【導讀】道分配的協(xié)議就稱為介質(zhì)（媒體）訪問控制協(xié)議。路，因此本章還將討論局域網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)。且數(shù)量固定、每個用戶通信量較大的情況。帶，時隙），因而不會有沖突發(fā)生。生沖突，如預約或輪轉(zhuǎn)方式?！粲邢薷偁幏绞剑阂陨蟽煞N方式的折衷。發(fā)現(xiàn)有沖突則隨機等待一段時間，然后再重新發(fā)送。S：系統(tǒng)吞吐量，S=GP0；在純ALOHA系統(tǒng)中，S=Ge-2G，當G=時，S達到最大值，為。該系統(tǒng)要求全局時鐘同步。樣可以減少沖突的概率，從而提高系統(tǒng)的吞吐量，這一類協(xié)議就是CSMA協(xié)議。CSMA/CD改進其它CSMA協(xié)議的地方是，當發(fā)送節(jié)點檢測到?jīng)_突后立即停止發(fā)送，此物理層上需要使用便于檢測沖突的信號編碼方案。協(xié)議選擇其中地址最高的站作為勝出者，允許其繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。況是，每個組內(nèi)平均只有一個用戶競爭信道。

　　

【正文】 路在每個方向上被分配一個固定的時隙 。由于 SCO鏈路的時間緊要特性，在 SCO鏈路上傳輸?shù)膸瑥牟恢匕l(fā)，而是使用前向糾錯來提供高可靠性。一個從節(jié)點和它的主節(jié)點之間最多能有三條 SCO 鏈路，每條 SCO 鏈路可傳輸一個 64kbps 的 PCM話音信道。 SCO 幀總是單時隙幀，即每個幀的數(shù)據(jù)部分都是 240比特，其實際的載荷有 80、 160 和240 比特 3 種， (6) 藍牙 L2CAP 層 L2CAP 層有三個主要的功能： ? 數(shù)據(jù)包的分段與重組：發(fā)送端從上層接收最大長度為 64KB 的數(shù)據(jù)包，分段后組幀發(fā)送；接收端將各幀中的段取出后，重新組裝成數(shù)據(jù)包交給上層。 ? 數(shù)據(jù)包的復用與解復用： 發(fā)送端將來自各個源的數(shù)據(jù)包放在同一條鏈路（ ACL）上傳輸（復用），接收端將收到的數(shù)據(jù)包交給不同的上層實體去處理（解復用）。 ? 處理服務質(zhì)量需求：如在鏈路建立時協(xié)商最大的載荷長度。 第 17 頁 (7) 藍牙幀結(jié)構(gòu) 典型的藍牙數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)見圖 438。訪問代碼通常標識主節(jié)點；幀頭包含了典型的 MAC層域（地址、類型、流量控制比特、幀序號、確認序號、頭校驗），幀頭有效部分只有 18字節(jié)，重復三遍以提供前向糾錯；數(shù)據(jù)域。 ACL 幀的數(shù)據(jù)域有很多種格式，但 SCO 幀的數(shù)據(jù)域總是只有 240 比特，也就是說 SCO幀總是單時隙幀。這 240 比特中，有效載 荷有 80 比特、 160 比特和 240 比特三種，其余比特用于糾錯。有效載荷為 80比特的模式是最可靠的，因為 80 比特可以重復三次提供前向糾錯。由于從節(jié)點只能使用序號為奇數(shù)的時隙，因此從節(jié)點每秒可以使用 800 個時隙（ 1600跳 /秒的一半），當采用有效載荷為 80比特的模式時，從節(jié)點每秒可以傳輸 64kbits 數(shù)據(jù)，同樣主節(jié)點也可以傳輸 64kbits 數(shù)據(jù)，剛好是一條全雙工的 PCM 話路。這意味著盡管一個pico 的原始帶寬可以達到 1Mbps，但是一條使用最可靠模式的、在每一個方向上均為64kbps的全雙工話路會使整個 pico飽和。當采用最不可靠模式時（有效載荷為 240 比特），可以同時支持三條全雙工話路，因此每個從節(jié)點最多允許三條 SCO 鏈路。 