网络基础ppt课件-NET13第5章：介质访问控制子层.ppt

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1、上次作业点评上次作业点评1、比较、比较UTP、同轴电缆、光纤介质的特点？、同轴电缆、光纤介质的特点？对抗电磁干扰性、传输距离、带宽、传输速率、可靠性、安对抗电磁干扰性、传输距离、带宽、传输速率、可靠性、安全性、信号衰减、成本费用、安装简易性、适用场合等方面全性、信号衰减、成本费用、安装简易性、适用场合等方面进行比较。如：进行比较。如：传输媒体传输媒体费用费用速度速度衰减衰减电磁干扰电磁干扰传输距离传输距离安全性安全性UTP低低11000Mbps高高高高100m低低同轴电缆同轴电缆中等中等1Mbps1Gbps中等中等中等中等185500m低低光纤光纤高高10Mbps2.5Gbps低低低低5001

2、20Km高高无线电无线电中等中等110Mbps低低高高高高100m以内以内低低微波微波高高1Mbps10Gbps变化变化高高几十几十Km中等中等卫星卫星高高1Mbps10Gbps变化变化高高几千几千Km中等中等1上次作业点评（续）上次作业点评（续）2、多路复用技术各有何特点？、多路复用技术各有何特点？FDM：按频率对信道进行分隔、复用，任意时间均：按频率对信道进行分隔、复用，任意时间均可使用划分的子信道进行通信。可使用划分的子信道进行通信。TDM：按时间片对信道进行分隔、复用，分时独占：按时间片对信道进行分隔、复用，分时独占信道，占用整个带宽。信道，占用整个带宽。WDM：按波长对光纤信道进行分

3、隔、复用，实质：按波长对光纤信道进行分隔、复用，实质上是上是FDM，在单根光纤上传输多个波长的光纤叫，在单根光纤上传输多个波长的光纤叫MMF，在单根光纤上传输一个波长的光纤叫，在单根光纤上传输一个波长的光纤叫 SMF。CDM：按不同的编码对信道进行分隔、复用，一路：按不同的编码对信道进行分隔、复用，一路信号使用一种编码，占用一个子信道。信号使用一种编码，占用一个子信道。PDM：多对电线或光纤共用：多对电线或光纤共用1条缆的复用方式。条缆的复用方式。SDM：智能时分多路复用，即带宽动态分配，本质：智能时分多路复用，即带宽动态分配，本质上讲是异步时分复用（上讲是异步时分复用（ATDM）。）。2上次

4、作业点评（续）上次作业点评（续）3、画图表示、画图表示UTP交叉电缆与直通电缆连接？交叉电缆与直通电缆连接？直通：直通：双绞线两端与水晶头的连接使用双绞线两端与水晶头的连接使用相同标准相同标准，均为，均为568A或者或者568B。交叉：交叉：双绞线两端与水晶头的连接使用双绞线两端与水晶头的连接使用不同标准不同标准，一端为，一端为568A，另一端为，另一端为568B。管脚标识管脚标识1RD+2RD-3TD+4NC5NC6TD-7NC8NC管脚标识管脚标识1TD+2TD-3RD+4NC5NC6RD-7NC8NC服务器服务器/路由器路由器集线器集线器/交换机交换机管脚标识管脚标识1RD+2RD-3T

5、D+4NC5NC6TD-7NC8NC管脚标识管脚标识1RD+2RD-3TD+4NC5NC6TD-7NC8NC集线器集线器/交换机交换机集线器集线器/交换机交换机3上次作业点评（续）上次作业点评（续）4、SMF和和MMF区别？区别？共同的：抗干扰能力强、速率高、衰减小共同的：抗干扰能力强、速率高、衰减小不同的：不同的：MMF：每个纤芯中能传输多个波长的光波：每个纤芯中能传输多个波长的光波SMF：每个纤芯中只能传输一个波长的光波：每个纤芯中只能传输一个波长的光波MMF：传输距离短，通常是：传输距离短，通常是500米以内米以内SMF：传输距离长，通常是：传输距离长，通常是500米以上，一般是米以上，

