【正文】 網(wǎng)絡(luò)最多 5個段 終端匹配器 68 雙絞線由兩根具有絕緣層的銅導(dǎo)線組成，一般由兩根 22~26號絕緣銅導(dǎo)線相互纏繞而成。其中 1對用于發(fā)送，另 1對用于接收，因此100BaseTX可以全雙工方式工作，每個節(jié)點可以同時以100Mbps的速率發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。 83 快速以太網(wǎng)的應(yīng)用 ?采用快速以太網(wǎng)集線器作為中央設(shè)備（ 100BaseTX集線器），使用非屏蔽 5類雙絞線以星型連接的方式連接以太網(wǎng)節(jié)點（工作站和服務(wù)器），以及連接另一個快速以太網(wǎng)集線器和 10BaseT的共享集線器。 90 千兆位以太網(wǎng)（ Gigabit Ether） ?千兆位以太網(wǎng)產(chǎn)生的背景； ? 千兆位以太網(wǎng)同樣保留著傳統(tǒng)的 100BaseT的所有特征。 ? 1000BaseCX使用了一種特殊規(guī)格的高質(zhì)量 平衡屏蔽雙絞線 ，最長有效距離為 25米，使用 9芯D型連接器連接電纜。當(dāng)發(fā)送一幀時，如果幀長小于 512字節(jié)，那么物理層將發(fā)送一個特殊的“擴展載波”符號序列進行填充，直至幀長達到 512字節(jié)。 使用雙環(huán)拓撲結(jié)構(gòu) ， 以確保網(wǎng)絡(luò)具有容錯能力 。 每個站檢測所經(jīng)過的數(shù)據(jù)幀中的目的地址， 如果與 本站地址相符，則復(fù)制該幀，然后將該幀轉(zhuǎn)發(fā)給下一個站；否則僅轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀。 ? 站管理 （ SMT） ： 提供 FDDI網(wǎng)絡(luò)管理功能 ， 包括連接管理 、 環(huán)管理及 SMT幀服務(wù)三個主要部分 。 單連接站 （ SAS） ： 只能連接到一個環(huán)路上 ， 而且須通過集中器 。 OSI 七層網(wǎng)絡(luò)模型 應(yīng)用層 表示層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 鏈路層 物理層 會話層 7 6 5 4 3 2 1 介質(zhì) 特性 電氣的 機械的 RTS CTS 程序的 傳輸 窄帶或?qū)拵? 數(shù)字 集線器 交換機 介質(zhì)訪問和邏輯拓撲 路由器 Routing 路由器 路由器 路由器 網(wǎng)絡(luò) A 網(wǎng)絡(luò) B 網(wǎng)絡(luò) C 111 局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備 ? 服務(wù)器和工作站 ?網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 ： ? 指能夠向網(wǎng)絡(luò)用戶 提供特定服務(wù) 的計算機。 ?信道訪問控制。 (2) 緩存管理 ：在網(wǎng)橋中通常設(shè)置兩類緩沖區(qū)，一類是接收緩沖區(qū)，用于暫存從端口收到的、待處理的幀；另一類是發(fā)送緩沖區(qū)，用于暫存經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換等處理后待發(fā)送的幀。 ?網(wǎng)橋無流量控制，負載重時會出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象。 ?比較： ?10Mb/s的 8口集線器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)（連接了 8臺計算機） ? 網(wǎng)絡(luò)總帶寬仍為 10Mb/s ； ? 網(wǎng)絡(luò)中每臺計算機的帶寬為 。 ?