5IEEE802模型与局域网NEW

安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院第第5 5章章 局域网与局域网与IEEE802IEEE802模型模型5.1 局域网技术局域网技术 5.2 以太网技术以太网技术5.3 高速以太网高速以太网5.4 交换式局域网交换式局域网5.5 无线局域网无线局域网安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院5.1 局域网技术局域网技术 5.1.1 局域网概述局域网概述 。覆盖范围较小，一般为。覆盖范围较小，一般为。覆盖范围较小，一般为。覆盖范围较小，一般为0.010.010.010.0110km10km10km10km；。数据传输率较高，一般为。数据传输率较高，一般为。数据传输率较高，一般为。数据传输率较高，一般为1010101010000Mbps10000Mbps10000Mbps10000Mbps；。出错率较低，一般。出错率较低，一般。出错率较低，一般。出错率较低，一般10101010-8-8-8-810101010-1l-1l-1l-1l;。拓扑结构多为总线形、环形和星形。拓扑结构多为总线形、环形和星形。拓扑结构多为总线形、环形和星形。拓扑结构多为总线形、环形和星形;。网内站点多采用共享介质的广播通信方式。网内站点多采用共享介质的广播通信方式。网内站点多采用共享介质的广播通信方式。网内站点多采用共享介质的广播通信方式;。局域网种类繁多，传输介质和接入方法多样；。局域网种类繁多，传输介质和接入方法多样；。局域网种类繁多，传输介质和接入方法多样；。局域网种类繁多，传输介质和接入方法多样；。网络流量具有突发性，负荷不均衡；。网络流量具有突发性，负荷不均衡；。网络流量具有突发性，负荷不均衡；。网络流量具有突发性，负荷不均衡；。任何两点间均有唯一通信路径，不需路由选择；。任何两点间均有唯一通信路径，不需路由选择；。任何两点间均有唯一通信路径，不需路由选择；。任何两点间均有唯一通信路径，不需路由选择；。不设网络层，寻址。不设网络层，寻址。不设网络层，寻址。不设网络层，寻址/流量控制等由数据链路层处理流量控制等由数据链路层处理流量控制等由数据链路层处理流量控制等由数据链路层处理;。协议设计简单，高层的功能可以由操作系统代替。协议设计简单，高层的功能可以由操作系统代替。协议设计简单，高层的功能可以由操作系统代替。协议设计简单，高层的功能可以由操作系统代替。安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院5.1.2 局域网的介质访问控制技术局域网的介质访问控制技术 局域网因采用共享介质完成通信，故其网内各站点局域网因采用共享介质完成通信，故其网内各站点局域网因采用共享介质完成通信，故其网内各站点局域网因采用共享介质完成通信，故其网内各站点需解决争用介质使用权问题，也即需解决多个站点的多需解决争用介质使用权问题，也即需解决多个站点的多需解决争用介质使用权问题，也即需解决多个站点的多需解决争用介质使用权问题，也即需解决多个站点的多个地址访问共有介质的控制问题。个地址访问共有介质的控制问题。个地址访问共有介质的控制问题。个地址访问共有介质的控制问题。在计算机网络中，多地址访问控制问题由多址访问在计算机网络中，多地址访问控制问题由多址访问在计算机网络中，多地址访问控制问题由多址访问在计算机网络中，多地址访问控制问题由多址访问控制协议解决，该种协议分动态和静态两类。控制协议解决，该种协议分动态和静态两类。控制协议解决，该种协议分动态和静态两类。控制协议解决，该种协议分动态和静态两类。1)1)1)1)静态多址访问控制协议静态多址访问控制协议静态多址访问控制协议静态多址访问控制协议 利用多路复用技术实现多址访问控制利用多路复用技术实现多址访问控制利用多路复用技术实现多址访问控制利用多路复用技术实现多址访问控制,各用户独享信道；各用户独享信道；各用户独享信道；各用户独享信道；2)2)2)2)动态多址访问控制协议动态多址访问控制协议动态多址访问控制协议动态多址访问控制协议 用户共享一个物理信道，利用竞争方式来使用传输介质。用户共享一个物理信道，利用竞争方式来使用传输介质。用户共享一个物理信道，利用竞争方式来使用传输介质。用户共享一个物理信道，利用竞争方式来使用传输介质。动态多址访问控制协议的控制策略动态多址访问控制协议的控制策略动态多址访问控制协议的控制策略动态多址访问控制协议的控制策略 a.a.a.a.冲突避免：冲突避免：冲突避免：冲突避免：无争用无争用无争用无争用(受控受控受控受控)方式方式方式方式_(_(_(_(令牌环网令牌环网令牌环网令牌环网)b.b.b.b.冲突解决：冲突解决：冲突解决：冲突解决：争用方式争用方式争用方式争用方式_(_(_(_(各节点争用介质使用权各节点争用介质使用权各节点争用介质使用权各节点争用介质使用权)安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院5.1.3 IEEE802IEEE802标准及模型标准及模型 IEEE802IEEE802IEEE802IEEE802标准是标准是标准是标准是IEEE802IEEE802IEEE802IEEE802委员会制定了一系列局域委员会制定了一系列局域委员会制定了一系列局域委员会制定了一系列局域网标准，针对局域网可采用多种传输媒介，且物理层网标准，针对局域网可采用多种传输媒介，且物理层网标准，针对局域网可采用多种传输媒介，且物理层网标准，针对局域网可采用多种传输媒介，且物理层的处理过程也十分复杂。