10． 邏輯鏈路控制 所有的 802 局域網(wǎng)標準都不提供對數(shù)據(jù)幀的確認，因此都不保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，這對有些業(yè)務（如 IP）來說已經(jīng)是足夠了。但是仍有某些系統(tǒng)要求鏈路層能夠提供更好的服務，因此 IEEE定義了一個可運行于所有 802 局域網(wǎng)上的邏輯鏈路控制協(xié)議 LLC（ ），該協(xié)議向網(wǎng)絡層隱藏了各種 802 局域網(wǎng)的差別，并提供了一個統(tǒng)一的接口。 LLC 構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的上半 部，而 MAC 構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的下半部，如圖 433。 、接口及協(xié)議都非常類似于 HDLC。 LLC 幀包括目的訪問點、源訪問點、控制和信息四個域，其中源和目的訪問點分別表示發(fā)送與接收該幀的協(xié)議實體，因此目的訪問點實際上起到了 DIX 幀中類型域的作用，控制字段與 HDLC 的控制字段非常類似，但從實際使用的角度出發(fā)作了一些改變，其中的序號及確認僅在要求可靠傳輸?shù)那闆r下使用。LLC 提供三種服務：不可靠的數(shù)據(jù)報服務，可靠的數(shù)據(jù)報服務及可靠的面向連接的服務，Inter 只使用不可靠的數(shù)據(jù)報服務。 11。 數(shù)據(jù)鏈路層交換 多個局域網(wǎng)可以通過網(wǎng)橋在數(shù)據(jù)鏈路層上互聯(lián)起來，網(wǎng)橋檢查幀頭中的地址并決定如何轉(zhuǎn)發(fā)。局域網(wǎng)也可以通過路由器在網(wǎng)絡層上互聯(lián)起來，路由器檢查數(shù)據(jù)包頭中的網(wǎng)絡層地址并決定如何轉(zhuǎn)發(fā)。由于鏈路層轉(zhuǎn)發(fā)不檢查幀的載荷部分，因此網(wǎng)橋可以轉(zhuǎn)發(fā)任何一種網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)包。但是網(wǎng)橋不能阻斷廣播幀的傳播，因此通過網(wǎng)橋連接的所有局域網(wǎng)都屬于同一個廣播域，會造成廣播幀在全網(wǎng)泛濫。本章只討論網(wǎng)橋。 使用網(wǎng)橋的幾種典型情況： ? 將各部門原有的局域網(wǎng)互聯(lián)起來，實現(xiàn)更大范圍的資源共享； ? 將地理位置上相距較遠的幾個局域網(wǎng)互聯(lián)起來； ? 將 邏輯上一個較大的局域網(wǎng)分成多個網(wǎng)段，降低每個網(wǎng)段上的負載，如圖 439； ? 將地理位置上相距很遠的站點各自組成局域網(wǎng)，然后用網(wǎng)橋互聯(lián)； ? 將一個大的網(wǎng)絡用網(wǎng)橋隔成較小的幾個網(wǎng)絡，可提高全網(wǎng)的可靠性； ? 將重要的網(wǎng)段用網(wǎng)橋與其它網(wǎng)段隔離，可提高被保護網(wǎng)段的安全性。 理想情況下網(wǎng)橋應該是透明的，即不需要人工干預而能夠自動適應網(wǎng)絡拓撲的變化，并且可以將不同類型的局域網(wǎng)互聯(lián)在一起。這些目標有時是能夠到達的，有時則不然。 (1) 連接 的網(wǎng)橋 第 18 頁 網(wǎng)橋的工作原理，解釋圖 440。 用網(wǎng)橋連接不同局域網(wǎng)的困難： ? 幀 格式不同：需要重新組幀，這不僅要花費 CPU 時間，重新計算校驗和，還可能會在拷貝幀時由于內(nèi)存位出錯引入不可檢測的錯誤。 ? 