【正文】 可以是單個的地址 ,也可以是組地址或廣播地址。 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 延遲隨機時間 No Yes 發(fā)送 碰撞次數(shù) N+1 Enther(以太網(wǎng) ) 就是采用二進制指數(shù)退避和 ” 1堅持算法 ” 的 CSMA/CD 介質(zhì)訪問控制方法。 信號傳播時延 = 兩站點的距離 /信號傳播速度 如圖所示，假定 A、 B 兩個站點位于總線兩端，兩站點之間的最大傳播時延為 tp。由于 CSMA 算法沒有沖突檢測功能，即使沖突已發(fā)生，仍然要將已破壞的幀發(fā)送完，使總線的利用率降低。 “P堅持算法 ” 是一種既能像 “ 不堅持算法 ” 那樣減少沖突，又能像 “ 1堅持算法 ” 那樣減少媒體空閑時間的折中方案。 采用隨機的重發(fā)延遲時間，可以減少沖突發(fā)生的可能性。 （ 2）預約：介質(zhì)上的時間被分割成時間片，網(wǎng)上的站點要發(fā)送，必須事先預約能占用的時間片，這種技術(shù)適用于數(shù)據(jù)流的通信。LLC 幀的類型取決于控制字段的第１、２位，信息幀和監(jiān)控幀的控制字段均為２字節(jié)，無編號幀的控制字段為１字節(jié)。 IEEE 802 標準定義了 LLC 子層和 MAC 子層的幀格式。一個完整的服務原語包括 3 個部分：原語名字、原語類型、原語參數(shù)。使用 MSAP 支持 LLC 子層時， MAC 子層實現(xiàn)幀的尋址和識別。介質(zhì)訪問控制服務訪問點（ MSAP）向 LLC 實體提供單個接口端。 由于局域網(wǎng)采用的傳輸介質(zhì)有多種，對應的介質(zhì)訪問控制方法也有多種，為了使數(shù)據(jù)幀的傳送獨立于所采用的物理介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法， IEEE 802 標準特意把 LLC 獨立出來形成一個單獨子層，使 LLC 子層與介質(zhì)無關(guān)，僅讓 MAC 子層依賴于物理介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法。由于內(nèi)部大多采用共享信道的技術(shù)，所以局域網(wǎng)通常不單獨設立網(wǎng)絡層。 LAN是允許中等地域內(nèi)的眾多獨立設備通過中等速率的物理信道直接互連通信的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。 本章學習要點 局域網(wǎng)的定義及特性 。 虛擬局域網(wǎng)工作原理 無線局域網(wǎng)特點及 IEEE 。 * 寬帶傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)氖悄M信號 * 需采用適當?shù)恼{(diào)制解調(diào)技術(shù) * 采用頻分多路復用技術(shù)，支持多路信號傳輸 * 與基帶相比較，寬帶傳輸可提供較高的傳輸速率和抗干擾能力 局域網(wǎng)典型的拓撲結(jié)構(gòu)： 星（ Star）型 局域網(wǎng)所有站點的通信都通過中心站點進行 環(huán)（ Ring）型 控制簡便，結(jié)構(gòu)對稱性好，傳輸速率高。 在局域網(wǎng)中，物理層同樣負責建立、維持和拆除物理鏈路；數(shù)據(jù)鏈路層采用差錯控制和幀確認技術(shù) ,把不可靠的傳輸信道轉(zhuǎn)換成可靠的傳輸信道。 1. 服務訪問點（ SAP）： 在參考模型中，每個實體和另一個系統(tǒng)的同等實體按協(xié)議進行通信；而一個系統(tǒng)中上下層之間的通信，則通過接口進行，并用服務訪問點 SAP（ Server Access Point) 來定義接口。 