【正文】 )： ? 自組網(wǎng)絡(luò)沒有上述基本服務(wù)集中的接入點(diǎn) AP，由一些處于平等狀態(tài)的移動(dòng)站之間相互通信組成的臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)。 高速以太網(wǎng) ? 以太網(wǎng)從 10 Mb/s 到 10 Gb/s 的演進(jìn)證明了 以太網(wǎng)具有以下突出的特點(diǎn)： ? 可擴(kuò)展性（從 10 Mb/s 到 10 Gb/s）。 ? 接收端在收到以太網(wǎng)的 MAC 幀后，要將所填充的特殊字符刪除后才向高層交付。 高速以太網(wǎng) ? 吉比特以太網(wǎng)： ? 允許在 1 Gb/s 下全雙工和半雙工兩種方式工作。 局域網(wǎng)的擴(kuò)展 ? 用以太網(wǎng)交換機(jī)擴(kuò)展局域網(wǎng)： 局域網(wǎng)的擴(kuò)展 ? 不同的協(xié)議層有不同的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備： 高速以太網(wǎng) ? 100BASET 以太網(wǎng)： ? 速率達(dá)到或超過 100 Mb/s 的以太網(wǎng)稱為高速以太網(wǎng)。 局域網(wǎng)的擴(kuò)展 ? 透明網(wǎng)橋： ? 對(duì)主機(jī)是透明的 ? 采用自動(dòng)配臵方式 ? 透明網(wǎng)橋使用支撐樹，它一般不是最佳路由 ? 源路由網(wǎng)橋： ? 對(duì)主機(jī)是不透明的 ? 采用手工配臵方式 ? 可以利用最佳路由 局域網(wǎng)的擴(kuò)展 ? 多端口網(wǎng)橋 — 以太網(wǎng)交換機(jī)： ? 1990 年問世的交換式集線器 (switching hub)，可明顯地提高局域網(wǎng)的性能。 局域網(wǎng)的擴(kuò)展 ? 解決多個(gè)網(wǎng)橋產(chǎn)生回路問題的方法： ? 生成樹： LAN拓?fù)? 生成樹 局域網(wǎng)的擴(kuò)展 ? 源路由網(wǎng)橋： 由發(fā)送幀的源站提供路由信息，網(wǎng)橋中不需存儲(chǔ)和維護(hù)路由信息。 ? 在 MAC 子層沒有流量控制功能。 以太網(wǎng)的 MAC層 ? 幀間最小間隔 ? 幀間最小間隔為 ?s，相當(dāng)于 96 bit 的發(fā)送時(shí)間。 路由器 1A24F6541B0E 0000A2A42C02 20608CC7752A 080020471FE4 20608C11D2F6 以太網(wǎng)的 MAC層 ? 網(wǎng)卡檢查 MAC 地址 ? 網(wǎng)卡從網(wǎng)絡(luò)上每收到一個(gè) MAC 幀就首先用硬件檢查 MAC 幀中的 MAC 地址： ? 如果是發(fā)往本站的幀則收下，然后再進(jìn)行其他的處理。求前 4次競(jìng)爭(zhēng)都沖突的概率 ? ?第三次沖突后： A、 B都將在 0、 7之間選擇，選擇的組合共有 64種，其中 00、 1 …… 、77將再次沖突，所以第四次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，沖突的概率為 ?前四次競(jìng)爭(zhēng)都沖突的概率為： 1 x x x = 以太網(wǎng) ? CSMA/CD的強(qiáng)化碰撞（人為干擾） ? TJ A B TB t ? B 發(fā)送數(shù)據(jù) A 檢測(cè) 到?jīng)_突 開始沖突 信 道 占 用 時(shí) 間 A 發(fā)送數(shù)據(jù) B 檢測(cè) 到?jīng)_突 以太網(wǎng) ? 以太網(wǎng)信道效率 ? 一個(gè)幀從開始發(fā)送，經(jīng)可能發(fā)生的碰撞后，將再重傳數(shù)次，到發(fā)送成功且信道轉(zhuǎn)為空閑 (即再經(jīng)過時(shí)間 ?使得信道上無信號(hào)在傳播 )時(shí)為止，是發(fā)送一幀所需的平均時(shí)間。 ? 如果發(fā)生沖突，就一定是在發(fā)送的前 64 字節(jié)之內(nèi)。 ? 每個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時(shí)間內(nèi)，存在著遭遇沖突的可能性。 ? 