第四章 局域网(2)

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,第四章 局域网,(2),4）局域网的介质访问控制方法,介质访问控制方法：连到网络上的所有设备必须遵循一定的规则，才能确保传输介质的正常访问和使用。,常用的介质访问控制方法有：,冲突检测的载波监听多路访问（,CSMA/CD）,控制令牌（,Control Token）,时槽环（,Slotted Ring,）,控制令牌（,Control Token）,控制令牌方法除了用于环形网拓扑结构（即令牌环）之外,也可以用于总线形拓扑结构（即令牌总线）,时槽环（,Slotted Ring,）,时槽环只用于环形网的介质控制访问。,对每个节点预先安排一个特定的时间段（即时槽段），每个节点只能在时槽内传输数据。若数据较长，可用多个时槽来传输。,时槽环（,Slotted Ring,）,由监控站起动环，产生若干个固定长度的时槽。时槽不停地绕环从一个站点传递到另一个站点。当一个站点收到时槽时，由该站点的接口阅读后再将其转发到下一个站点，如此一直循环下去。每个时槽能携带一个固定长度的信息帧。,第五节 以太网技术,学习目标,了解以太网标准,掌握,10M,以太网组网技术,了解高速以太网,重点,/,难点,以太网组网技术,一、以太网标准,IEEE802.3,（,Ethernet,）物理层标准主要有：,10BASE-5,、,10BASE-2,、,10BASE-T,。（传统以太网）,IEEE802.3u,（,Fast Ethernet,快速以太网）物理层标准主要有：,100BASE-TX,、,100BASE-T4,和,100BASE-FX,。,CSMA/CD,的帧格式,PA,（前导码）,：帧同步序列。,SFD,（帧定界符）,：表示一个有效帧的开始。,DA,，,SA,（目的地址，源地址）,：表示分别目的节点和源节点,(,发送节点,),地址。可以选择,16,位或,48,位地址长度，但这两个地址长度必须保持一致。,DA,可以是单地址、多播地址（最高位为,1,）或广播地址,(,全,1),；而,SA,必须是单地址,FL,（帧长度）,：以字节为单位来表示,PDU,数据的实际长度。,PDU,（协议数据单元）,：表示要传送的,LLC,层数据，,LLC,层数据应是一个字节序列，最大数据长度为,1500,个字节。,PAD,（填充）：,MAC,帧要求有最小帧长限制，最小帧长为,64,个字节，如果实际的,PDU,数据长度小于,64,个字节，必须在,PAD,字段上填充若干字节的,0,，使,PDU,和,PAD,字段的总长度不小于,64,个字节,FCS,（帧校验序列）：,采用,32,位,CRC,校验。,二、传统以太网技术,传统以太网的技术特点,1).,采用基带传输技术。,2).,采用的标准是,IEEE802.3,，使用,CSMA/CD,介质访问控制方法。,3).,基于总线型的广播式网络，网络上的所有站点共享传输介质和带宽。,4).,支持的传输介质类型有,50,基带同轴电缆、双绞线和光纤。以太网的拓扑结构主要是总线型和星型。,5).,具有多种标准，它们支持不同的传输速率（,10Mbps,、,100Mbps,和,1000Mbps,），最高可达,1Gbps,。以太网的数据帧长可变，长度为,64,1518B,。,6).,以太网技术成熟，价格低廉，易构建、易扩展、易维护、易管理。,传统以太网的组网方式,传统以太网有多种组网方式，形成了以太网的多个标准，最常用的有,10Base-2,、,10Base-5,、,10Base-T,。,1,、,10BASE-5,标准（粗缆以太网）：标准中的数字,10,表示传输速率为,10Mbps,；,“,BASE,”,表示电缆上传输的信号是基带信号；,“,5,”,表示每一段电缆的最大长度是,500m,。它是最早的以太网产品，现在已不多见。,连接方式：工作站通过,AUI,接口、收发器电缆和收发器与总线相联。