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第五章 局域网 5.1 介质访问控制 5.1.1 ALOHA协议 5.1.2 CSMA协议 5.1.3 CSMA/CD协议 5.2 以太网和IEEE 802.3 5.2.1物理层标准 5.2.2 MAC协议 5.2.3性能分析 5.3 令牌环网和IEEE802.5 5.3.1 MAC协议 5.3.2管理与维护 5.3.3性能分析 5.4 网桥 5.4.1 透明桥 5.4.2 源选径桥 以太网拓扑结构 以太网和IEEE 802.3 以太网发展历史 University of Hawaii 的ALOHA 网络 Xerox 的 2.94M 以太网（1973） Xerox, DEC and Intel 的 10M 以太网（DIX 标准）（1980 Ver1；1982 Ver2 ） IEEE 802.3 标准 （1985） IEEE 802.3u 100Mbps Fast Ethernet 标准(1995) IEEE 802.3z Gigabit Ethernet 标准（1998） IEEE 802.3ab Gigabit Ethernet 标准（1999） IEEE802(ISO 8802)标准之间的关系 IEEE 802 family OSI模型与IEEE802模型的对应关系 LLC协议PDU格式 5.1.1 ALOHA协议（1） ALOHA协议是70年代在夏威夷大学由Norman Abramson及其同事发明的，目的是为了解决地面无线电广播信道的争用问题。 ALOHA协议分为 纯ALOHA：有数据就发，发完监听，若冲突就等待随机时间重发，信道最大利用率18%（1/2e）。 分槽ALOHA：将信道使用时间划分为时间间隔(帧长)，站点在时槽开始处发送，信道最大利用率：36%（1/e） 适用于任何无协调关系的多用户竞争单信道使用权的系统发送前不进行载波侦听。 5.1.2 CSMA协议 在ALOHA协议中，各站点在发送数据时从不考虑其它站点是否已经在发送数据，这样当然会引起许多冲突。 对于站点在发送数据前进行载波侦听，然后再采取相应动作的协议，人们称其为载波侦听多路访问CSMA(Carrier Sense Multiple Access)协议。 CSMA协议有多种形式 1-坚持CSMA：先听后说，若忙，继续监听，直到闲。 非坚持CSMA：先听后说，若忙，等待随机时间监听。 P坚持CSMA：分槽ALOHA的扩展，若闲，以概率p发送。 5.1.3 CSMA/CD协议 某站点想要发送数据，它首先侦听信道，如果信道空闲，立即发送数据并进行冲突检测；如果信道忙，继续侦听信道，直到信道变为空闲立即发送数据并进行冲突检测。如果站点在发送数据过程中检测到冲突，立即停止发送数据并向总线发一串阻塞信号，以增强冲突，然后等待一随机长的时间，重新侦听信道。 以太网和IEEE802.3就是使用CSMA/CD（Collision Detection）协议。 冲突窗口 CSMA/CD的发展过程 5.2.1物理层标准 10BASE-5物理层标准 10BASE-2物理层 10BASE-2 IEEE802.3的组成示意图 10BASE-T物理层 曼彻斯特编码 IEEE802.3 的三种接线方式 10BASE-2连接示意图 10BASE-T连接示意图 10BASE-5和10BASE-2 10BASE-T以太网 用集线器连网 5.2.2 MAC协议 802.3帧格式（1） Preamble(前导符)： 7个Bytes该字段的曼彻斯特编码产生10MHz，持续时间为 5.6?s，以便接收方和发送的时钟进行同步。 起始符标志着一帧的开始。 目的地址：6字节(可表示100万亿个以上地址) Unicast Address： 最高位为0 Multicast Address： 最高位为1 Broadcast Address： 全 1 源地址： 6字节 Unicast Address： 最高位为0 802.3帧格式（2） Length(长度)：2字节 Data(用户数据)：0～1500 Bytes PAD(填充字段)：0～46 Bytes 保证冲突在数据发送期间可以检测到； 随着网络速度的提高，必须相应地增大最小帧长度或是缩小电缆最大长度。 CRC(Cyclic Redundancy Check)校验码： 32位 生成多项式为：G(X)=X32+X26+X23+X22+X16 +X11+X10 +X8+X7 +X5+X4+X2+X+1。 校验范围为：目的地址、源地址、长度、数据和PAD。 CRC校验 相关参数 冲突窗口（冲突时间片） Contention Time(Slot) = 2* 电缆传播延迟 二进制指数回退