6、一般是120KM以内。以内。4第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层上次作业点评（续）上次作业点评（续）5、PCM的工作原理或工作过程？的工作原理或工作过程？PCM是对模拟数据或者模拟信号进行数字信号编码，是对模拟数据或者模拟信号进行数字信号编码，以便在数字信道中传输的一种编码。以便在数字信道中传输的一种编码。取样：取样：对模拟电话信号按取样定理（奈奎斯特定理对模拟电话信号按取样定理（奈奎斯特定理）进行抽样取值。进行抽样取值。只要取样频率不低于电话信号最高频率的只要取样频率不低于电话信号最高频率的2倍，就可以从取样的倍，就可以从取样的脉冲信号中无失真地恢复出原来的电话信号。脉冲信号中无

7、失真地恢复出原来的电话信号。标准的电话信号的最高频率为标准的电话信号的最高频率为3.4KHz，为方便起见，取最高频，为方便起见，取最高频率为率为4KHz，那么取样频率就是，那么取样频率就是8KHz，相当于取样周期为，相当于取样周期为125s，即每秒钟采样，即每秒钟采样8000次。次。量化：量化：将取样值与将取样值与PCM的量化级进行比较的量化级进行比较,取整定级。取整定级。中国中国PCM体制是将模拟电话信号抽样值量化为体制是将模拟电话信号抽样值量化为256个不同等级。个不同等级。编码：编码：对量化过的各个离散的等级值，按照对量化过的各个离散的等级值，按照PCM编码等级进行编码。编码等级进行编码

8、。中国电话信号采用中国电话信号采用8bit编码，也即编码，也即PCM量化级为量化级为256。5上次作业点评（续）上次作业点评（续）无失真恢复信号抽样频率问题？无失真恢复信号抽样频率问题？600Hz信号信号带宽带宽3KHz物理层设备问题？物理层设备问题？中继器中继器集线器集线器HUB光纤收发器光纤收发器光纤跳线光纤跳线6第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层复习上次课内容复习上次课内容1、决定局域网、城域网性能的三要素？、决定局域网、城域网性能的三要素？传输介质、网络拓扑结构、介质访问控制方传输介质、网络拓扑结构、介质访问控制方法。法。2、CSMA/CD工作原理？工作原理？发前先侦听，空

9、闲即发送，边发边检测，冲发前先侦听，空闲即发送，边发边检测，冲突时退避。突时退避。3、LAN介质访问控制方法？介质访问控制方法？共享式共享式:CSMA/CD、Token Bus、Token Ring交换式：？交换式：？7复习上次课内容复习上次课内容4、IEEE 802.3以太网帧结构？以太网帧结构？0 x0800 IP协议协议0 x8137 IPX协议协议85.2.3 Ethernet实现方法实现方法9Ethernet网卡结构网卡结构(NIC,Network Interface Card)105.2.4 Ethernet物理地址物理地址 Ethernet地址地址 网络物理地址网络物理地址 物理

10、网络地址物理网络地址 MAC地址地址;Ethernet地址地址=Manufacture ID +NIC ID 24bit +24bit 公司：公司：Cisco 00-00-0c Novell 00-00-1B 00-00-D8 3Com 00-20-AF 00-60-8C IBM 08-00-5A典型的典型的Ethernet地址地址：00-60-8C-01-28-12 000000001010000010001100 000000010010100000010010Ethernet地址具有惟一性，取决于你所使用的网卡。地址具有惟一性，取决于你所使用的网卡。11MAC地址说明地址说明LAN中中,

11、硬件地址又称为物理地址或硬件地址又称为物理地址或MAC地址。共地址。共6个字节个字节,48位。位。高位高位24 bit IEEE注册管理委员会注册管理委员会RAC 负责分配地址字段的六个字负责分配地址字段的六个字节中的前三个字节。节中的前三个字节。世界上凡要生产局域网网卡的厂家都必须向世界上凡要生产局域网网卡的厂家都必须向IEEE购买由购买由这三个字节构成的一个号这三个字节构成的一个号(即地址块即地址块)，这个号的正式名，这个号的正式名称是机构惟一标识符称是机构惟一标识符OUI。价格约。价格约1250美元买一个地址美元买一个地址块。例如，块。例如，3Com公司生产的网卡的公司生产的网卡的MAC

12、地址的前六个地址的前六个字节是字节是02-60-8C。低位低位24 bit地址字段中的后三个字节地址字段中的后三个字节,则是由厂家自行指派，称为扩则是由厂家自行指派，称为扩展标识符，只要保证生产出的网卡没有重复地址即可。展标识符，只要保证生产出的网卡没有重复地址即可。12Ethernet物理地址的十六进制与二进制的表示方法物理地址的十六进制与二进制的表示方法 13第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层MAC地址标识地址标识用网卡上的硬件地址来标识局域网上的计算机和路由器。用网卡上的硬件地址来标识局域网上的计算机和路由器。IPCONFIG/ALL ,XP系统查网卡系统查网卡MAC地址的命

