【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3． 2 局域網(wǎng)介質(zhì)訪問(wèn)控制方法 1．種類：⑴帶有沖突檢測(cè)的載波 幀 聽(tīng)多路訪問(wèn) CSMA/CD 方法。 ⑵令牌總線方法（ TOKEN BUS） ⑶令牌環(huán)方法（ TOKEN RING） 一、 IEEE802 模型與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) IEEE802 參考模型是美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì)在 1980年 2 月制訂的，稱為 IEEE802 標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于 OSI 參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，但它 的數(shù)據(jù)鏈路層 又劃分為邏輯鏈路控制子層（ LLC）和介質(zhì)訪問(wèn)控制子層（ MAC）。 ：包含了局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連、以及網(wǎng)絡(luò)管理與性能測(cè)試。 ：定義了邏輯鏈路控制（ LLC）子層功能及其服務(wù)。 標(biāo)準(zhǔn)：定義了 CSMA/CD總線介質(zhì)訪問(wèn)控制子層和物理層規(guī)范。 ：定義了令牌總線（ Token Bus）介質(zhì)訪問(wèn)控制子層與物理層的規(guī)范。 ：定義了令牌環(huán)（ Token Ring）介質(zhì)訪問(wèn)控制子層與物理層的規(guī)范。 ：城域網(wǎng)，定義 了城域網(wǎng)的介質(zhì)訪問(wèn)控制子層和物理層的規(guī)范。 ：寬帶技術(shù)。 ：光纖技術(shù)。 ：綜合語(yǔ)音數(shù)據(jù)局域網(wǎng)。 標(biāo)準(zhǔn)：可互操作的局域網(wǎng)的安全機(jī)制。 ：無(wú)線局域網(wǎng)。 L． 標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)線局域網(wǎng)。 ． 15 標(biāo)準(zhǔn)：定義近距離無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng) 訪問(wèn)控制子層與物理層標(biāo)準(zhǔn)。 ：定義快帶無(wú)線局域網(wǎng)訪問(wèn)控制子層與物理層標(biāo)準(zhǔn)。 1． ： ⑴采用 CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控制方法的總線型局域網(wǎng)。 ⑵采用 TOKEN BUS 介質(zhì)訪問(wèn)控制方法的總線型局域網(wǎng)。 ⑶采用 TOKEN RING 介質(zhì)訪問(wèn)控制方法的環(huán)型局域網(wǎng)。 標(biāo)準(zhǔn) 2． 標(biāo)準(zhǔn)與 ETHERNET（以太網(wǎng)） ⑴以太網(wǎng)的核心技術(shù)是它的隨機(jī)爭(zhēng)用型介質(zhì)訪問(wèn)控制方法即 CSMA/CD介 質(zhì)訪問(wèn)控制方法。 起源于無(wú)線分組網(wǎng) ⑵最早使用隨機(jī)爭(zhēng)用技術(shù)的是夏 威夷大學(xué)的校園網(wǎng)。 ⑶ CSMA/CD 的發(fā)送流程可概括為：①先聽(tīng) 后 發(fā)②邊聽(tīng)邊發(fā)③沖突停止④隨機(jī)延遲后重發(fā)。 特點(diǎn)： 可以有效控制 多結(jié)點(diǎn)對(duì)共享總線的訪問(wèn)，簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。 ⑷沖突檢測(cè)是發(fā)送結(jié)點(diǎn)在發(fā)送的同時(shí)，將其發(fā)送信號(hào)波形與接受到的波形相比較。 沖突檢測(cè)的兩種方法： 比較法和編碼違例判決法。 3． 標(biāo)準(zhǔn)與 TONKEN BUS ⑴ TOKEN BUS（令牌總線方法）是一種在總線拓?fù)渲欣谩傲钆啤弊鳛榭刂平Y(jié)點(diǎn)訪問(wèn)公共傳輸介質(zhì)的確定型介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。 結(jié)點(diǎn)只 有取得令牌后才能發(fā)送數(shù)據(jù)。令牌是一種特殊結(jié)構(gòu)的控制幀，用來(lái)控制結(jié)點(diǎn)對(duì)總線的訪問(wèn)權(quán)。