故对其物理层又分为介质访的处理过程也十分复杂。故对其物理层又分为介质访的处理过程也十分复杂。故对其物理层又分为介质访的处理过程也十分复杂。故对其物理层又分为介质访问控制子层问控制子层问控制子层问控制子层MACMACMACMAC(Media Access Control)(Media Access Control)(Media Access Control)(Media Access Control)和逻辑链路子层和逻辑链路子层和逻辑链路子层和逻辑链路子层LLCLLCLLCLLC(Logical Link Control)(Logical Link Control)(Logical Link Control)(Logical Link Control)组成。组成。组成。组成。MACMACMACMAC子层用于描述与传输媒介有关的物理特性；子层用于描述与传输媒介有关的物理特性；子层用于描述与传输媒介有关的物理特性；子层用于描述与传输媒介有关的物理特性；。LLCLLCLLCLLC子层用于描述与传输媒介无关的物理特性。子层用于描述与传输媒介无关的物理特性。子层用于描述与传输媒介无关的物理特性。子层用于描述与传输媒介无关的物理特性。传输媒介传输媒介传输媒介传输媒介 物理层物理层物理层物理层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层传输媒介传输媒介传输媒介传输媒介物理层物理层物理层物理层MACMAC子层子层子层子层LLCLLC子层子层子层子层IEEE美国电气与电子工程师学会 安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院IEEE802.1IEEE802.1IEEE802.1IEEE802.1局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联;IEEE802.2IEEE802.2IEEE802.2IEEE802.2逻辑链路控制逻辑链路控制逻辑链路控制逻辑链路控制 LLC;LLC;LLC;LLC;IEEE802.3IEEE802.3IEEE802.3IEEE802.3CSMA/CD(CSMA/CD(CSMA/CD(CSMA/CD(载波监听多路访问载波监听多路访问载波监听多路访问载波监听多路访问/冲突检测冲突检测冲突检测冲突检测)访问方法和物理层规范访问方法和物理层规范访问方法和物理层规范访问方法和物理层规范;IEEE802.4IEEE802.4IEEE802.4IEEE802.4Token Passing BUSToken Passing BUSToken Passing BUSToken Passing BUS（令牌总线）（令牌总线）（令牌总线）（令牌总线）;IEEE802.5IEEE802.5IEEE802.5IEEE802.5Token RingToken RingToken RingToken Ring（令牌环）访问方法和物理层规范（令牌环）访问方法和物理层规范（令牌环）访问方法和物理层规范（令牌环）访问方法和物理层规范;IEEE802.6IEEE802.6IEEE802.6IEEE802.6城域网访问方法和物理层规范城域网访问方法和物理层规范城域网访问方法和物理层规范城域网访问方法和物理层规范;IEEE802.7IEEE802.7IEEE802.7IEEE802.7宽带技术咨询和物理层课题与建议实施宽带技术咨询和物理层课题与建议实施宽带技术咨询和物理层课题与建议实施宽带技术咨询和物理层课题与建议实施;IEEE802.8IEEE802.8IEEE802.8IEEE802.8光纤技术咨询和物理层课题光纤技术咨询和物理层课题光纤技术咨询和物理层课题光纤技术咨询和物理层课题;IEEE802.9IEEE802.9IEEE802.9IEEE802.9综合声音数据服务的访问方法和物理层规范综合声音数据服务的访问方法和物理层规范综合声音数据服务的访问方法和物理层规范综合声音数据服务的访问方法和物理层规范;IEEE802.10IEEE802.10IEEE802.10IEEE802.10安全与加密访问方法和物理层规范安全与加密访问方法和物理层规范安全与加密访问方法和物理层规范安全与加密访问方法和物理层规范;IEEE802.11IEEE802.11IEEE802.11IEEE802.11无线局域网访问方法和物理层规范无线局域网访问方法和物理层规范无线局域网访问方法和物理层规范无线局域网访问方法和物理层规范;IEEE802.12 IEEE802.12 IEEE802.12 IEEE802.12 100VG-AnyLAN100VG-AnyLAN100VG-AnyLAN100VG-AnyLAN快速局域网访问方法和物理层规范。快速局域网访问方法和物理层规范。快速局域网访问方法和物理层规范。快速局域网访问方法和物理层规范。1)8021)802标准系列标准系列安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院 75 75 75 75年由年由年由年由XeroxXeroxXeroxXerox研究中心推出。研究中心推出。研究中心推出。研究中心推出。