計算機網(wǎng)絡(luò)第八章rev(編輯修改稿)
2025-05-27 12:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (1)監(jiān)聽總線，如果媒體是空閑的，則以 P的概率發(fā)送，而以 (1P)的概率延遲一個時間單位。一個時間單位通常等于最大傳播時延的 2倍。 (2)延遲一個時間單位后，再重復(fù)步驟 (1)。 (3)如果媒體是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽直至媒體空閑并重復(fù)步驟 (1)。 62 如何解決沖突 ? 信號傳播時延 ? 沖突的問題 63 ? 發(fā)生沖突可能性的討論 A B L 長度為 L，電磁波傳輸?shù)乃俣葹?C，則信號從 A到 B的時間 T=L/C A B A在時刻 t0監(jiān)聽到鏈路空閑，發(fā)送數(shù)據(jù)，在 t1T時刻， B監(jiān)聽到鏈路空閑，發(fā)送數(shù)據(jù)，于是碰撞出現(xiàn)了 DA t0 t1 DB A B X t0 t1 t2 64 載波監(jiān)聽多點接入 /碰撞檢測 CSMA/CD ? CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。 65 沖突（碰撞）檢測 ? “沖突檢測 ” 就是計算機邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號電壓大小。 ? 當(dāng)幾個站同時在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時，總線上的信號 電壓擺動 值將會增大（互相疊加）。 ? 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(rèn)為總線上至少有兩個站同時在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了沖突（碰撞）。 66 檢測到碰撞后 ? 在發(fā)生碰撞時，總線上傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生了嚴(yán)重的失真，無法從中恢復(fù)出有用的信息來。 ? 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。 67 CSMA/CD發(fā)送過程流程圖 站點要求發(fā)送有載波？發(fā)送一幀信息有沖突？ 發(fā)出阻塞信號 沖突 16 ？延時處理放棄發(fā)送另作處理一次發(fā)送結(jié)束圖4 . 3 C S M A / C D 發(fā)送過程流程圖YNYNNY68 重要特性 ? 使用 CSMA/CD 協(xié)議的以太網(wǎng)不能進行全雙工通信而只能進行雙向交替通信（半雙工通信）。 ? 每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。 ? 這種 發(fā)送的不確定性 使整個以太網(wǎng)的平均通信量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。 69 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。 ? 以太網(wǎng)的端到端往返時延 2? 稱為 爭用期 ，或 碰撞窗口 。 ? 經(jīng)過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會發(fā)生碰撞。 70 爭用期或碰撞窗口的概念 結(jié)點A 結(jié)點B幀A 幀Bτ=D/V幀A+幀B2τ總線沖突發(fā)生71 爭用期的長度 ? 以太網(wǎng)取 ?s 為爭用期的長度。 ? 對于 10 Mb/s 以太網(wǎng)，在爭用期內(nèi)可發(fā)送812 bit，即 64 字節(jié)。 ? 以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時，若前 64 字節(jié)沒有發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會發(fā)生沖突。 72 最短有效幀長 ? 如果發(fā)生沖突，就一定是在發(fā)送的前 64 字節(jié)之內(nèi)。 ? 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)。 ? 以太網(wǎng)規(guī)定了最短有效幀長為 64 字節(jié)，凡長度小于 64 字節(jié)的幀都是由于沖突而異常中止的 無效幀 。 73 二進制指數(shù)類型退避算法 (truncated binary exponential type) ? 發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，要推遲（退避）一個隨機時間才能再發(fā)送數(shù)據(jù)。 – 對每個數(shù)據(jù)幀，當(dāng)?shù)谝淮伟l(fā)生沖突時，設(shè)置一個參量L=2； – 退避間隔取 1到 L個時間片中的一個隨機數(shù)， 1個小時間片等于兩站之間的最大傳播時延的兩倍； – 當(dāng)數(shù)據(jù)幀再次發(fā)生沖突，將參量 L加倍； – 設(shè)置一個最大重傳次數(shù)，超過該次數(shù)，則不再重傳，并報告出錯。 