當(dāng)一個(gè)站檢測(cè)到的信號(hào)電壓擺動(dòng)值超過一定的門限值時(shí)，就認(rèn)為總線上至少有兩個(gè)站同時(shí)在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了沖突。 站點(diǎn)在準(zhǔn)備發(fā)送幀而訪問傳輸信道之前，首先監(jiān)聽信道有無載波，若有載波，說明已有用戶在使用信道，則不發(fā)送幀以避免沖突。顯然： G ≥S。 以太網(wǎng) ? 純 ALOHA協(xié)議 ? 最原始的 ALOHA。 ?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(cuò)的概率是很小的。 ? 1998，產(chǎn)生了 1000Mbps的 吉比特以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。 局域網(wǎng)概述 ? 邏輯鏈路控制子層 LLC ? LLC提供三種服務(wù) ? 無確認(rèn)的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù) ? 有確認(rèn)的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù) ? 可靠的面向連接服務(wù) ? LLC幀結(jié)構(gòu)：基于 HDLC ? 有效地址為 27=128個(gè)（最低位有特殊含義） ? 目的地址最低位： 0－單個(gè)地址； 1－組地址 ? 組地址表示數(shù)據(jù)要發(fā)往某一特定站的一組服務(wù)訪問點(diǎn)； ? 源地址最低位： 0－命令幀； 1－應(yīng)答幀 字節(jié)數(shù) 1 1 1/2 可變 字段 目的地址 源地址 控制 數(shù)據(jù) 局域網(wǎng)概述 ? 介質(zhì)訪問控制子層 MAC ? 主要任務(wù)： 成幀與拆幀；比特差錯(cuò)檢測(cè)；尋址；競(jìng)爭(zhēng)處理。 干線耦合器 環(huán)形網(wǎng) 局域網(wǎng)概述 ? 共享信道的訪問控制 1. 靜態(tài)分配 ?頻分多路復(fù)用 FDM（波分復(fù)用 WDM） ? 原理：將頻帶平均分配給每個(gè)要參與通信的用戶； ?時(shí)分多路復(fù)用 TDM ? 原理：每個(gè)用戶擁有固定的信道傳送時(shí)槽； ?靜態(tài)分配的問題 ? 延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)； ?信道利用率低 局域網(wǎng)概述 ? 共享信道的訪問控制 2. 動(dòng)態(tài)分配（多點(diǎn)訪問 multiple access） ? 隨機(jī)訪問：網(wǎng)上各站都可以根據(jù)自己的意愿隨機(jī)地訪問信道，兩個(gè)或兩個(gè)以上站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息會(huì)產(chǎn)生沖突。 中央結(jié)點(diǎn) 星形網(wǎng) 局域網(wǎng)概述 ? 環(huán)形－拓?fù)錁?gòu)型 ? 結(jié)點(diǎn)使用點(diǎn) — 點(diǎn)線路連接，多個(gè)結(jié)點(diǎn)共享一條閉合的環(huán)通路； ? 環(huán)中數(shù)據(jù)沿著一個(gè)方向繞環(huán)逐站傳輸； ? 環(huán)建立、維護(hù)、結(jié)點(diǎn)的插入與撤出。 ?物理層主要功能： ? 信號(hào)的編碼與譯碼； ? 比特的傳輸與接收。 ? 1995，產(chǎn)生了 100Mbps的 快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。 ? 以太網(wǎng)對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進(jìn)行編號(hào)，也不要求對(duì)方發(fā)回確認(rèn)。 ? 目的： 解決信道的動(dòng)態(tài)分配，基本思想可用于任何無協(xié)調(diào)關(guān)系的用戶爭(zhēng)用單一共享信道使用權(quán)的系統(tǒng)； ? 分類： 純 ALOHA協(xié)議和時(shí)隙 ALOHA協(xié)議。 