80808080年年年年XeroxXeroxXeroxXerox、IntelIntelIntelIntel和和和和DECDECDECDEC公公公公司正式发布司正式发布司正式发布司正式发布Ethernet(Ethernet(Ethernet(Ethernet(以太网以太网以太网以太网)技术规范，规范定义以太网是技术规范，规范定义以太网是技术规范，规范定义以太网是技术规范，规范定义以太网是一种总线网，介质访问控制技术采用一种总线网，介质访问控制技术采用一种总线网，介质访问控制技术采用一种总线网，介质访问控制技术采用CSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD，广播方式通广播方式通广播方式通广播方式通信。信。信。信。83838383年年年年IEEEIEEEIEEEIEEE发布的发布的发布的发布的IEEE802IEEE802IEEE802IEEE802.3 3 3 3局域网技术规范与以太技术规局域网技术规范与以太技术规局域网技术规范与以太技术规局域网技术规范与以太技术规范一致，于是以太网技术规范成为第一个局域网技术规范。范一致，于是以太网技术规范成为第一个局域网技术规范。范一致，于是以太网技术规范成为第一个局域网技术规范。范一致，于是以太网技术规范成为第一个局域网技术规范。以太网的发展历程：以太网的发展历程：以太网的发展历程：以太网的发展历程：。1980198019801980年年年年IEEEIEEEIEEEIEEE成立成立成立成立802.3802.3802.3802.3工作组；工作组；工作组；工作组；。1983198319831983年第一个年第一个年第一个年第一个IEEE802.3IEEE802.3IEEE802.3IEEE802.3标准正式发布，标准正式发布，标准正式发布，标准正式发布，10M10M10M10M以太网基本成熟；以太网基本成熟；以太网基本成熟；以太网基本成熟；。1990199019901990年基于双绞线介质的年基于双绞线介质的年基于双绞线介质的年基于双绞线介质的10BASE-T10BASE-T10BASE-T10BASE-T标准发布，局域网交换机出标准发布，局域网交换机出标准发布，局域网交换机出标准发布，局域网交换机出 现，逐步淘汰共享式网桥（集线器）；现，逐步淘汰共享式网桥（集线器）；现，逐步淘汰共享式网桥（集线器）；现，逐步淘汰共享式网桥（集线器）；。1992199219921992年出现了年出现了年出现了年出现了100Mb/s100Mb/s100Mb/s100Mb/s快速以太网，通过快速以太网，通过快速以太网，通过快速以太网，通过IEEE802.3uIEEE802.3uIEEE802.3uIEEE802.3u标准；标准；标准；标准；。1997199719971997年年年年 1000Mb/s 1000Mb/s 1000Mb/s 1000Mb/s千兆以太网标准问世千兆以太网标准问世千兆以太网标准问世千兆以太网标准问世(IEEE802.3z/ab)(IEEE802.3z/ab)(IEEE802.3z/ab)(IEEE802.3z/ab)；。1998199819981998年年年年 10GE 10GE 10GE 10GE以太网工作组成立，以太网工作组成立，以太网工作组成立，以太网工作组成立，IEEE802.3aeIEEE802.3aeIEEE802.3aeIEEE802.3ae标准颁布。标准颁布。标准颁布。标准颁布。5.2 以太网技术以太网技术安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院 CSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD(Carrier Sense Mutiple Access Collision(Carrier Sense Mutiple Access Collision(Carrier Sense Mutiple Access Collision(Carrier Sense Mutiple Access Collision detect)detect)detect)detect)即即即即载波监听多路访问载波监听多路访问载波监听多路访问载波监听多路访问/冲突检测冲突检测冲突检测冲突检测机制，是一种争机制，是一种争机制，是一种争机制，是一种争用型的介质访问控制协议，它是目前以太网采用的数据用型的介质访问控制协议，它是目前以太网采用的数据用型的介质访问控制协议，它是目前以太网采用的数据用型的介质访问控制协议，它是目前以太网采用的数据传输控制技术。传输控制技术。传输控制技术。传输控制技术。CSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD的工作原理的工作原理的工作原理的工作原理 先听后发，边听边发，冲突停止，随机延迟重发。先听后发，边听边发，冲突停止，随机延迟重发。先听后发，边听边发，冲突停止，随机延迟重发。先听后发，边听边发，冲突停止，随机延迟重发。(1)(1)(1)(1)若媒体空闲，则传输，否则转若媒体空闲，则传输，否则转若媒体空闲，则传输，否则转若媒体空闲，则传输，否则转(2)(2)(2)(2)；(2)(2)(2)(2)若媒体忙，一直监听直到信道空闲，然后立即传输；若媒体忙，一直监听直到信道空闲，然后立即传输；若媒体忙，一直监听直到信道空闲，然后立即传输；若媒体忙，一直监听直到信道空闲，然后立即传输；(3)(3)(3)(3)若在传输中监听到干扰，则发干扰信号通知所有站点；若在传输中监听到干扰，则发干扰信号通知所有站点；若在传输中监听到干扰，则发干扰信号通知所有站点；若在传输中监听到干扰，则发干扰信号通知所有站点；(4)(4)(4)(4)等候一段时间，再次传输。等候一段时间，再次传输。等候一段时间，再次传输。等候一段时间，再次传输。