13、令地址的命令。14第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层5.2.5 网络协议分析器及其应用网络协议分析器及其应用 网络分析器网络分析器(network analyzer)或网络监视或网络监视器器(network monitor)是一种用来测试网络系是一种用来测试网络系统运行状态的设备统运行状态的设备；当网络分析器连接到被测试的网络时，它能当网络分析器连接到被测试的网络时，它能监控特定的事件，并且报告诸如每秒平均接监控特定的事件，并且报告诸如每秒平均接收帧数或平均帧长度等统计数据；收帧数或平均帧长度等统计数据；网络分析器的另外一个重要的作用是能够完网络分析器的另外一个重要的作用是能够完成

14、特定协议（成特定协议（TCP/IP、FTP、HTTP）的解的解码，它按照指定的协议规则加以解释，然后码，它按照指定的协议规则加以解释，然后将协议分析的结果显示出来。将协议分析的结果显示出来。15第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层网络分析器的连入方式网络分析器的连入方式 网卡配置为复合模式网卡配置为复合模式16第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层网络分析器捕获的帧数据网络分析器捕获的帧数据 长度：长度：129帧大小：帧大小：129+18=14717第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层网络分析器显示的网络分析器显示的Ethernet帧结构帧结构 有利于对软件开发、网

15、络系统调试、网络协议设计、网有利于对软件开发、网络系统调试、网络协议设计、网络技术及工作原理的理解络技术及工作原理的理解129+18=147-4(FCS)-143LLC DATA18第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层5.3 令牌总线网、令牌环网令牌总线网、令牌环网5.3.1 令牌总线的工作原理令牌总线的工作原理 令牌总线：令牌总线：在总线拓扑中利用令牌在总线拓扑中利用令牌作为控制结点访问公共传输介质的作为控制结点访问公共传输介质的确定型介质访问控制方法。确定型介质访问控制方法。19第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层令牌总线介质访问方法令牌总线介质访问方法802.4 标准

16、标准定义了总线拓扑结构中令牌总线介质访问控制方法定义了总线拓扑结构中令牌总线介质访问控制方法与相应的物理层规范。与相应的物理层规范。令牌总线令牌总线(Token Bus)采用了在一个广播总线网上使采用了在一个广播总线网上使用令牌用令牌(Token)传递的方法。传递的方法。令牌从一个站点传到总线网上的下一个站点，并且令牌从一个站点传到总线网上的下一个站点，并且只有拥有令牌的站才能发送数据。只有拥有令牌的站才能发送数据。令牌是以基于结点地址的逻辑顺序传递的，这个顺令牌是以基于结点地址的逻辑顺序传递的，这个顺序可能与结点的物理地址相关，如同令牌环网中那序可能与结点的物理地址相关，如同令牌环网中那样。

17、样。LAN环境中，环境中，8024标准的应用不是很广标准的应用不是很广。20第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层令牌总线网令牌总线网IEEE802.4特征特征是令牌总线介质访问控制方法和协议标准。它规定是令牌总线介质访问控制方法和协议标准。它规定了令牌总线介质访问控制（了令牌总线介质访问控制（MAC）子层、物理层的）子层、物理层的服务规范、帧结构形式、控制方式的功能及其形式服务规范、帧结构形式、控制方式的功能及其形式描述。描述。特点：物理上是总线网，逻辑上是令牌网特点：物理上是总线网，逻辑上是令牌网 物理层：物理层：传输媒体为传输媒体为75 宽带同轴电缆宽带同轴电缆，数据速，数据速

18、率率为为1Mb/s、5Mb/s或或10Mb/s；传输机制为以太网和令牌环的结合：传输机制为以太网和令牌环的结合：物理传输物理传输采用采用广播方式广播方式；介质访问控制介质访问控制采用采用令牌方式令牌方式。21第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层令牌总线令牌总线(Token Bus)访问控制访问控制令牌总线访问控制是在令牌总线访问控制是在物理总线物理总线上建立一个上建立一个逻辑环逻辑环，令牌在逻辑环路中依次传递，其令牌在逻辑环路中依次传递，其操作原理与令牌环相操作原理与令牌环相同同。它同时具有上述两种方法的优点，是一种简单、。它同时具有上述两种方法的优点，是一种简单、公平、性能良好的介

