现代交换技术课件 第三章.ppt

第三章 局域网交换技术 § 3.1概述 典型的局域网 以太总线网 一、局域网的特性： 1、小范围：100米-200千米 从家庭到各种规模的企业事业单位 从桌面、房间、楼宇到社区、厂区、校园 2、低误码率 ：10-8-10-11-10-13 3、高传输率：10M-100M-1000M-10Gbps 4、高可靠、安全、低成本、可扩充性、 技术成熟 二、决定局域网特性的三项技术 1、拓扑 2、介质 3、介质访问控制（MAC）技术 三、局域网的应用 1、企业事业单位生产、办公信息化管理。 以数据库、浏览器、电子邮件为基础实现信息资源管理和共享。 如：财务、生产调度、产品、文档、资料的管理与介绍。 2、生产过程的检测与控制； 3、多用户通过局域网接入互联网。 §3.2局域网体系结构 §3.3 802.3以太总线网（Ethernet） 以太：传播电磁波的介质 总线：同轴电缆,基带介质,数字传输. 特点：总线上的各站点共享总线, 广播型信道 冲突： 两个以上用户同时通过总线交换数据时会产生冲突。 解决方法：通过802.3的MAC子层的CSMA/CD技术实现 MAC：介质访问控制 （Media Accessing Control） CSMA/CD 带冲突检测的载波侦听多址访问 （Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection） 目的：实现总线共享、为用户合理分配总线传输带宽。 冲突检测： 1、比较法：比较曼码规律 用于宽带总线 2、强度法：比较信号幅度 用于基带总线 信号幅度超过网卡收发器产生的最大脉冲 信号幅度，即两个信号叠加后大于正常收发 器的输出信号便认为产生冲突。 CSMA/CD原理： 当某站欲发送数据帧时，网卡的控制逻辑按照 先听后发，边发边听，遇冲突停止，加强冲突，退后等待一个随机时间后再试的方式工作。 （发送一个四字节的随机信号） 截断二进制指数增长的退后等待算法： 设等待时间：Td=r·tr 其中tr= 2 τ， r是(0，2k)间均匀分布的随机数，（整数集合） k=min(I,10) I是同一帧的冲突次数， 当I≥10时,k恒取10，截断其增长。 当I=16时报告出错。 τ是信号在总线最远两端间的传播时间 802.3 帧结构： MAC地址的结构： TCP/IP协议与以太网的连接 数据长度：2字节 64K 数据： 0-1500字节，包含802.2LLC协议帧 填加段：数据不足46字节时由填加段填到46字节，以保证64字节的最短帧 最短帧：6+6+2+0+46+4=64字节 512位 在10Mbps的速率下传输512位用51.2us 为保证在发送最短帧时也可监测到冲突 要求2τ 小于 51.2us FCS帧检验序列：4字节 ，CRC帧检验范围 自目的地址到FCS 10M以太网卡功能框图： 以太网卡框图说明 1、数据链路控制、帧封拆、 CSMA 、CRC、RAM读写控制 2、曼码编码解码器 3、内部收发器，检测冲突 4、ROM 6字节 存MAC地址 5、接口控制逻辑，I/O中断等 6、时钟 7、RAM缓冲区 8、自举PROM 无盘工作站 9、外部连接器BNC 、RJ45 802.3物理层标准及组网方法 二、以太网物理层标准 1、10Base5：10Mbps基带信号，粗同轴电缆、 网段最长500米，总线拓扑； 2、10Base2：10Mbps基带信号，细同轴电缆， 网段最长185米，总线拓扑； 组网方式：各节点计算机通过网卡、T型头、 BNC接头、与电缆连接，同轴两端有50Ω终接 电阻，CSMA∕CD 方式，半双工，曼码， 网卡用AT总线。 下图： 3、10Base-T:（Telephone语音级双绞线以太网）  10Mbps基带信号、星型拓扑、 UTP电缆 、CSMA/CD方式； 组网方式：以共享式HUB（集线器）为中心点的星型拓扑，节点计算机通过网卡和RJ45接头、双绞线与HUB连接，组成基本物理网段，节点与HUB间线长≤100米，可级连4个HUB ，全长500米。 可用3、4类或以上UTP无屏蔽双绞线，及1类STP有屏蔽双绞线， 全双工连线，半双工工作。 EIA/TIA568标准 EIA-电子工业协会 TIA-通信工业协会 EIA/TIA确定的双绞线与RJ45接头的连接方法 下图： 双绞线：4个线对 两种标准的应用： 568A-568A （两头都是568A的直连线） PC网卡-HUB普通口； HUB普通口