【正文】 ）方法的總線型局域網(wǎng)； ?令牌環(huán)（ Token Ring）方法的環(huán)狀局域網(wǎng)。 37 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 ?1972，美國加州大學(xué)研究了 Newhall環(huán)網(wǎng) ?1974，英國劍橋大學(xué)研制 Cambridge Ring環(huán)網(wǎng) ?1977，梅特卡夫與同事們共同申請了 Ether專利 ?1978，梅特卡夫研制的 Ether中繼器 Repeater獲得專利 ?1980， Xerox， Intel和 DEC合作，宣布 Ether 38 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 ?，在這些標準中前面的數(shù)字表示傳輸速度，單位是 “Mbps” ，最后的一個數(shù)字表示單段網(wǎng)線長度（基準單位是 100m）， Base表示 “ 基帶 ” 的意思， Broad代表 “ 帶寬 ” 。 CSMA/CD的發(fā)送流程可以概括為： ?先聽后發(fā) ( CS ) ?多路訪問 ( MA ) ?邊聽邊發(fā) ( CD ) ?沖突停止 ?延遲重發(fā) 比喻：黑屋子發(fā)言 41 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether結(jié)點 數(shù)據(jù)發(fā)送流程 42 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 載波偵聽過程 目的： 檢查是否已經(jīng)有結(jié)點利用總線在發(fā)送數(shù)據(jù) 43 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 沖突窗口的概念 當一個站將幀發(fā)出 后，最多需要等待 多長時間可以檢測 到是否發(fā)生沖突？ 在共享信道中兩個相距最遠 的站中， A站發(fā)出幀后，經(jīng)過 一個最大的延遲時間 τ可使該 信道中的所有站知道該站在 發(fā)送幀，而且最長還得經(jīng)過 一個延遲時間 τ，發(fā)送站才能 知道是否有其他站也在發(fā) 送，即是否發(fā)生了沖突。 隨機延遲重發(fā) CSMA/CD的 后退延遲算法 ： 截止二進制指數(shù)后退延遲算法 τ＝ 2k〃R〃a 其中： τ為結(jié)點重新發(fā)送需要的后退延遲時間， a為沖突窗口值， R為隨機數(shù) 。 如果重發(fā)次數(shù) n10，則取 k=n ； 如果重發(fā)次數(shù) n≥10 時，則 k取值為 10。 在到后退延遲時間之后，結(jié)點將重新判斷總線忙、閑狀態(tài)，重復(fù)發(fā)送流程 。 (Ether協(xié)議標準規(guī)定，幀的最大重發(fā)次數(shù)為 16) 47 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 2. Ether幀結(jié)構(gòu) 前導(dǎo)碼與幀前定界符字段 目的地址和源地址字段 類型字段 LLC數(shù)據(jù)字段 幀校驗字段 48 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether幀結(jié)構(gòu)的討論： 前導(dǎo)碼與幀前定界符字段 （接收同步） 前導(dǎo)碼： 7個字節(jié)， 10101010… 101010比特序列 (56位 ) 幀前定界符： 1字節(jié)， 10101011 目的地址和源地址字段 （接收結(jié)點地址和發(fā)送結(jié)點地址 —— MAC地址） 地址字段長度： 2個字節(jié)或 6個字節(jié) 目的地址類型： 單一結(jié)點地址（ unicast address） （目的地址首位為 0） 多點地址（ multicast address） （目的地址首位為 1） 廣播地址（ broadcast address） （目的地址全 1） 49 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether幀結(jié)構(gòu)的討論： 長度 /類型字段 表示網(wǎng)絡(luò)層使用的協(xié)議類型， 0x0800— IP協(xié)議； 0x8137—NetWare的 IXP協(xié)議。 LLC數(shù)據(jù)字段 LLC數(shù)據(jù)字段是幀的數(shù)據(jù)字段，長度最小為 46個字節(jié) ， 少于 46個字節(jié)，需要填充。 幀頭 18B（前導(dǎo)碼與幀前界定符不計入幀頭長度），幀的最小長度為 64字節(jié)，最大長度為 1518字節(jié) 。 校驗的范圍是：目的地址、源地址、類型、 LLC數(shù)據(jù)等字段 50 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 3. Ether 接收流程 51 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether實現(xiàn)方法 ?實現(xiàn)角度 ?功能角度 ?層次角度： MAC子層和物理層 52 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether網(wǎng)卡結(jié)構(gòu) 53 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether物理地址 Ether地址 → 網(wǎng)絡(luò)物理地址 → 物理網(wǎng)絡(luò)地址 。 