,组网要求：,最大网段数目：,5,个，最多使用,4,个中继器（转发器），其中,3,个网段可以连接工作节点；,最大网段长度为,500,米，每段最大节点数为,100,个，最大网络节点数目为,300,个，节点间（两收发器之间）最小距离,2.5,米；,最大网络长度：,2500,米。,转发器的点到点链路的总长度不能超过,1000,米。,2,、细缆以太网（,10BASE-2,）,10Base-2,网络以细同轴电缆作为传输介质，采用总线结构。,在,10Base-2,标准中的,10,代表网络的最大数据传输率为,10Mbps,；,Base,代表采用的是基带传输技术；,2,代表网络的最大网段长为,200 m,（实际上是,185m,）。以总线形进行布线。,10Base-2,网络简单，便于使用，价格比较低。,主要性能指标：,最大网段数目：,5,个，最多使用,4,个中继器（转发器），其中,3,个可连接工作节点；,最大网段长度为,185,米，每段最大节点数为,30,个，最大网络节点数目为,90,个，节点间最小距离,0.5,米；,最大网络长度：,925,米。,优点：造价低廉，安装容易，性能价格比较高。,缺点：电缆连接故障率较高，且不易查找（建议尽量购买预制好的电缆）,3.10Base-T,网络（,双绞线以太网,）,1991,年，,IEEE802.3,标准中增加了,10Base-T,网络类型，是,IEEE802.3,标准的扩充。该网络采用星型拓扑结构，最大数据传输率为,10Mbps,；采用基带传输技术，用,3,类或,5,类双绞线（通常为无屏蔽双绞线）作为传输介质。,10Base-T,使用双绞线通过,RJ-45,型接头将集线器（,Hub,）和计算机连接起来。,三、高速以太网技术,1,、高速以太网的概念,传输速率在,100Mbps,或,100Mbps,以上的以太网称为高速以太网。,它保留了传统的,10Mbps,速率以太网的所有特征，即相同的数据格式、相同的介质访问控制方法,CSMA/CD,和相同的组网方法。,2,、,100M,以太网的组网技术,采用星型拓扑结构，包含三种介质选项：,100BASE-TX,、,100BASE-FX,和,100BASE-T4,。,3.1000M,以太网组网技术,千兆以太网又称吉比特以太网,编码方式为,8B/10B,。将一组连续的,8,位数据分解成两组数据，一组,3,位，一组,5,位，经过编码后分别成为一组,4,位的代码和一组,6,位的代码，从而组成一组,10,位的数据发送出去。,用于平衡高速传输的比特流中,1,和,0,的数量。,千兆网使用的传输介质主要是,光纤,（,1000Base-LX,和,1000Base-SX,），当然也可以使用,双绞线,（,1000Base-CX,和,1000Base-T,）。,组网时，千兆网通常连接核心服务器和高速局域网交换机，以作为高速以太网的主干网,4.10G,以太网,万兆位以太网标准,802.3ae,。,10Gbps,以太网也称为,10,吉比特以太网。,只支持双工模式，而不支持单工模式；,使用的媒体只能是,光纤,；,使用,64B/66B,和,8B/10B,两种编码方式等。,10,吉比特以太网还有一个重要的改进，即它具有支持局域网和广域网接口，且其有效距离可达,40km,。,四、,FDDI,网络,光纤分布数据接口,(Fiber Distributed Data Interface,，,FDDI),标准是在,20,世纪,80,年代开发的，它提供了快于以太网或令牌环的高速数据通信，数据吞吐率为,100 Mb/s,。,FDDI,在单一光纤线缆段上支持,50,个节点，最终的传输能力是每秒传输,450 000,个帧，这个速率是以太网的,30,倍,(,以太网的最大传输速率是每秒传输,15000,个帧,),。,FDDI,支持由音频、视频和实时应用组成的网络通信。,是一种高性能的,令牌环局域网,。,FDDI,采用双环结构，数据传输具有冗余度，这种冗余带来了很强的可靠性。