【正文】 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(bào) 以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式 目的地址字段 6 字節(jié) 課件制作人：謝希仁 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(bào) 以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式 源地址字段 6 字節(jié) 課件制作人：謝希仁 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(bào) 以太網(wǎng) V2 的 MAC 幀格式 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(gè)協(xié)議。 ? 否則就將此幀丟棄，不再進(jìn)行其他的處理。 ? “ MAC地址”實(shí)際上就是適配器地址或適配器標(biāo)識(shí)符 EUI48。 ? 一個(gè)地址塊可以生成 224個(gè)不同的地址。 課件制作人：謝希仁 48 位的 MAC 地址 ? IEEE 的 注冊管理機(jī)構(gòu) RA 負(fù)責(zé)向廠家分配地址字段的前三個(gè)字節(jié) (即高位 24 位 )。 ? 802 標(biāo)準(zhǔn)所說的“地址”嚴(yán)格地講應(yīng)當(dāng)是每一個(gè)站的“ 名字 ”或 標(biāo)識(shí)符 。 ? 發(fā)送一幀占用線路的時(shí)間是 T0 + ?， 而幀本身的發(fā)送時(shí)間是 T0。 ? 以太網(wǎng)的幀長不能太短，否則 T0 的值會(huì)太小，使 a 值太大。 ? a 越大，表明爭用期所占的比例增大，每發(fā) 生一次碰撞就浪費(fèi)許多信道資源，使得信道 利用率明顯降低。 發(fā) 送 成 功 爭用期 爭用期 爭用期 τ 2 τ 2 τ 2 T0 τ t 占用期 發(fā)生碰撞 發(fā)送一幀所需的平均時(shí)間 … 課件制作人：謝希仁 參數(shù) a ? 要提高以太網(wǎng)的信道利用率，就必須減小 ? 與 T0 之比。 ? 幀長為 L (bit)， 數(shù)據(jù)發(fā)送速率為 C (b/s)， 因而幀的發(fā)送時(shí)間為 L/C = T0 (s)。 課件制作人：謝希仁 具有三個(gè)接口的集線器 集 線 器 網(wǎng)卡 工作站 網(wǎng)卡 工作站 網(wǎng)卡 工作站 雙絞線 課件制作人：謝希仁 以太網(wǎng)的信道利用率 ? 以太網(wǎng)的信道被占用的情況： ? 爭用期長度為 2?，即端到端傳播時(shí)延的兩倍。 ? 使用集線器的以太網(wǎng)在 邏輯上 仍是一個(gè)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。 ? 10BASET 雙絞線以太網(wǎng)的出現(xiàn)，是局域網(wǎng)發(fā)展史上的一個(gè)非常重要的里程碑，它為以太網(wǎng)在局域網(wǎng)中的統(tǒng)治地位奠定了牢固的基礎(chǔ)。 課件制作人：謝希仁 以太網(wǎng)在局域網(wǎng)中的統(tǒng)治地位 ? 10BASET 的通信距離稍短，每個(gè)站到集線器的距離不超過 100 m。每個(gè)站需要用兩對雙絞線，分別用于發(fā)送和接收。 課件制作人：謝希仁 使用廣播信道的以太網(wǎng) 使用集線器的星形拓?fù)? ? 傳統(tǒng)以太網(wǎng)最初是使用粗同軸電纜，后來演進(jìn)到使用比較便宜的細(xì)同軸電纜，最后發(fā)展為使用更便宜和更靈活的雙絞線。 ? TJ 人為干擾信號(hào) A B TB t ? B 發(fā)送數(shù)據(jù) A 檢測 到?jīng)_突 開始沖突 信 道 占 用 時(shí) 間 A 發(fā)送數(shù)據(jù) B 也能夠檢測到?jīng)_突，并立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)幀，接著就發(fā)送干擾信號(hào)。 ? 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 。 課件制作人：謝希仁 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)。 ? 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)。 ? 當(dāng)重傳達(dá) 16 次仍不能成功時(shí)即丟棄該幀，并向高層報(bào)告。 ? 定義重傳次數(shù) k ， k ? 10，即 k = Min[重傳次數(shù) , 10] ? 從整數(shù)集合 [0,1,…, (2 k ?1)]中隨機(jī)地取出一個(gè)數(shù)，記為 r。 課件制作人：謝希仁 二進(jìn)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(gè)隨機(jī)時(shí)間才能再發(fā)送數(shù)據(jù)。 ? 以太網(wǎng)的端到端往返時(shí)延 2? 稱為 爭用期 ，或 碰撞窗口 。 ? 這種 發(fā)送的不確定性 使整個(gè)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。 1 km A B t 碰撞 t = 2? ? ? A 檢測到發(fā)生碰撞 t = ? ? ? B 發(fā)送數(shù)據(jù) B 檢測到發(fā)生碰撞 t = ? t = 0 單程端到端 傳播時(shí)延記為 ? 傳播時(shí)延對載波監(jiān)聽的影響 1 km A B t 碰撞 t = ? ? ? B 檢測到 信道空閑 發(fā)送數(shù)據(jù) t = ? ? ? / 2 發(fā)生碰撞 t = 2? ? ? A 檢測到發(fā)生碰撞 t = ? ? ? B 發(fā)送數(shù)據(jù) B 檢測到發(fā)生碰撞 t = ? A B A B A B t = 0 A 檢測到 信道空閑 發(fā)送數(shù)據(jù) A B t = 0 t = ? B 檢測到發(fā)生碰撞 停止發(fā)送 STOP t = 2? ? ? A 檢測到 發(fā)生碰撞 STOP A B 單程端到端 傳播時(shí)延記為 ? 課件制作人：謝希仁 重要特性 ? 使用 CSMA/CD 協(xié)議的以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行雙向交替通信（半雙工通信）。 ? B 若在 A 發(fā)送的信息到達(dá) B 之前發(fā)送自己的幀 (因?yàn)檫@時(shí) B 的載波監(jiān)聽檢測不到 A 所發(fā)送的信息 )，則必然要在某個(gè)時(shí)間和 A 發(fā)送的幀發(fā)生碰撞。 課件制作人：謝希仁 電磁波在總線上的 有限傳播速率的影響 ? 當(dāng)某個(gè)站監(jiān)聽到總線是空閑時(shí)，也可能總線并非真正是空閑的。 課件制作人：謝希仁 檢測到碰撞后 ? 在發(fā)生碰撞時(shí)，總線上傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生了嚴(yán)重的失真，無法從中恢復(fù)出有用的信息來。 ? 所謂“碰撞”就是發(fā)生了沖突。 ? 當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，總線上的信號(hào)電壓擺動(dòng)值將會(huì)增大（互相疊加）。因此， “載波監(jiān)聽”就是用電子技術(shù)檢測總線上有沒有其他計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)。 ? “ 載波監(jiān)聽 ”是指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測一下總線上是否有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時(shí)不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。 課件制作人：謝希仁 以太網(wǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)都使用 曼徹斯特 (Manchester)編碼 基帶數(shù)字信號(hào) 曼徹斯特編碼 碼元 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 出現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換 課件制作人：謝希仁 載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入 /碰撞檢測 CSMA/CD ? CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。差錯(cuò)的糾正由高層來決定。 課件制作人：謝希仁 以太網(wǎng)提供的服務(wù) ? 以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的交付，即盡最大努力的交付。 ? 以太網(wǎng)對發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進(jìn)行編號(hào)，也不要求對方發(fā)回確認(rèn)。 ? 具有廣播特性的總線上實(shí)現(xiàn)了一對一的通信。 ? 由于只有計(jì)算機(jī) D 的地址與數(shù)據(jù)幀首部寫入的地址一致，因此只有 D 才接收這個(gè)數(shù)據(jù)幀。當(dāng)初認(rèn)為這樣的連接方法既簡單又可靠，因?yàn)榭偩€上沒有有源器件。 ? 實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。 ? 對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。 課件制作人：謝希仁 2. 適配器的作用 ? 網(wǎng)絡(luò)接口板又稱為 通信適配器 (adapter)或 網(wǎng)絡(luò)接口卡 NIC (Network Interface Card)，或“ 網(wǎng)卡 ”。 ? 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 課件制作人：謝希仁 局域網(wǎng)對 LLC 子層 是透明的 局 域 網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)層 物理層 站點(diǎn) 1 網(wǎng)絡(luò)層 物理層 邏輯鏈路控制 LLC LLC 媒體接入控制 MAC MAC 數(shù)據(jù) 鏈路層 站點(diǎn) 2 LLC 子層看不見 下面的局域網(wǎng) 課件制作人：謝希仁 以后一般不考慮 LLC 子層 ? 由于 TCP/IP 體系經(jīng)常使用的局域網(wǎng)是 DIX Ether V2 而不是 標(biāo)準(zhǔn)中的幾種局域網(wǎng)，因此現(xiàn)在 802 委員會(huì)制定的邏輯鏈路控制子層 LLC（即 標(biāo)準(zhǔn)）的作用已經(jīng)不大了。 ? DIX Ether V2 標(biāo)準(zhǔn)與 IEEE 的 標(biāo)準(zhǔn)只有很小的差別，因此可以將 局域網(wǎng)簡稱為“ 以太網(wǎng) ”。 課件制作人：謝希仁 以太網(wǎng)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn) ? DIX Ether V2 是世界上第一個(gè)局域網(wǎng)產(chǎn)品（以太網(wǎng)）的規(guī)約。 ? 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。 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 課件制作人：謝希仁 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(gè)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(gè)臨時(shí)的 IP 地址，使 PC 機(jī)成為因特網(wǎng)上的一個(gè)主機(jī)。 課件制作人：謝希仁 PPP 協(xié)議的工作狀態(tài) ? 當(dāng)用戶撥號(hào)接入 ISP 時(shí)，路由器的調(diào)制解調(diào)器對撥號(hào)做出確認(rèn)，并建立一條物理連接。 數(shù)據(jù)鏈路層的可靠傳輸并不能夠保證網(wǎng)絡(luò)層的傳輸也是可靠的。每當(dāng)發(fā)現(xiàn) 5 個(gè)連續(xù) 1時(shí)，就把這 5 個(gè)連續(xù) 1 后的一個(gè) 0 刪除， 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(gè)連 1 之后 填入 0 比特再發(fā)送出