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期末总结与复习期末总结与复习1第1页考试安排考试安排n n时间：考试周（待定）时间：考试周（待定）n n地点：待定地点：待定2第2页课程主要内容课程主要内容n n第第1章章 计算机网络概述计算机网络概述n n第第2章章 物理层物理层n n第第3章章 数据链路层数据链路层n n第第4章章 网络层网络层n n第第5章章 运输层运输层n n第第6章章 应用层应用层3第3页每章重点内容每章重点内容n n重点内容重点内容n n习题习题4第4页第第 1 章章 概述概述1.1 计算机网络在信息时代中作用计算机网络在信息时代中作用1.2 因特网概述因特网概述 1.2.1 网络网络网络网络 1.2.2 因特网发展三个阶段因特网发展三个阶段 1.2.3 因特网标准化工作因特网标准化工作1.3 因特网组成因特网组成 1.3.1 因特网边缘部分因特网边缘部分 1.3.2 因特网关键部分因特网关键部分5第5页第第 1 章章 概述（续）概述（续）1.4 计算机网络在我国发展计算机网络在我国发展1.5 计算机网络类别计算机网络类别 1.5.1 计算机网络定义计算机网络定义 1.5.2 几个不一样类别网络几个不一样类别网络1.6 计算机网络性能计算机网络性能 1.6.1 计算机网络性能指标计算机网络性能指标 1.6.2 计算机网络非性能特征计算机网络非性能特征6第6页第第 1 章章 概述（续）概述（续）1.7 计算机网络体系结构计算机网络体系结构1.7.1 计算机网络体系结构形成计算机网络体系结构形成1.7.2 协议与划分层次协议与划分层次1.7.3 含有五层协议体系结构含有五层协议体系结构1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点实体、协议、服务和服务访问点1.7.5 TCP/IP 体系结构体系结构7第7页n n计算机网络，是指将地理位置不一样含有计算机网络，是指将地理位置不一样含有独立功效多台计算机及其外部设备，经过独立功效多台计算机及其外部设备，经过通信线路连接起来，在网络操作系统，网通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议管理和协调下，络管理软件及网络通信协议管理和协调下，实现资源共享和信息传递计算机系统。实现资源共享和信息传递计算机系统。8第8页计算机网络向用户提供计算机网络向用户提供最主要功效最主要功效 n n连通性连通性计算机网络使上网用户之间都计算机网络使上网用户之间都能够交换信息，好像这些用户计算机都能能够交换信息，好像这些用户计算机都能够彼此直接连通一样。够彼此直接连通一样。n n共享共享即资源共享。能够是信息共享、即资源共享。能够是信息共享、软件共享，也能够是硬件共享。软件共享，也能够是硬件共享。9第9页分组首部主要性分组首部主要性n n每一个分组首部都含有每一个分组首部都含有地址地址等控制信息。等控制信息。n n分组交换网中结点交换机依据收到分组分组交换网中结点交换机依据收到分组首部中首部中地址信息地址信息，把分组，把分组转发转发到下一个到下一个结点交换机。结点交换机。n n用这么用这么存放转发存放转发方式，最终分组就能抵方式，最终分组就能抵达达最终目标地最终目标地。10第10页1.5.2 计算机网络分类方法计算机网络分类方法n n从网络作用范围进行分类从网络作用范围进行分类n n广域网广域网广域网广域网 WAN(Wide Area Network)WAN(Wide Area Network)n n局域网局域网局域网局域网 LAN(Local Area Network)LAN(Local Area Network)n n城域网城域网城域网城域网 MAN(Metropolitan Area Network)MAN(Metropolitan Area Network)n n个人区域网个人区域网个人区域网个人区域网PAN(Personal Area Network)PAN(Personal Area Network)11第11页1.6 计算机网络性能计算机网络性能1.6.1 计算机网络性能指标计算机网络性能指标n n速率速率n n带宽带宽n n吞吐量吞吐量n n时延时延n n时延带宽积时延带宽积n n往返时间往返时间RTTn n利用率利用率12第12页1.7.2 协议与划分层次协议与划分层次n n计算机网络中数据交换计算机网络中数据交换必须恪守事先约必须恪守事先约定好规则定好规则。n n这些这些规则规则明确要求了所交换数据格式以明确要求了所交换数据格式以及相关同时问题（同时含有时序意思）。