计算机网络课件第三章局域网技术.ppt

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1、计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用第三章第三章 局域网技术局域网技术教学目标教学重点教学过程2/23/20231计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用教学目标教学目

2、标掌握局域网的工作原理掌握局域网的工作原理掌握局域网的实用技术掌握局域网的实用技术 2/23/20232计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用教学重点教学重点IEEE 802参考模型参考模型 以太网的工作原理以太网的工作原理 在数据链路层扩展局域网在数据链路层扩展局域网 虚拟局域网技术虚拟局域网技术2/23/20233计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大

3、学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用教学过程教学过程传统以太网传统以太网 扩展的局域网扩展的局域网 高速局域网高速局域网 虚拟局域网虚拟局域网 无线局域网无线局域网 网络操作系统网络操作系统2/23/20234计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与

4、应用网络技术与应用3.1局域网概述局域网概述局域网局域网LAN（Local Area Network）产生于）产生于60年年代末代末。局域网局域网(LAN)普遍具有以下一些特点：普遍具有以下一些特点：(1)地理分布范围较小，一般为数百米至数公里。地理分布范围较小，一般为数百米至数公里。(2)数据传输速率高，一般为数据传输速率高，一般为0.1100Mbps，目，目前已出现速率高达前已出现速率高达1000Mbps的局域网。的局域网。(3)误码率低，一般在误码率低，一般在10-1110-8以下。以下。2/23/20235计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学

5、出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用局域网概述局域网概述(4)以以PC机为主体，包括终端及各种外设，机为主体，包括终端及各种外设，网络中一般不设中央主机系统。网络中一般不设中央主机系统。(5)一般仅包含一般仅包含OSI参考模型中的低三层功参考模型中的低三层功能。能。(6)协议简单、结构灵活、建网成本低、周协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短、便于管理和扩充。期短、便于管理和扩充。2/23/20236计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程

6、清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用 IEEE 802参考模型参考模型 工作组名称研究内容802.1高层接口（HILI），包括网络结构、网际合作和LAN的网络管理802.2逻辑链路控制（LLC）802.3载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）802.4令牌总线（Token Bus）802.5令牌环（Token Ring）802.6城域网（MAN）802.7广域技术建议组（BBTAG）802.8光纤技术建议组（FOTAG）802.9

7、综合业务局域网接口（ISLAN）802.10交互性局域网安全性标准（SILS）802.11无线局域网（WLAN）802.12命令优先级802.13基于有线电视的广域通信网2/23/20237计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用IEEE 802参考模型参考模型IEEE委员会在委员会在IEEE802.1标准中定义了关标准中定义了关于局域网的参考模型。于局域网的参考模型。2/23/20

8、238计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用IEEE 802参考模型参考模型IEEE802参考模型包括了参考模型包括了OSI/RM最低两层最低两层(物理层和数据链路层物理层和数据链路层)的功能，也包括网的功能，也包括网间互连的高层功能和管理功能。间互连的高层功能和管理功能。OSI/RM的数据链路层功能，在局域网参考的数据链路层功能，在局域网参考模型中被分成媒体访问控制模型中被分成媒

9、体访问控制MAC(Medium Access Control)和逻辑链路控制和逻辑链路控制LLC(Logical Link Control)两个子层。两个子层。2/23/20239计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用IEEE 802参考模型参考模型IEEE 802标准特意把逻辑链路控制标准特意把逻辑链路控制（LLC）独立出来形成一个单独子层，使）独立出来形成一个单独子层，使LLC

10、子层与媒体无关，仅让媒体访问控制子层与媒体无关，仅让媒体访问控制（MAC）子层依赖于物理媒体。由于设立）子层依赖于物理媒体。由于设立了了MAC子层，子层，IEEE 802标准就具有了可扩标准就具有了可扩充性，有利于接纳新的媒体和媒体访问控充性，有利于接纳新的媒体和媒体访问控制方法。制方法。2/23/202310计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用IEEE 802参考模型参考模型M