工作原理與網(wǎng)橋類似： ?學(xué)習(xí)源地址（構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)表） ?過濾本網(wǎng)段幀（隔離沖突域） ?轉(zhuǎn)發(fā)異網(wǎng)段幀（交換） ?廣播未知幀（尋找目的站點） 121 交換機的特點 ?交換機通過內(nèi)部的交換矩陣把網(wǎng)絡(luò)劃分為多個網(wǎng)段 ——每個端口為一個沖突域； ?交換機能夠同時在多對端口間無沖突地交換幀。 ?網(wǎng)橋可以隔離錯誤幀 ,限制了沖突域。 級聯(lián)端口 普通端口 115 ?集線器的功能 ?使每個雙絞線接口只與一個站點相連，形成信號的點對點傳輸使雙絞線以太網(wǎng)形成星形結(jié)構(gòu) ?當(dāng)某一接口傳輸信號時， HUB將接收、再生和廣播信號到其他每一個接口 ，所以其物理拓撲結(jié)構(gòu)為星形，但邏輯拓撲結(jié)構(gòu)為總線形 ?自動檢測沖突的產(chǎn)生，每當(dāng)沖突發(fā)生時，將立即發(fā)出阻塞（ jam）信號，通知其他站點 ?自動隔離發(fā)生故障的站點 116 ?集線器級聯(lián)與堆疊 1 0 B a s e T集 線 器R J 4 5 接 口集 線 器集 線 器S D通 過 背 板 連 接 電 纜 實 現(xiàn) 高 速 數(shù) 據(jù) 傳 輸后 視 圖S DS DS D集 線 器 堆 疊 在 一 起117 中繼器和集線器 ?網(wǎng)橋 網(wǎng)橋可以有效地聯(lián)接兩個 LAN，使本地通信限制在本網(wǎng)段內(nèi)，并轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的信號至另一網(wǎng)段，網(wǎng)橋通常用于聯(lián)接數(shù)量不多的網(wǎng)段。 根據(jù)接口類型： 113 ?二、網(wǎng)卡的功能 ?數(shù)據(jù)的封裝和解封。 ?主要缺點： ? 協(xié)議比較復(fù)雜； ? 安裝和管理相對困難； ? 價格昂貴，與快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)相比，性能價格比低； ? 與廣泛使用的以太網(wǎng)之間進行互聯(lián)比較困難。 另一個環(huán)稱為 次環(huán) 。 ? 物理層協(xié)議子層 （ PHY） ： 定義了與介質(zhì)無關(guān)的物理層部分 ， 包括編碼和解碼 、 時鐘同步等 。當(dāng)其為 0時，表示該令牌空閑，當(dāng)其為 1時，表示某站正發(fā)送數(shù)據(jù)。 ?萬兆位以太網(wǎng)的應(yīng)用 ? 主要是作為大型網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)連接，目前尚不支持與端用戶的直接連接。 鏈路兩端的節(jié)點必須各自向?qū)Ψ酵ǜ孀约旱哪芰Γㄋ俣取⑽锢韺宇愋?、?/全雙工）并自動選擇合適的工作模式。 ? 使用多模光纖時，在全雙工方式下，最長傳輸距離可以達到 550米；使用單模光纖時，全雙工方式下的最長有效距離為 3000米。 交換式以太網(wǎng)工作原理 87 ? 直接交換方式 (CutThrough) ?不接收完整個轉(zhuǎn)發(fā)的幀，只收到幀中最前面的源地址和目的地址即可；根據(jù)目的地址找到相應(yīng)的交換機端口，并將該幀發(fā)送到該端口； ?特點 ? 優(yōu)點：速度快、延時??； ? 缺點：在轉(zhuǎn)發(fā)幀時不進行錯誤校驗，可靠性相對低；另外，不能對不同速率的端口轉(zhuǎn)發(fā)， 100到 10Mbps時就需要緩沖幀。 82 100BaseT ?快速以太網(wǎng)保留 、傳輸介質(zhì) 、 MAC幀結(jié)構(gòu) 、 CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方式等方面的所有規(guī)定 ， 只是將數(shù)據(jù)傳輸速率提高到 100Mb/s. ?