面向連接服務： 提供訪問點之間的虛電路服務，在任何信息幀交換前，一對 LLC 實體之間必須建立邏輯鏈路，在數(shù)據(jù)傳送過程中，信息幀依次發(fā)送，并提供差錯恢復和流量控制功能。物理層提供發(fā)送和接收信號的能力，包括對帶寬的頻道分配和對基帶的信號調(diào)制。 IEEE 、網(wǎng)絡管理和網(wǎng)際互連協(xié)議。 IEEE 標準定義的 LLC 幀格式與 HDLC 的幀格式有點類似，其控制字段的格式和功能完全效仿 HDLC 的平衡方式制定。 在這里 “ 訪問 ” 指的是在兩個實體之間建立聯(lián)系并交換數(shù)據(jù)信息 。 如果信道忙 ， 就暫不發(fā)送 ， 在等待一定間隔后重試 。一個時間單位通常等于最大傳播時延的 2倍。所以必須選擇適當 P 值使 NP＜ 1。 載波監(jiān)聽多路訪問 /沖突檢測 CSMA/CD 的代價是用于檢測沖突所花費的時間。 退避算法 在 CSMA/CD 算法中，一旦檢測到?jīng)_突并發(fā)完阻塞信號后，為了降低再次沖突的概率，需要等待一個隨機時間，然后再使用 CSMA 方法試圖傳輸。幀起始定界符字段 SFD 占 1個字節(jié)，其比特模式為“ 10101011”，它緊跟在前導碼后，用于指示一幀的開始。在 6字節(jié)地址字段中 ,可以利用其 48位中的次高位來區(qū)分是局部地址還是全局地址。 類型字段標識出以太網(wǎng)幀所攜帶的上層數(shù)據(jù)類型，如 16進制數(shù) 0x0800代表 IP協(xié)議數(shù)據(jù)， 16進制數(shù) 0x809B代表 AppleTalk協(xié)議數(shù)據(jù)， 16進制數(shù) 0x8138代表 Novell類型協(xié)議數(shù)據(jù)等 。 傳統(tǒng)以太網(wǎng)的連接方法 類別 (1) 10Base5 : 粗纜 Ether (2) 10Base2 : 細纜 Ether (3) 10BaseT : 雙絞線 ,星型 Ether (4) 10BROAD36:寬帶 Ether (5) 10BaseFL :光纖 Ether 10Base5 1) 分插頭 : 插入電纜 2) 收發(fā)器 : 發(fā)送 /接收 沖突檢測 電氣隔離 超長控制 3) AUI : 連接件單元接口 4) 用于骨干網(wǎng) 10Base2 1) BNC T型接頭 2) 無需插入電纜 3) 用于辦公室 LAN 10BaseT 1) Hub（集線器）相當于多端口轉(zhuǎn)發(fā)器 2) 用于辦公室 LAN 3) 拓撲結(jié)構(gòu)為星形，邏輯上仍然是總線形。收到幀后 ,查詢地址 /端口對應表來確定是丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)。 透明橋的原理十分簡單，當網(wǎng)橋收到每一個幀時，都執(zhí)行地址表擴充和幀轉(zhuǎn)發(fā)兩項工作。 由多個網(wǎng)橋構(gòu)成的局域網(wǎng)，如果形成環(huán)路會出現(xiàn)數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)絡中循環(huán)（如下圖） 冗余網(wǎng)橋引起的循環(huán) 解決方法：構(gòu)造基于網(wǎng)橋的支撐樹（ Span Tree—生成樹）。 網(wǎng)橋的層次結(jié)構(gòu) 網(wǎng)橋幀轉(zhuǎn)發(fā)過程 多端口網(wǎng)橋與第二層交換 網(wǎng)橋與交換機都是工作在數(shù)據(jù)鏈路層，交換機可以認為是一個多端口的網(wǎng)橋； 交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層，完成幀的轉(zhuǎn)發(fā)； 交換機采用基于硬件的轉(zhuǎn)發(fā)機制，其交換時延可以減少到 μs 量級； 由于交換機完成幀一級的交換，它是工作在數(shù)據(jù)鏈路層，因此也叫做第二層交換機。 