11、AC层从层从LLC层接收一块数据，并进行相层接收一块数据，并进行相应的媒体访问控制，然后把数据传输出去。应的媒体访问控制，然后把数据传输出去。和其他协议层一样，和其他协议层一样，MAC层会组装一个层会组装一个MAC协议数据单元（协议数据单元（PDU），这个），这个PDU又又叫做叫做MAC帧。帧。2/23/202311计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用IEEE 802参考模型参考

12、模型所有所有LAN中的设备通过访问共享媒体来发中的设备通过访问共享媒体来发送和接收信息，因此必须提供相应的机制送和接收信息，因此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。这就是有序和有效。这就是MAC子层提供的功能。子层提供的功能。MAC到到MAC 的操作通过同等层协议来进行，的操作通过同等层协议来进行，MAC还产生帧检验序列和完成帧检验等功还产生帧检验序列和完成帧检验等功能。能。2/23/202312计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技

13、术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用3.2传统以太网传统以太网在总线网络中，每个站点都能独立地决定在总线网络中，每个站点都能独立地决定帧的发送，若两个或多个站同时发送帧，帧的发送，若两个或多个站同时发送帧，就会产生冲突，导致所发送的帧都出错。就会产生冲突，导致所发送的帧都出错。以太网的组建主要遵循以太网的组建主要遵循IEEE802.3协议，协议，CSMA/CD是一种用争用的方法来决定对媒是一种用争用的方法来决定对媒体访问权的协议，这种争用协议适用于逻体访问权的协议，这种争用协议适用于逻辑上属于总线拓扑结构的网络

14、。辑上属于总线拓扑结构的网络。2/23/202313计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用载波监听多路访问载波监听多路访问CSMA 载波监听多路访问载波监听多路访问CSMA的技术，也称做先的技术，也称做先听后说听后说LBT(Listen Before Tall)。要传输。要传输数据的站点首先对媒体上的载波进行监听，数据的站点首先对媒体上的载波进行监听，以确定是否有其它站点占用总线。

15、如果总以确定是否有其它站点占用总线。如果总线空闲，该站点便可传输数据；否则，该线空闲，该站点便可传输数据；否则，该站点将避让一段时间后再做尝试。站点将避让一段时间后再做尝试。2/23/202314计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用载波监听多路访问载波监听多路访问CSMA避让的策略主要有三种：避让的策略主要有三种：1）非坚持算法）非坚持算法2）1-坚持算法坚持算法3）P-坚持算法

16、坚持算法2/23/202315计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用非坚持算法非坚持算法算法规则为：算法规则为：(1)如果媒体空闲，则可以立即发送。如果媒体空闲，则可以立即发送。(2)如果媒体忙，则等待一个随机时延，再重复前如果媒体忙，则等待一个随机时延，再重复前一步骤。一步骤。采用随机的重发延迟可以减少冲突发生的可能性。采用随机的重发延迟可以减少冲突发生的可能性。非坚持算法的缺点

17、是：非坚持算法的缺点是：即使有几个站点都有数据即使有几个站点都有数据要发送，但由于大家都在延迟等待过程中，致使要发送，但由于大家都在延迟等待过程中，致使媒体仍可能处于空闲状态，使利用率降低。媒体仍可能处于空闲状态，使利用率降低。2/23/202316计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用1-坚持算法坚持算法 算法规则为：算法规则为：(1)如果媒体是空闲的，则可以立即发送。如果媒体是

18、空闲的，则可以立即发送。(2)如果媒体是忙的，则继续监昕，直至检测到媒如果媒体是忙的，则继续监昕，直至检测到媒体空闲，立即发送。体空闲，立即发送。(3)如果有冲突如果有冲突(在一段时间内未收到肯定的回复在一段时间内未收到肯定的回复)，则等待一随机时间，重复步骤，则等待一随机时间，重复步骤(1)(2)。这种算法的优点是：这种算法的优点是：只要媒体空闲，站点就立即只要媒体空闲，站点就立即发送数据，避免了媒体利用率的损失；发送数据，避免了媒体利用率的损失；其缺点是：其缺点是：假如有两个或两个以上的站点有数据假如有两个或两个以上的站点有数据要发送，冲突就不可避免。要发送，冲突就不可避免。2/23/20

