第4课 局域网技术.pdf

第四章 局域网技术 4.1 局域网概述局域网特点：•覆盖的地理范围有限，例如，可以是一个办公室。 一座建筑或者是几公里范围 •具有较高的数据传输速率，一般为 1Mbit/s 至几十 Mbit/s ，使用光纤介质，可以达到 100Mbit/s，甚至 1000Mbit/s •具有较好的传输质量，误码率通常在 10-8～10-11•可以支持多种 传输介质，例如同轴电缆、双绞线和光缆等•能够支持简单的点对点或多点通信 •局域网容易安装，组建和维护，具有较好的灵活性 我们主要从三个方面来研究局域网 1、拓扑结构 拓扑结构有星型、环型、总线型和树型等 2、传输媒体 同轴电缆 双绞线 光缆 无线传输 3、访问控制方式 CSMA/CD TokenRing TokenBus 三个方面也反应出局域网的不同标准 4.2 参考模型 局域网主要循两个参考模型：IEEE 制定的局域网的 802 标准 ISO 8802 国际标准 各层功能如下： 物理层： •与 OSI/RM 的物理层相对应，但所采用的具体协议标准的内容直接与传输介质有关。介 质接入控制（MAC）层： •具体管理通信实体接入信道而建立数据链路的控制过程 逻辑链路控制（LLC）层： •提供一个或多个服务访问点 •以复用的形式建立多点—多点之间的数据通信连接 •并包括寻址、差错控制、顺序控制和流量控制等功能 •在 LLC 层还提供本属于 OSI/RM 中网络层提供的两项服务 无连接的数据报服务 面向连接的虚电路服务。 4.3 以太网与CSMA/CD 以太网 •目前使用最为广泛的局域网 •以太网成为 IEEE802 标准系列中第一个标准化的局域网标准。 •1985 年，IEEE802 委员会正式推出 IEEE802.3 CSMA/CD 局域网标准 •目前已出现了 1Gbps 的以太网产品 CSMA/CD （Carry sense multiple access/collision detection） •是一种总线争用协议，由 ALOHA 协议和 CSMA 协议发展而来，称为载波监听多路访问 CSMA •通俗地称为“先听后讲” •工作原理是： 每个站在发送数据前先要监听信道上是否有载波，即是否有别的站在传输数据。 如果介质空闲，就可发送； 如果介质忙，就暂不发送而回避一段时间 •大大减少了冲突 在以太网中，冲突现象会导致传输失败。因此，在共享介质方式的总线型局域网实现 技术中，必须解决多个结点访问总线的介质访问控制（MAC）问题。 如下图： 3 种回避策略: 坚持型 CSMA(1-坚持 CSMA) •当某站要送数据时，先监听信道 •若信道忙，就坚持监听，直到信道空闲为止 •当空闲时立即发送一帧。 •若两个站同时监听到信道空闲，立即发送，必定冲突，即冲突概率为 1，故称之为 1-坚持 型。假如有冲突发生，则等待一段时间后再监听信道 非坚持型 CSMA •当某站监听到信道忙状态时，不再坚持监听，而是随机后延一段时间再来监听。 •缺点是很可能在再次监听之前信道已空闲了，从而产生浪费 P 坚持型 CSMA •当某站准备发送信息时，它首先监听信道 •若空闲，便以概率P 传送信息，而以概率（1-P）推迟发送。 •如果该站监听到信道为忙，就等到下一个时隙再重复上述过程。 选择 P 值 •N 个站有数据等待发送 •如果选择P 过大，使 NP＞1，则冲突不可避免。 •必须选择P 值使 NP＜1 •P值选得过于小，则通道利用率会大大降低。带冲突检测的 CSMA：CSMA/CD •CSMA 不能避免冲突 •发送时检测到冲突并在冲突后立即停发 •CSMA/CD 就是“先听后讲，边讲边听”，这种边发边监听的功能称为冲突检测。 •如何估算所需的冲突检测时间 对基带总线而言，此时用于检测冲突的时间不会超过任意 2 站之间的最大传输延迟的 2 倍， 即冲突域。 在 CSMA/CD 中，通过检测总线上