源網(wǎng)絡與目的網(wǎng)絡的速率不匹配：高速的源網(wǎng)絡向低速的目的網(wǎng)絡傳輸，或者多個源網(wǎng)絡向同一個目的網(wǎng)絡傳輸時，要求網(wǎng)橋能夠緩存大量的幀，這可能導致網(wǎng)橋內(nèi)存不夠而丟失數(shù)據(jù)。 ? 最大幀長度不同：這是最為嚴重的問題，由于沒有一個數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議處理幀的分片與重組，因此超過目的網(wǎng)絡所能支持的最大長度的幀只能被丟棄。 ? 安全措施： 和 均支持數(shù)據(jù)鏈路層加密，但是以太網(wǎng)不支持，這使得無線網(wǎng)絡上可用 的加密服務在以太網(wǎng)上不能得到。 ? 服務質(zhì)量： 和 使用不同的機制提供服務質(zhì)量，前者使用 PCF 模式，后者使用恒定比特率連接，而以太網(wǎng)根本就不提供服務質(zhì)量，因此當數(shù)據(jù)流從無線網(wǎng)絡進入以太網(wǎng)時就無法保證其服務質(zhì)量了。 (2) 透明橋 即使只是連接相同類型的局域網(wǎng)（如以太網(wǎng)），也有不少問題需要解決。理想中的網(wǎng)橋是這樣的，只要將各個局域網(wǎng)接到網(wǎng)橋上，不需要做任何硬件或軟件上的修改，不需要設置地址開關(guān)，不需要下載路由表或參數(shù)，整個系統(tǒng)就能正常工作，而且局域網(wǎng)的所有操作不受網(wǎng)橋的影響，這種網(wǎng)橋就是透明橋。 透 明橋的工作原理： ? 透明橋工作于混雜模式，接收與之相連的所有局域網(wǎng)上的幀； ? 當收到一個幀時，根據(jù)幀的目的地址查找內(nèi)部的一張 轉(zhuǎn)發(fā) 表 （哈希表） ， 轉(zhuǎn)發(fā) 表記錄了網(wǎng)橋已知的各個目的地址以及這些地址所屬的輸出線路；若目的地址所屬的輸出線路與幀到來的輸入線路相同就丟棄該幀，否則從所屬的輸出線路上將幀轉(zhuǎn)發(fā)出去； ? 當網(wǎng)橋剛剛接入系統(tǒng)時， 轉(zhuǎn)發(fā)表 是空的；當網(wǎng)橋收到一個去往未知節(jié)點（即該節(jié)點的地址不在 轉(zhuǎn)發(fā)表 中）的幀時，就用擴散法轉(zhuǎn)發(fā)出去；擴散法是將幀從除輸入線路以外的所有線路上發(fā)送出去； ? 網(wǎng)橋通過 逆向 學習法獲知各個目的地址所屬的輸出 線路，并更新 轉(zhuǎn)發(fā)表；逆向 學習法就是通過檢查收到的幀的源地址及輸入線路來推知該地址所屬的輸出線路； ? 為適應網(wǎng)絡拓撲的變化（開機、關(guān)機、移動）， 轉(zhuǎn)發(fā)表 中的每一個入口都有一個時間項，記錄最近來自于該地址的幀到達網(wǎng)橋的時間；網(wǎng)橋周期性地掃描 轉(zhuǎn)發(fā)表 ，將那些超過幾分鐘的入口清除掉。 綜上所述，當網(wǎng)橋收到一個幀后，要進行以下處理： ? 根據(jù)幀的源地址、輸入線路及到達時間更新 轉(zhuǎn)發(fā)表； ? 用幀的目的地址查找 轉(zhuǎn)發(fā)表 ： ◆ 若輸入線路與輸出線路相同，丟棄該幀； ◆ 若輸入線路與輸出線路不同，從輸出線路上轉(zhuǎn)發(fā)該幀； ◆ 若目的地址未知，用擴散法轉(zhuǎn)發(fā) 該幀。 (3) 生成樹（ spanning tree）橋 為了提高可靠性，人們往往在局域網(wǎng)間設置兩個或多個并行的網(wǎng)橋，如圖 443，但這種配置在網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)中形成了回路。 第 19 頁 解決這個問題的辦法是讓各個網(wǎng)橋相互通信，并用一棵連接所有局域網(wǎng)的生成樹覆蓋實際的拓撲結(jié)構(gòu)，如在圖 444(b)中去掉虛線所示的邊就形成了一棵生成樹。 