其特點(diǎn)主要有：介質(zhì)訪問(wèn)延遲時(shí)間有確定值；通過(guò)令牌協(xié)調(diào)各結(jié)點(diǎn)的通信關(guān)系，各結(jié)點(diǎn)之間無(wú)沖突，重負(fù)載下信 道利用率高；支持優(yōu)先級(jí)服務(wù)。 ⑵所謂正常穩(wěn)態(tài)操作是網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完成初始化，各結(jié)點(diǎn)進(jìn)入正常傳遞令牌與數(shù)據(jù)，并且沒(méi)有結(jié)點(diǎn)要加入與撤除，沒(méi)有發(fā)生令牌丟失或網(wǎng)絡(luò)故障的正常工作狀態(tài)。令牌傳遞規(guī)定由高地址向低地址，最后由低地址向高地址傳遞。令牌總線網(wǎng)在物理上是總線網(wǎng)，而在邏輯上是環(huán)網(wǎng)。 ⑸交出令牌的條件： ① 該結(jié)點(diǎn)沒(méi)有數(shù)據(jù)幀等待發(fā)送 。 ②該結(jié)點(diǎn)已經(jīng)發(fā)完 ③令牌持有最大時(shí)間到 ⑹環(huán)維護(hù)工作：①環(huán)初始化 ②新接點(diǎn)加入環(huán) ③接點(diǎn)從環(huán)中撤出 ④環(huán)恢復(fù) ⑤優(yōu)先級(jí) 4． 標(biāo)準(zhǔn)與 TOKEN RING 在令牌環(huán)中，結(jié)點(diǎn)通過(guò)環(huán) 接口連接成物理環(huán)型。 令 牌 是一種特殊的 MAC 控制幀。令 牌 幀中有一位標(biāo)志令牌的忙 /閑。 當(dāng)環(huán)正常工作時(shí)，令牌總是 第 7 頁(yè) 共 21 頁(yè) 沿著物理環(huán)單相逐 站傳送，傳送順序與節(jié)點(diǎn)在環(huán)中排列的順序相同。 其特點(diǎn)是與 BUS 相似， 環(huán)中結(jié)點(diǎn)訪問(wèn)延遲確定；適用重負(fù)載 環(huán)境；支持優(yōu)先級(jí)服務(wù)。其缺點(diǎn)是維護(hù)復(fù)雜且實(shí)現(xiàn)困難。 針對(duì)上述技術(shù)的改進(jìn)是：?jiǎn)瘟钆茀f(xié)議，優(yōu)先級(jí)位，監(jiān)控站，預(yù)約指示器，且定義 25 種 MAC 幀，用以對(duì)環(huán)進(jìn)行維護(hù)。 5． CSMA/CD 與 TOKEN BUS、 TOKEN RING 的比較 CSMA/CD 針對(duì)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)設(shè)計(jì) 隨機(jī)型介質(zhì)訪問(wèn)控制：適用負(fù)荷較低、實(shí)時(shí)性不高，算法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn) Token Ring Token Bus 針對(duì)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)局域網(wǎng)設(shè)計(jì)的 確定型介質(zhì)訪問(wèn)控制方法：適用負(fù)荷較高、 實(shí)時(shí)性高， 復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)較困難 6．以太網(wǎng)物理地址的基本概念 局域網(wǎng) 通過(guò)為網(wǎng)卡分配一個(gè)硬件地址來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備。硬件地址固化在網(wǎng)卡 EPROM 里，局域網(wǎng) 的 MAC 層是由硬件來(lái)處理的，因此叫物理地址或硬件地址。 典型的以太網(wǎng)物理地址長(zhǎng)度是 48 位（六個(gè)字節(jié)）， 12 位的十六進(jìn)制、 48 位的二進(jìn)制。 IEEE 注冊(cè)管理委員會(huì) （ RAC）為廠商分配前 3B 保證 每一個(gè) Ether 網(wǎng)卡在全球唯一。 一、高速局域網(wǎng)研究基本方法 1．對(duì)局域網(wǎng)的改革方法：⑴提高數(shù)據(jù)傳輸率 ⑵ 將大型局域網(wǎng)劃分成多個(gè)用網(wǎng)橋或路由器互聯(lián)的子網(wǎng) ⑶將共享介質(zhì) 方式 改變?yōu)榻粨Q 方式 2．共享介質(zhì)局域網(wǎng)可分為 Ether， Token Bus， Token Ring 與 FDDI 以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的 100Mbps Fast Ether、 1Gbps與 10Gbps Gigabit Ether。 3．