若 S 1，意味著每個(gè)幀都沖突 所以吞吐率應(yīng)為 0S1 ? 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載 G：在幀時(shí) T內(nèi)總共發(fā)送的平均幀數(shù)（包含發(fā)送成功和未成功）。 ? 主要區(qū)別：增加載波監(jiān)聽（發(fā)送前監(jiān)聽）。 以太網(wǎng) ? CSMA/CD（沖突檢測(cè)） ? “沖突檢測(cè)”就是計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓大小。 1 km A B t 沖突 t = 2? ? ? A 檢測(cè)到發(fā)生沖突 t = ? ? ? B 發(fā)送數(shù)據(jù) B 檢測(cè)到發(fā)生沖突 t = ? t = 0 單程端到端 傳播時(shí)延記為 ? 以太網(wǎng) ? CSMA/CD（沖突檢測(cè)） ? 信號(hào)傳播延時(shí)對(duì)沖突檢測(cè)的影響： t = ? ? ? B 檢測(cè)到 信道空閑 發(fā)送數(shù)據(jù) t = ? ? ? / 2 發(fā)生碰撞 A B A B A B t = 0 A 檢測(cè)到 信道空閑 發(fā)送數(shù)據(jù) A B t = ? B 檢測(cè)到發(fā)生碰撞 停止發(fā)送 STOP t = 2? ? ? A 檢測(cè)到 發(fā)生碰撞 STOP A B 以太網(wǎng) ? CSMA/CD流程圖 媒體忙？ 發(fā)送幀 沖突？ 發(fā)送完？ 強(qiáng)化碰撞 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 以太網(wǎng) ? CSMA/CD特性 ? 使用 CSMA/CD 協(xié)議的以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信，只能進(jìn)行雙向交替通信（半雙工通信）。 ? 以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，若前 64 字節(jié)沒有發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會(huì)發(fā)生沖突。求前 4次競(jìng)爭(zhēng)都沖突的概率 ? ?第一次競(jìng)爭(zhēng)沖突的概率為 1； ?第一次沖突后， A、 B都將在等待 0個(gè)或 1個(gè)時(shí)隙之間選擇，選擇的組合有 4種，其中 00和 11將再次沖突，所以第二次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，沖突的概率為 ?第二次沖突后： A、 B都將在 0、 3之間選擇，選擇的組合有 16種，其中 00、 1 2 33將再次沖突，所以第三次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，沖突的概率為 以太網(wǎng) ? CSMA/CD的二進(jìn)制指數(shù)退避算法 ? 在一個(gè)時(shí)隙的起始處，兩個(gè) CSMA/CD站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送一個(gè)幀。 第 1 最高位 最先發(fā)送 最低位 最高位 最低位 最后發(fā)送 00110101 01111011 00010010 00000000 00000000 00000001 最低位 最先發(fā)送 最高位 最低位 最高位 最后發(fā)送 機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)志符 OUI 擴(kuò)展標(biāo)志符 高位在前 低位在前 十六進(jìn)制表示的 EUI48 地址： ACDE48000080 二進(jìn)制表示的 EUI48 地址： 第 1 字節(jié) 第 6 字節(jié) I/G 比特 I/G 比特 字節(jié)順序 第 2 第 3 第 4 第 5 第 6 第 1 字節(jié)順序 第 2 第 3 第 4 第 5 第 6 10101100 11011110 01001000 00000000 00000000 10000000 以太網(wǎng)的 MAC層 ? 