典型的交換式局域網(wǎng)是交換式以太網(wǎng)（ switched Ether），它的核心部件是以太網(wǎng)交換機（ Ether switch）。如果交換機要把接收的數(shù)據(jù)發(fā)送給某一終端，這時候交換機把要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)往該接收終端所在端口的發(fā)送隊列，然后再發(fā)送到接收終端，如果終端忙則一直存儲在發(fā)送隊列中。交換機接收到一個數(shù)據(jù)幀，依靠該數(shù)據(jù)幀的目的 MAC 地址來查找 CAM 表，查找的結(jié)果是一個或一組端口，根據(jù)查找的結(jié)果把數(shù)據(jù)包送到相應端口的發(fā)送隊列。 ② 交換機動態(tài)學習獲得：交換機通過查看接收的每個數(shù)據(jù)幀來學習該表。如果長時間沒有使用該CAM表的轉(zhuǎn)發(fā)項，則定時器遞減到零，于是該CAM表項被刪除。 級聯(lián)模式使用以太網(wǎng)端口進行層次間互聯(lián)，如 FE（ Fast Ether）端口、 GE（ Gigabyte Ether）端口以及新興的 10GE端口。堆疊技術(shù)最大的優(yōu)點就是提供簡化的本地管理，將一組交換機作為一個對象來管理。 它在輸入端口檢測到一個數(shù)據(jù)包時 ， 檢查該包的包頭 ，獲取包的目的地址 ， 啟動內(nèi)部的動態(tài)查找表轉(zhuǎn)換成相應的輸出端口 ， 在輸入與輸出交叉處接通 ， 把數(shù)據(jù)包直通到相應的端口 ， 實現(xiàn)交換功能 。 三層交換技術(shù)的出現(xiàn) ， 解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后 ，網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依賴路由器進行管理的局面 ， 解決了傳統(tǒng)路由器低速 、 復雜所造成的網(wǎng)絡瓶頸問題 。當發(fā)送站 A 對“缺省網(wǎng)關(guān)”的 IP 地址廣播出一個 ARP 請求時，如果三層交換模塊在以前的通信過程中已經(jīng)知道 B 站的 MAC 地址，則向發(fā)送站 A 回復 B 的 MAC 地址。 純硬件三層交換機原理 當數(shù)據(jù)由端口接口芯片接收進來以后，首先在二層交換芯片中查找相應的目的 MAC 地址，如果查到，就進行二層轉(zhuǎn)發(fā)，否則將數(shù)據(jù)送至三層引擎。 市場產(chǎn)品選型 在市場上的主流接入第三層交換機，主要有 Cisco的Catalyst 2948GL Extreme的 Summit24和AlliedTelesyn的 Rapier24等，這幾款三層交換機產(chǎn)品各具特色，涵蓋了三層交換機大部分應用特性。對于那些更需要速度而不是可管理性和安全性的網(wǎng)絡來說 3 層交換機是最理想的選擇，反之路由器是最佳選擇。 虛擬局域網(wǎng) 簡稱 VLAN，跨接不同物理 LAN網(wǎng)段的節(jié)點連接成邏輯 LAN網(wǎng)段，處于不同物理網(wǎng)段的用戶通過軟件設置處于同一局域網(wǎng)中，形成邏輯的工作組。 通過劃分用戶群，控制廣播范圍等方式， VLAN 技術(shù)能夠從根本上解決網(wǎng)絡效率與安全性等問題。