第5章 介质访问控制子层讲述.ppt

计 算 机 网 络 第5章介质访问控制子层 了解：局域网与城域网的主要技术特点 了解：局域网拓扑结构的类型与特点 了解：IEEE 802参考模型与协议的基本概念 掌握：Ethernet局域网的基本工作原理 掌握：高速局域网、交换局域网与虚拟局域网 的基本工作原理 掌握：无线局域网的基本工作原理 掌握：网桥的基本工作原理 5.1 局域网与城域网基本概念 网络拓扑 传输介质 介质访问控制方法 5.1.2 局域网拓扑结构类型与特点 网络拓扑结构： 总线型 环型 星型结构 网络传输介质： 双绞线 同轴电缆 光纤 总线型拓扑构型 特点： 总线型局域网的介质访问控制方法采用的是“共享介质”方式； 所有结点都连接到一条作为公共传输介质的总线上； 总线传输介质通常采用同轴电缆或双绞线； 所有结点都可以通过总线传输介质以“广播”方式发送或接收数据，因此出现“冲突（collision）”是不可避免的；“冲突”会造成传输失败； 必须解决多个结点访问总线的介质访问控制（MAC， medium access control）问题。 总线结构与冲突 介质访问控制方法要解决以下几个问题： 该哪个结点发送数据？ 发送时会不会出现冲突？ 出现冲突怎么办？ 总线型拓扑的优点： 结构简单，实现容易； 易于扩展，可靠性较好。 环型拓扑构型 结点使用点—点线路连接，构成闭合的物理的环型结构； 环中数据沿着一个方向绕环逐站传输； 多个结点共享一条环通路； 环建立、维护、结点的插入与撤出。 星型拓扑构型 逻辑结构与物理结构的关系 交换局域网(switched LAN)的物理结构 5.1.3 传输介质类型与介质访问控制方法 局域网的传输介质类型 同轴电缆 双绞线 光纤 无线通信信道 讨论： 双绞线已能用于数据传输速率为100Mbps、1Gbps 的高速局域网中； 在局部范围内的中、高速局域网中使用双绞线，在远距离传输中使用光纤，在有移动结点的局域网中采用无线技术的趋势已经明朗。 数据链路层的两个子层 为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802 委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层： 逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层 媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层。 与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层，而 LLC 子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对 LLC 子层来说都是透明的 局域网对 LLC 子层是透明的  5.2 Ethernet局域网 5.2.1 Ethernet的发展 Ethernet的核心技术是CSMA/CD介质访问控制方法； 随机争用技术起源于夏威夷大学校园网ALOHA； 1972年，Xerox公司开始Ethernet实验网的研究； 1979年，Xerox公司宣布了Ethernet产品； 1980年，Xerox、DEC与Intel联合宣布Ethernet V2.0规范 ； 90年代，10Base-T标准使得Ethernet性能价格比大大提高； 目前，交换式Ethernet与最高速率为10Gb/s的高速Ethernet的出现，更确立了它在局域网中的主流地位。 5.2.2 Ethernet帧结构与帧发送、接收流程分析 1. Ethernet数据发送流程的分析 载波侦听过程 目的：检查是否已经有结点利用总 线在发送数据 冲突窗口的概念 争用期的长度 以太网取 51.2 ?s 为争用期的长度。 对于 10 Mb/s 以太网，在争用期内可发送512 bit，即 64 字节。 以太网在发送数据时，若前 64 字节没有发生冲突，则后续的数据就不会发生冲突。 冲突检测：比较法和编码违例判决法 二进制指数类型退避算法 (truncated binary exponential type) 发生碰撞的站在停止发送数据后，要推迟（退避）一个随机时间才能再发送数据。 确定基本退避时间，一般是取为争用期 2?。 定义重传次数 k ，k ? 10，即 k = Min[重传次数, 10] 从整数集合[0,1,…, (2k ?1)]中随机地取出一个数，记为 r。重传所需的时延就是 r 倍的基本退避时间。 当重传达 16 次仍不能成功时即丢弃该帧，并向高层报告。 随机延迟重发 截止二进制指数后退延迟算法 τ＝2k·R·a 其中：τ为结点重新发送需要的后退延迟时间，