CH3-08 数据链路层.ppt

本节要点 集线器（物理层）扩展局域网 MAC地址 MAC帧格式 最小帧长和帧间最小间隔 数据链路层扩展局域网 虚拟局域网 高速局域网 802.3的电缆 传输电缆分以下四种 粗缆以太网（10BASE5） 细缆以太网(10BASE2) 3.4 使用广播信道的以太网3.4.1 使用集线器的星形拓扑 传统以太网最初是使用粗同轴电缆，后来演进到使用比较便宜的细同轴电缆，最后发展为使用更便宜和更灵活的双绞线。 这种以太网采用星形拓扑，在星形的中心则增加了一种可靠性非常高的设备，叫做集线器(hub) 使用集线器的双绞线以太网 星形网 10BASE-T 不用电缆而使用无屏蔽双绞线。每个站需要用两对双绞线，分别用于发送和接收。 集线器使用了大规模集成电路芯片，因此这样的硬件设备的可靠性已大大提高了。 10——10Mb/s Base——基带传输 T——双绞线（Twisted） 以太网在局域网中的统治地位 10BASE-T 的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过 100 m。 这种 10 Mb/s 速率的无屏蔽双绞线星形网的出现，既降低了成本，又提高了可靠性。 10BASE-T 双绞线以太网的出现，是局域网发展史上的一个非常重要的里程碑，它为以太网在局域网中的统治地位奠定了牢固的基础。 集线器的一些特点 集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。 使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是 CSMA/CD 协议，并共享逻辑上的总线。 集线器很像一个多接口的转发器，工作在物理层。 具有三个接口的集线器 3.4.3 以太网的 MAC 层1. MAC 层的硬件地址 在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或 MAC 地址。 802 标准所说的“地址”严格地讲应当是每一个站的“名字”或标识符。 但鉴于大家都早已习惯了将这种 48 位的“名字”称为“地址”，所以本书也采用这种习惯用法，尽管这种说法并不太严格。 48 位的 MAC 地址 IEEE 的注册管理机构 RA 负责向厂家分配地址字段的前三个字节(即高位 24 位)。 地址字段中的后三个字节(即低位 24 位)由厂家自行指派，称为扩展标识符，必须保证生产出的适配器没有重复地址。 一个地址块可以生成224个不同的地址。 48 位的 MAC 地址 这种 48 位地址称为 MAC-48，通常由16进制的数字组成，它的通用名称是EUI-48。 例如：00-0D-88-48-2C-56 查看方法 右键网上邻居“属性”-双击本地连接-选择“支持”选项卡-详细信息中“实际地址” 开始-运行输入“cmd”-ipconfig /all “MAC地址”实际上就是适配器地址或适配器标识符EUI-48。 适配器检查 MAC 地址 适配器从网络上每收到一个 MAC 帧就首先用硬件检查 MAC 帧中的 MAC 地址. 如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理。 否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。 “发往本站的帧”包括以下三种帧： 单播(unicast)帧（一对一） 广播(broadcast)帧（一对全体） 多播(multicast)帧（一对多） 2. MAC 帧的格式 常用的以太网MAC帧格式有两种标准 ： DIX Ethernet V2 标准 IEEE 的 802.3 标准 最常用的 MAC 帧是以太网 V2 的格式。 以太网 V2 的 MAC 帧格式 以太网 V2 的 MAC 帧格式 以太网 V2 的 MAC 帧格式 以太网 V2 的 MAC 帧格式 以太网 V2 的 MAC 帧格式 以太网 V2 的 MAC 帧格式 无效的 MAC 帧 数据字段的长度与长度字段的值不一致； 帧的长度不是整数个字节； 用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错； 数据字段的长度不在 46 ~ 1500 字节之间。 有效的 MAC 帧长度为 64 ~ 1518 字节之间。 对于检查出的无效 MAC 帧就简单地丢弃。以太网不负责重传丢弃的帧。 为什么帧的最短长度为64个字节 为了确认发送帧是否正确到达目的站点，必须保证可能的冲突信号返回时帧的发送尚未结束，如在2? 内没有冲突信号返回，则发送成功，如果发送端在2?时间内帧已经发送结束，则即使冲突也无法检测，即最短帧长应与2?相当 2?的计算 在极限条件下，802.3局域网中发送方和接收方间允许接有4个中继器，最大距离为2500 m，往返5000 m，在传输速率为10M bps 条件下，如果在信号传播过程的尽头发生冲突，往返的时间大约需要50?s，再考虑一些安全余量以及 2的整次幂的因素，所以通常取51.2 ?s为争用时隙的时间长度（51.2 ?s即传输512 b