19、质访问控制方法。公平、性能良好的介质访问控制方法。22第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层令牌总线工作原理令牌总线工作原理令牌总线网的物理拓扑为总线拓扑令牌总线网的物理拓扑为总线拓扑令牌总线的基本原理是令牌总线的基本原理是用令牌控制对介质的访问，持令牌的站暂时控制了介质，并可以发用令牌控制对介质的访问，持令牌的站暂时控制了介质，并可以发送数据；送数据；令牌按一定规则在网上的各站之间循环地传递，从而形成令牌按一定规则在网上的各站之间循环地传递，从而形成了一个逻辑环。除总线拓扑网络外，树状网、星状网等其了一个逻辑环。除总线拓扑网络外，树状网、星状网等其他拓扑的网络也可组成逻辑环路。他拓扑

20、的网络也可组成逻辑环路。实际上，网络中令牌的传送按虚线逻辑环路进行，而数据帧的传送实际上，网络中令牌的传送按虚线逻辑环路进行，而数据帧的传送仍在两站点间直接进行，这种结构叫做逻辑环网，一个站点要发送仍在两站点间直接进行，这种结构叫做逻辑环网，一个站点要发送数据，必须持有令牌，持有令牌的站发完数据帧或发送的数据帧到数据，必须持有令牌，持有令牌的站发完数据帧或发送的数据帧到达规定的个数，必须将发送控制权移送给逻辑环的下游站。这样，达规定的个数，必须将发送控制权移送给逻辑环的下游站。这样，网上各站都有平等的发送数据帧的机会。网上各站都有平等的发送数据帧的机会。网上只可能有一个令牌，没有发送帧的竞争现

21、象。网上只可能有一个令牌，没有发送帧的竞争现象。令牌总线也是一种确定型的介质访问控方法，也不令牌总线也是一种确定型的介质访问控方法，也不会产生冲突。会产生冲突。23第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层5.3.2 令牌总线的环维护工作令牌总线的环维护工作 环初始化环初始化 新结点加入环新结点加入环 结点从环中撤出结点从环中撤出 环恢复环恢复 优先级优先级 24第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层5.3.3 令牌环网令牌环网5.3.3.1 令牌环网的结构令牌环网的结构 25第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层5.3.3.2 令牌环介质访问方法令牌环介质访问方法IEEE

22、802.5标准标准定义了令牌环网的规范。令牌环网定义了令牌环网的规范。令牌环网(Token Ring)最初是最初是IBM于于1985年推出的年推出的环形基带环形基带网网。典型的令牌环网是一个典型的令牌环网是一个环状拓扑环状拓扑，各计算机，各计算机通过线缆连接成环形。通过线缆连接成环形。环路上采用的是环路上采用的是令牌传送访问控制方法令牌传送访问控制方法。它。它一般使用一般使用IBM专用的屏蔽电缆，也可使用非专用的屏蔽电缆，也可使用非屏蔽的双绞线。采用屏蔽的双绞线。采用IBM的的屏蔽电缆屏蔽电缆系统可系统可连连260个节点，采用个节点，采用非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线可连可连72个个节点。它的传输速

23、率为节点。它的传输速率为4Mbps或或16Mbps。整个环路的长度不能超过整个环路的长度不能超过366米。米。26第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层令牌环令牌环(Token Ring)访问控制访问控制令牌环介质访问控制方法令牌环介质访问控制方法，是通过在环型网上传输，是通过在环型网上传输令令牌牌的方式来实现对介质的访问控制的。只有当令牌传的方式来实现对介质的访问控制的。只有当令牌传送至环中某站点时，它才能利用环路发送或接收信息。送至环中某站点时，它才能利用环路发送或接收信息。当环线上各站都没有帧发送时，令牌标记为当环线上各站都没有帧发送时，令牌标记为01111111，称为称为空标记

24、空标记。当一个站要发送帧时，需等待令牌通过，。当一个站要发送帧时，需等待令牌通过，并将空标记置换为并将空标记置换为忙标记忙标记01111110，紧跟着令牌，用户，紧跟着令牌，用户站把数据帧发送至环上。由于是站把数据帧发送至环上。由于是忙标记忙标记，所以，所以其它站其它站不能发送帧，必须等待不能发送帧，必须等待。发送出去的帧将随令牌沿环路传送下去。在循环一周发送出去的帧将随令牌沿环路传送下去。在循环一周又回到原发送站点时，由发送站将该帧从环上移去，又回到原发送站点时，由发送站将该帧从环上移去，同时将忙标记换为空标记，令牌传至后面站同时将忙标记换为空标记，令牌传至后面站。令牌环网上的各个令牌环网上

