【正文】 傳播時(shí)延 tp=106/(2 108)= （ 2）發(fā)送時(shí)延 ts =103/109=1181。 隨機(jī)時(shí)間的 基本單位 ： 為競(jìng)爭(zhēng) 時(shí)間片 長(zhǎng)度 2τ τ－ 端到端的傳播時(shí)延 (即最遠(yuǎn)兩個(gè)站之間的傳播時(shí)延 ) CSMA/CD 檢測(cè)沖突時(shí)間 (續(xù) 2) 25 接收處理 ?接收校驗(yàn)和本地處理 ?碎片檢驗(yàn)：長(zhǎng)度小于 512位的幀是沖突碎片 ?目的地址校驗(yàn)：判斷是否是本地地址 ?完整性校驗(yàn)： ? 校驗(yàn)是否是畸型幀（長(zhǎng)度 1518字節(jié) ) ? CRC校驗(yàn) ? 定界符（長(zhǎng)度必須是 8位的整數(shù)倍） 26 A B A B 寬帶線路 基帶線路 寬帶線路：每秒有更多比特從計(jì)算機(jī)注入到線路。 若 p 過(guò)大 ， 使 Np 1， 表明有多個(gè)站試圖發(fā)送 ， 沖突不可避免 ， 所以應(yīng)使 Np 1 ； 若 p 過(guò)小 ， 信道利用率會(huì)大大降低 。 14 CSMA/CD操作的流程圖 媒體忙？ 發(fā)送幀 碰撞？ 發(fā)送完？ 發(fā)送 Jam N≥16? Yes No No Yes 發(fā)送成功 Yes 發(fā)送失敗 No 延遲隨機(jī)時(shí)間 No Yes 發(fā)送 碰撞次數(shù) N+1 講前先聽(tīng) 忙則等待 無(wú)聲則講 邊講邊聽(tīng) 沖突即停 后退重傳 多次無(wú)效 放棄發(fā)送 15 ? 1堅(jiān)持 CSMA ? 非堅(jiān)持 CSMA ? P堅(jiān)持 CSMA 1)載波偵聽(tīng)（ CS， carrier Sense) 即所謂“先聽(tīng)后說(shuō)”。 基本特性 優(yōu)點(diǎn) 建網(wǎng)容易 ， 配置方便； 每個(gè)連接的故障容易排除 ， 不影響全網(wǎng)； 控制協(xié)議相對(duì)簡(jiǎn)單 。 由于所有站點(diǎn)共享一個(gè)環(huán) ， 因此要對(duì)站點(diǎn)對(duì)環(huán)的訪問(wèn)進(jìn)行控制 。 在 IEEE802標(biāo)準(zhǔn)中 (即以太網(wǎng) )和 (令牌總線 )都是總線拓?fù)?。 中繼器是較簡(jiǎn)單的設(shè)備 ， 無(wú)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能 。 中心節(jié)點(diǎn)也可以有數(shù)據(jù)處理能力并提供共享資源 。 ? LLC子層的主要功能是 :連接管理 (建立和釋放連接 )、與高層的接口、幀的可靠、按序傳輸及流量控制。 17 1堅(jiān)持 CSMA（續(xù)） 18 b)非堅(jiān)持 CSMA 當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí) ， 執(zhí)行如下步驟： (1)監(jiān)聽(tīng)信道 ， 若信道空閑就發(fā)送； (2)若信道忙則 放棄 (不堅(jiān)持 )監(jiān)聽(tīng) ， 隨機(jī)等待一段 時(shí)間 ， 重復(fù)步驟 （ 1） ； 優(yōu)點(diǎn)：采用隨機(jī)的重發(fā)延遲時(shí)間可減少?zèng)_突可能性； 缺點(diǎn)：即使有幾個(gè)站有數(shù)據(jù)要傳送 ， 信道仍然可能處 于空閑狀態(tài) ， 信道利用率較低 。 這種 CSMA/CD 沖突檢測(cè)，對(duì)發(fā)送站所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度有一定要求， 以太幀長(zhǎng)度的最小值不能小于 512位，即 64字節(jié) (如所發(fā)送的信息不足時(shí)，可加以填充 )。 傳播時(shí)延 = 發(fā)送數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度 (b) 發(fā)送速率（ b/s) 信道長(zhǎng)度 (m) 電磁波在信道上的傳播速率 (m/s) 如：設(shè)電磁波在銅線中的傳播速率約為 2 105km/s,所以 1km的銅線產(chǎn)生的傳播時(shí)延為 5μm 29 例 1： ?收發(fā)兩端之間的傳輸距離為 1000km，信號(hào)在媒體上的傳播速率為 2 108m/s。