第3章-数据链路层(4).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.4,使用广播信道的以太网,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),使用集线器的星形拓扑,使用集线器的双绞线以太网,集线器,两对双绞线,站点,RJ-45,插头,使用集线器以太网的特点,以太网,逻辑上采用总线型拓扑结构,以太网上的计算机共享同一条总线，信息以,广播形式,发送。,使用,CSMA/CD,协议,，对总线进行访问访问控制。,以太网简化通信：采用,无连接,工作方式；不对发送的数据帧编号，也不要求接收方发送确认，提供,不可靠,的服务。,具有三个接口的集线器,集,线,器,网卡,工作站,网卡,工作站,网卡,工作站,双绞线,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,MAC,帧,物理层,MAC,层,10101010101010 10101010101010101011,前同步码,帧开始,定界符,7,字节,1,字节,8,字节,插入,IP,层,目的地址,源地址,类型,数 据,FCS,6,6,2,4,字节,46 1500,IP,数据报,MAC,帧,以太网的,MAC,帧格式,MAC,帧,物理层,MAC,层,IP,层,目的地址,源地址,类型,数 据,FCS,6,6,2,4,字节,46 1500,IP,数据报,以太网,V2,的,MAC,帧格式,目的地址字段,6,字节,MAC,帧,物理层,MAC,层,IP,层,目的地址,源地址,类型,数 据,FCS,6,6,2,4,字节,46 1500,IP,数据报,以太网,V2,的,MAC,帧格式,源地址字段,6,字节,MAC,帧,物理层,MAC,层,IP,层,目的地址,源地址,类型,数 据,FCS,6,6,2,4,字节,46 1500,IP,数据报,以太网,V2,的,MAC,帧格式,类型字段,2,字节,类型字段用来标志,上一层,使用的是什么协议，,以便把收到的,MAC,帧的数据上交给上一层的这个协议。,MAC,帧,物理层,MAC,层,IP,层,目的地址,源地址,类型,数 据,FCS,6,6,2,4,字节,46 1500,IP,数据报,以太网,V2,的,MAC,帧格式,数据字段,46 1500,字节,数据字段的正式名称是,MAC,客户数据字段,最小长度,64,字节,18,字节的首部和尾部,=,数据字段的最小长度,MAC,帧,物理层,MAC,层,IP,层,目的地址,源地址,类型,数 据,FCS,6,6,2,4,字节,46 1500,IP,数据报,以太网,V2,的,MAC,帧格式,FCS,字段,4,字节,当传输媒体的误码率为,1,10,8,时，,MAC,子层可使未检测到的差错小于,1,10,14,。,当数据字段的长度小于,46,字节时，,应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段，,以保证以太网的,MAC,帧长不小于,64,字节。,MAC,帧,物理层,MAC,层,IP,层,目的地址,源地址,类型,数 据,FCS,6,6,2,4,字节,46 1500,IP,数据报,以太网,V2,的,MAC,帧格式,10101010101010 10101010101010101011,前同步码,帧开始,定界符,7,字节,1,字节,8,字节,插入,在帧的前面插入的,8,字节中的第一个字段共,7,个字节，,是前同步码，用来迅速实现,MAC,帧的比特同步。,第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是,MAC,帧。,为了达到比特同步，,在传输媒体上实际传送的,要比,MAC,帧还多,8,个字节,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。,无效的,MAC,帧,令牌环的工作原理,令牌环网,令牌,采用,IEEE802.5,标准。,拓扑结构是环型，,所有结点共享介质,使用令牌进行介质访问控制,不产生冲突,令牌,是一种能够控制站点占有媒体的特殊帧，以区别数据帧及其他控制帧。,令牌总线的工作原理,采用,IEEE 802.4,标准,采用总线型的物理拓扑 结构，但用传递令牌的 机制来进行介质的访问 控制,在物理上是总线型网，在逻辑上是环型网,A,B,C,G,F,D,E,（,a,）,令牌总线,（,b,）,逻辑环,A,F,C,B,D,E,令牌,FDDI,光纤分布式数据接口,FDDI,FDDI,的基本结构,拓扑结构：双环结构,传输速率：,100Mbps,传输介质：光纤,介质访问控制方式：令牌,传输距离（环路长度）：,100km,FDDI,网络由两个数据传输方向相反的环组成。正常情况下，只有一个方向的环在工作，该环称为主环。另一个环称为次环。,光纤分布式数据接口（,FDDI,）,是一种使用,多模光纤,作为传输介质的令牌环形网。,使用,双环拓扑结构,，以确保网络具有,容错,能力。