25、的各个站点可以设置成不同的优先级站点可以设置成不同的优先级，允，允许具有较高优先权的站申请获得下一个令牌权。许具有较高优先权的站申请获得下一个令牌权。27第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层5.3.3.3 令牌环网组成令牌环网组成网络接口适配器网络接口适配器令牌环网集线器令牌环网集线器(MAU)传输介质及连接附件传输介质及连接附件所有的所有的MAU(令牌环网集线令牌环网集线器器)构成一个闭合环，一个构成一个闭合环，一个MAU可连接若干个工作站。可连接若干个工作站。IBM在实施时多采用在实施时多采用星状拓星状拓扑扑，各计算机通过线缆连接，各计算机通过线缆连接到一个到一个MAU上，在上，

26、在MAU内内部形成一个逻辑环部形成一个逻辑环。令牌环网令牌环网令牌令牌28第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层令牌环网组成令牌环网组成(续续)1.网络适配器网络适配器 网络适配器是安装在网络工作站、服务器上的网卡。有许多厂家都网络适配器是安装在网络工作站、服务器上的网卡。有许多厂家都生产令牌环的网卡。选择网卡时首先要弄清所使用的总线及要安装生产令牌环的网卡。选择网卡时首先要弄清所使用的总线及要安装在具有何种总线的计算机上在具有何种总线的计算机上。2.令牌环网集线器令牌环网集线器MAU 令牌环网集线器是令牌环网的中心设备，在令牌环网集线器内部有令牌环网集线器是令牌环网的中心设备，在令牌

27、环网集线器内部有物理环路依次连接各计算机，从而形成物理环路。物理环路依次连接各计算机，从而形成物理环路。MAU上除了连接端点的端口外，还有上除了连接端点的端口外，还有两个专用端口两个专用端口，一个为入环，一个为入环(RI,Ring-In)和出环和出环(RO,Ring-Out)。令牌环网中，必须使用令牌环网中，必须使用RI和和RO端口连接两个端口连接两个MAU。必须将接插电。必须将接插电缆接到第一个集线器的缆接到第一个集线器的RI端口，再连接到第二个集线器的端口，再连接到第二个集线器的RO端口。端口。接着，要用另一根插接电缆接在第一个集线器的接着，要用另一根插接电缆接在第一个集线器的RO端口，再

28、连接到端口，再连接到第二个集线器的第二个集线器的RI端口。这样就在两个端口。这样就在两个MAU之间建立起一个网环。之间建立起一个网环。29第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层令牌环网组成令牌环网组成(续续)3.传输电缆传输电缆 令牌环网使用的令牌环网使用的传输电缆最初是传输电缆最初是150的的STP（屏蔽双绞线）。目前除（屏蔽双绞线）。目前除这种介质外，通过使用这种介质外，通过使用无源滤波设备无源滤波设备，还可以使用非，还可以使用非屏蔽双绞线，屏蔽双绞线，用用来实现来实现4Mbps的传输。由于令牌环网技术是的传输。由于令牌环网技术是IBM 公司发明的，所以令公司发明的，所以令牌环使用

29、的传输介质通常都经过牌环使用的传输介质通常都经过IBM认证，并按照认证，并按照Type X加以编号。加以编号。Type1，Type2，Type6和和Type9在令牌环网中都可使用，但使用的地方在令牌环网中都可使用，但使用的地方不一样。不一样。Type1，Type2和和Type9用于连接用于连接MAU（主干电缆）；（主干电缆）；Type6用于连接工作站与用于连接工作站与MAU（分支电缆或者叫适配器电缆）。（分支电缆或者叫适配器电缆）。实际上，令牌环网的电缆类型比较繁多，网络的变化规则往往取决于实际上，令牌环网的电缆类型比较繁多，网络的变化规则往往取决于它所使用的电缆类型，用户必须十分了解网络中任

