第18章以太网祥解.ppt

前 言 局域网的特点 局域网是一个覆盖地理范围相对较小的高速容错网络，包括工作站、计算机、打印机和其他设备局域网。协议在OSI七层模型的物理层和数据链路层之间发挥作用。 介质访问方法 局域网协议访问物理网络介质有两种方法 1 、载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD,carrier sense multiple access collision detect) ，网络设备争用物理介质，以太网就是使用该机制； 2 、令牌传送Token Passing ，网络设备只允许令牌持有者访问物理介质，令牌环网络和FDDI网络就是使用该方法。 数据传输形式 a.单播unicast：数据包从源节点发送到目的节点，用目的节点的地址为数据包编址，将数据包发送到网络上，由网络将数据包最终传送到目的节点。 b.多播multicast：由单一数据包组成，被复制后发送到网络上某些特定的节点：源节点用多播传输的地址为数据包编址，然后将其发送到网络上，数据包在网络上得到复制并被传送到多播地址指定的节点上去。 c.广播broadcast：由单一数据包组成，被复制后发送到网络上所有节点。方式类似于多播。 局域网设备 1、中继器repeater： 物理层设备，信号放大功能，可以将若干段电缆作为一段独立的电缆来看待； 2、集线器hub ：一种连接多个用户节点的物理层设备； 3、网桥：二层设备，能控制数据流量、处理传输错误、提供物理编址、管理物理介质的访问； 4、交换机：用硬件实现交换，速度快，功能类似于网桥。 以太网概述 以太网(Ethernet)是一种计算机局域网组网技术。IEEE制定的IEEE 802.3标准给出了以太网的技术标准。它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。以太网是当前应用最普遍的局域网技术。它很大程度上取代了其他局域网标准，如令牌环网、FDDI和ARCNET。 以太网概述 1980年2月（美国）电气电子工程师学会（IEEE）成立了专门负责制定局域网络标准的IEEE 802委员会。该委员会开始研究一系列局域网（LAN）和城域网（MAN）标准，这些标准统称为IEEE 802标准。其中，IEEE 802.3对于基于总线型的局域网进行了规定（实际上IEEE 802.3标准的制定过程中参考、借鉴了很多已经实现的以太网技术）。 　　 以太网特征 以太网具有的一般特征概述如下： 共享媒体：所有网络设备依次使用同一通信媒体。 广播域：需要传输的帧被发送到所有节点，但只有寻址到的节点才会接收到帧。 CSMA/CD：以太网中利用载波监听多路访问/冲突检测方法（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）以防止多节点同时发送。 MAC 地址：媒体访问控制层的所有 Ethernet 网络接口卡（NIC）都采用48位网络地址。这种地址全球唯一。 Ethernet 组成 Ethernet 基本网络组成： 共享媒体和电缆：双绞线，同轴细缆，同轴粗缆，光纤； 转发器或集线器； 网桥； 交换机。 Ethernet地址 　　 为了标识以太网上的每台主机，需 要给每台主机上的网络适配器分配一个 唯一的通信地址，即Ethernet地址或称 为网卡的物理地址、MAC地址。　　 Ethernet地址 IEEE负责为每个网络适配器或者网络设备制造厂商分配一个唯一的厂商代码，各厂商为自己生产的每块网络适配器分配一个唯一的Ethernet地址。每块网卡的Ethernet地址就是这两者的结合，所以每块网卡拥有自己唯一的地址。 Ethernet地址 以太网的工作原理 CSMA/CD 以太网采用带冲突检测的载波帧听多路访问（CSMA/CD）机制。以太网中节点都可以看到在网络中发送的所有信息，因此，我们说以太网是一种广播网络。 CSMA/CD CSMA/CD过程： 当以太网中的一台主机要传输数据时，它将按如下步骤进行： 1、帧听信道上是否有信号在传输：如果有的话，表明信道处于忙状态，就继续帧听 ，直到信道空闲为止； 2、若没有帧听到任何信号，就传输数据； 3、传输的时候继续帧听，如发现冲突则执行退避算法，随机等待一段时间后，重新 执行步骤1（当冲突发生时，涉及冲突的计算机会发送一个拥塞序列，以警告所有的 节点）； 4、若未发现冲突则发送成功，计算机会返回到帧听信道状态。 CSMA/CD流程简图 以太网的帧结构 以太网的数据单元称为帧，在帧中使用MAC地址来标记发送方和接收方。发送方在发送数据时，将接收方的MAC地址和本方的MAC地址封装在帧