及相关同时问题（同时含有时序意思）。n n网络协议网络协议(network protocol)，简称为，简称为协协议，议，是为进行网络中数据交换而建立规是为进行网络中数据交换而建立规则、标准或约定。则、标准或约定。13第13页网络协议组成要素网络协议组成要素 n n语法语法 数据与控制信息结构或格式数据与控制信息结构或格式。n n语义语义 需要发出何种控制信息，完成何需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。种动作以及做出何种响应。n n同时同时 事件实现次序详细说明。事件实现次序详细说明。14第14页计算机网络体系结构计算机网络体系结构 n n计算机网络体系结构计算机网络体系结构(architecture)是是计算机网络计算机网络各层及其协议集合各层及其协议集合。n n体系结构就是这个计算机网络及其部件体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成所应完成功效准确定义功效准确定义。15第15页五层协议体系结构五层协议体系结构 n n应用层应用层(application layer)n n运输层运输层(transport layer)n n网络层网络层(network layer)n n数据链路层数据链路层(data link layer)n n物理层物理层(physical layer)数据链路层5 应用层4 运输层3 网络层2 数据链路层1 物理层16第16页每层主要功效每层主要功效 n n应用层应用层(application layer)n n直接为用户应用进程提供服务。直接为用户应用进程提供服务。直接为用户应用进程提供服务。直接为用户应用进程提供服务。n n进程：正在运行程序。进程：正在运行程序。进程：正在运行程序。进程：正在运行程序。n nwwwwww协议协议协议协议HTTPHTTP，电子邮件协议，电子邮件协议，电子邮件协议，电子邮件协议SMTPSMTP，文，文，文，文件传输协议件传输协议件传输协议件传输协议FTPFTP等等等等17第17页每层主要功效每层主要功效 n n运输层运输层运输层运输层(transport layer)(transport layer)n n负责两个主机中进程之间通信。负责两个主机中进程之间通信。负责两个主机中进程之间通信。负责两个主机中进程之间通信。n n因特网运输层可使用两种不一样协议：因特网运输层可使用两种不一样协议：因特网运输层可使用两种不一样协议：因特网运输层可使用两种不一样协议：n n传输控制协议传输控制协议传输控制协议传输控制协议TCPTCP：面向连接，数据传输单位是：面向连接，数据传输单位是：面向连接，数据传输单位是：面向连接，数据传输单位是报文段，能够提供可靠交付。报文段，能够提供可靠交付。报文段，能够提供可靠交付。报文段，能够提供可靠交付。n n用户数据协议用户数据协议用户数据协议用户数据协议UDPUDP：无连接，数据传输单位是用：无连接，数据传输单位是用：无连接，数据传输单位是用：无连接，数据传输单位是用户数据报，不确保提供可靠交付，只能提供户数据报，不确保提供可靠交付，只能提供户数据报，不确保提供可靠交付，只能提供户数据报，不确保提供可靠交付，只能提供“尽尽尽尽最大努力交付最大努力交付最大努力交付最大努力交付”18第18页每层主要功效每层主要功效 n n网络层网络层(network layer)n n负责为分组交换网上不一样主机提供通信。负责为分组交换网上不一样主机提供通信。负责为分组交换网上不一样主机提供通信。负责为分组交换网上不一样主机提供通信。n n网络层负责将运输层产生报文段或用户数据报封网络层负责将运输层产生报文段或用户数据报封网络层负责将运输层产生报文段或用户数据报封网络层负责将运输层产生报文段或用户数据报封装成份组进行传送。装成份组进行传送。装成份组进行传送。装成份组进行传送。n n选择适当路由，使源主机运输层传下来分组，能选择适当路由，使源主机运输层传下来分组，能选择适当路由，使源主机运输层传下来分组，能选择适当路由，使源主机运输层传下来分组，能经过网络中路由器找到目标主机。经过网络中路由器找到目标主机。经过网络中路由器找到目标主机。经过网络中路由器找到目标主机。19第19页每层主要功效每层主要功效 n n数据链路层数据链路层(data link layer)n n将网络层交下来将网络层交下来将网络层交下来将网络层交下来IPIP数据报组装成帧（数据报组装成帧（数据报组装成帧（数据报组装成帧（frameframe），），），），在两个相邻结点链路上传送以帧为单位数据。