19、2317计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用P-坚持算法坚持算法算法规则为：算法规则为：(1)监听信道，如果媒体是空闲的，则以监听信道，如果媒体是空闲的，则以P的概的概率发送数据，而以率发送数据，而以(1-P)的概率延迟一个时间单位。的概率延迟一个时间单位。一个时间单位通常等于传播时延的一个时间单位通常等于传播时延的2倍。倍。(2)延迟了一个时间单位后，再重复步骤延迟了一个时间单

20、位后，再重复步骤(1)。(3)如果媒体是忙的，继续监听直至媒体空闲并如果媒体是忙的，继续监听直至媒体空闲并重复步骤重复步骤(1)。P-坚持算法是一种既能像非坚持算法那样减少冲坚持算法是一种既能像非坚持算法那样减少冲突，又能像突，又能像1-坚持算法那样减少媒体空闲时间的坚持算法那样减少媒体空闲时间的折中方案。折中方案。2/23/202318计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用具有冲

21、突检测的载波监听多路访问具有冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD 在在CSMA/CD算法中，一旦检测到冲突并发完阻塞信号后，算法中，一旦检测到冲突并发完阻塞信号后，为了降低再次发生冲突的概率，需要等待一个随机时间，为了降低再次发生冲突的概率，需要等待一个随机时间，然后再使用然后再使用CSMA方法试图传输。为了保证这种退避操作方法试图传输。为了保证这种退避操作维持稳定，采用了一种称为二进制指数退避的算法，其规维持稳定，采用了一种称为二进制指数退避的算法，其规则如下：则如下：(1)对每个数据帧，当第一次发生冲突时，设置一个参量对每个数据帧，当第一次发生冲突时，设置一个参量L；(2)退避间隔取退

22、避间隔取1到到L个时间片中的一个随机数，个时间片中的一个随机数，1个时间个时间片等于两站点之间的最大传播时延的两倍；片等于两站点之间的最大传播时延的两倍；(3)当数据帧再次发生冲突，则将参量当数据帧再次发生冲突，则将参量L加倍；加倍；(4)设置一个最大重传次数，超过该次数，则不再重传，设置一个最大重传次数，超过该次数，则不再重传，并报告出错。并报告出错。2/23/202319计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与

23、应用网络技术与应用网络技术与应用具有冲突检测的载波监听多路访问具有冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CDIEEE 802.3就是采用二进制指数退避和就是采用二进制指数退避和1-坚坚持算法的持算法的CSMA/CD媒体访问控制方法。这媒体访问控制方法。这种方法在低负荷时，如媒体空闲时，要发种方法在低负荷时，如媒体空闲时，要发送数据帧的站点能立即发送；在重负荷时，送数据帧的站点能立即发送；在重负荷时，仍能保证系统的稳定性。仍能保证系统的稳定性。2/23/202320计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技

24、术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用3.3扩展的局域网扩展的局域网在许多情况下，一个单位往往拥有许多个在许多情况下，一个单位往往拥有许多个局域网，因而需要实现局域网之间的通信。局域网，因而需要实现局域网之间的通信。这时就需要使用一些中间设备将这些局域这时就需要使用一些中间设备将这些局域网连接起来。网连接起来。在物理层或数据链路层将局域网进行扩展。在物理层或数据链路层将局域网进行扩展。这种扩展的局域网在网络层看来仍然是一这种扩展的局域网在网络层看来仍然是一个网络。个网络。2/23/202321计算机网络技术与应用

25、简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用在物理层扩展局域网在物理层扩展局域网 用多个集线器可连成更大的局域网用多个集线器可连成更大的局域网 一系二系三系集线器集线器集线器集线器主干集线器2/23/202322计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用