,使用,基于,IEEE 802.5,令牌环标准的,MAC,协议,，上层仍采用与其它局域网相同的逻辑链路控制,LLC,协议，分组最大长度为,4500,字节。,对,IEEE 802.5,的令牌传递方式进行,改进,，形成了新的定时令牌协议，实现了网上,同时传达输多个数据帧,的功能。,FDDI,数据速率为,100Mbps,，,光信号码元的传输速率为,125,Mbaud,。,可安装,1000,个物理连接或,500,个双连接站，,最大站间距离,2km,(,多模光纤,),，,环路长度,100km,(,及光纤总长度,200 km),。,FDDI,主要是用作,校园环境的主干网,，也常被划分在,城域网,MAN,的范围。,FDDI,媒体访问控制方式,与,IEEE 802.5,相似之处：当某站获得令牌后方可发送数据。,与,IEEE 802.5,不同之处：,FDDI,网络中虽然也只有一个令牌，但源站发完数据帧后立即产生空闲令牌，下一站获得该空闲令牌后就可发送数据帧，而此时前一个站发出的帧可能还没有到达它的源站，因此环中可能同时存在多帧数据同时传输，大大提高了传输效率。,主环,副环,通过增加冗余环路来提高系统的可靠性,FDDI,环形网,802.3,802.3,802.4,802.5,网桥,高速局域网的研究方法,第一种方案：提高,Ethernet,的数据传输速率：,10Mb/s100Mb/s10Gb/s,；,第二种方案：将一个大型局域网划分成多个用网桥或路由器互连的子网，导致了局域网互连技术的发展；,第三种方案：将,“,共享介质方式,”,改为,“,交换方式,”,，导致了,“,交换式局域网,”,技术的发展。,局域网的分类,从目前的发展情况看，局域网可以分为两类：,共享介质局域网（,Shared LAN,）,交换局域网（,Switched LAN,）,将“共享介质”方式改为“交换”方式,交换局域网的核心设备是局域网交换机。局域网的交换机可以在它的多个端口之间建立多个并发连接。共享介质局域网与交换局域网在工作原理上的区别：,共享介质局域网,交换局域网,传统共享式局域网的缺点,对于使用,CSMA/CD,的共享以太网络，随着计算机结点的增加，,介质访问控制方法用来保证每个结点都能够,“,公平,”,地使用公共传输介质；每个结点平均能分配到的带宽随着结点数的不断增加而急剧减少；,网络的响应速度会不断下降，并导致网络的性能的急剧下降。网络的中央结点的负荷过重，一旦,Hub,出现故障，将导致整段或全部网络瘫痪。双绞线的抗干扰能力弱。网络通信线路的利用率很低。,交换式以太网,共享式局域网：,每个结点都能够“公平”地使用公共传输介质；所有结点平均分配带宽。,交换式局域网：,以交换机为核心的局域网，交换机可以在它的多个端口之间建立 多个并发连接，从而实现节点之间数据的并发传输。,总线网络或基于集线器的网络：,网络总带宽,=10Mbps,，,n,个站点共享，每站点平均带宽,10/n Mbps,；,基于网络交换机的网络,：允许多个信道同时传输信息，不受,CSMA/CD,的限制，网络总带宽,=,（,n/2,n,）*,10Mbps,，每个连接的带宽为,10Mbps,；,交换机的两种用法,(,以,10Mbps,网络交换机为例,),(1),端口下接站点：站点独占,10Mbps,带宽,(2),端口下接网段：网段中所有站点共享,10Mbps,带宽,共享,10M,独享,10M,共享,10M,独享,10M,网络交换机,Switch,HUB,HUB,1.,有一个连接,10,台计算机的网络中，其中,5,台连接到一个,Ethernet,集线器上，另外,5,台连接到另一个,Ethernet,集线器上，两个集线器连接到一个交换机上，该交换机又通过一个路由器连接到另一个配置相同的远程办公室。那么，该交换机将能获知多少个,MAC,地址？,2.10,个站连接到以太网上，试计算三种情况每个站多得到的带宽：,（,1,）,10,站连接到一个,10Mb/s,的以太网集线器上,（,2,）,10,站连接到一个,100Mb/s,的以太网集线器上,（,3,）,10,站连接到一个,10Mb/s,的以太网交换机上,4.,假定一个以太网的通信量,80%,在本局域网上进行的，其余,20%,的通信量在本局域网和因特网之间进行的。另一个以太网的情况则反过来，这两个以太网一个使用以太网集线器，一个使用以太网交换机。你认为以太网交换机应当用在哪一个网络上？,1.,用双绞线连接两台交换机，采用,_,线。,586B,的标准线序是,_,。,2.ping,和,ipconfig,的作用分别是,_,和,_,3.CSMA/CD,指的是,_,和,_,4.,网卡的物理地址一般写入网卡的,_,_,_,中。,5.,一般来讲，集线器必需提供的端口类型是,_,。,6.,调制解调器可以分为内置式和,_ _,两种。,Token Bus,局域网中，令牌是一种特殊结构的,_ _,，用来控制节点对总线的访问。,交叉线,白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕,测试网络连接情况 查看网络配置,载波监听多路访问 冲突检测,只读存储器或,ROM,RJ45,外置式,控制帧,