在两个相邻结点链路上传送以帧为单位数据。在两个相邻结点链路上传送以帧为单位数据。在两个相邻结点链路上传送以帧为单位数据。n n每一帧包含数据和必要控制信息。每一帧包含数据和必要控制信息。每一帧包含数据和必要控制信息。每一帧包含数据和必要控制信息。20第20页每层主要功效每层主要功效 n n物理层物理层(physical layer)n n透明地传送比特流。传输数据单位是透明地传送比特流。传输数据单位是透明地传送比特流。传输数据单位是透明地传送比特流。传输数据单位是bitbit。n n传递信息物理媒介，如双绞线、同轴电缆、传递信息物理媒介，如双绞线、同轴电缆、传递信息物理媒介，如双绞线、同轴电缆、传递信息物理媒介，如双绞线、同轴电缆、光纤等，并不在物理层之内，而是在其下面，光纤等，并不在物理层之内，而是在其下面，光纤等，并不在物理层之内，而是在其下面，光纤等，并不在物理层之内，而是在其下面，故可称为第故可称为第故可称为第故可称为第0 0层。层。层。层。n n透明透明透明透明：某一个实际存在事物看起来却好像不：某一个实际存在事物看起来却好像不：某一个实际存在事物看起来却好像不：某一个实际存在事物看起来却好像不存在一样。存在一样。存在一样。存在一样。21第21页课后习题课后习题n n1-01n n1-08n n1-14n n1-17n n1-21，22，24，26，2722第22页第第 2 章章 物理层物理层2.1 物理层基本概念2.2 数据通信基础知识2.2.1 2.2.1 数据通信系统模型数据通信系统模型2.2.2 2.2.2 相关信道几个基本概念相关信道几个基本概念2.2.3 2.2.3 信道极限容量信道极限容量2.3 物理层下面传输媒体2.3.1 2.3.1 导向传输媒体导向传输媒体2.3.2 2.3.2 非导向传输媒体非导向传输媒体23第23页第第 2 章章 物理层（续）物理层（续）2.4 信道复用技术2.4.1 2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用频分复用、时分复用和统计时分复用2.4.2 2.4.2 波分复用波分复用2.4.3 2.4.3 码分复用码分复用2.5 数字传输系统2.6 宽带接入技术 2.6.1 xDSL2.6.1 xDSL技术技术 2.6.2 2.6.2 光纤同轴混合网（光纤同轴混合网（HFC HFC 网）网）2.6.3 FTTx 2.6.3 FTTx 技术技术24第24页2.1 物理层基本概念物理层基本概念n n物理层考虑是物理层考虑是物理层考虑是物理层考虑是怎样才能在连接各种计算机传输怎样才能在连接各种计算机传输怎样才能在连接各种计算机传输怎样才能在连接各种计算机传输媒体上传输数据比特流媒体上传输数据比特流媒体上传输数据比特流媒体上传输数据比特流，而不是指连接计算机，而不是指连接计算机，而不是指连接计算机，而不是指连接计算机详细物理设备或详细传输媒体。详细物理设备或详细传输媒体。详细物理设备或详细传输媒体。详细物理设备或详细传输媒体。n n物理设备和传输媒体种类尤其多，通信方式也物理设备和传输媒体种类尤其多，通信方式也物理设备和传输媒体种类尤其多，通信方式也物理设备和传输媒体种类尤其多，通信方式也很多，物理层作用正是尽可能地屏蔽掉这些差很多，物理层作用正是尽可能地屏蔽掉这些差很多，物理层作用正是尽可能地屏蔽掉这些差很多，物理层作用正是尽可能地屏蔽掉这些差异，使物理层上面链路层感觉不到这些差异。异，使物理层上面链路层感觉不到这些差异。异，使物理层上面链路层感觉不到这些差异。异，使物理层上面链路层感觉不到这些差异。25第25页惯用术语惯用术语n n调制（调制（调制（调制（modulationmodulation）解调）解调）解调）解调(demodulation)(demodulation)n n码元码元码元码元(code)(code)波特（波特（波特（波特（baudbaud）n n信道（信道（信道（信道（channelchannel）n n单向通信单向通信单向通信单向通信n n双向交替通信双向交替通信双向交替通信双向交替通信n n双向同时通信双向同时通信双向同时通信双向同时通信n n基带信号基带信号基带信号基带信号 带通信号带通信号带通信号带通信号n n码间串扰码间串扰码间串扰码间串扰26第26页限制码元在信道上限制码元在信道上传输速率原因传输速率原因n n信道能够经过频率范围信道能够经过频率范围n n信噪比信噪比奈式准则（码元传输速率上限值）奈式准则（码元传输速率上限值）香农公式（极限信息传输速率）香农公式（极限信息传输速率）27第27页2.3 物理层下面传输媒体物理层下面传输媒体n