26、网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用在物理层扩展局域网在物理层扩展局域网优点优点使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信。够进行跨碰撞域的通信。扩大了局域网覆盖的地理范围。扩大了局域网覆盖的地理范围。缺点缺点碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高。碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高。如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就如果不同的碰撞域使用不同的数据率，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。2/23/202323计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出

27、版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用在数据链路层扩展局域网在数据链路层扩展局域网 在数据链路层扩展局域网是使用网桥。在数据链路层扩展局域网是使用网桥。网桥工作在数据链路层，它根据网桥工作在数据链路层，它根据 MAC 帧的帧的目的地址对收到的帧进行转发。目的地址对收到的帧进行转发。网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的端口转发此帧，而帧时，并不是向所有的端口转发此帧，而是先检查此帧的目的是先检查此帧的目的 M

28、AC 地址，然后再确地址，然后再确定将该帧转发到哪一个端口定将该帧转发到哪一个端口 2/23/202324计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用使用网桥带来的好处使用网桥带来的好处过滤通信量。过滤通信量。扩大了物理范围。扩大了物理范围。提高了可靠性。提高了可靠性。可互连不同物理层、不同可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同子层和不同速率（如速率（如10 Mb/s 和和 100

29、Mb/s 以太网）的以太网）的局域网。局域网。2/23/202325计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用使用网桥带来的缺点使用网桥带来的缺点存储转发增加了时延。存储转发增加了时延。在在MAC 子层并没有流量控制功能。子层并没有流量控制功能。具有不同具有不同 MAC 子层的网段桥接在一起时时子层的网段桥接在一起时时延更大。延更大。网桥只适合于用户数不太多网桥只适合于用户数不太多(不

30、超过几百个不超过几百个)和通信量不太大的局域网，否则有时还会和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞。因传播过多的广播信息而产生网络拥塞。这就是所谓的这就是所谓的广播风暴广播风暴。2/23/202326计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用透明网桥透明网桥目前使用得最多的网桥是目前使用得最多的网桥是透明网桥透明网桥(transparent bridge

31、)。“透明透明”是指局域网上的站点并不知道所是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，因为网桥对发送的帧将经过哪几个网桥，因为网桥对各站来说是看不见的。各站来说是看不见的。透明网桥是一种透明网桥是一种即插即用设备即插即用设备，其标准是，其标准是 IEEE 802.1D。2/23/202327计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用透明网桥转发策略透明网桥转发策略(1)从端

32、口从端口 x 收到无差错的帧（如有差错即丢弃），在转发表中查找目收到无差错的帧（如有差错即丢弃），在转发表中查找目的站的站 MAC 地址。地址。(2)如有，则查找出到此如有，则查找出到此 MAC 地址应当走的端口地址应当走的端口 d，然后进行，然后进行(3)，否，否则转到则转到(5)。(3)如到这个如到这个 MAC 地址去的端口地址去的端口 d=x，则丢弃此帧（因为这表示不需，则丢弃此帧（因为这表示不需要经过网桥进行转发）。否则从端口要经过网桥进行转发）。否则从端口 d 转发此帧。转发此帧。(4)转到转到(6)。(5)向网桥除向网桥除 x 以外的所有端口转发此帧（这样做可保证找到目的站）。以外

33、的所有端口转发此帧（这样做可保证找到目的站）。(6)如源站不在转发表中，则将源站如源站不在转发表中，则将源站 MAC 地址加入到转发表，登记该帧地址加入到转发表，登记该帧进入网桥的端口号，设置计时器。然后转到进入网桥的端口号，设置计时器。然后转到(8)。如源站在转发表中，。如源站在转发表中，则执行则执行(7)。(7)更新计时器。更新计时器。(8)等待新的数据帧。转到等待新的数据帧。转到(1)。2/23/202328计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应