若上圖中 100M交換機的上行端口為 A，則在該交換機中的配置如下（假定為 cisco交換機）： set trunk A set vlan 1 1,3,6,7 set vlan 3 4 set vlan 4 2,5,8 允許跨越多個交換機的多個不同端口劃分 VLAN,不同交換機上的若干個端口可組成同一個虛擬網(wǎng)。 基于 MAC 地址 的 VLAN VLAN 表 MAC 地址 所屬 VLAN MAC A MAC B MAC C MAC D VLAN 10 VLAN 5 VLAN 10 VLAN 5 主機 A 主機 B 主機 C 主機 D 以太網(wǎng)交換機 MAC A MAC B MAC C MAC D 根據(jù)網(wǎng)絡層定義劃分 VLAN 交換機還可以根據(jù)使用的協(xié)議 (如果網(wǎng)絡中存在多協(xié)議的話 )或網(wǎng)絡層地址 (如 TCP/IP中的子網(wǎng)段地址 )來確定網(wǎng)絡成員 (VLAN)的劃分。 VLAN 需要使用三層交換機技術(shù)實現(xiàn)。 VID： VLAN ID 是對 VLAN 的識別字段，在標準 中常被使用。主要網(wǎng)絡設備有：網(wǎng)絡適配器、交換器 (Switch)、路由器 (Router)。 對信道而言，頻帶就是允許傳送的信號最。 小規(guī)模企業(yè) (十幾臺計算機，傳輸文本和數(shù)據(jù)信息 )可直接使用交換機連接，形成局域網(wǎng)； 支持 4096（ 2^12） VLAN 的識別。當幀中的 EtherType 也為 8100時，該幀傳送標簽 IEEE 。 缺 點： 基于網(wǎng)絡層的虛擬網(wǎng)需要分析各種協(xié)議的地址格式并進行相應的轉(zhuǎn)換，影響交換機的速度。 （ 2）跨交換機的虛網(wǎng)交互通過路由器或帶三層交換的交換機進行。 VLAN簡介 源 目的主機 應用 單播 單一主機 單一主機 點對點通信 廣播 單一主機 LAN上所有主機 ARPamp。 Vlan劃分示意圖 Vlan1：財務用戶 Vlan2 ：管理用戶 Vlan3 ：市場用戶 虛擬局域網(wǎng)的概念： 虛擬網(wǎng)絡就是指在邏輯上可以通過網(wǎng)絡管理來劃分邏輯工作組的物理網(wǎng)絡。 圖 路由器轉(zhuǎn)發(fā)邏輯 圖 嵌入路由器功能的 LAN 交換器 圖 混合交換器的操作 以太網(wǎng)交換機配置方式 (I) 通過 Console配置 程序 附件 通訊 超級終端 以太網(wǎng)交換機配置方式 (II) 通過 TELNET配置 以太網(wǎng)交換機配置視圖 ?用戶視圖 ?系統(tǒng)視圖 ?以太網(wǎng)端口視圖 ?VLAN 視圖 ?VLAN 接口視圖 ?…… 虛擬局域網(wǎng)（ VLAN） 交換技術(shù)的廣泛應用帶來了虛擬網(wǎng)絡技術(shù)的出現(xiàn)，但值得注意的是， VLAN交換機并不完全等價于傳統(tǒng)的交換機。此外，國產(chǎn)網(wǎng)絡廠商神州數(shù)碼網(wǎng)絡、 TCL網(wǎng)絡、上海廣電應確信、紫光網(wǎng)聯(lián)、首信等都已推出了三層交換機產(chǎn)品。 （ 2）基于軟件的三層交換機技術(shù)較簡單，但速度較慢，不適合作為主干。 從這以后，當 A 向 B 發(fā)送的數(shù)據(jù)包便全部交給二層交換處理，信息得以高速交換。 路由器 /三層交換機（具有路由功能的交換），工作在網(wǎng)絡層，類似于以太網(wǎng)交換機，只是交換的對象是分組，而不是幀。 圖 穿通方式轉(zhuǎn)發(fā)邏輯 ? 一些交換機可以同時使用上述兩種技術(shù)。 ? 轉(zhuǎn)發(fā)邏輯描述了用于交換技術(shù)的規(guī)則 ， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)單元的轉(zhuǎn)發(fā) 。