n传输媒体：数据传输系统中在发送器和传输媒体：数据传输系统中在发送器和接收器之间物理通路接收器之间物理通路n n分为两大类：分为两大类：n n导向传输媒体：电磁波沿着固体媒体（铜线导向传输媒体：电磁波沿着固体媒体（铜线导向传输媒体：电磁波沿着固体媒体（铜线导向传输媒体：电磁波沿着固体媒体（铜线或光纤）传输或光纤）传输或光纤）传输或光纤）传输n n非导向传输媒体非导向传输媒体非导向传输媒体非导向传输媒体 ：自由空间：自由空间：自由空间：自由空间 无线传输无线传输无线传输无线传输28第28页2.3.1 导向传输媒体导向传输媒体n n双绞线双绞线n n屏蔽双绞线屏蔽双绞线屏蔽双绞线屏蔽双绞线 STP(Shielded Twisted Pair)STP(Shielded Twisted Pair)n n无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线 UTP(Unshielded Twisted UTP(Unshielded Twisted Pair)Pair)n n同轴电缆同轴电缆n n光缆光缆 29第29页2.4 信道复用技术信道复用技术n n复用复用(multiplexing)是通信技术中基本概是通信技术中基本概念。念。信道A1A2B1B2C1C2信道信道(a)不使用复用技术共享信道A1A2B1B2C1C2复用分用(b)使用复用技术30第30页信道复用技术信道复用技术n n频分复用频分复用n n时分复用时分复用n n统计时分复用统计时分复用n n波分复用波分复用n n码分复用码分复用CDMA31第31页n nDSL DSL 就是就是就是就是数字用户线数字用户线数字用户线数字用户线(Digital Subscriber Line)(Digital Subscriber Line)缩缩缩缩写。用数字技术对现有模拟电话用户线进行改造，写。用数字技术对现有模拟电话用户线进行改造，写。用数字技术对现有模拟电话用户线进行改造，写。用数字技术对现有模拟电话用户线进行改造，使它能承载宽带业务。使它能承载宽带业务。使它能承载宽带业务。使它能承载宽带业务。n n前缀前缀前缀前缀x x表示在数字用户线上实现不一样宽带方案。表示在数字用户线上实现不一样宽带方案。表示在数字用户线上实现不一样宽带方案。表示在数字用户线上实现不一样宽带方案。n nADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)：非：非：非：非对称数字用户线对称数字用户线对称数字用户线对称数字用户线2.6 宽带接入技术宽带接入技术2.6.1 xDSL技术技术32第32页物理层设备物理层设备n n中继器（中继器（Repeater）n n集线器（集线器（Hub）33第33页课后习题课后习题n n2-04n n2-06n n2-13n n2-14 CDMA xDSL ADSLn n2-1534第34页第第 3 章章 数据链路层数据链路层3.1 3.1 使用点对点信道数据链路层使用点对点信道数据链路层3.1.1 3.1.1 数据链路和帧数据链路和帧3.1.2 3.1.2 三个基本问题三个基本问题3.2 3.2 点对点协议点对点协议 PPP PPP3.2.1 PPP 3.2.1 PPP 协议特点协议特点3.2.2 PPP 3.2.2 PPP 协议帧格式协议帧格式3.2.3 PPP 3.2.3 PPP 协议工作状态协议工作状态35第35页第第 3 章章 数据链路层（续）数据链路层（续）3.3 3.3 使用广播信道数据链路层使用广播信道数据链路层 3.3.1 3.3.1 局域网数据链路层局域网数据链路层 3.3.2 CSMA/CD 3.3.2 CSMA/CD 协议协议3.4 3.4 使用广播信道使用广播信道以太网以太网 3.4.1 3.4.1 使用集线器星形拓扑使用集线器星形拓扑 3.4.2 3.4.2 以太网以太网信道利用率信道利用率 3.4.3 3.4.3 以太网以太网 MAC MAC 层层36第36页第第 3 章章 数据链路层（续）数据链路层（续）3.5 3.5 扩展以太网扩展以太网3.5.1 3.5.1 在物理层扩展以太网在物理层扩展以太网3.5.2 3.5.2 在数据链路层扩展以太网在数据链路层扩展以太网3.6 3.6 高速以太网高速以太网 3.6.1 100BASE-T 3.6.1 100BASE-T 以太网以太网 3.6.2 3.6.2 吉比特以太网吉比特以太网 3.6.3 10 3.6.3 10 吉比特以太网吉比特以太网 3.6.4 3.6.4 使用高速以太网进行宽带接入使用高速以太网进行宽带接入37第37页数据链路层数据链路层 数据链路层使用信道主要有以下两种类数据链路层使用信道主要有以下两种类型：型：n n点对点信道点对点信道：这种信道使用一对一点对：这种信道使用一对一点对点通信方式。