若最小數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度減少 800比特，則最遠(yuǎn)的兩個(gè)站點(diǎn)之間的距離至少需要 A．增加 160m 80m 160m 80m 答： 最短幀長(zhǎng) =2 L 109b/s247。具體做法是： （ 1）確定基本退避時(shí)間，一般是取為爭(zhēng)用期 2 τ 。 ? 一個(gè)站在檢測(cè)到總線開(kāi)始空閑后，還要等待 ?s 才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)。 在令牌總線網(wǎng)中 ， 物理總線上的站點(diǎn)在邏輯上被組織成一個(gè)環(huán) 。依此，令牌在邏輯環(huán)中循環(huán)流動(dòng)，各站輪流發(fā)送，沒(méi)有沖突。該協(xié)議給用戶提供均等的訪問(wèn)權(quán)，在輕負(fù)載情況下 ， CSMA/CD有良好的延遲特性和吞吐能力。 缺點(diǎn) ：在低負(fù)載下時(shí)延較大；控制復(fù)雜，維護(hù)困難。 63 7 字節(jié) 1 字節(jié) MAC 幀 物理層 MAC 層 IP 層 Ether II MAC 幀 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(bào) Ether II 的 MAC 幀格式 8 字節(jié) 插入 物理層 為達(dá)到比特同步，在媒體上實(shí)際傳送的要比 MAC幀還多 8個(gè)字節(jié)。 3. 雙絞線以太網(wǎng) 根據(jù)是否采用屏蔽技術(shù)，雙絞線可分為非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線 (STP)。 ?100BaseT4 ?支持 4對(duì)三類非屏蔽雙絞線 UTP，其中有 3對(duì)用于數(shù)據(jù)傳輸， 1對(duì)用于沖突檢測(cè)。在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)較多時(shí)，以太網(wǎng)的帶寬使用效率只有 30%～ 40%。 8 0 2 . 3 M A C C S M A / C D1 0 0 0 B a s e S X 1 0 0 0 B a s e C X 1 0 0 0 B a s e TI E E E 8 0 2 . 3 zM A C 子 層物 理 層1 0 0 0 B a s e L XI E E E 8 0 2 . 3 a b91 Gigabit Ether物理層標(biāo)準(zhǔn)一 ?1000BaseSX ?使用短波長(zhǎng)激光作為信號(hào)源的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)技術(shù)，配置波長(zhǎng)為 770860nm（一般為 850nm）的激光傳輸器，只能支持多模光纖。 ? 采用這種技術(shù)可以在原有的快速以太網(wǎng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)從 100Mbps到 1000Mbps的平滑升級(jí)。 發(fā)送的 數(shù)據(jù) 分組 1 RRRRRRRR 分組 2 RRRR 分組 3 RRR 分組 4 爭(zhēng)用期 512 字節(jié) 將突發(fā)計(jì)時(shí)器設(shè)定為 1500 字節(jié) 載波延伸 載波 監(jiān)聽(tīng) 97 千兆以太網(wǎng)的應(yīng)用 98 ? 萬(wàn)兆位以太網(wǎng) ?萬(wàn)兆位以太網(wǎng)的特征 ? 傳輸速率為 10Gb/s； ? 保留了 、最大幀長(zhǎng)度和最小幀長(zhǎng)度； ? 不再使用 CSMA/CD協(xié)議； ? 只能工作在全雙工方式； ? 只使用光纖（多模或單模）作為傳輸介質(zhì)； ? 支持兩種類型的物理層： 10Gbit/s局域網(wǎng)物理層和10Gbit/s廣域網(wǎng)物理層： ? 多個(gè)萬(wàn)兆位以太網(wǎng)可以通過(guò) SONET/SDH網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)廣域連接，使用單模光纖時(shí)端到端的傳輸距離可達(dá)上百公里。 對(duì) IEEE ， 形成了新的定時(shí)令牌協(xié)議 ， 實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上同時(shí)傳達(dá)輸多個(gè)數(shù)據(jù)幀的功能 。 