為構(gòu)成這樣一棵生成樹，各個網(wǎng)橋廣播自己的序列號（這個序列號由廠家設置并且是全球唯一的），具有最小序列號的網(wǎng)橋被選舉為生成樹的根，接著按根到各個網(wǎng)橋的最短路徑構(gòu)造生成樹。如果某個網(wǎng)橋或局域網(wǎng)失敗，則重 新計算。生成樹算法在系統(tǒng)中一直運行，并根據(jù)網(wǎng)絡拓撲的變化自動更新生成樹。 (4) 遠程橋 網(wǎng)橋的一個較常見的用途是連接兩個或多個相距較遠的局域網(wǎng)，使它們像是在同一個局域網(wǎng)中一樣。 實現(xiàn)方法可以是在每個局域網(wǎng)中設置一個網(wǎng)橋，然后用點到點線路（如租用的專線）將它們兩兩連接起來，如圖 445。點到點線路上可以使用多種協(xié)議，較常見的是使用某種標準的點到點數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，如 PPP。在兩個局域網(wǎng)之間交換的幀在點到點線路上有兩種傳輸方式： ? 若源網(wǎng)絡和目的網(wǎng)絡類型相同（如都是以太網(wǎng)），這時可以將完整的 MAC 幀放在點到點線路的數(shù)據(jù) 鏈路層幀的載荷中傳輸。 這種方式處理起來最簡單，它避免了幀格式轉(zhuǎn)換的麻煩，這種方式稱為 隧道。 ? 若源網(wǎng)絡和目的網(wǎng)絡類型不同，則源網(wǎng)橋必須將 MAC 幀中的載荷部分（如 LLC 幀）取出，裝入點到點線路的數(shù)據(jù)鏈路層幀的載荷中傳輸，接收端網(wǎng)橋再取出組裝成目的網(wǎng)絡上的 MAC 幀。這種方式需要較多的處理開銷，而且會由于網(wǎng)橋存儲器中某個內(nèi)存位的損壞引入不可檢測的錯誤。 (5) 中繼器、集線器、網(wǎng)橋、交換機、路由器和網(wǎng)關(guān) 這些設備都是從一個端口接收數(shù)據(jù)，然后從另一個端口發(fā)送出去，那么這些設備之間有什么異同嗎？ 這些設備工作的層次見圖 446，其中中繼器和集線器工作在物理層，網(wǎng)橋和交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層，路由器工作在網(wǎng)絡層，網(wǎng)關(guān)工作在傳輸層及以上。 ? 中繼器和集線器：這兩個設備都工作在物理層上，它們都不檢查幀頭。中繼器的作用是放大電信號，起延長電纜的作用。集線器的作用相當于一條共享電纜，所有節(jié)點處于同一個沖突域中，并且必須以相同的速率發(fā)送和接收，集線器通常不放大電信號。 ? 網(wǎng)橋和交換機：網(wǎng)橋和交換機都工作在數(shù)據(jù)鏈路層上，它們都要檢查幀頭中的目的地址來決定如何轉(zhuǎn)發(fā)，它們內(nèi)部都有多個線路卡，每個卡上都有多個端口，每個端口是一個單獨的沖突域。網(wǎng)橋用于連 接多個局域網(wǎng)，網(wǎng)橋中的線路卡可以是不同類型的；而交換機通常用于連接多臺計算機，它的線路卡必須是同一種類型的，且每塊卡上的端口要比網(wǎng)橋多得多。交換機通常工作于存儲 轉(zhuǎn)發(fā)模式，但為了加快轉(zhuǎn)發(fā)的速度，也可以工作在 cutthrough 模式，即交換機不用等到一個幀完全到達，在收到幀的目的地址，確定了輸出端口后，就可以立即向輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)。但網(wǎng)橋只能工作在存儲 轉(zhuǎn)發(fā)模式，因為如果網(wǎng)橋連接的兩個局域網(wǎng)不同的話，網(wǎng)橋還需要進行幀格式轉(zhuǎn)換等工作。 ? 路由器：路由器工作在網(wǎng)絡層上，它根據(jù)分組頭中的網(wǎng)絡地址（如 IP 地址）來決定如何 轉(zhuǎn)發(fā)分組，路由器是看不到幀頭信息的。 ? 