[物理]第4章 局域网.ppt

计算机网络--刘桂江 计算机网络Computer Network 课程目录 第1章 概述 第2章 物理层与数据通信基础 第3章 数据链路层 第4章 局域网 第5章 网络层 第6章 网络互联技术 第7章 传输层 第8章 应用层 第9章 网络管理与信息安全 第10章 网络新技术专题 本章提纲 4.1 局域网概述 4.2 以太网 4.3 无线局域网（WLAN） 4.4 高速局域网 4.5 局域网组网技术 4.1 局域网概述 4.1.1 局域网的特点 4.1.2 局域网拓扑结构 4.1.3 局域网体系结构 4.1.1 局域网的特点 (1) 覆盖的地理范围比较小，通常为10公里以内 (2) 数据传输速率高 (3) 误码率低 (4) 局域网一般为一个单位或部门所独有，而不是公共的或者商用的公共服务设施 4.1.2 局域网拓扑结构 总线结构－所有结点都直接连接到共享信道 环型结构－结点通过点到点链路与相邻结点连接 星型结构－所有结点都连接到中央结点 4.1.3 局域网体系结构(1/8) 1. 局域网参考模型 4.1.3 局域网体系结构(2/8) 2. IEEE 802标准 4.1.3 局域网体系结构(3/8) 3. 物理层 802模型的物理层与OSI/RM的物理层的作用基本一致，主要是确保在通信信道上二进制位信号的正确传输。其主要功能包括信号的编码与解码、前导的生成与去除（该前导用于同步）、二进制位信号的发送与接收等。 802模型的物理层还包括对传输媒体和拓扑结构的说明。 4.1.3 局域网体系结构(4/8) 4. MAC子层 必须提供相应的机制来控制对传输媒体的访问，以便使之更加有序和有效。这就是MAC协议提供的功能。 在所有的媒体访问控制技术中，第一个关键的设计是对共享传输媒体的访问控制采用的是集中式还是分布式方法。 第二个关键的设计是怎样控制对共享媒体的多路访问。 4.1.3 局域网体系结构(5/8) 一般可以将访问控制技术分为同步和异步两大类。 为了更好地响应站点的及时请求，局域网一般采用动态分配信道的异步机制。 异步机制分为三种：时间片轮转、预约和竞争。 在时间片轮转中，每个结点按照一定的时间顺序得到传输时间片。在该时间片轮到某一个站点时，站点可以选择是否进行传输。如果要进行传输，传输的时间不能超过该时间片的长度。当该站点放弃传输机会或者完成传输后，时间片被传递给下一个逻辑站点。令牌环和令牌总线中的令牌传递（Token Passing）方法采用的就是时间片轮转机制。 4.1.3 局域网体系结构(6/8) 采用预约技术时，媒体访问的时间被分成一些时槽。一个站点需要传输数据时，需要预约一些时槽。城域网的DQDB协议采用的就是预约机制。 在竞争机制中，没有相应的控制站点来决定谁来进行数据传输，所有的站点都展开竞争以获取对共享媒体的访问权。这种机制的优点是易于实现，并且在低负荷和中等负荷时性能最好，只是在重负荷下性能会急剧下降。以太网中CSMA/CD 协议采用的就是竞争机制。 4.1.3 局域网体系结构(7/8) 5. LLC子层 LLC子层的主要功能有： (1) 建立和释放数据链路层的逻辑连接。 (2) 提供与高层的接口。 (3) 差错控制。 (4) LLC帧的封装和拆卸。 4.1.3 局域网体系结构(8/8) LLC帧、MAC帧和高层PDU之间的关系 服务访问点(SAP)：SAP提供了多个高层协议进程共同使用一个LLC层实体进行通信的机制。 控制：用于定义LLC帧类型。LLC定义了三种类型的帧：信息帧(I帧)、监控帧(S帧)和无编号帧(U帧)，其含义与HDLC帧相同，但它根据局域网特点进行了调整和简化。 信息：用于传送用户数据。信息字段长度为 8 的M倍（M为整数，M的上限取决于所采用的MAC协议）。 4.2 以太网 4.2.1 以太网概述 4.2.2 以太网物理层 4.2.3 以太网MAC子层协议 4.2.4 二进制指数退避算法 4.2.5 以太网的MAC帧格式 4.2.6 交换式以太网 4.2.1 以太网概述 (1/2) 以太网的核心思想起源于一种分组无线交换网----ALOHA。 ALOHA协议相当简单，只要一个站点想要传输信息帧，它就把信息帧传输出去。然后它听一段时间，如果在一段特定的时间内收到了确认，它就认为数据传输成功；否则，传输站点等待一段随机的时间后重发信息帧。由于两个站点等待的时间是随机的，所以它们再次冲突的可能性较小。若又发生了第二次冲突，站点还是采用相同的规则重传信息。如果在发生了好几次重传后仍得不到确认，就只好放弃此次信息的传输。 早期的以太网使用的传输介质是同轴电缆，造价较高。 4.2.1 以太网概述 (2/2) 1990年推出了以双绞线作为传输介质的物理层标准10Base