点通信方式。n n广播信道广播信道：这种信道使用一对多广播通：这种信道使用一对多广播通信方式，所以过程比较复杂。广播信道信方式，所以过程比较复杂。广播信道上连接主机很多，所以必须使用专用共上连接主机很多，所以必须使用专用共享信道协议来协调这些主机数据发送。享信道协议来协调这些主机数据发送。38第38页3.1.1 数据链路和帧数据链路和帧 n n链路链路链路链路(link)(link)是一条点到点物理线路段，中间没是一条点到点物理线路段，中间没是一条点到点物理线路段，中间没是一条点到点物理线路段，中间没有任何其它交换结点。有任何其它交换结点。有任何其它交换结点。有任何其它交换结点。n n一条链路只是一条通路一个组成部分。一条链路只是一条通路一个组成部分。一条链路只是一条通路一个组成部分。一条链路只是一条通路一个组成部分。n n数据链路数据链路数据链路数据链路(data link)(data link)除了物理线路外，还必须除了物理线路外，还必须除了物理线路外，还必须除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据传输。若把实现这有通信协议来控制这些数据传输。若把实现这有通信协议来控制这些数据传输。若把实现这有通信协议来控制这些数据传输。若把实现这些协议硬件和软件加到链路上，就组成了数据些协议硬件和软件加到链路上，就组成了数据些协议硬件和软件加到链路上，就组成了数据些协议硬件和软件加到链路上，就组成了数据链路。链路。链路。链路。n n现在最惯用方法是使用适配器（即网卡）来现在最惯用方法是使用适配器（即网卡）来现在最惯用方法是使用适配器（即网卡）来现在最惯用方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议硬件和软件。实现这些协议硬件和软件。实现这些协议硬件和软件。实现这些协议硬件和软件。39第39页3.1.2 三个基本问题三个基本问题(1)封装成帧封装成帧：帧定界，帧从什么地方开始，：帧定界，帧从什么地方开始，到什么地方结束。到什么地方结束。(2)透明传输透明传输：传送数据比特组合必须是不受：传送数据比特组合必须是不受限制。限制。(3)差错控制差错控制：接收端能检测出有差错帧，并：接收端能检测出有差错帧，并依据协议作出对应处理。依据协议作出对应处理。40第40页3.2 点对点协议 PPP3.2.1 PPP 3.2.1 PPP 协议特点协议特点3.2.2 PPP 3.2.2 PPP 协议帧格式协议帧格式3.2.3 PPP 3.2.3 PPP 协议工作状态协议工作状态41第41页一、PPP 协议帧格式IP 数据报1211字节12不超出 1500 字节PPP 帧先发送7EFF03FACFCSF7E协议信 息 部 分首部尾部42第42页二、透明传输问题二、透明传输问题 n n当当 PPP 用在同时传输链路时，协议要求用在同时传输链路时，协议要求采取硬件来完成采取硬件来完成零比特填充零比特填充。n n当当 PPP 用在异步传输时，就使用一个特用在异步传输时，就使用一个特殊殊字符填充法字符填充法。43第43页3.3 使用广播信道数据链路层使用广播信道数据链路层3.3.1 3.3.1 局域网数据链路层局域网数据链路层3.3.2 CSMA/CD 3.3.2 CSMA/CD 协议协议44第44页3.3.1 局域网数据链路层局域网数据链路层 n n局域网最主要特点是：网络为一个单位所拥有，局域网最主要特点是：网络为一个单位所拥有，局域网最主要特点是：网络为一个单位所拥有，局域网最主要特点是：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目都有限。且地理范围和站点数目都有限。且地理范围和站点数目都有限。且地理范围和站点数目都有限。n n局域网含有以下一些主要优点：局域网含有以下一些主要优点：局域网含有以下一些主要优点：局域网含有以下一些主要优点：n n含有广播功效，从一个站点可很方便地访问全网。含有广播功效，从一个站点可很方便地访问全网。含有广播功效，从一个站点可很方便地访问全网。含有广播功效，从一个站点可很方便地访问全网。局域网上主机可共享连接在局域网上各种硬件和软局域网上主机可共享连接在局域网上各种硬件和软局域网上主机可共享连接在局域网上各种硬件和软局域网上主机可共享连接在局域网上各种硬件和软件资源。件资源。件资源。件资源。