網(wǎng)關(guān)：網(wǎng)關(guān)工作在傳輸層及以上層次，傳輸網(wǎng)關(guān)和應用網(wǎng)關(guān)分別在傳輸層和應用層上進行協(xié)議轉(zhuǎn)換。 第 20 頁 (6) 虛擬局域網(wǎng) 在一個大型的局域網(wǎng)里面，網(wǎng)絡管理員通常傾向于按照機構(gòu)組織而不是用戶所在的物理位置來管理用戶，也就是說物理位置鄰近而屬于不同機構(gòu)的用戶應當被連接到不同的局域網(wǎng)上。集線器和交換機的出現(xiàn)使得這種網(wǎng)絡配置成為可能。 為什么要將用戶組織到不同的局域網(wǎng)上而不是放在同一個網(wǎng)中？ ? 安全的需要。由于每一個節(jié)點均可以被設置為工作在混雜模式，從而可以接收到網(wǎng)上傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)，因此將所有用戶 放在同一個網(wǎng)上是不安全的。將屬于同一個機構(gòu)的用戶放在一個網(wǎng)上，并且禁止網(wǎng)上傳輸?shù)娜魏螖?shù)據(jù)進入其它網(wǎng)絡，就可以有效地防止信息泄露。 ? 不同部門的網(wǎng)絡在運行時互不干擾。 比如，使用帶寬較多的部門不會擠占其它部門的資源。 ? 阻斷廣播風暴。許多高層協(xié)議使用了局域網(wǎng)的廣播功能，如果所有用戶都在一個網(wǎng)中，就會產(chǎn)生大量的廣播包，從而消耗大量的網(wǎng)絡資源，因此有必要限制廣播域的大小。用交換機或網(wǎng)橋?qū)⒁粋€大網(wǎng)分隔成多個小網(wǎng)是一個辦法，但為了保證傳輸?shù)耐该餍裕W(wǎng)橋必須能夠轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀（如透明橋需要廣播去往未知節(jié)點的幀）。 為 方便用戶管 理， 將網(wǎng)絡的邏輯拓撲與物理拓撲分離 是很必要的。比如， 當用戶在單位內(nèi)部更換工作崗位或者更換辦公地點時，常常需要改變他所連接的網(wǎng)絡。如果每一次都需要網(wǎng)絡管理員去把該用戶對應的連接器從一個設備的端口拔下再插到另一個設備的端口上，這是非常麻煩的事情，而在一個大單位中這種改變是很頻繁的。為此，設備制造商們提供了用軟件來重新配置網(wǎng)絡的方法，這導致了虛擬局域網(wǎng)（ VLAN）概念的產(chǎn)生。 一個虛擬局域網(wǎng)是位于物理局域網(wǎng)上的一個邏輯子網(wǎng)，它由所有配置為該 VLAN 成員的節(jié)點組成。子網(wǎng)的概念將在第 5 章討論，簡單來說，子網(wǎng)是由所有 IP 地址前綴相同的節(jié)點組成的。除非進行設置，各個邏輯子網(wǎng)之間是分離的，就像在同一個網(wǎng)絡上構(gòu)造出若干個獨立的網(wǎng)絡，因此稱為虛擬網(wǎng)。屬于不同 VLAN 的節(jié)點是不能相互訪問的，它們之間的通信一般要依賴于路由。物理子網(wǎng)和邏輯子網(wǎng)的區(qū)別是，物理子網(wǎng)由連接到物理介質(zhì)的所有節(jié)點組成，而邏輯子網(wǎng)由配置為該 VLAN 成員的節(jié)點組成，這些節(jié)點可能位于相同或不同的物理網(wǎng)絡上。但是它們在網(wǎng)絡特性上是一樣的，比如都需要一臺路由器在各個子網(wǎng)之間通信。 VLAN 技術(shù)能把一個物理局域網(wǎng)劃分成多個虛擬局域網(wǎng)，多個虛擬局域網(wǎng)共享物理局域網(wǎng)的交換設備 和鏈路，但在邏輯上像一個獨立的局域網(wǎng)。每個 VLAN 是一個單獨的廣播域，一個 VLAN 中的所有幀流量都被限制在該 VLAN 中，因而通過劃分 VLAN 可以達到縮小廣播域、對網(wǎng)絡進行分段的目的。其次，由于一個 VLAN 中的幀不會被其它 VLAN 中的主機接收到，因而通過劃分 VLAN 網(wǎng)絡的安全性也增加了。最后，由于 VLA