34、用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网桥在转发表中登记以下三个信息网桥在转发表中登记以下三个信息站地址：登记收到的帧的源站地址：登记收到的帧的源 MAC 地址。地址。端口：登记收到的帧进入该网桥的端口号。端口：登记收到的帧进入该网桥的端口号。时间：登记收到的帧进入该网桥的时间。时间：登记收到的帧进入该网桥的时间。转发表中的转发表中的 MAC 地址是根据源地址是根据源 MAC 地址地址写入的，但在进行转发时是将此写入的，但在进行转发时是将此 MAC 地址地址当作目的地址。当作目的地址。2/23/202329计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教

35、程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用源路由网桥源路由网桥透明网桥容易安装，但网络资源的利用不充分。透明网桥容易安装，但网络资源的利用不充分。源路由源路由(source route)网桥在发送帧时将详细的路由网桥在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部中。信息放在帧的首部中。源站以广播方式向欲通信的目的站发送一个发现帧，源站以广播方式向欲通信的目的站发送一个发现帧，每个发现帧都记录所经过的路由。每个发现帧都记录所经过的路由。发现帧到达目

36、的站时就沿各自的路由返回源站。源站发现帧到达目的站时就沿各自的路由返回源站。源站在得知这些路由后，从所有可能的路由中选择出一个在得知这些路由后，从所有可能的路由中选择出一个最佳路由。凡从该源站向该目的站发送的帧的首部，最佳路由。凡从该源站向该目的站发送的帧的首部，都必须携带源站所确定的这一路由信息。都必须携带源站所确定的这一路由信息。2/23/202330计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网

37、络技术与应用多端口网桥多端口网桥以太网交换机以太网交换机1990 年问世的年问世的交换式集线器交换式集线器(switching hub)，可明显地提高局域网的性能。，可明显地提高局域网的性能。交换式集线器常称为交换式集线器常称为以太网交换机以太网交换机(switch)或第二层交换机（表明此交换机或第二层交换机（表明此交换机工作在数据链路层）。工作在数据链路层）。以太网交换机通常都有十几个端口。因此，以太网交换机通常都有十几个端口。因此，以太网交换机实质上就是一个以太网交换机实质上就是一个多端口的网多端口的网桥桥，可见交换机工作在数据链路层。，可见交换机工作在数据链路层。2/23/202331计

38、算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用以太网交换机的特点以太网交换机的特点以太网交换机的每个端口都直接与主机相以太网交换机的每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在连，并且一般都工作在全双工方式全双工方式。交换机能同时连通许多对的端口，使每一交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰撞地传输数据。样，进行

39、无碰撞地传输数据。以太网交换机由于使用了专用的交换结构以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片，其交换速率就较高。芯片，其交换速率就较高。2/23/202332计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用独占传输媒体的带宽独占传输媒体的带宽对于普通对于普通 10 Mb/s 的共享式以太网，若共的共享式以太网，若共有有 N 个用户，则每个用户占有的平均带宽个用户，则每个用户占有的平均带宽只

40、有总带宽只有总带宽(10 Mb/s)的的 N 分之一。分之一。使用以太网交换机时，虽然在每个端口到使用以太网交换机时，虽然在每个端口到主机的带宽还是主机的带宽还是 10 Mb/s，但由于一个用户，但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，因此对于拥有享传输媒体的带宽，因此对于拥有 N 对端对端口的交换机的总容量为口的交换机的总容量为 N 10 Mb/s。这正。这正是交换机的最大优点。是交换机的最大优点。2/23/202333计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与

41、应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用用以太网交换机扩展局域网用以太网交换机扩展局域网集线器集线器集线器一系三系二系10BASE-T至因特网100 Mb/s100 Mb/s100 Mb/s万维网服务器电子邮件 服务器以太网交换机路由器2/23/202334计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应

42、用网络技术与应用高速以太网高速以太网速率达到或超过速率达到或超过 100 Mb/s 的以太网称为的以太网称为高高速以太网速以太网。在双绞线上传送在双绞线上传送 100 Mb/s 基带信号的星型基带信号的星型拓扑以太网，仍使用拓扑以太网，仍使用 IEEE 802.3 的的CSMA/CD 协议。协议。100BASE-T 以太网又称以太网又称为为快速以太网快速以太网(Fast Ethernet)。2/23/202335计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用