n n便于系统扩展和逐步地演变，各设备位置可灵活调便于系统扩展和逐步地演变，各设备位置可灵活调便于系统扩展和逐步地演变，各设备位置可灵活调便于系统扩展和逐步地演变，各设备位置可灵活调整和改变。整和改变。整和改变。整和改变。n n提升了系统可靠性、可用性和残余性。提升了系统可靠性、可用性和残余性。提升了系统可靠性、可用性和残余性。提升了系统可靠性、可用性和残余性。（reliability,availability,survivabilityreliability,availability,survivability ）45第45页局域网拓扑结构局域网拓扑结构 网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备物理布网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备物理布局，就是用什么方式把网络中计算机等设备连接起局，就是用什么方式把网络中计算机等设备连接起来。来。拓扑图给出网络服务器、工作站网络配置和相互拓扑图给出网络服务器、工作站网络配置和相互间连接，它结构主要有：星型结构、环型结构、间连接，它结构主要有：星型结构、环型结构、总线结构、树型结构、分布式结构、网状结构、总线结构、树型结构、分布式结构、网状结构、蜂窝状结构等。蜂窝状结构等。46第46页1.以太网两个标准以太网两个标准 n nDIX Ethernet V2DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品是世界上第一个局域网产品是世界上第一个局域网产品是世界上第一个局域网产品（以太网）规约。（以太网）规约。（以太网）规约。（以太网）规约。1980 1980年美国施乐企业年美国施乐企业年美国施乐企业年美国施乐企业（XeroxXerox）联合）联合）联合）联合DECDEC、IntelIntel企业提出企业提出企业提出企业提出n nIEEE 802.3 IEEE 802.3 标准标准标准标准。19831983年年年年IEEEIEEE制订制订制订制订n nDIX Ethernet V2 DIX Ethernet V2 标准与标准与标准与标准与 IEEE 802.3 IEEE 802.3 标准只有标准只有标准只有标准只有很小差异，所以能够将很小差异，所以能够将很小差异，所以能够将很小差异，所以能够将 802.3 802.3 局域网简称为局域网简称为局域网简称为局域网简称为“以太网以太网以太网以太网”。n n严格说来，严格说来，严格说来，严格说来，“以太网以太网以太网以太网”应该是指符合应该是指符合应该是指符合应该是指符合 DIX DIX Ethernet V2 Ethernet V2 标准局域网标准局域网标准局域网标准局域网 47第47页n nCSMA/CD CSMA/CD 表示表示表示表示 Carrier Sense Multiple Access Carrier Sense Multiple Access with Collision Detectionwith Collision Detection（载波监听多点接入（载波监听多点接入（载波监听多点接入（载波监听多点接入/碰碰碰碰撞检测）撞检测）撞检测）撞检测）n n“多点接入多点接入多点接入多点接入”表示许多计算机以多点接入方式连表示许多计算机以多点接入方式连表示许多计算机以多点接入方式连表示许多计算机以多点接入方式连接在一根总线上。接在一根总线上。接在一根总线上。接在一根总线上。3.3.2 CSMA/CD 协议协议 48第48页载波监听载波监听 n n“载波监听载波监听”是指每一个站在发送数据是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其它计之前先要检测一下总线上是否有其它计算机在发送数据，假如有，则暂时不要算机在发送数据，假如有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。发送数据，以免发生碰撞。n n总线上并没有什么总线上并没有什么“载波载波”。所以，。所以，“载波监听载波监听”就是用电子技术检测总线上就是用电子技术检测总线上有没有其它计算机发送数据信号。有没有其它计算机发送数据信号。49第49页碰撞检测碰撞检测n n“碰撞检测碰撞检测碰撞检测碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信就是计算机边发送数据边检测信就是计算机边发送数据边检测信就是计算机边发送数据边检测信道上信号电压大小。道上信号电压大小。道上信号电压大小。道上信号电压大小。