交換式局域網(wǎng)可分為 Switch Ether 與 ATM LAN，以及在此 基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的虛擬局域網(wǎng)。 二、光纖分布式數(shù)據(jù)接口 FDDI。 是一種以光纖作為傳輸介質(zhì)的高速主干網(wǎng)。 其 技術(shù)特點(diǎn)： (1)使用基于 的令牌環(huán)網(wǎng)介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議。 (2)使用 協(xié)議。 (3)數(shù)據(jù)傳輸速率為 100Mbps,連網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)數(shù)小于等于 1000,環(huán)路長(zhǎng)度為 100km (4)可以使用雙環(huán)結(jié)構(gòu) ,具有容錯(cuò)能力。 ( 5)可以使用多模或單模光纖 (6)具 有動(dòng)態(tài)分配帶寬的能力 ,能支持同步和異步數(shù)據(jù)傳輸。 三、 100Mbps Fast Ether， 。 100BaseT 采用介質(zhì)獨(dú)立接口 (M II)，將 M A C 與物理層分開(kāi)。 特點(diǎn)：與以太網(wǎng)相同之處：保留了傳統(tǒng) 10M 以太網(wǎng)一樣的“ 幀 ”格式 、 介質(zhì)訪 問(wèn)控制方法 CSMA/CD、 接口和組網(wǎng)方法。 與以太網(wǎng)不同之處：⑴數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間提高了 10 倍，數(shù)據(jù)發(fā)送延遲時(shí)間降低 10 倍 ，由 100ns 降低到 10ns.⑵不再使用同軸電纜作為傳輸介質(zhì)，而使用雙絞線和光纖作為傳輸介質(zhì)⑶在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層之間加入介質(zhì)獨(dú) 立性接口 MII， 鏈路層獨(dú)立⑷使用 。 100BaseTX→物理層 兩對(duì) 5 類 非屏蔽雙絞線或 1 對(duì)屏蔽雙絞線， 全雙工傳輸 ， 每個(gè)結(jié)點(diǎn)可以同時(shí)傳輸 100Mbps。 100BaseT4 4 對(duì) 3 類 非屏蔽雙絞線，其中一對(duì)用于沖突檢測(cè)。 100BaseFX： 支持 2芯的多模或單模光 纖，從結(jié)點(diǎn)的到集線器的距離 2KM，全雙工系統(tǒng)。 四、 1Gbps Gigabit Ether， 。發(fā)送間隔時(shí)間： 1 ns ,提高 100 倍。在 LLC 層用 ， 采用千兆介質(zhì)獨(dú)立接口 (G MII)，將 MA C 與物理層分開(kāi)。 在 MAC 使用 CSMA/CD，在物理層作更改 1000BaseT:5類非屏蔽雙絞線 傳輸距離： 100 米 1000BaseCX:屏 蔽類雙絞線 傳輸距離： 25 米 1000BaseSX:波長(zhǎng)為 850nm的多模光纖， 傳輸距離： 300 米～ 550米 1000BaseLX： 波長(zhǎng)為 1300nm的 單模光釬 ， 傳輸距離： 3 公里 五、 10Gbps Gigabit Ether。 特點(diǎn)：幀格式與以前以太網(wǎng)相同；保留 對(duì)以太網(wǎng)最小幀長(zhǎng)度和最大幀長(zhǎng)度的規(guī)定；傳輸介質(zhì)只使用光纖；只工作在全雙工方式。 傳輸距離不受沖突檢測(cè)的限制 物理層協(xié)議有兩種不同的物理層：局域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)和廣域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)。 光傳輸數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：光釬同步網(wǎng)絡(luò) 和同步數(shù)字體系 六、交換式局域網(wǎng) ：交換式局域網(wǎng)從根本上改變了“共享介質(zhì)”的工作方式，它可以通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)支持交換機(jī)端口結(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)并發(fā)連接，實(shí)現(xiàn)多結(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸。 1．是在多個(gè)交換機(jī)的接口之間建立并發(fā)連接的網(wǎng)絡(luò)，核心部件是局域網(wǎng)交換機(jī)，典型的局域網(wǎng)為交換式以太網(wǎng)，它的核心部件是以太網(wǎng)交換機(jī)。 “端口 /MAC 地址映射表”進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的，交換機(jī)的“地址學(xué)習(xí)”是通過(guò)讀取 幀 的源地址并記錄幀進(jìn)入交換機(jī)的端口號(hào)進(jìn)行的 。 3．交換機(jī)的幀轉(zhuǎn)發(fā)方法，交換機(jī)可以分為 3 類： ⑴直接交換方式 ， 只要 接收并檢測(cè)到目的字段就立即轉(zhuǎn)發(fā)。優(yōu)點(diǎn)是交換延遲時(shí)間短；缺點(diǎn)是缺乏差錯(cuò)檢測(cè)能力 ⑵存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式 ， 完整接收并進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)； ⑶改進(jìn)直接交換方式 ， 只接收幀的前 64 字節(jié)，如果正確就轉(zhuǎn)發(fā)，交換延遲時(shí)間將會(huì)減少。 4．局域網(wǎng)交換機(jī)的特性：⑴低交換傳輸延遲 （ 僅 幾十 us，網(wǎng)橋?yàn)閹装?us，路由器為幾千 us） ⑵ 高傳輸帶寬（ 3）允許 10/100Mbps 共存 ⑷可以支持虛擬局域網(wǎng) 七、虛擬局域網(wǎng) 1．虛擬網(wǎng)絡(luò)（ VLAN）是建立在交換技術(shù)基礎(chǔ)上 （局域網(wǎng)交換機(jī)或 ATM 交換機(jī)） 的。它以軟件的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯組的劃分與管理，邏輯工作 組的結(jié)點(diǎn)組成不受物理位置的限制。 3．對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)成員的 定義 方法上，有以下 4 種： ⑴ 用交換機(jī)端口號(hào)定義虛擬局域網(wǎng)。（最通用的辦法） ⑵ 用 MAC 地址。 基于用戶的虛擬局域網(wǎng)。缺點(diǎn)：所有用戶在初始階段配置至少一個(gè)虛擬局域網(wǎng)，初始值人工完成，隨后就可以自動(dòng)追蹤。 ⑶ 用網(wǎng)絡(luò)層地址 （ IP 地址 ） ，優(yōu)點(diǎn)：利于組成基于服務(wù)和應(yīng)用的虛擬局域網(wǎng)、可以隨意移動(dòng)節(jié)點(diǎn)而無(wú)須重新配置網(wǎng)絡(luò)。但性能差 、速度慢 ⑷ IP 廣播組。這種虛擬局域網(wǎng)的建立是動(dòng)態(tài)的，它代表一組 IP 地址。 優(yōu)點(diǎn)：可根據(jù)服務(wù)靈活地組建，可以跨越路由器實(shí)現(xiàn)與廣域網(wǎng)互聯(lián) 4．虛擬局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：方便用戶管理，減少網(wǎng)絡(luò)管理開(kāi)銷；提供更好的安全性；改善網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。 八．無(wú)線局域網(wǎng) 1． 應(yīng)用：作為傳統(tǒng)局域網(wǎng)的擴(kuò)充、建筑物之間的互聯(lián)、漫游訪問(wèn)；特殊網(wǎng)絡(luò) AD HOC。 第 8 頁(yè) 共 21 頁(yè) 2． 按采用的傳輸技術(shù) 分類：⑴ 紅外線局域網(wǎng) 基本技術(shù)：定向光束紅外線傳輸、全方位外線傳輸、漫反射 紅 外線傳輸 特點(diǎn)：按視距方式傳播；不易被入侵，提高了安全性；每個(gè)房子的紅外線網(wǎng)絡(luò)互不干擾；設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單和便宜。 ⑵ 窄帶微波局 域網(wǎng) ⑶ 擴(kuò)頻無(wú)線局域網(wǎng) :目前使用的擴(kuò)展頻譜技術(shù)有 ①跳頻擴(kuò)頻 (FHSS， ，傳輸速率： 、 11Mbps) ②直接序列擴(kuò)頻 (DSSS， ，傳輸速率： 1Mbps 或 2Mbps) 4． 協(xié)議的介質(zhì)訪問(wèn)控制 MAC 層分為兩個(gè)子層：分布式協(xié)調(diào)功能 (DCF)和點(diǎn)協(xié)調(diào)功能（ PCF）層， 傳輸速率： 2Mbps。 5． 定義跳頻擴(kuò)頻技術(shù)： 傳輸速率： 1M,2M,11M。并開(kāi)發(fā)介質(zhì)訪問(wèn) MAC子層協(xié)議和物理介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 3． 4 局域網(wǎng) 組網(wǎng) 設(shè)備 1． 