當(dāng)重傳達 16 次仍不能成功時即丟棄該幀，并向高層報告。 74 3. ? 一種簡明的表示方法： 〈 數(shù)據(jù)傳輸率 (Mpbs) 信號方式 最大段長度 (百米 ) ? 10Base8（粗纜以太網(wǎng)） ? 10Base2（細(xì)纜以太網(wǎng)） ? 10BaseT（雙絞線以太網(wǎng)） ? 10BaseF（光纖以太網(wǎng)） ? 10BROAD36。 75 特性 10BASE8 10BASE2 1BASE8 10BASET 10Broad36 10BASEF 數(shù)據(jù)速率 10Mbit/s 10Mbit/s 1Mbit/s 10 Mbit/s 10Mbit/s 10 Mbit/s 信號傳輸 基帶 基帶 基帶 基帶 寬帶 DPSK 基帶 最大網(wǎng)段 800m 188m 280m 100m 3600m 2022m 網(wǎng)絡(luò)介質(zhì) 80Ω粗纜 80Ω細(xì)纜 UTP UTP 78Ω同軸電纜 光纜 拓樸結(jié)構(gòu) 總線型 總線型 星型 星型 總線型 點對點 76 ? （ 1） 細(xì)纜以太網(wǎng) （ 10BASE2） ? 10BASE2以太網(wǎng)采用 80Ω的同軸電纜作為傳輸介質(zhì) ， 傳輸速率為 10Mbps。 10BASE2使用網(wǎng)卡自帶的內(nèi)部收發(fā)器 （ MAU） 和 BNC接口 ， 采用 T形接頭就可將兩端的工作站通過細(xì)纜連接起來 ， 組網(wǎng)開銷低 ， 連接方便 。 ? （ 2）雙絞線以太網(wǎng) （ 10BASET） ? 10BASET以太網(wǎng)是使用非屏蔽雙絞線電纜來連接的傳輸速率為 10mbps的以太網(wǎng)。 77 10BASE2以太網(wǎng)連接 78 10BASET以太網(wǎng)連接 79 高速局域網(wǎng) ? 1. 100BASET 80 100BASET組網(wǎng)方法 81 快速以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 82 千兆以太網(wǎng) ? 千兆以太網(wǎng) ? 1. 以太網(wǎng)向千兆位以太網(wǎng)的升級方法 ? （ 1）交換機到交換機鏈路的升級 ? （ 2）交換機到服務(wù)器鏈路的升級 ? （ 3）快速以太網(wǎng)骨干網(wǎng)的升級 ? （ 4）高性能工作站的升級 ? 2．千兆位以太網(wǎng)的物理層連接 ? （ 1） 光纜介質(zhì)上的長波和短波激光 ? （ 2） 180歐姆均衡屏蔽同軸電纜 （ 1000BaseCX） 83 千兆以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)模型 介質(zhì)物理介質(zhì)相關(guān)子層物理介質(zhì)附件子層換極器1 0 0 M b p s介質(zhì)獨立接口調(diào)解子層1 0 0 M b p s介質(zhì)物理介質(zhì)相關(guān)子層物理介質(zhì)附件子層換極器1 0 0 0 M b p s介質(zhì)獨立接口調(diào)解子層1 0 0 0 M b p s介質(zhì)訪問控制層邏輯鏈路控制層高 層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層O SI / RM圖4 . 1 1 I E E E 8 0 2 . 3 Z 千兆位以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)模型84 千兆位以太網(wǎng)的應(yīng)用 85 令牌網(wǎng) ? 令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò) （ TokenRing） 系統(tǒng)在 1988年由 IBM公司率先推出 。令牌環(huán)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為環(huán)形 ， 采用專用的令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制方式 ， 傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線 （ STP） 、 非屏蔽雙絞線 （ UTP） 或者光纖 ， 傳輸速率為 4Mbps或者 16Mbps。 ? 令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遵循 ， 在傳輸效率 、實時性 、 地理范圍等網(wǎng)絡(luò)性能上都優(yōu)于采用 CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方式的以太網(wǎng) 。 ? 令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍沒有限制，但站點數(shù)卻受到一定限制。使用 STP時可連接 2～ 260臺設(shè)備，而使用 UTP時只能連接 2～ 72臺設(shè)備。令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)的原理圖如圖所示。 86 網(wǎng)卡干線耦合器站點 圖4 . 1 4 T o k e n R i n g 網(wǎng)絡(luò)原理圖干線耦合器環(huán)路輸入
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