n n当几个站同时在总线上发送数据时，总线上信当几个站同时在总线上发送数据时，总线上信当几个站同时在总线上发送数据时，总线上信当几个站同时在总线上发送数据时，总线上信号电压摆动值将会增大（相互叠加）。号电压摆动值将会增大（相互叠加）。号电压摆动值将会增大（相互叠加）。号电压摆动值将会增大（相互叠加）。n n当一个站检测到信号电压摆动值超出一定门限当一个站检测到信号电压摆动值超出一定门限当一个站检测到信号电压摆动值超出一定门限当一个站检测到信号电压摆动值超出一定门限值时，就认为总线上最少有两个站同时在发送值时，就认为总线上最少有两个站同时在发送值时，就认为总线上最少有两个站同时在发送值时，就认为总线上最少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。数据，表明产生了碰撞。数据，表明产生了碰撞。数据，表明产生了碰撞。n n所谓所谓所谓所谓“碰撞碰撞碰撞碰撞”就是发生了冲突。所以就是发生了冲突。所以就是发生了冲突。所以就是发生了冲突。所以“碰撞检碰撞检碰撞检碰撞检测测测测”也称为也称为也称为也称为“冲突检测冲突检测冲突检测冲突检测”。50第50页检测到碰撞后检测到碰撞后n n在发生碰撞时，总线上传输信号产生了严重失真，在发生碰撞时，总线上传输信号产生了严重失真，在发生碰撞时，总线上传输信号产生了严重失真，在发生碰撞时，总线上传输信号产生了严重失真，无法从中恢复出有用信息来。无法从中恢复出有用信息来。无法从中恢复出有用信息来。无法从中恢复出有用信息来。n n每一个正在发送数据站，一旦发觉总线上出现了每一个正在发送数据站，一旦发觉总线上出现了每一个正在发送数据站，一旦发觉总线上出现了每一个正在发送数据站，一旦发觉总线上出现了碰撞，就要马上停顿发送，省得继续浪费网络资碰撞，就要马上停顿发送，省得继续浪费网络资碰撞，就要马上停顿发送，省得继续浪费网络资碰撞，就要马上停顿发送，省得继续浪费网络资源，然后等候一段随机时间后再次发送。源，然后等候一段随机时间后再次发送。源，然后等候一段随机时间后再次发送。源，然后等候一段随机时间后再次发送。51第51页争用期（争用期（contention period）n n最先发送数据帧站，在发送数据帧后至多最先发送数据帧站，在发送数据帧后至多经过时间经过时间 2 （两倍端到端往返时延）（两倍端到端往返时延）就可就可知道发送数据帧是否遭受了碰撞。知道发送数据帧是否遭受了碰撞。n n以太网端到端往返时延以太网端到端往返时延 2 称为称为争用期争用期，或，或碰撞窗口碰撞窗口。n n经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能必定这次发送不会发生碰撞。才能必定这次发送不会发生碰撞。52第52页3.4 使用广播信道以太网使用广播信道以太网3.4.1 3.4.1 使用集线器星形拓扑使用集线器星形拓扑3.4.2 3.4.2 以太网信道利用率以太网信道利用率3.4.3 3.4.3 以太网以太网 MAC MAC 层层53第53页使用集线器双绞线以太网使用集线器双绞线以太网 集线器两对双绞线站点RJ-45 插头54第54页集线器一些特点集线器一些特点 n n集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线工作，集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线工作，集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线工作，集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线工作，所以整个系统依然像一个传统以太网那样运行。所以整个系统依然像一个传统以太网那样运行。所以整个系统依然像一个传统以太网那样运行。所以整个系统依然像一个传统以太网那样运行。n n使用集线器以太网在物理上是一个星型网，但在使用集线器以太网在物理上是一个星型网，但在使用集线器以太网在物理上是一个星型网，但在使用集线器以太网在物理上是一个星型网，但在逻辑上逻辑上逻辑上逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用还是仍是一个总线网，各工作站使用还是仍是一个总线网，各工作站使用还是仍是一个总线网，各工作站使用还是 CSMA/CD CSMA/CD 协议，并共享逻辑上总线。（星型总协议，并共享逻辑上总线。（星型总协议，并共享逻辑上总线。（星型总协议，并共享逻辑上总线。