54 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Ether物理地址的十六進制與二進制的表示方法 55 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器及其應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)分析器或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器是一種用來測試網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行狀態(tài)的設(shè)備 ； 當網(wǎng)絡(luò)分析器連接到被測試的網(wǎng)絡(luò)時，它能監(jiān)控特定的事件，并且報告諸如每秒平均接收幀數(shù)或平均幀長度等統(tǒng)計數(shù)據(jù)； 網(wǎng)絡(luò)分析器的另外一個重要的作用是對特定協(xié)議（ TCP/IP、 FTP、 HTTP）的解碼，它按照指定的協(xié)議規(guī)則加以解釋，然后將協(xié)議分析的結(jié)果顯示出來。 ?結(jié)點從環(huán)中撤出：前后結(jié)點連接，保持環(huán)完整性。 64 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 傳統(tǒng)共享式局域網(wǎng)的缺點 ?傳統(tǒng)的局域網(wǎng)技術(shù)是建立在 “ 共享介質(zhì) ” 的基礎(chǔ)上，典型的介質(zhì)訪問控制方法 是 CSMA/CD、 Token Ring、Token Bus； ?介質(zhì)訪問控制方法 用來保證每個結(jié)點都能夠 “ 公平 ”地使用公共傳輸介質(zhì)； ?每個結(jié)點平均能分配到的帶寬隨著結(jié)點數(shù)的不斷增加而急劇減少； ?網(wǎng)絡(luò)通信負荷加重時，沖突和重發(fā)現(xiàn)象將大量發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)效率將會下降，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲將會增長，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量將會下降。 66 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 交換式局域網(wǎng) — 基于硬件交換技術(shù) 并發(fā)連接； S = N 10Mb/s 共享式局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)的比較 67 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 快速以太網(wǎng) ?快速以太網(wǎng)的發(fā)展 ?Fast Ether的傳輸速率比普通 Ether快10倍，數(shù)據(jù)傳輸速率達到了 100Mb/s； ?Fast Ether保留著傳統(tǒng)的幀格式、介質(zhì)訪問控制方法與組網(wǎng)方法； ?每個比特的發(fā)送時間由 100ns降低到了 10ns； ?1995年 9月， IEEE 802委員會正式批準了 Fast Ether標準 IEEE 。 ?100 BASEFX 支持 2芯的多模或單模光纖 從結(jié)點到集線器的距離可以達到 2km 全雙工工作 70 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 千兆以太網(wǎng) ?千兆以太網(wǎng)是在以太網(wǎng)標準基礎(chǔ)之上的技術(shù)，且與快速以太網(wǎng)完全兼容，并利用了原以太網(wǎng)標準所規(guī)定的全部技術(shù)規(guī)范，其中包括 CSMA/CD協(xié)議、以太網(wǎng)幀、全雙工、流量控制以及 IEEE 。 71 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 Gigabit Ether的協(xié)議結(jié)構(gòu) （ IEEE ） 72 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 1000 BASET的 4種物理層標準 ?100 0BASET 支持 5類非屏蔽雙絞線 UTP， 距離可達 100m ?1000 BASECX 支持屏蔽雙絞線 STP， 距離可達 25m ?1000BASELX 支持單模光纖（波長 1300nm） ， 距離可以達到 3000m ?1000BASESX 支持多模光纖（波長 850nm） ， 距離可以達 300 550m 73 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 10Gbps Ether 由于原有以太網(wǎng)技術(shù)的突出優(yōu)點，但用于城域網(wǎng)骨干 /匯聚層所遇到的帶寬以及傳輸距離的限制，改進并擴展這一技術(shù)以適應(yīng)新的要求就成了一種迫切的要求，萬兆以太網(wǎng)技術(shù)就應(yīng)運而生了。 74 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 10Gbps Ether ?10Gbps Ether主要具有以下特點 ?10Gbps Ether的幀格式與 10Mbps、 100Mbps和 1Gbps Ether相同； ?10Gbps Ether保留了 Ether最小幀長度和最大幀長度的規(guī)定 ； ?10Gbps Ether的傳輸介質(zhì)只使用光纖； ?10Gbps Ether只工作在全雙工方式，因此不存在爭用問題 。 