51CTO下载-第5章：介质访问控制子层.ppt

计算机网络（第2版） 吴功宜 编著 第5章 介质访问控制子层 本章学习要求： 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 5.1.1 决定局域网与城域网性能的三要素 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。 ze 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。 介质访问控制方法: 带有冲突检测的载波侦听多路访问CSMA/CD 令牌总线 token bus 令牌环 token ring 5.1.4 IEEE 802参考模型 IEEE 802 标准所描述的局域网参考模型与OSI参考模型的关系 ： IEEE 802委员会为局域网制定了一系列标准，它们统称为IEEE 802标准； IEEE 802标准之间的关系： 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 CSMA/CD的发送流程可以概括为： 先听后发 边听边发 冲突停止 延迟重发 Ethernet结点数据发送流程 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 冲突检测：比较法和编码违例判决法 冲突窗口的概念 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，a为冲突窗口值，R为随机数; 限定k的范围,k=min（n，10）; 如果重发次数n10，则取k=n ； 如果重发次数n≥10时，则k取值为10; 第n次重发延迟是分布在0与[2min（n，10）-1]个时间片之间，最大可能延迟时间为1023 个时间片; 在到后退延迟时间之后，结点将重新判断总线忙、闲状态，重复发送流程; 当冲突次数超过16时，表示发送失败，放弃该帧发送。 2. Ethernet帧结构 前导码与帧前定界符字段 目的地址和源地址字段 长度字段 LLC数据字段 帧校验字段 Ethernet帧结构的讨论： 前导码与帧前定界符字段 前导码：7个字节，10101