5.2.1 CSMA/CDCSMA/CD协议协议安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院 侦听是欲发送数据节点进行的第一件工作，即在发侦听是欲发送数据节点进行的第一件工作，即在发侦听是欲发送数据节点进行的第一件工作，即在发侦听是欲发送数据节点进行的第一件工作，即在发 送前先检测信道上有无信号正在传送，如信道上无信号送前先检测信道上有无信号正在传送，如信道上无信号送前先检测信道上有无信号正在传送，如信道上无信号送前先检测信道上有无信号正在传送，如信道上无信号 站点就可以发送数据帧，即站点就可以发送数据帧，即站点就可以发送数据帧，即站点就可以发送数据帧，即“先听后发先听后发先听后发先听后发”。对于基带传输，以线路上有无脉冲波变化来判断有对于基带传输，以线路上有无脉冲波变化来判断有对于基带传输，以线路上有无脉冲波变化来判断有对于基带传输，以线路上有无脉冲波变化来判断有 无信号传输。对于宽带传输，以线路上有无载波信号来无信号传输。对于宽带传输，以线路上有无载波信号来无信号传输。对于宽带传输，以线路上有无载波信号来无信号传输。对于宽带传输，以线路上有无载波信号来 判断是否有信号传输；判断是否有信号传输；判断是否有信号传输；判断是否有信号传输；侦听方式侦听方式侦听方式侦听方式 。坚持型侦听方式；。坚持型侦听方式；。坚持型侦听方式；。坚持型侦听方式；。非坚持型侦听方式；。非坚持型侦听方式；。非坚持型侦听方式；。非坚持型侦听方式；上述侦听方式均需通过上述侦听方式均需通过上述侦听方式均需通过上述侦听方式均需通过CSMACSMACSMACSMA算法加以实现。算法加以实现。算法加以实现。算法加以实现。1)1)载波侦听多路访问载波侦听多路访问(CSMA)(CSMA)安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院2)CSMA2)CSMA算法算法(坚持与不坚持算法坚持与不坚持算法)对发送信道的侦听，采用坚持与不坚持两种算法来对发送信道的侦听，采用坚持与不坚持两种算法来对发送信道的侦听，采用坚持与不坚持两种算法来对发送信道的侦听，采用坚持与不坚持两种算法来完成数据的发送工作。坚持就是对发送信道一直保持监完成数据的发送工作。坚持就是对发送信道一直保持监完成数据的发送工作。坚持就是对发送信道一直保持监完成数据的发送工作。坚持就是对发送信道一直保持监听状态，不坚持就是利用一定随机时间发送。听状态，不坚持就是利用一定随机时间发送。听状态，不坚持就是利用一定随机时间发送。听状态，不坚持就是利用一定随机时间发送。1-1-1-1-坚持型坚持型坚持型坚持型CSMACSMACSMACSMA 特点：信道空，发送；忙则侦听，发现空闲立即发送特点：信道空，发送；忙则侦听，发现空闲立即发送特点：信道空，发送；忙则侦听，发现空闲立即发送特点：信道空，发送；忙则侦听，发现空闲立即发送;发生冲突时，等待一个随机时间，在发送发生冲突时，等待一个随机时间，在发送发生冲突时，等待一个随机时间，在发送发生冲突时，等待一个随机时间，在发送;P-P-P-P-坚持型坚持型坚持型坚持型CSMACSMACSMACSMA 特点：信道空，以特点：信道空，以特点：信道空，以特点：信道空，以P P P P的概率发送，信道忙，则以的概率发送，信道忙，则以的概率发送，信道忙，则以的概率发送，信道忙，则以1-P1-P1-P1-P的概率的概率的概率的概率 把该次发送推迟到下一个时隙；把该次发送推迟到下一个时隙；把该次发送推迟到下一个时隙；把该次发送推迟到下一个时隙；非坚持型非坚持型非坚持型非坚持型CSMACSMACSMACSMA 特点：信道空发送；忙不监听特点：信道空发送；忙不监听特点：信道空发送；忙不监听特点：信道空发送；忙不监听,等待一段随机时间在试；等待一段随机时间在试；等待一段随机时间在试；等待一段随机时间在试；安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院3)3)冲突检测冲突检测(CD-Collision Detection)(CD-Collision Detection)(1)(1)冲突冲突冲突冲突(碰撞碰撞碰撞碰撞)产生的原因产生的原因产生的原因产生的原因 两个及两个以上节点在监测信道时均发现信道空两个及两个以上节点在监测信道时均发现信道空两个及两个以上节点在监测信道时均发现信道空两个及两个以上节点在监测信道时均发现信道空 闲，这时各站点均把信号送入信道而引起冲突。闲，这时各站点均把信号送入信道而引起冲突。闲，这时各站点均把信号送入信道而引起冲突。闲，这时各站点均把信号送入信道而引起冲突。(2)(2)(2)(2)冲突检测冲突检测冲突检测冲突检测 检测方法：检测方法：检测方法：检测方法：把发送到信道的数据接收回来，与原发送数据进把发送到信道的数据接收回来，与原发送数据进把发送到信道的数据接收回来，与原发送数据进把发送到信道的数据接收回来，与原发送数据进 行比较，若不一致，表明有冲突发生。行比较，若不一致，表明有冲突发生。行比较，若不一致，表明有冲突发生。行比较，若不一致，表明有冲突发生。冲突解决冲突解决冲突解决冲突解决 检测有冲突后，发送端在发送完检测有冲突后，发送端在发送完检测有冲突后，发送端在发送完检测有冲突后，发送端在发送完64bit64bit64bit64bit同步信号同步信号同步信号同步信号 之后，停止发送，并发出之后，停止发送，并发出之后，停止发送，并发出之后，停止发送，并发出“冲突强制阻塞信号冲突强制阻塞信号冲突强制阻塞信号冲突强制阻塞信号”,”,”,”,请请请请所所所所 有站点暂停发送，以免网络瘫痪。有站点暂停发送，以免网络瘫痪。