[理学]Ch4 局域网.ppt

第四章 局域网 4.1 局域网参考模型 4.2 以太网 4.3 令牌环网和FDDI 4.4 高速以太网 4.5 无线局域网 4.6 网桥 4.7 局域网组网 4.8 弹性分组环 4.1 局域网参考模型 IEEE 802系列常用标准 802.1——包括局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联 802.2——描述逻辑链路控制LLC规范 802.3——描述CSMA／CD介质访问控制子层与物理层规范 802.5——描述令牌环网介质访问控制子层与物理层规范 802.11——描述WLAN介质访问控制子层和物理层规范 802.15——描述WPAN介质访问控制子层和物理层规范 802.16——描述WMAN介质访问控制子层和物理层规范 802.20——描述WWAN介质访问控制子层和物理层规范 4.2 以太网 4.2.1 CSMA/CD协议 4.2.2 帧格式 4.2.3 以太网地址 4.2.4 物理层标准 4.2.5 报文封装 4.2.6 以太网运行参数 Bob Metcalfe 手稿 以太网发展历史 University of Hawaii 的ALOHA 网络（1968） 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 Fast Ethernet 标准（1995） IEEE 802.3z/ab Gigabit Ethernet 标准（1999） IEEE 802.3ae 10G Ethernet标准（2002） 100G/40G（2010？） 4.2.1 CSMA/CD协议 ALOHA pure ALOHA slot ALOHA CSMA CSMA/CD 以太网 CSMA/CA 无线局域网 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 分槽ALOHA 基本思想 不进行载波侦听，想发送就可以发送 适用于任何无协调关系的多用户争用信道 ALOHA协议（2） 纯ALOHA Norman Abramson 无需全局时间同步 信道的最大利用率：18%（1/2e） 分槽ALOHA Roberts（ 1972年） 需要全局时间同步 信道的最大利用率：36%（1/e） 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 非坚持CSMA P坚持CSMA CSMA/CD协议 某站点想要发送数据，它必须 （1）首先侦听信道； （2）如果信道空闲，立即发送数据并进行冲突检测； （3）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； （4）如果在发送数据过程中检测到冲突，立即停止发送数据，并等待一随机长的时间，重新回到（1） CSMA/CD发送过程 冲突窗口 冲突窗口和最小帧长度 冲突窗口 Collision Window = 2* 电缆传播延迟 以太网帧的最小帧长度 对于10Mbps的以太网，64Bytes的发送时间就是51.2μs时间 因此两个站点的最大距离为2500m所带来的延迟外加上4个Repeater的延迟必须小于51.2μs 二进制指数退避算法 算法是用来确定第k次碰撞后等待多长时间（Ti）再进行第i+1次尝试： Ti = r *51.2μs 其中：r = random（0 ~ 2i-1） 4.2.2 帧格式 帧格式中字段含义（1） 前导符（ Preamble ）： 7个字节接收方通过字段提取同步时钟。 起始符标志着一帧的开始。 目的地址：6字节 单播地址（ Unicast Address ） 组播地址（Multicast Address）：01:00:5e:**:**:** 广播地址（Broadcast Address）：全“ 1” 以太网帧中字段含义（2） 源地址： 6字节 单播地址，唯一地址 Cisco是00-00-0c， IBM是?08-00-5A 类型/长度（Type/Length ）：2字节 以太网：类型 IP，0x0800（十进制为2048） ARP，0x0806（十进制为2054） IEEE802.3：长度 以太网帧中字段含义（3） Data(用户数据