43、网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用快速以太网的特点快速以太网的特点可在全双工方式下工作而无冲突发生。因可在全双工方式下工作而无冲突发生。因此，不使用此，不使用 CSMA/CD 协议。协议。MAC 帧格式仍然是帧格式仍然是 802.3 标准规定的。标准规定的。保持最短帧长不变，但将一个网段的最大保持最短帧长不变，但将一个网段的最大电缆长度减小到电缆长度减小到 100 m。帧间时间间隔从原来的帧间时间间隔从原来的 9.6 s 改为现在的改为现在的 0.96 s。2/23/202336计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学

44、出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用三种不同的物理层标准三种不同的物理层标准100BASE-TX使用使用 2 对对 UTP 5 类线或屏蔽双绞线类线或屏蔽双绞线 STP。100BASE-FX 使用使用 2 对光纤。对光纤。100BASE-T4使用使用 4 对对 UTP 3 类线或类线或 5 类线。类线。2/23/202337计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术

45、与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用千兆以太网千兆以太网 允许在允许在 1 000Mb/s 下全双工和半双工两种下全双工和半双工两种方式工作。方式工作。使用使用 802.3 协议规定的帧格式。协议规定的帧格式。在半双工方式下使用在半双工方式下使用 CSMA/CD 协议（全协议（全双工方式不需要使用双工方式不需要使用 CSMA/CD 协议）。协议）。与与 10BASE-T 和和 100BASE-T 技术向后兼技术向后兼容。容。2/23/202338计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出

46、版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用千兆以太网的物理层千兆以太网的物理层1000BASE-X 基于光纤通道的物理层：基于光纤通道的物理层：1000BASE-SX SX表示短波长表示短波长1000BASE-LX LX表示长波长表示长波长1000BASE-CX CX表示铜线表示铜线1000BASE-T 使用使用 4对对 5 类线类线 UTP2/23/202339计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络

47、技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用千兆以太网的配置举例千兆以太网的配置举例1 Gb/s 链路吉比特交换集线器百兆比特或吉比特集线器100 Mb/s 链路2/23/202340计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用万兆比特以太网万兆比特以太网万兆比特以太网

48、与万兆比特以太网与 10 Mb/s，100 Mb/s 和和 1 Gb/s 以太网的帧格式完全相同。以太网的帧格式完全相同。万兆比特以太网还保留了万兆比特以太网还保留了 802.3 标准规定的以太标准规定的以太网最小和最大帧长，便于升级。网最小和最大帧长，便于升级。万兆比特以太网不再使用铜线而只使用光纤作为万兆比特以太网不再使用铜线而只使用光纤作为传输媒体。传输媒体。万兆比特以太网只工作在全双工方式，因此没有万兆比特以太网只工作在全双工方式，因此没有争用问题，也不使用争用问题，也不使用 CSMA/CD 协议。协议。2/23/202341计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清

49、华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用万兆比特以太网的物理层万兆比特以太网的物理层局域网物理层局域网物理层 LAN PHY。局域网物理层的。局域网物理层的数据率是数据率是 10,000 Mb/s。可选的广域网物理层可选的广域网物理层 WAN PHY。广域网物。广域网物理层具有另一种数据率，这是为了和所谓理层具有另一种数据率，这是为了和所谓的的“Gb/s”的的 SONET/SDH（即（即OC-192/STM-64）相连接。）相连接。为了使为了

50、使 万兆比特以太网的帧能够插入到万兆比特以太网的帧能够插入到 OC-192/STM-64 帧的有效载荷中，就要使用可选帧的有效载荷中，就要使用可选的广域网物理层，其数据率为的广域网物理层，其数据率为 9.95328 Gb/s。2/23/202342计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用其他种类的高速局域网其他种类的高速局域网光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口 FDDI (Fibe