103 ? 起始、結(jié)束定界符（違例差分 Manchester碼） ? 訪問(wèn)控制字節(jié)包括： 起始 訪問(wèn)控制 結(jié)束 1 1 令牌幀： 非令牌幀（信息幀 /控制幀） 起始 訪問(wèn)控制 幀控制 目的地址 源地址 數(shù)據(jù) FCS 結(jié)束 幀狀態(tài) 1 1 1 2/6 2/6 ≥ 0 4 1 1 P P P T M R R R 優(yōu)先級(jí)位 令牌位 監(jiān)督位 預(yù)約位 ? PPP， RRR： 優(yōu)先級(jí)位，預(yù)約位。 四位一組的比特?cái)?shù)據(jù) → 五位代碼 如： 1000 → 10010 100 Mbps → 125 Mbaud ?數(shù)據(jù)經(jīng) 4B/5B編碼后還要進(jìn)一步使用 NRZI來(lái)編碼 。當(dāng)主環(huán)出現(xiàn)故障時(shí)， FDDI在能夠自動(dòng)重新配置，使網(wǎng)絡(luò)流量繞過(guò)主環(huán)中的故障點(diǎn)從備份環(huán)中通過(guò)。 ? 類型可是專用服務(wù)器、小型機(jī)、高檔微機(jī)等。 ?集線器實(shí)質(zhì)是一個(gè)多端口的中繼器，主要功能是對(duì)接收到的 信號(hào)進(jìn)行再生放大 ，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離。 (3) 協(xié)議轉(zhuǎn)換 ：網(wǎng)橋的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能僅限于 MAC子層和物理層，即將源局域網(wǎng)中所采用的幀格式和物理層規(guī)程轉(zhuǎn)換為目的局域網(wǎng)所采用的幀格式和物理層規(guī)程。 網(wǎng)橋的特點(diǎn) 120 2. 交換機(jī) ?網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和網(wǎng)橋?qū)偻活愒O(shè)備，工作在數(shù)據(jù)鏈路層上。適用于小型網(wǎng)絡(luò)到大型園區(qū)網(wǎng)絡(luò) ?可以限制沖突，但不能限制廣播，有可能產(chǎn)生廣播風(fēng)暴 123 。在這個(gè)意義上，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可看作是多端口的高速網(wǎng)橋。 (5) 路由選擇功能 ：在源路由選擇網(wǎng)橋中無(wú)此功能，但在透明網(wǎng)橋中有此功能。 ?按集線器端口連接介質(zhì)的不同，集線器可連接 同軸電纜、雙絞線和光纖 。 112 網(wǎng)卡 網(wǎng)卡（ Network Interface Card， NIC）即網(wǎng)絡(luò)適配器，是用來(lái)連接計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，網(wǎng)卡插在計(jì)算機(jī)或服務(wù)器的插槽中，通過(guò)網(wǎng)線與網(wǎng)絡(luò)連接，交換數(shù)據(jù)和共享資源。 ?與 IEEE ： FDDI網(wǎng)絡(luò)中雖然也只有一個(gè)令牌 ， 但源站發(fā)完數(shù)據(jù)幀后立即產(chǎn)生空閑令牌 ， 下一站獲得該空閑令牌后就可發(fā)送數(shù)據(jù)幀 ， 而此時(shí)前一個(gè)站發(fā)出的幀可能還沒(méi)有到達(dá)它的源站 ， 因此環(huán)中可能同時(shí)存在多幀數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸 ， 大大提高了傳輸效率 。 106 FDDI網(wǎng)絡(luò)組成 ?FDDI網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸方向相反的環(huán)組成 。 0 令牌； 1 信息 /控制幀 ? M： 監(jiān)督位，防止無(wú)效幀在環(huán)路中無(wú)限循環(huán)。 