有站点暂停发送，以免网络瘫痪。有站点暂停发送，以免网络瘫痪。冲突强制阻塞信号时间。冲突强制阻塞信号时间。冲突强制阻塞信号时间。冲突强制阻塞信号时间64b+32b(1,064b+32b(1,064b+32b(1,064b+32b(1,0交替组成交替组成交替组成交替组成)安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院4)4)后退等待后退等待 冲突后，各站点采用时间退让冲突后，各站点采用时间退让冲突后，各站点采用时间退让冲突后，各站点采用时间退让(算法算法算法算法)方式完成发送，退方式完成发送，退方式完成发送，退方式完成发送，退让时间与等待时间和冲突历史有关，发生冲突的次数越多，让时间与等待时间和冲突历史有关，发生冲突的次数越多，让时间与等待时间和冲突历史有关，发生冲突的次数越多，让时间与等待时间和冲突历史有关，发生冲突的次数越多，再次的冲突可能性越大，则退让时间就应越长。再次的冲突可能性越大，则退让时间就应越长。再次的冲突可能性越大，则退让时间就应越长。再次的冲突可能性越大，则退让时间就应越长。退让时间：退让时间：退让时间：退让时间：t=R*2t=R*2t=R*2t=R*2 R0,2 R0,2 R0,2 R0,2N N N N-1-1-1-1；R R R R随机数；随机数；随机数；随机数；N N N N重发次数；重发次数；重发次数；重发次数；一般情况下，重传一般情况下，重传一般情况下，重传一般情况下，重传16161616次后，如仍发生冲突，放弃传输；次后，如仍发生冲突，放弃传输；次后，如仍发生冲突，放弃传输；次后，如仍发生冲突，放弃传输；5)5)接收处理接收处理 接收处理需完成效验工作，校验包含碎片校验、目的接收处理需完成效验工作，校验包含碎片校验、目的接收处理需完成效验工作，校验包含碎片校验、目的接收处理需完成效验工作，校验包含碎片校验、目的 地址校验和完整性校验。地址校验和完整性校验。地址校验和完整性校验。地址校验和完整性校验。碎片效验：。碎片效验：。碎片效验：。碎片效验：长度小于长度小于长度小于长度小于64646464字节字节字节字节(512(512(512(512位位位位)的帧为冲突碎片；的帧为冲突碎片；的帧为冲突碎片；的帧为冲突碎片；。目的地址校验：。目的地址校验：。目的地址校验：。目的地址校验：判断是否是本地地址。判断是否是本地地址。判断是否是本地地址。判断是否是本地地址。完整性校验：。完整性校验：。完整性校验：。完整性校验：是否畸形帧是否畸形帧是否畸形帧是否畸形帧(大于大于大于大于1518151815181518字节字节字节字节)、CRCRCRCR校验、定校验、定校验、定校验、定 界符不对（长度的界符不对（长度的界符不对（长度的界符不对（长度的8bit8bit8bit8bit的整数倍）的整数倍）的整数倍）的整数倍）;安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院5.2.2 IEEE IEEE802.3与与10Mb/sMb/s以太网以太网1)IEEE802.31)IEEE802.3标准的特点标准的特点 。总线结构，基带传输；。总线结构，基带传输；。总线结构，基带传输；。总线结构，基带传输；。传输介质为同轴电缆或双绞线；。传输介质为同轴电缆或双绞线；。传输介质为同轴电缆或双绞线；。传输介质为同轴电缆或双绞线；。采用。采用。采用。采用CSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD的的的的1-1-1-1-坚持坚持坚持坚持CSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD协议协议协议协议;。规定。规定。规定。规定MACMACMACMAC帧长度范围帧长度范围帧长度范围帧长度范围646464641518151815181518字节；字节；字节；字节；。要求按。要求按。要求按。要求按CSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD接收数据时，每个节点必须检测通接收数据时，每个节点必须检测通接收数据时，每个节点必须检测通接收数据时，每个节点必须检测通 过该节点的所有数据帧。过该节点的所有数据帧。过该节点的所有数据帧。过该节点的所有数据帧。帧长帧长帧长帧长1581158115811581，不进行，不进行，不进行，不进行CRCCRCCRCCRC校验；校验；校验；校验；太短太短太短太短64646464为碎片；为碎片；为碎片；为碎片；。冲突产生，采用截断二进制退避算法延迟。冲突产生，采用截断二进制退避算法延迟。冲突产生，采用截断二进制退避算法延迟。冲突产生，采用截断二进制退避算法延迟。安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院 有有DIXDIX和和IEEE802.3IEEE802.3两种格式，区别是两种格式，区别是IEEE802.3IEEE802.3格式格式是是16bit16bit长度字段、长度字段、DIXDIX是是16bit16bit类型字段。类型字段。