEFX ? 使用 2 對光纖。 ? 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）。 ? 10 吉比特以太網(wǎng)還保留了 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的以太網(wǎng)最小和最大幀長，便于升級。局域網(wǎng)物理層的數(shù)據(jù)率是 Gb/s。 課件制作人：謝希仁 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。 ? 靈活的（多種傳輸媒體、全 /半雙工、共享 /交換）。 ? 以太網(wǎng)接入的重要特點是它可提供雙向的寬帶通信，并且可根據(jù)用戶對帶寬的需求靈活地進行帶寬升