網(wǎng)卡 是網(wǎng)絡(luò)接口卡 NIC 的簡(jiǎn)稱，它是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的基本部件。 網(wǎng)卡分類： ⑴按計(jì)算 機(jī)種類：①標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)卡 ② PCMCIA 網(wǎng)卡（用于便攜式計(jì)算機(jī)）。 ⑵按傳輸速率分類：①普通的 10Mbps ②高速的 100Mbps網(wǎng)卡③ 10/100Mbps自適應(yīng)網(wǎng)卡④ 1000Mbps網(wǎng)卡。 ③按傳輸介質(zhì)類型分 類： 雙絞線網(wǎng)卡 (RJ45)、粗纜網(wǎng)卡 (AUI)、細(xì)纜網(wǎng)卡 (BNC)、光纖網(wǎng)卡 (F/O)。 3． 集線器 在傳統(tǒng)的局域網(wǎng)中，連網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)通過(guò)非屏蔽雙絞線與集線器連接，構(gòu)成物理上的星型結(jié)構(gòu)。 普通的集線器兩類端口：①一類是用于連接接點(diǎn)的 RJ45 端口，這類端口數(shù)可以是 8， 12， 16， 24等。 ②另一類端口可以是 用于連接粗纜的 AUI 端口，用于連接細(xì)纜的 BNC端口，也可以是光纖連接端口，這類端口稱為向上連接端口。 ⑴按傳輸速率分類：① 10Mbps 集線器 ② 100Mbps集線器 ③ 10Mbps/100Mbps 自適應(yīng)集線器 ⑵按集線器是 否 能夠堆疊分類：①普通集線器 ②可堆疊式集線器 ⑶按集線器是否 支持網(wǎng)管功能：①簡(jiǎn)單集線器 ②帶網(wǎng)管功能的集線器 局域網(wǎng)交換機(jī)（ Switch） 交換式局域網(wǎng)從根本上改變了“共享介質(zhì)”的工作方式，通過(guò)在端口節(jié)點(diǎn)間建立多個(gè)并發(fā)連接，實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)間的并發(fā)傳輸，增加網(wǎng)絡(luò)帶寬、改善局域網(wǎng)性能與質(zhì) 量；對(duì)于 10M 端口，半雙工端口帶寬為 10M，全雙工帶寬為 20M。 局域網(wǎng)交換機(jī)可以分為： 簡(jiǎn)單的 10Mbps 交換機(jī)。 10Mbps/100Mbps 自適應(yīng)的局域網(wǎng)交換機(jī)。 大型局域網(wǎng)交換機(jī)。 5．網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備：網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)橋 是在數(shù)據(jù)鏈路層上實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備。 網(wǎng)橋的基本特征： 網(wǎng)橋在局域網(wǎng)中經(jīng)常被用來(lái)將一個(gè)大型局域網(wǎng)分 成 既獨(dú)立又能 互相 通 信 的 多個(gè)子網(wǎng)的互連結(jié)構(gòu)，從而可以改善各個(gè)子網(wǎng)的性能與安全性。 網(wǎng)橋利用物理地址 MAC 轉(zhuǎn)發(fā)幀；數(shù)據(jù)鏈路層以上協(xié)議必須相同；容易產(chǎn)生“廣播風(fēng)暴”問(wèn)題 基于這兩種標(biāo)準(zhǔn) （ ， ） 的網(wǎng)橋分別是： ⑴透明網(wǎng)橋（以太網(wǎng)） ⑵源路由網(wǎng)橋（令牌網(wǎng)） 6． 路由器 的功能：建立維護(hù)路由表、負(fù)責(zé)路由選擇、對(duì)分組的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、擁塞控制 路由器是在網(wǎng)絡(luò)層上實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備。 需要每個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層以上高層協(xié)議相同，數(shù)據(jù)鏈路層與物理層協(xié)議可以不同。 路由器可以隔離各個(gè)子網(wǎng)的廣播通信；利用目的的 IP 地址轉(zhuǎn)發(fā)分組 7． 網(wǎng)關(guān) 可以完成不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之 間的轉(zhuǎn)換。網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換的方法是：⑴直接將網(wǎng)絡(luò)信息包格式轉(zhuǎn)化成輸