【正文】 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 MAC 幀 物理層 MAC 層 IP 層 目的地址 源地址 類型 數(shù) 據(jù) FCS 6 6 2 4 字節(jié) 46 ~ 1500 IP 數(shù)據(jù)報 源地址字段 6 字節(jié) 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式 使用廣播信道的以太網(wǎng) MAC 幀 物理層 MAC 層 IP 層 目的地址 源地址 類型 數(shù) 據(jù) FCS 6 6 2 4 字節(jié) 46 ~ 1500 IP 數(shù)據(jù)報 類型字段 2 字節(jié) 類型字段用來標(biāo)志上一層使用的是什么協(xié)議， 以便把收到的 MAC 幀的數(shù)據(jù)上交給上一層的這個協(xié)議。 – 否則就將此幀丟棄，不再進(jìn)行其他的處理。 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 使用廣播信道的以太網(wǎng) 適配器檢查 MAC 地址 ? 適配器從網(wǎng)絡(luò)上每收到一個 MAC 幀就首先用硬件檢查 MAC 幀中的 MAC 地址。這種 48 位地址稱為 MAC48，它的通用名稱是EUI48。 ? 地址字段中的后三個字節(jié) (即低位 24 位 )由廠家自行指派，稱為 擴(kuò)展標(biāo)識符 ，必須保證生產(chǎn)出的適配器沒有重復(fù)地址。 ? 802 標(biāo)準(zhǔn)所說的 “ 地址 ” 嚴(yán)格地講應(yīng)當(dāng)是每一個站的 “ 名字 ” 或 標(biāo)識符 。 ? 10是數(shù)據(jù)率； BASE基帶傳輸； T代表雙絞線。 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 使用廣播信道的以太網(wǎng) 集線器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 集 線 器 網(wǎng)卡 工作站 網(wǎng)卡 工作站 網(wǎng)卡 工作站 雙絞線 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 使用廣播信道的以太網(wǎng) 以太網(wǎng)在局域網(wǎng)中的統(tǒng)治地位 ? 主要使用雙絞線。 ? 使用集線器的以太網(wǎng)在 邏輯上 仍是一個總線網(wǎng)，各工作站使用的還是 CSMA/CD 協(xié)議，并共享邏輯上的總線。集線器使用了大規(guī)模集成電路芯片，因此這樣的硬件設(shè)備的可靠性已大大提高了。 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 使用廣播信道的以太網(wǎng) 使用集線器的星形拓?fù)? 集線器 兩對雙絞線 站點(diǎn) RJ45 插頭 無屏蔽雙絞線。這里為了簡單起見，只畫出 A 發(fā)送干擾信號的情況。 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層 強(qiáng)化碰撞 ? 當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)的站一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)生了碰撞時： – 立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)； – 再繼續(xù)發(fā)送若干比特的 人為干擾信號 (jamming signal)，以便讓所有用戶都知道現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生了碰撞。重傳所需的時延就是 r 倍的基本退避時間。 – 確定基本退避時間，一般是取為爭用期 2?。 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。 ? 對于 10 Mb/s 以太網(wǎng)，在爭用期內(nèi)可發(fā)送 512 bit，即 64 字節(jié)。 以太網(wǎng)的端到端往返時延 2? 稱為 爭用期 ，或 碰撞窗口 。 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層 什么是爭用期？ ? 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。 ? 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。 ? 碰撞的結(jié)果是兩個幀都變得無用。 ? A 向 B 發(fā)出的信息，要經(jīng)過一定的時間后才能傳送到 B。 ? 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(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，然后等待一段隨機(jī)時間后再次發(fā)送。因此“碰撞檢測”也稱為“沖突檢測”。 ? 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)生了碰撞。 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層 碰撞檢測 ? “碰撞檢測” 是計算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號電壓大小。 ? 總線上并沒有什么“載波”。 ? “ 多點(diǎn)接入 ”表示許多計算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在一根總線上。 3）如果高層發(fā)現(xiàn)丟失了一些數(shù)據(jù)而進(jìn)行重傳，但以太網(wǎng)并不知道這是一個重傳的幀，而是當(dāng)作一個新的數(shù)據(jù)幀來發(fā)送。 2）當(dāng)目的站收到有差錯的數(shù)據(jù)幀時就丟棄此幀，其他什么也不做。 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層 為了通信的簡便以太網(wǎng)采取了兩種重要的措施 ? 采用較為靈活的無連接的工作方式，即不必先建立連接就可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)。 ? 其他所有的計算機(jī)（ A, C 和 E）都檢測到不是發(fā)送給它們的數(shù)據(jù)幀，因此就丟棄這個數(shù)據(jù)幀而不能夠收下來。 