（星型总线）线）线）线）n n集线器很像一个多接口转发器（中继器），工作集线器很像一个多接口转发器（中继器），工作集线器很像一个多接口转发器（中继器），工作集线器很像一个多接口转发器（中继器），工作在物理层。在物理层。在物理层。在物理层。55第55页3.4.3 以太网以太网 MAC 层层1.MAC 层硬件地址层硬件地址 n n在局域网中，在局域网中，硬件地址硬件地址又称为又称为物理地址物理地址，或或 MAC 地址地址。n n802 标准为局域网要求了一个标准为局域网要求了一个48bit全球地址，全球地址，是指网卡上固化在是指网卡上固化在ROM中地址。中地址。6个字节个字节地址字段可使全世界全部局域网上站都含地址字段可使全世界全部局域网上站都含有不一样地址。有不一样地址。56第56页2.MAC 帧格式帧格式 n n惯用以太网惯用以太网MAC帧格式有两种标准帧格式有两种标准：n nDIX Ethernet V2 DIX Ethernet V2 标准标准标准标准n nIEEE 802.3 IEEE 802.3 标准标准标准标准n n最惯用最惯用 MAC 帧是帧是以太网以太网 V2 格式格式。57第57页以太网 MAC 帧物理层MAC层IP层目地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报MAC MAC 帧帧以太网V2 MAC 帧格式 一共由一共由5部分组成部分组成58第58页3.5 扩展局域网扩展局域网3.5.1 在物理层扩展局域网在物理层扩展局域网3.5.2 在数据链路层扩展局域网在数据链路层扩展局域网注：这种扩展局域网在网络层看来依然注：这种扩展局域网在网络层看来依然是一个网络。是一个网络。59第59页3.5.1 在物理层扩展局域网在物理层扩展局域网n n使用中继器使用中继器n n使用集线器使用集线器 60第60页n n优点优点n n使原来属于不一样碰撞域局域网上计算机能够使原来属于不一样碰撞域局域网上计算机能够进行跨碰撞域通信。进行跨碰撞域通信。n n扩大了局域网覆盖地理范围。扩大了局域网覆盖地理范围。n n缺点缺点n n碰撞域增大了，但总碰撞域增大了，但总吞吐量吞吐量并未提升。并未提升。n n假如不一样碰撞域使用不一样数据率，那么就假如不一样碰撞域使用不一样数据率，那么就不能用集线器将它们互连起来。不能用集线器将它们互连起来。用集线器扩展局域网用集线器扩展局域网 61第61页n n在数据链路层扩展局域网是使用在数据链路层扩展局域网是使用在数据链路层扩展局域网是使用在数据链路层扩展局域网是使用网桥网桥网桥网桥。n n网桥工作在数据链路层，它依据网桥工作在数据链路层，它依据网桥工作在数据链路层，它依据网桥工作在数据链路层，它依据 MAC MAC 帧目标帧目标帧目标帧目标地址对收到帧进行转发。地址对收到帧进行转发。地址对收到帧进行转发。地址对收到帧进行转发。n n网桥含有过滤帧功效。当网桥收到一个帧时，网桥含有过滤帧功效。当网桥收到一个帧时，网桥含有过滤帧功效。当网桥收到一个帧时，网桥含有过滤帧功效。当网桥收到一个帧时，并不是向全部接口转发此帧，而是先检验此帧并不是向全部接口转发此帧，而是先检验此帧并不是向全部接口转发此帧，而是先检验此帧并不是向全部接口转发此帧，而是先检验此帧目标目标目标目标 MAC MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪地址，然后再确定将该帧转发到哪地址，然后再确定将该帧转发到哪地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口。一个接口。一个接口。一个接口。3.5.2 在数据链路层扩展局域网在数据链路层扩展局域网 62第62页1.网桥内部结构 站表接口管理 软件网桥协议 实体缓存接口 1接口 2网段 B网段 A111222站地址 接口网桥网桥接口 1接口 212两个端口分别与两个网段相连两个端口分别与两个网段相连收到帧，放到缓存中收到帧，放到缓存中假如犯错，则丢弃；假如犯错，则丢弃；若目标站若目标站MAC地址属于另一网段，地址属于另一网段，则查找转发表，送往对应端口发送则查找转发表，送往对应端口发送出去。仅在同一个网段中帧，不会出去。仅在同一个网段中帧，不会被网桥转发到另一个网段，因而不被网桥转发到另一个网段，因而不会加重整个网络负担会加重整个网络负担H1H5：送到端口：送到端口2H1H3：同一端口，不转发，丢弃：同一端口，不转发，丢弃63第63页n n过滤通信量：隔离碰撞域过滤通信量：隔离碰撞域过滤通信量：隔离碰撞域过滤通信量：隔离碰撞域 n n扩大了物理范围扩大了物理范围扩大了物理范围扩大了物理范围n n提升了可靠性：故障普通只影响个别网