101 令牌環(huán)網(wǎng)和 FDDI技術(shù) 令牌環(huán)網(wǎng) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán) 傳輸媒體： STP、 光纖，速率 4/16Mbps； 最多站點(diǎn)數(shù)： 250， 信號(hào)采用差分曼徹斯特編碼 A B D C 站點(diǎn) 環(huán)接口 單向環(huán) 發(fā)送緩沖區(qū) 接收緩沖區(qū) 接收 發(fā)送 線路驅(qū)動(dòng) 線路接收 控制器 DTE 環(huán)路輸入 環(huán)路輸出 環(huán)接口的結(jié)構(gòu) TCU 高層軟件 102 令牌環(huán)工作過(guò)程 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)，只有令牌在環(huán)路上不停流動(dòng)。 99 ?速度提高到 10Gb/s所遇到的問(wèn)題： ? 不采用特殊措施，網(wǎng)絡(luò)跨距將只有 2米 ； ? 若使用 “ 載波擴(kuò)展 ” （幀長(zhǎng)至少 4096字節(jié)），短幀的傳輸效率將降低到 ％； ? 同時(shí)使用 “ 分組突發(fā) ” ，最大效率也只能達(dá)到 30％； ? “ 載波擴(kuò)展 ” 的額外開(kāi)銷使吞吐率下降，沖突概率增大 。極端情況下，只有正常時(shí)的 12%。 92 Gigabit Ether物理層標(biāo)準(zhǔn)二 ? 1000BaseLX ? 1000BaseLX使用長(zhǎng)波長(zhǎng)激光作為信號(hào)源的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)技術(shù)，配置波長(zhǎng)為 12701355nm（一般為 1300nm）的激光傳輸器，既可以驅(qū)動(dòng)多模光纖，也可以驅(qū)動(dòng)單模光纖。 ?交換機(jī)會(huì)監(jiān)測(cè)發(fā)送到每個(gè)端口的數(shù)據(jù)幀，通過(guò)數(shù)據(jù)幀中的有關(guān)信息（源節(jié)點(diǎn)的 MAC地址、目的節(jié)點(diǎn)的 MAC地址），就會(huì)得到與每個(gè)端口所連接的節(jié)點(diǎn) MAC地址，并在交換機(jī)的內(nèi)部建立一個(gè)“端口 MAC地址”映射表。 ?100BaseFX ?支持 2芯的多?；騿文９饫w。 69 根據(jù)其性能，雙絞線又可分為 1類 ~6類 類型 傳輸速率 傳輸信號(hào) 應(yīng)用 1類 20K 模擬信號(hào) 電話線路 2類 1M 模擬信號(hào)和 1M的數(shù)字信號(hào) 一般通信線路 3類 10M 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào) 以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng) 4類 20M 模擬信號(hào)和 1M的數(shù)字信號(hào) 令牌環(huán)網(wǎng) 5類 100M 模擬信號(hào)和高速數(shù)字信號(hào) 高速以太網(wǎng)、 ATM、 FDDI 超 5類 155M 模擬信號(hào)和高速數(shù)字信號(hào) 高速以太網(wǎng)、 ATM 6類 200M 模擬信號(hào)和高速數(shù)字信號(hào) 高速以太網(wǎng)、 ATM 常見(jiàn)的 10BASET及 100BASET局域網(wǎng)均是采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)， 10BASET中采用 3類 或 4類雙絞線作為傳輸介質(zhì)，進(jìn)行基帶傳輸，速率可達(dá) 10M， 100BASET中采用 5類雙絞線作為傳輸介質(zhì)，進(jìn)行基帶傳輸，速率可達(dá) 100M。 10101010101010 10101010101010101011 前同步碼 幀開(kāi)始定界符 …64 ? 數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度與長(zhǎng)度字段的值不一致； ? 幀的長(zhǎng)度不是整數(shù)個(gè)字節(jié)； ? 用收到的幀檢驗(yàn)序列 FCS 查出有差錯(cuò)； ? 數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度不在 46 ~ 1500 字節(jié)之間。 ? “帶有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范” ? Ether II和 IEEE ? 僅是幀格式和支持的傳輸介質(zhì)略有不同 ?目前已發(fā)展到萬(wàn)兆以太網(wǎng)，仍在繼續(xù)發(fā)展 … 一種在以前被假定為電磁波的傳播介質(zhì)，具有