保持最小幀長不變 ， 將最大電纜長度減小到 100m,幀間時隙從 ?采用了 FDDI的標準信號設(shè)計方案 ， 即 4B/5B編碼技術(shù) ， 不使用曼徹斯特編碼 。 色標 Pin Signal 白橙 1 TD+ 橙 2 TD 白綠 3 RD+ 藍 4 不用 白藍 5 不用 綠 6 RD 白棕 7 不用 棕 8 不用 1 2 3 4 5 6 7 8 72 雙絞線的連接 73 ?10BaseT以太網(wǎng)（雙絞線連接方式） ?直通雙絞線和交叉雙絞線 ? 通常直通線用于不同類型設(shè)備間互連（如：網(wǎng)卡與集線器），交叉線用于同種類型設(shè)備間互連（如：網(wǎng)卡與網(wǎng)卡） 73 12361236568B 568B 直通 (平行 )雙絞線 白橙 橙色 白綠 綠色 白橙 橙色 白綠 綠色 12361236568B 568A 交叉雙絞線 白橙 橙色 白綠 綠色 白橙 橙色 白綠 綠色 74 基本的 10Base2網(wǎng)絡(luò) (總線型拓撲 ) 基本的 10BaseT網(wǎng)絡(luò) (星型 ) 100M 較復(fù)雜的 10BaseT網(wǎng)絡(luò) (星型總線 ) 75 光纖以太網(wǎng) 多模 輸入電信號 輸出電信號 單模 波長 : 1300,1550 nm h1 h2 波長 : 850,1300 nm h2 h1 芯 /封套特性 光纖的直徑減小到一個光波波長 纖芯直徑： 5~10微米 纖芯直徑： 50~100微米 76 單芯光纖與多芯光纖 玻璃封套 塑料外套 玻璃內(nèi)芯 單芯光纜 多芯光纜 玻璃內(nèi)芯 塑料外套 玻璃封套 外殼 77 光纖以太網(wǎng) ? 使用光纖介質(zhì)； ? 兩根 ，收發(fā)各一根 ? 星形拓撲結(jié)構(gòu)； ? 通常用于遠距離網(wǎng)絡(luò)連接； ? 主要類型： ?10BaseFL ? 鏈路間最大距離 2 km ? 任意兩節(jié)點間的中繼器數(shù) ≤6個 ? 光纖與其他介質(zhì)可使用介質(zhì)轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換 ?介質(zhì)轉(zhuǎn)換器是可連接不同介質(zhì)的中繼器 78 以太網(wǎng)常用的 4種電纜比較 名稱 電纜 最大段長度 每段結(jié)點數(shù) 優(yōu)點 10Base5 粗同軸 電纜 500m 100 早期的電纜，目前已經(jīng)廢棄 10Base2 細同軸 電纜 185m 30 不需要集線器 10BaseT 雙絞線 100m 1024 最便宜的系統(tǒng) 10BaseF 光纖 2022m 1024 最適合于在樓與樓之間使用 79 克服傳統(tǒng)以太網(wǎng)的問題 ?傳統(tǒng)以太網(wǎng)中的一些問題 ?傳統(tǒng)以太網(wǎng)使用共享介質(zhì)，雖然總線帶寬為 10Mbps，但網(wǎng)絡(luò)節(jié)點增多時，網(wǎng)絡(luò)的負荷加重，沖突和重發(fā)增加，網(wǎng)絡(luò)效率下降、傳輸延時增加，造成總線帶寬為 30~40%； ?服務(wù)器端使用 16位網(wǎng)卡（速率 10MBPS），使得服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)輸入 /輸出成為整個網(wǎng)絡(luò)的瓶頸； ?解決方案 ?升級到高速網(wǎng)絡(luò) ，如 100BASET(快速以太網(wǎng) )、 FDDI 、1000BASET(千兆位以太網(wǎng) )、 ATM； ?發(fā)揮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用 網(wǎng)絡(luò)分段 、優(yōu)化服務(wù)器、 增加路由器 ，提高子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能； ?