B向 D 發(fā)送數(shù)據(jù) C D A E 匹配電阻（用來吸收總線上傳播的信號） 匹配電阻 不接受 不接受 不接受 接受 B 只有 D 接受 B 發(fā)送的數(shù)據(jù) 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層 以太網(wǎng)的廣播方式發(fā)送 ? 總線上的每一個工作的計算機(jī)都能檢測到 B 發(fā)送的數(shù)據(jù)信號。 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層 硬件地址 至局域網(wǎng) 適配器 （網(wǎng)卡） 串行通信 CPU 和 存儲器 生成發(fā)送的數(shù)據(jù) 處理收到的數(shù)據(jù) 把幀發(fā)送到局域網(wǎng) 從局域網(wǎng)接收幀 計算機(jī) IP 地址 并行 通信 計算機(jī)通過適配器和局域網(wǎng)進(jìn)行通信 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層 CSMA/CD協(xié)議： 最初的以太網(wǎng)是將許多計算機(jī)都連接到一根總線上。 – 在計算機(jī)的操作系統(tǒng)安裝設(shè)備驅(qū)動程序。 ? 適配器的重要功能： – 進(jìn)行串行 /并行轉(zhuǎn)換。 ? 很多廠商生產(chǎn)的適配器上就僅裝有 MAC 協(xié)議而沒有 LLC 協(xié)議。 ? 與接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在 MAC子層，而 LLC 子層則與傳輸媒體無關(guān)，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對 LLC 子層來說都是透明的。 ? 嚴(yán)格說來，“以太網(wǎng)”應(yīng)當(dāng)是指符合 DIX Ether V2 標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)。 ? IEEE 的 標(biāo)準(zhǔn)。 ? 靜態(tài)劃分信道 – 頻分復(fù)用 – 時分復(fù)用 – 波分復(fù)用 – 碼分復(fù)用 ? 動態(tài)媒體接入控制（多點(diǎn)接入） – 隨機(jī)接入（重點(diǎn)講解） – 受控接入 ，如多點(diǎn)線路探詢 (polling)，或輪詢。 – 提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和殘存性。局域網(wǎng)上的主機(jī)可共享連接在局域網(wǎng)上的各種硬件和軟件資源。 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議 PPP協(xié)議狀態(tài)圖 設(shè)備之間無鏈路 鏈路靜止 鏈路建立 鑒別 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 鏈路打開 鏈路終止 物理鏈路 LCP 鏈路 已鑒別的 LCP 鏈路 已鑒別的 LCP 鏈路 和 NCP 鏈路 物理層連接建立 LCP 配置協(xié)商 鑒別成功或無需鑒別 NCP 配置協(xié)商 鏈路故障或 關(guān)閉請求 LCP 鏈路 終止 鑒別失敗 LCP 配置 協(xié)商失敗 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層 局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層： ? 局域網(wǎng)最主要的特點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)為一個單位所擁有，且地理范圍和站點(diǎn)數(shù)目均有限。接著， LCP 釋放數(shù)據(jù)鏈路層連接。 ? 這些分組及其響應(yīng)選擇一些 PPP 參數(shù)，和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層配置， NCP 給新接入的 PC機(jī)分配一個臨時的 IP 地址，使 PC 機(jī)成為因特網(wǎng)上的一個主機(jī)。 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議 零比特填充舉例 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 信息字段中出現(xiàn)了和標(biāo)志字段 F 完全一樣的 8 比特組合 發(fā)送端在 5 個連 1 之后填入 0 比特再發(fā)送出去 在接收端把 5 個連 1之后的 0 比特刪除 會被誤認(rèn)為是標(biāo)志字段 F 發(fā)送端填入 0 比特 接收端刪除填入的 0 比特 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議 PPP協(xié)議的工作狀態(tài)： ? 當(dāng)用戶撥號接入 ISP 時，路由器的調(diào)制解調(diào)器對撥號做出確認(rèn)，并建立一條物理連接。接收端對幀中的比特流進(jìn)行掃描。這時 PPP 協(xié)議采用零比特填充方法來實(shí)現(xiàn)透明傳輸。 ? 若信息字段中出現(xiàn) ASCII 碼的控制字符（即數(shù)值小于 0x20 的字符），則在該字符前面要加入一個 0x7D 字節(jié)，同時將該字符的編碼加以改變。 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議 字符填充 ? 將信息字段中出現(xiàn)的每一個 0x7E 字節(jié)轉(zhuǎn)變成為 2 字節(jié)序列 (0x7D, 0x5E)。 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議 關(guān)于 PPP協(xié)議的透明傳輸 ? 當(dāng) PPP 用在同步傳輸鏈路時，協(xié)議規(guī)定采用硬件來完成比特填充（和 HDLC 的做法一樣）。 ? 控制字段 C 通常置為 0x03。 ? 地址字段 A 只置為 0xFF。 IP 數(shù)據(jù)報 1 2 1 1 字節(jié) 1 2 不超過 1500 字節(jié) PPP 幀 先發(fā)送 7E FF 03 F A C FCS F 7E 協(xié)議 信 息 部 分 首部 尾部 13832877061 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議 關(guān)于 PPP協(xié)議的幀格式的說明： ? 標(biāo)志字段 F = 0x7E （符號“ 0x”表示后面的字符是用十六進(jìn)制表示。 – 若為 0xC021, 則