IEEE802.3 IEEE802.3 IEEE802.3 IEEE802.3帧格式帧格式帧格式帧格式2)2)以太网的帧结构以太网的帧结构前导字段前导字段（7字节）字节）帧起始帧起始定界符定界符目的目的MAC地址地址源源MAC地址地址类型类型/长度长度数数 据据校校 验验 10101010 10101010 10101011 101010116 6字节字节字节字节6 6字节字节字节字节2 2字节字节字节字节4字节字节46-150046-1500字节字节字节字节FCSFCSFCSFCS 帧有效部分帧有效部分 由于由于TCP/IPTCP/IP的影响，使得以太网的的影响，使得以太网的LLCLLC层的作用已经层的作用已经不大，许多厂商的网卡仅具有不大，许多厂商的网卡仅具有MACMAC协议，而没有协议，而没有LLCLLC协议。协议。安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院3)3)以太网的组成以太网的组成 只有遵守只有遵守IEEEIEEE802.3的网络的网络(基带总线网基带总线网)才能真正才能真正地称为以太网，以太网由传输介质、收发器、网卡和地称为以太网，以太网由传输介质、收发器、网卡和计算机计算机(工作站工作站)组成。组成。最大站点数最大站点数10241024实际站数实际站数 100100计算机计算机计算机计算机计算机计算机计算机计算机收发器收发器网卡网卡500M终结器终结器终结器终结器安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院目前目前目前目前10Mb/s10Mb/s10Mb/s10Mb/s以太网有以下物理层标准以太网有以下物理层标准以太网有以下物理层标准以太网有以下物理层标准10Base-510Base-510Base-510Base-5标准，标准以太网，粗缆总线连接；标准，标准以太网，粗缆总线连接；标准，标准以太网，粗缆总线连接；标准，标准以太网，粗缆总线连接；10Base-210Base-210Base-210Base-2标准标准标准标准(IEEE802.3a)(IEEE802.3a)(IEEE802.3a)(IEEE802.3a)，细缆总线连接；，细缆总线连接；，细缆总线连接；，细缆总线连接；10Base-T10Base-T10Base-T10Base-T标准标准标准标准(IEEE802.3i)(IEEE802.3i)(IEEE802.3i)(IEEE802.3i)，UTPUTPUTPUTP双绞线星型连接双绞线星型连接双绞线星型连接双绞线星型连接;10Base-F10Base-F10Base-F10Base-F标准标准标准标准(IEEE802.3j)(IEEE802.3j)(IEEE802.3j)(IEEE802.3j)，光缆星型方式连接。，光缆星型方式连接。，光缆星型方式连接。，光缆星型方式连接。4)4)10Mb/s10Mb/s以太网以太网的物理层标准的物理层标准安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院5)IEEE802.35)IEEE802.3以太网体系结构以太网体系结构 为便于物理层功能实现，为便于物理层功能实现，IEEE802.3IEEE802.3进一步把物理层进一步把物理层分成了物理信令分成了物理信令(PLS)(PLS)和物理介质和物理介质(PMA)(PMA)两个子层。两个子层。物理信令子层物理信令子层(PLS)(PLS)负责向负责向MACMAC层提供服务、曼彻斯特的编码和解码、载波侦听；层提供服务、曼彻斯特的编码和解码、载波侦听；物理介质物理介质(PMA)(PMA)子层子层 负责向负责向PLSPLS层提供服务、冲突检测、超长控制、发层提供服务、冲突检测、超长控制、发/收串行比特收串行比特安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院介质相关接口PMAPLSMACLLC物理介质附件物理介质附件物理介质附件物理介质附件连接单元接口连接单元接口介质访问单元介质访问单元安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院5.3 高速以太网高速以太网安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院5.3.1 高速以太网的发展及特点高速以太网的发展及特点 以太网的出现，极大地推动着局域网应用的增长。以太网的出现，极大地推动着局域网应用的增长。以太网的出现，极大地推动着局域网应用的增长。以太网的出现，极大地推动着局域网应用的增长。从上世纪从上世纪从上世纪从上世纪90909090年代年代年代年代“信息高速公路信息高速公路信息高速公路信息高速公路”计划的推进计划的推进计划的推进计划的推进,以太网以太网以太网以太网技技技技 术开始向高速发展。术开始向高速发展。术开始向高速发展。术开始向高速发展。1993199319931993年年年年10101010月，月，月，月，100Mbps100Mbps100Mbps100Mbps的以太网产品问世；的以太网产品问世；的以太网产品问世；的以太网产品问世；。1996199619961996年夏，千兆以太网产品问世；年夏，千兆以太网产品问世；年夏，千兆以太网产品问世；年夏，千兆以太网产品问世；。1999199919991999年开始进军万千兆以太网。年开始进军万千兆以太网。年开始进军万千兆以太网。年开始进军万千兆以太网。以太网的高速化发展，使它不仅迅速取得局域网以太网的高速化发展，使它不仅迅速取得局域网以太网的高速化发展，使它不仅迅速取得局域网以太网的高速化发展，使它不仅迅速取得局域网 中垄断地位，也在城域网领域中的地位日渐突出。中垄断地位，也在城域网领域中的地位日渐突出。中垄断地位，也在城域网领域中的地位日渐突出。中垄断地位，也在城域网领域中的地位日渐突出。