30、何一点所使用的电它所使用的电缆类型，用户必须十分了解网络中任何一点所使用的电缆类型，从这一点也可以看出，令牌环网比以太网要复杂得多。缆类型，从这一点也可以看出，令牌环网比以太网要复杂得多。对对距离的限制以及对最大网络节点数的限制取决于用户所选择的电缆类距离的限制以及对最大网络节点数的限制取决于用户所选择的电缆类型。型。在正常配置下，令牌环网络可以支持多达在正常配置下，令牌环网络可以支持多达260个工作站，从工作站到个工作站，从工作站到MAU的距离最大可达的距离最大可达330英尺（英尺（100m）。）。30第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层5.3.3.4 令牌环网的工作原理令牌环网的

31、工作原理 令牌环网利用令牌环网利用“令牌令牌(TOKEN)”短帧来选择拥有传输短帧来选择拥有传输介质的站，介质的站，只有拥有令牌的工作站才有权发送信息只有拥有令牌的工作站才有权发送信息。令牌平时不停地在环路上流动，当一个站有数据要发令牌平时不停地在环路上流动，当一个站有数据要发送时，必须等到令牌出现在本站时截获它，即将令牌送时，必须等到令牌出现在本站时截获它，即将令牌的独特标志转变为信息帧的标志的独特标志转变为信息帧的标志(或称把或称把闲令牌置为忙闲令牌置为忙令牌令牌)，然后将所要发送的信息附在之后发送出去。，然后将所要发送的信息附在之后发送出去。由于令牌环网采用的是由于令牌环网采用的是单令牌

32、策略单令牌策略，环路上只能有一，环路上只能有一个令牌存在，只要有一个站发送信息，环路上就不会个令牌存在，只要有一个站发送信息，环路上就不会再有空闲的令牌流动。采取这样的策略，可以保证任再有空闲的令牌流动。采取这样的策略，可以保证任一时刻环路上只能有一个发送站，因此不会出现像以一时刻环路上只能有一个发送站，因此不会出现像以太网那样的竞争局面，太网那样的竞争局面，环网不会因发生冲突而降低效环网不会因发生冲突而降低效率率，令牌环网的一个很大优点就是在重载时可以高效令牌环网的一个很大优点就是在重载时可以高效率地工作。率地工作。31第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层令牌环网的工作原理令牌环网

33、的工作原理(续续)环上传输的信息逐个站点不断向前传输，一直到达目环上传输的信息逐个站点不断向前传输，一直到达目的站。目的站一方面复制这个帧的站。目的站一方面复制这个帧(即收下这个帧即收下这个帧)，另一，另一方面还要将此信息帧转发给下一个站方面还要将此信息帧转发给下一个站(并在其后附上已并在其后附上已接收标志接收标志)。信息在环路上转了一圈后，最后又必然会回到发送数信息在环路上转了一圈后，最后又必然会回到发送数据的源站点，信息又回到源站点后，源站对返回的数据的源站点，信息又回到源站点后，源站对返回的数据不再进行转发，而是对返回的数据进行检查，查看据不再进行转发，而是对返回的数据进行检查，查看本次

34、发送是否成功。本次发送是否成功。当所发信息的最后一个比特绕环路一周返回到源站时，当所发信息的最后一个比特绕环路一周返回到源站时，源站必须生成一个新的令牌，将令牌发送给下一个站，源站必须生成一个新的令牌，将令牌发送给下一个站，环路上又有令牌在流动，等待着某个站去截获它。环路上又有令牌在流动，等待着某个站去截获它。总之，截获令牌的站要负责在发送完信息后再将令牌总之，截获令牌的站要负责在发送完信息后再将令牌恢复出来，发送信息的站要负责从环路上收回它所发恢复出来，发送信息的站要负责从环路上收回它所发出的信息。出的信息。令牌环是一种确定型的介质访问控方法，不会令牌环是一种确定型的介质访问控方法，不会产生

35、冲突。产生冲突。32第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层环网、总线网比较环网、总线网比较令牌环网与令牌总线网相对比令牌环网与令牌总线网相对比数据传输：数据传输：由于令牌环网传送数据必须按环路进行，而令牌总线网由于令牌环网传送数据必须按环路进行，而令牌总线网传送数据有直接通路，所以传送数据有直接通路，所以令牌总线网延迟时间短令牌总线网延迟时间短。令牌传输令牌传输：令牌环网均采用令牌传递介质访问控制方法，主要区别：令牌环网均采用令牌传递介质访问控制方法，主要区别在于在于令牌总线为广播式的传输令牌总线为广播式的传输，而，而令牌环网为点对点的传输令牌环网为点对点的传输。在传输距离远、负载重和