76 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 10Gb/s Ether的 幀發(fā)送與接收過程 77 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 交換式局域網(wǎng)的工作原理 交換式局域網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu) 78 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 局域網(wǎng)交換機的工作原理 結(jié)點 E 79 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 局域網(wǎng)交換機的技術(shù)特點 ?低交換延遲 ?支持不同的傳輸速率和工作模式 ?支持虛擬局域網(wǎng)服務(wù) 二層交換機 屬數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，可以識別數(shù)據(jù)包中的MAC地址信息，根據(jù) MAC地址進行轉(zhuǎn)發(fā)，并將這些 MAC地址與對應(yīng)的端口記錄在自己內(nèi)部的一個地址表中。它解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依賴路由器進行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。 以軟件方式實現(xiàn)對邏輯工作組的劃分與管理 。 一個邏輯工作組的結(jié)點可以分布在不同的物理網(wǎng)段上，但它們之間的通信就像在同一個物理網(wǎng)段 上一樣。 ?對于一個比較大的局域網(wǎng)絡(luò)，通常需要將其分段，可以使網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用更加靈活。 ?把用劃分交換機端口所構(gòu)成的子網(wǎng)稱作虛擬網(wǎng)(Virtual LAN)。 82 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 虛擬局域網(wǎng)的實現(xiàn)技術(shù) ?用交換機端口號定義虛擬局域網(wǎng) ?用 MAC地址定義虛擬局域網(wǎng) ?用網(wǎng)絡(luò)層地址定義虛擬局域網(wǎng) ?IP廣播組虛擬局域網(wǎng) 83 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 用交換機端 口號定義虛 擬局域網(wǎng)成員 84 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 虛擬局域網(wǎng)的實現(xiàn)技術(shù) ?虛擬局域網(wǎng)的優(yōu)點 ?方便網(wǎng)絡(luò)用戶管理，減少網(wǎng)絡(luò)管理開銷 ?提供更好的安全性 ?改善網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量 85 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 無線局域網(wǎng) （ WLAN） 無線局域網(wǎng)的應(yīng)用 ?作為傳統(tǒng)局域網(wǎng)的擴充 ?建筑物之間的互連 （無線網(wǎng)橋或路由） ?漫游訪問 ?特殊網(wǎng)絡(luò) (Ad hoc) Ad hoc網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的無線移動網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點不僅具有普通移動終端所需的功能，而且具有報文轉(zhuǎn)發(fā)能力。 88 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 紅外無線局域網(wǎng) ?紅外無線（ infrared radio,IR）是按視距方式傳播； ?紅外線頻譜是非常寬，可以提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速率； ?紅外局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸有三種基本技術(shù)： ?定向光束紅外傳輸技術(shù) ?全方位紅外傳輸技術(shù) ?漫反射紅外傳輸技術(shù) 89 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 擴頻無線局域網(wǎng) 1. 跳頻 通信 (frequence hopping spread spectum,FHSS ) IEEE 、科學(xué)與醫(yī)藥專用的 ISM頻段 。 90 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 (direct sequence spread spectrum,DSSS) 直接序列擴頻也使用 、科學(xué)與醫(yī)藥專用的 ISM頻段 。 系統(tǒng)實際發(fā)送的信號 d(t)是發(fā)送數(shù)據(jù) a(t)與偽隨機 碼 c(t)模二加的結(jié)果 。 92 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 協(xié)議功能說明 ? MAC子層又分成了兩個子層。 ?DCF使用 CSMA技術(shù)的爭用算法為所有的通信提供訪問控制，讓每個站通過爭用信道來獲得發(fā)送權(quán)。 PCF使用集中控制的訪問算法，用類似于輪詢的方式提供給各站發(fā)送權(quán)， ?提供了無爭用服務(wù)，避免產(chǎn)生沖突。也就是說，當某站要發(fā)送 MAC幀時，先要監(jiān)聽信道。否則必須等待，直到正在進行的傳輸完成后才能發(fā)送。 發(fā)送 站發(fā)送一幀之后，必須再等待一個短的時間 間隔 ，這各時間 間隔 叫 幀間 間隔。 ?沖突避免要求每一個發(fā)送結(jié)點在發(fā)送幀之前需要先偵聽信道。