现代通信技术课程6.pptx

3、 MAC与交换机原理 2.1 交换机原理基础 2.2 局域网MAC协议 2.3 传感网MAC协议;本堂内容;有线局域网;载波侦听多路访问协议CSMA ;每个站在发送前，先侦听信道，如信道正忙，则等待并持续侦听，一旦信道空闲，立即发送，即发送的概率为1；如冲突，则延时一随机时隙数后，重新发送。 ;每个站在发送前，先侦听信道，如信道正忙，则不再继续侦听，而是延时一随机时隙数后，再侦听信道。 ;p–持续CSMA（p-persistent CSMA）;CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）带冲突检测的载波侦听多路访问 ;传播时延对载波侦听的影响;CSMA/CD的要点;最短帧长公式 当最短帧长固定时网速与最长线路长度的关系 网速与线路长度上限成反比关系 ;冲突的检测;以太网MAC子层协议;目的地址和源地址都允许为2字节或6字节，在10M bps的基带以太网中是6字节 目的地址最高位为0：普通地址 1：多点发送（多播,Multicast） 目的地址全1：广播发送（Broadcast） 目的地址次高位(第46位)用来标识局部地址还是全局地址。 ;在6个字节（共48位）的地址中有46位用于地址的指定，即有246＝7.03687x1013个地址 网卡地址是一个IEEE分配的全球唯一的地址 如：44-45-53-54-00-00 ;帧结构字段说明;数据字段长度和校验和 ;帧结构字段说明;为保证帧的最短长度为64个字节 即：在数据字段长度为0时 两个地址（12字节）+ 长度（2个字节）+ 填充字节+校验和（4个字节）= 64 18字节+ 填充字节 = 64 填充字节 = 46 所以填充字节为：0 ~ 46字节 ;为什么帧的最短长度为64个字节 ;发送方在检测到冲突后，双方（或多方）都将延时一段时间，所谓一段时间到底是多长?;二进制指数后退算法举例;二进制指数后退算法举例;高速局域网 ;FDDI;FDDI基本特性;结构简单，兼容性好，价格相对低廉 ;Fast Ethernet型号;千兆以太网的标准是802.3z，直到1998年6月才公布 以太网最根本的特征是采用CSMA/CD机制。 ;半双工模式 为进行冲突检测，最小帧的传输时间必须大于最长距离的信号往返传播时间，唯一的办法是将增加时隙长度，千兆以太网采用的是载波扩展技术，即将时隙增加到4096比特（512字节），但并不增加最小帧的长度——半双工模式 即由硬件将64字节的帧自动扩充到512字节。 全双工模式(缺省模式) 所有线路都有缓存能力 发送方在发送之前不需要检测信道是否忙，因为竞争不能发生，这样发送方可以自由地发送数据 ;无线局域网;802.11定义了两种组网模式 Ad-Hoc 模式 Infrastructure 模式 基本服务集合 BSS 扩展服务集合 ESS ;Ad-Hoc模式;Ad-Hoc 模式 Infrastructure 模式 基本服务集合 BSS 扩展服务集合 ESS ;基本服务集BSS;扩展服务集ESS;ESS：Extended Service Set 扩展服务集合 由多个BSS通过一个分布式系统DS（Distribution System）互联而成，就像一个逻辑上的局域网 一般来说，DS是一个有线主干局域网，通常表现为以太网 BSS之间的通信将通过DS实现，BSS在LLC子层上相统一，至此，一个移动主机可以漫游在不同的BSS之间 ;802.11：制定于1997年 802.11a：制定于1999年 802.11b：制定于1999年 802.11g：制定于2001年 ;802.11物理层;802.11a的物理层;802.11的MAC层协议栈;DCF模型中每个站点都是相互独立的，没有主从关系，如同在Ethernet中一样，必须通过竞争获得信道。 DCF采用CSMA/CA，即带冲突避让的载波多路侦听CSMA/CA：CSMA with Collision Avoidance 无线局域网为什么不能使用CSMA/CD? CSMA/CD要求每个站点在发送数据的同时还必须不间断地检测信道，而在无线局域网的设备中要实现这个功能花费过大 即使发送端能够实现碰撞检测，在接收端仍可能发生碰撞 ;每个移动主机的发射功率有限，其发出的信号只能使一定半径范围内的主机能够检测到，从而存在两种错误的判断 ;A发送报文给B，但因C在A的信号范围之外，C没有察觉A的发射信号，如果C同时也发报文给B，则会干扰B对A信号的接收。这个问题称为隐藏站点问题。 （Tnbm P226 Fig. 4-11a）——A对C来