使用局域網(wǎng)交換機，將“ 共享介質(zhì)局域網(wǎng) ”改為“ 交換式局域網(wǎng) ”； 80 快速以太網(wǎng)（ Fast Ether） ?100BASET快速以太網(wǎng)，是標準以太網(wǎng)的 100Mbps版本。 對于檢查出的無效 MAC 幀就簡單地丟棄。 ? 否則就將此幀丟棄，不再進行其他的處理。 ? CSMA/CD 三種局域網(wǎng)的比較 49 ? 令牌總線 優(yōu)點 ：具有極好的吞吐能力，而且其吞吐量隨數(shù)據(jù)傳輸速率增加而增加，并隨介質(zhì)飽和而穩(wěn)定下降。 周期性地給未加入環(huán)的站點插入到邏輯環(huán)適當(dāng)位置的機會 ， 同時實現(xiàn)站的動態(tài)刪除； ③ 故障處理 。令牌幀按站點 序號由高到低依次輪詢。當(dāng) t=225比特時間，A和 B同時檢測到了碰撞，并且在 t=225+48=273比特時間完成了干擾信號的傳輸。 （ 4）當(dāng)重傳達 16次仍不能成功時，則丟棄該幀，并向高層報告。即 為 , 也稱 512比特時間。s 傳播時延： tp=106/(2 108)= 30 ?例 2： P92第三章習(xí)題第三大題計算題第 1小題 若 10Mbps的 CSMA/CD局域網(wǎng)的節(jié)點最大距離為 ,信號在媒體中的傳播速度為2 100000000m/s。 寬帶線路和基帶線路上比特的傳播速率是一樣的。 21 p 堅持 CSMA（續(xù)） 22 站點 1 站點 2 距離 L ta?0t?2ta???傳播時延 t ?時間槽 ——能夠檢測到?jīng)_突的時間區(qū)間 （也稱為 爭用時隙 或碰撞窗口 ） ?若兩站點之間傳播時延為 a，則時間槽＝ 2a。希望傳輸?shù)恼臼紫葘π诺肋M行監(jiān)聽以確定是否有別的站在傳輸。 缺點 在同樣覆蓋面積內(nèi)；所用電纜量較大； 對中心節(jié)點要求非常高 ， 一旦中心節(jié)點產(chǎn)生故障 ,全網(wǎng)將不能工作 。 控制采用分布的辦法 ， 即每個站都有控制發(fā)送和接收的訪問邏輯 。 基本特性 優(yōu)點 與星型拓撲相比 ， 所需電纜長度較短； 結(jié)構(gòu)簡單 ， 可靠性高； 擴充 (如增加站點 、 延長電纜等 )較容易 。 入網(wǎng)設(shè)備連到中繼器上 。 環(huán)形拓 撲 5 每一個站點通過點 點鏈路連至中心節(jié)點 ， 所有的通信都由中心節(jié)點控制 ， 一般采用線路交換 。 ? MAC子層的主要功能是 :幀的封裝和拆封、物理介質(zhì)傳輸差錯的檢測、按 MAC地址尋址、實現(xiàn)介質(zhì)訪問控制協(xié)議。 優(yōu)點：只要信道空閑 ， 數(shù)據(jù)就立即得到發(fā)送； 缺點：若有兩個或兩個以上的站點等發(fā)送 ， 沖 突就不可避免 。 沖突檢測（ CD) 23 CSMA/CD 檢測沖突時間 (續(xù) 1) 24 上述情況下，檢測沖突的時間等于總線上最遠兩個站點之間端到端延遲時間的兩倍（即一來一回時延 2τ ）。 發(fā)送時延 = ?傳播時延：電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費的時間。 對于 1km電纜，單程傳播時間為 1/202200=5為微秒 ,來回路程傳播時間為 10微秒 為了能夠按照 CSMA/CD工作，最小幀的發(fā)送時間不能小于 10微秒，以 1Gb/s速率工作， 10微秒可以發(fā)送的比特數(shù)等于 10 106/109=10000 因此，最短幀是 10000位或 1250字節(jié)長 32 例 4（ 09年考研題）（ 2分）： 在一個采用 CSMA/CD協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中，傳輸介質(zhì)是一根完整的電纜，傳輸速率為 1Gbps，電纜中的信號傳播速度是200 00