其中一个环被定义为信息传输的主路由，另一个环则为被传输的数据提供备份路由。当主环出现故障时，次环变为主环。在次环上运行的数据与主环上运行的数据方向相反。,如果在,FDDI,主环上发生故障，线缆的逻辑体系结构则提供绕接功能，信号被导向备份路由，由此曲折迂回形成一个单环。,FDDI,物理层的,4B/5B,编码,FDDI,采用,4B/5B,编码，即将,4,bit,转换为,5,bit,，再对,5,bit,编码，这样做的原因有二：,降低硬件实现的难度与成本。,曼彻斯特编码每位中间都有跳变，使得码元速率比比特率提高,1,倍，增加了硬件实现的难度。,FDDI,采用反向不归零编码,NRZI,，即代码“,1”,在媒体上出现跳变，代码“,0”,不跳变。,同步时时钟提取的需要,当连续传送多个“,0”,时，无法提取同步时钟信号。,（,1,）,4B/5B,编码原理,两步：首先将,4,bit,转换为,5,bit,，使得转换后的,5,bit,中使用有,2,个“,1”,，再对,5,bit,码编。,（,2,）,5,bit,和,4,bit,码的对应关系。,5,bit,代表符号,4,bit,5,bit,代表符号,4,bit,11110,01001,10100,10101,01010,01011,01110,01111,0,1,2,3,4,5,6,7,0000,0001,0010,0011,0100,0101,0110,0111,10010,10011,10110,10111,11010,11011,11100,11101,8,9,A,B,C,D,E,F,1000,1001,1010,1011,1100,1101,1110,1111,图,3.18FDDI,的,4B/5B,对应表,FDDI,的,MAC,帧格式,PA,：,帧前导码，用于和节点的局部时钟保持同步。,SD,：,帧起始定界符，用于标志帧有效信息的开始。,FC,：,帧控制，由,8,位组成，其格式为,CLFFZZZZ,，用于指明帧类型有关特征。其中，,C,指示数据帧是同步帧还是异步帧；,L,指示地址字段使用的是,16,位地址还是,48,位地址；,FF,定义了四种帧类型：令牌帧、数据帧、,MAC,帧和站管理帧；,ZZZZ,则根据不同帧类型来取值，如令牌帧取值为,0,，而其它类型的帧则用来定义子帧类型。,DA,、,SA,：目的地址、源地址。,INFO,：要传送的,LLC,层数据。,FCS,：,帧校验序列，采用,32,位循环冗余校验码,(CRC),。,ED,：,帧结束定界符。,FS,：,帧状态，用于指示检错、识别地址以及帧复制等状态。,物理层规范,FDDI,物理层由两个物理子层组成：,物理介质相关,PMD(Physical Medium Dependent),子层和,物理协议,PHY(Physical Layer),子层。,PMD,子层定义了所使用的传输介质以及连接设备的技术特性。,PHY,子层定义了如下功能：信号的编码与译码、符号定义、时钟机制、弹性缓冲器、可靠性规范等。,第七节 无线局域网,学习目标,掌握无线局域网的概念,了解无线局域网的标准和实现技术,重点,/,难点,无线式局域网的概念,为什么需要无线局域网？,有线网络所存在的使用限制：,具有空旷场地的建筑物内；,具有复杂周围环境的制造业工厂、货物仓库内；,机场、车站、码头、股票交易场所等一些用户频繁移动的公共场所内；,缺少网络电缆而又不能打洞布线的历史建筑物内；,受自然条件影响而无法实施布线的环境，如存在河道；,在一些需要临时增设网络节点的场合，如体育比赛场地、展示会等,无线局域网的应用走上前台。,无线局域网,(Wireless Local Area Network,，,),就是指采用无线传输介质的局域网，简称,WLAN,。,无线局域网的标准,20,世纪,80,年代末以来，由于移动通信技术的发展，无线局域网开始进入市场。无线局域网可提供移动接入功能，这种接入方式不仅可以节省铺设线缆的投资，而且组网快捷、灵活、节省空间。,IEEE802,委员会