安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院(1)(1)(1)(1)高速传输介质技术：高速传输介质技术：高速传输介质技术：高速传输介质技术：UTP5UTP5UTP5UTP5技术及光纤性价比的提高使其得到广泛使用；技术及光纤性价比的提高使其得到广泛使用；技术及光纤性价比的提高使其得到广泛使用；技术及光纤性价比的提高使其得到广泛使用；(2)(2)(2)(2)交换技术：交换技术：交换技术：交换技术：交换式集线器的应用，使以太网的共享带宽变为交换式集线器的应用，使以太网的共享带宽变为交换式集线器的应用，使以太网的共享带宽变为交换式集线器的应用，使以太网的共享带宽变为 每个端口可独享带宽，使连接到各端口的站点的工每个端口可独享带宽，使连接到各端口的站点的工每个端口可独享带宽，使连接到各端口的站点的工每个端口可独享带宽，使连接到各端口的站点的工 作不受作不受作不受作不受CSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD约束。约束。约束。约束。(3)(3)(3)(3)全双工技术：全双工技术：全双工技术：全双工技术：采用全双工技术采用全双工技术采用全双工技术采用全双工技术,完全摆脱完全摆脱完全摆脱完全摆脱CSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD协议的限制，协议的限制，协议的限制，协议的限制，但还保留了但还保留了但还保留了但还保留了IEEE802.3IEEE802.3IEEE802.3IEEE802.3的的的的MACMACMACMAC帧结构、编址方式和最帧结构、编址方式和最帧结构、编址方式和最帧结构、编址方式和最 小小小小/最大帧长的规定，所以还称其为以太网。最大帧长的规定，所以还称其为以太网。最大帧长的规定，所以还称其为以太网。最大帧长的规定，所以还称其为以太网。(4)(4)(4)(4)编码技术：编码技术：编码技术：编码技术：高速以太网不再采用传统曼彻斯特编码，而采用高速以太网不再采用传统曼彻斯特编码，而采用高速以太网不再采用传统曼彻斯特编码，而采用高速以太网不再采用传统曼彻斯特编码，而采用 不归零制的特殊编码方式。不归零制的特殊编码方式。不归零制的特殊编码方式。不归零制的特殊编码方式。高速以太网的支持技术高速以太网的支持技术安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院 IEEE802.3u IEEE802.3u IEEE802.3u IEEE802.3u是为百兆以太网是为百兆以太网是为百兆以太网是为百兆以太网(快速以太网快速以太网快速以太网快速以太网)100Base-T)100Base-T)100Base-T)100Base-T做出的标准，其主要技术特点是：做出的标准，其主要技术特点是：做出的标准，其主要技术特点是：做出的标准，其主要技术特点是：。保留了。保留了。保留了。保留了MACMACMACMAC子层的子层的子层的子层的CSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD介质控制协议；介质控制协议；介质控制协议；介质控制协议；。把每个比特发送时间从。把每个比特发送时间从。把每个比特发送时间从。把每个比特发送时间从100ns100ns100ns100ns降低到降低到降低到降低到10ns10ns10ns10ns；。10M10M10M10M和和和和100M100M100M100M带宽上可自适应，可全双工方式工作；带宽上可自适应，可全双工方式工作；带宽上可自适应，可全双工方式工作；带宽上可自适应，可全双工方式工作；。采用简单不归零编码方式。采用简单不归零编码方式。采用简单不归零编码方式。采用简单不归零编码方式。100Base-T100Base-T100Base-T100Base-T的物理层标准的物理层标准的物理层标准的物理层标准 。100Base-T2100Base-T2100Base-T2100Base-T2：支持：支持：支持：支持2 2 2 2对对对对3 3 3 3类类类类UTPUTPUTPUTP，速率，速率，速率，速率100Mb/s100Mb/s100Mb/s100Mb/s，最大距离，最大距离，最大距离，最大距离100M;100M;100M;100M;。100Base-T4100Base-T4100Base-T4100Base-T4：支持：支持：支持：支持4 4 4 4对对对对3/4/5/5E3/4/5/5E3/4/5/5E3/4/5/5E类类类类UTPUTPUTPUTP线缆，其中线缆，其中线缆，其中线缆，其中3 3 3 3对用于数据对用于数据对用于数据对用于数据 传输，传输，传输，传输，1 1 1 1对用于冲突检测，速率对用于冲突检测，速率对用于冲突检测，速率对用于冲突检测，速率100Mb/s;100Mb/s;100Mb/s;100Mb/s;。100Base-TX100Base-TX100Base-TX100Base-TX：支持：支持：支持：支持2 2 2 2对对对对5 5 5 5类类类类UTPUTPUTPUTP；速率；速率；速率；速率100Mb/s;100Mb/s;100Mb/s;100Mb/s;介质长度介质长度介质长度介质长度100M;100M;100M;100M;。100Base-FX:100Base-FX:100Base-FX:100Base-FX:支持支持支持支持2 2 2 2条光纤，速率条光纤，速率条光纤，速率条光纤，速率100Mb/s100Mb/s100Mb/s100Mb/s，媒体段长度，媒体段长度，媒体段长度，媒体段长度100m100m100m100m。