網(wǎng)卡上的硬件地址 ? 路由器由于同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，因此它有兩塊網(wǎng)卡和兩個(gè)硬件地址。 ? 對(duì)于檢查出的無效 MAC 幀就簡(jiǎn)單地丟棄，以太網(wǎng)不負(fù)責(zé)重傳丟棄的幀。 ? 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) ? 缺點(diǎn)： ? 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)增加了時(shí)延。 ? 構(gòu)造生成樹： ?每個(gè)橋廣播自己的編號(hào)，最小的橋稱為生成樹的根； ?每個(gè)網(wǎng)橋計(jì)算自己到根的最短路徑，構(gòu)造出生成樹，使得每個(gè) LAN和橋到根的路徑最短； ?當(dāng)某個(gè) LAN或網(wǎng)橋發(fā)生故障時(shí)，要重新計(jì)算生成樹； ?生成樹構(gòu)造完后，算法繼續(xù)執(zhí)行以便自動(dòng)發(fā)現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化，更新生成樹。 ? 缺點(diǎn)： ? 源路由網(wǎng)橋?qū)χ鳈C(jī)是不透明的，主機(jī)必須知道網(wǎng)橋的標(biāo)識(shí)以及連接到哪一個(gè)網(wǎng)段上。這正是交換機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)。 ? 幀間時(shí)間間隔從原來的 ?s改為現(xiàn)在的 ?s。 高速以太網(wǎng) ? 吉比特以太網(wǎng)之載波延伸： ? 凡發(fā)送的 MAC 幀長(zhǎng)不足 512 字節(jié)時(shí)，就用一些特殊字符填充在幀的后面，使 MAC 幀的發(fā)送長(zhǎng)度增大到 512 字節(jié)。 ? 10 吉比特以太網(wǎng)只工作在全雙工方式，因此沒有爭(zhēng)用問題，也不使用 CSMA/CD 協(xié)議。門橋的作用就相當(dāng)于一個(gè)網(wǎng)橋。可以使用的數(shù)據(jù)率為 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 和 56 Mb/s。 無線局域網(wǎng) ? 標(biāo)準(zhǔn)中的 MAC 層 — CSMA/CA 協(xié)議： ? 無線局域網(wǎng)不能使用 CSMA/CD，而只能使用改進(jìn)的 CSMA 協(xié)議。如有，就要讓高優(yōu)先級(jí)幀先發(fā)送。 ? PIFS：點(diǎn)協(xié)調(diào)功能幀間間隔，比 SIFS長(zhǎng)，是為了在開始使用 PCF方式時(shí)優(yōu)先獲得接入到媒體中。 無線局域網(wǎng) ? 標(biāo)準(zhǔn)中的 MAC 層 ? 點(diǎn)協(xié)調(diào)功能 A 的 作用 范圍 B 的 作用 范圍 CTS A C B D E CTS RTS RTS 無線局域網(wǎng) ? 標(biāo)準(zhǔn)中的 MAC 層 ? 點(diǎn)協(xié)調(diào)功能 ?C能收到 RTS但收不到 CTS，因此在 A、 B通信期間，C也可以和其他站點(diǎn)通信，而不會(huì)干擾 B接收數(shù)據(jù) ?D收到 CTS，因此 D知道 B將和 A通信，在這段時(shí)間內(nèi)， D不能發(fā)送數(shù)據(jù) ?E既能收到 RTS又能收到 CTS，因此在 A、 B通信期間， E不能和其他站點(diǎn)通信 ?當(dāng) B、 C同時(shí)向 A發(fā) RTS時(shí)，將會(huì)發(fā)生碰撞 ?碰撞后將會(huì)采用二進(jìn)制后退算法解決 無線局域網(wǎng) ? 標(biāo)準(zhǔn)中的 MAC 層 ? 點(diǎn)協(xié)調(diào)功能 時(shí)間 DIFS RTS SIFS 時(shí)間 NAV（ RTS） DIFS 爭(zhēng)用窗口 推遲接入 源站 時(shí)間 目的站 ACK 其他站 CTS SIFS SIFS 數(shù)據(jù) NAV（ CTS） NAV（數(shù)據(jù)）