5.3.2 IEEE802.3uIEEE802.3u与与100Base-T100Base-T安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院5.3.3 千兆以太网千兆以太网 千兆位以太网与快速以太网的区别仅在于把每个比千兆位以太网与快速以太网的区别仅在于把每个比千兆位以太网与快速以太网的区别仅在于把每个比千兆位以太网与快速以太网的区别仅在于把每个比特的发送时间进一步降低到特的发送时间进一步降低到特的发送时间进一步降低到特的发送时间进一步降低到1ns1ns1ns1ns，且支持多种介质。，且支持多种介质。，且支持多种介质。，且支持多种介质。1)1)1)1)千兆以太网技术特点千兆以太网技术特点千兆以太网技术特点千兆以太网技术特点 允许以全双工允许以全双工允许以全双工允许以全双工/半双工两种方式工作；半双工两种方式工作；半双工两种方式工作；半双工两种方式工作；。半双工方式，使用。半双工方式，使用。半双工方式，使用。半双工方式，使用CSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD协议；协议；协议；协议；。全双工方式，交换机端口采用专用信道，收发同步。全双工方式，交换机端口采用专用信道，收发同步。全双工方式，交换机端口采用专用信道，收发同步。全双工方式，交换机端口采用专用信道，收发同步。使用使用使用使用IEEE802.3MACIEEE802.3MACIEEE802.3MACIEEE802.3MAC帧格式；帧格式；帧格式；帧格式；与与与与10Base-T10Base-T10Base-T10Base-T和和和和100Base-T100Base-T100Base-T100Base-T技术向后兼容；技术向后兼容；技术向后兼容；技术向后兼容；使用使用使用使用8B/10B8B/10B8B/10B8B/10B编码方式。编码方式。编码方式。编码方式。2)IEEE802.3z 2)IEEE802.3z 2)IEEE802.3z 2)IEEE802.3z和和和和IEEE802.3abIEEE802.3abIEEE802.3abIEEE802.3ab 。IEEE802.3zIEEE802.3zIEEE802.3zIEEE802.3z光纤介质千兆以太网标准规范；光纤介质千兆以太网标准规范；光纤介质千兆以太网标准规范；光纤介质千兆以太网标准规范；。IEEE802.3abIEEE802.3abIEEE802.3abIEEE802.3ab输距离输距离输距离输距离100100100100米，五类米，五类米，五类米，五类UTPUTPUTPUTP介质千兆以太介质千兆以太介质千兆以太介质千兆以太 网技术标准规范，需解决网技术标准规范，需解决网技术标准规范，需解决网技术标准规范，需解决5 5 5 5类类类类UTPUTPUTPUTP的串扰和衰减问题。的串扰和衰减问题。的串扰和衰减问题。的串扰和衰减问题。安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院 IEEE802.3zIEEE802.3zIEEE802.3zIEEE802.3z通过不久，万兆网研究启动。通过不久，万兆网研究启动。通过不久，万兆网研究启动。通过不久，万兆网研究启动。2002200220022002年年年年6 6 6 6月，月，月，月，万兆以太网标准出台万兆以太网标准出台万兆以太网标准出台万兆以太网标准出台(IEEE802.3ae)(IEEE802.3ae)(IEEE802.3ae)(IEEE802.3ae)。1)1)1)1)万兆以太网的特点万兆以太网的特点万兆以太网的特点万兆以太网的特点 只使用光纤作为传输介质，速率提高了只使用光纤作为传输介质，速率提高了只使用光纤作为传输介质，速率提高了只使用光纤作为传输介质，速率提高了10101010倍；倍；倍；倍；为适应广域网和城域网，可采用单模光纤为适应广域网和城域网，可采用单模光纤为适应广域网和城域网，可采用单模光纤为适应广域网和城域网，可采用单模光纤(40km);(40km);(40km);(40km);帧格式与帧格式与帧格式与帧格式与10Mbps10Mbps10Mbps10Mbps、100Mbps100Mbps100Mbps100Mbps和和和和1Gbps1Gbps1Gbps1Gbps完全相同，并保留完全相同，并保留完全相同，并保留完全相同，并保留 IEEE802.3 IEEE802.3 IEEE802.3 IEEE802.3标准规定的最小和最大帧长标准规定的最小和最大帧长标准规定的最小和最大帧长标准规定的最小和最大帧长;全双工方式，不使用全双工方式，不使用全双工方式，不使用全双工方式，不使用CSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD，无信道争用问题；，无信道争用问题；，无信道争用问题；，无信道争用问题；增加了广域网接口子层，可实现与增加了广域网接口子层，可实现与增加了广域网接口子层，可实现与增加了广域网接口子层，可实现与SDHSDHSDHSDH的无缝连接；的无缝连接；的无缝连接；的无缝连接；采用同一种核心技术，使得局采用同一种核心技术，使得局采用同一种核心技术，使得局采用同一种核心技术，使得局/城城城城/广域网避免了协议广域网避免了协议广域网避免了协议广域网避免了协议 转换，实现了无缝连接；转换，实现了无缝连接；转换，实现了无缝连接；转换，实现了无缝连接；采用采用采用采用64B/66B64B/66B64B/66B64B/66B的线