36、实时要求严格的应用环境下，在传输距离远、负载重和实时要求严格的应用环境下，令牌环网优令牌环网优于令牌总线网。于令牌总线网。令牌总线网与争用总线网相比令牌总线网与争用总线网相比在网络通信量增加的情况下，争用总线网冲突增加，系统开销随之在网络通信量增加的情况下，争用总线网冲突增加，系统开销随之增大，系统效率迅速下降，而增大，系统效率迅速下降，而令牌令牌总线网传送令牌的时间为常数，总线网传送令牌的时间为常数，无需解决冲突问题，效率依然很高。无需解决冲突问题，效率依然很高。另外争用总线网在访问竞争中各站平等，访问和响应具有随机性，另外争用总线网在访问竞争中各站平等，访问和响应具有随机性，属于概率性网，

37、不符合实时要求，而属于概率性网，不符合实时要求，而令牌总线令牌总线网可实现有优先级的网可实现有优先级的数据传送，且访问和响应时间有确定值，符合实时应用要求。数据传送，且访问和响应时间有确定值，符合实时应用要求。33第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层以太网现状？以太网现状？传统以太网传统以太网10Mbps现代以太网现代以太网100Mbps1000Mbps或或1Gbps10GMbps34第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层补充：补充：IEEE 802.3定义的物理媒体规范定义的物理媒体规范早期早期IEEE 802.3定义的定义的物理媒体规范有物理媒体规范有5种：种：10Bas

38、e-2、10Base-5、10Base-F、10Base-T、10Broad-36。35第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层IEEE 802.3标准标准(物理层规范物理层规范)10Base-5是使用标准的是使用标准的(粗粗)50基带同轴电缆的基带同轴电缆的10Mbit/s的基带以的基带以太网规范。在每个网段上的距离限制是太网规范。在每个网段上的距离限制是500m。5指指500m。总线拓扑。总线拓扑。10Base-2是使用标准的是使用标准的(细细)75基带同轴电缆的基带同轴电缆的10Mbit/s的基带以的基带以太网规范。在每个网段上的距离限制是太网规范。在每个网段上的距离限制是200m

39、(185m)。2指指200m，总线拓扑。总线拓扑。10Base-T(802.3i)是使用两对是使用两对UTP(CAT3、4、5UTP)电缆的电缆的10Mbit/s基带基带以太网规范。每个网段上的距离限制大约是以太网规范。每个网段上的距离限制大约是100m。星型星型拓扑拓扑。T指双绞线指双绞线Twisted-pair。RJ-45 电缆电缆。36第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层IEEE 802.3标准标准(续续)10Broad-36是使用标准的是使用标准的75宽带同轴电缆宽带同轴电缆(CATV)的的10Mbit/s宽带宽带以太网规范。在每个网段上的距离限制是以太网规范。在每个网段上的

40、距离限制是3.6km。10Base-F(802.3j)是使用基于光纤的是使用基于光纤的10Mbit/s的以太网规范。在每个网段的以太网规范。在每个网段上的距离限制是上的距离限制是2km。星型拓扑。星型拓扑。有有4个规范：个规范：10Base-FL，L指链路指链路Link，应用最广泛，应用最广泛，2KM。10Base-FB，B指主干网指主干网Backbone,2KM。10Base-FP，P指无源指无源Passive,500m。37第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层粗缆以太网粗缆以太网(10Base-5)组成组成粗缆粗缆(50,RG-8，可靠性好，抗，可靠性好，抗 干干扰能力强扰能力强

41、)收发器收发器(Transceiver，发送，发送/接接收收,冲突检测冲突检测,电气隔离电气隔离)收发器分接器收发器分接器(Transceiver Tap或或Vampire Tap)收发器电缆收发器电缆(也称也称AUI电缆，电缆，Attachment Unit Interface,连连接件单元接口，接件单元接口，DB-15)网卡网卡/网络接口卡网络接口卡/网络适配器网络适配器终接器终接器(50终端电阻终端电阻)38第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层10Base-5使用原则（使用原则（5-4-3-2-1）39第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层细缆以太网细缆以太网(10Ba

42、se-2)组成组成细缆细缆(50,RG-58)网卡网卡/网络接口卡网络接口卡/网络适配器网络适配器网卡有一个网卡有一个BNC连接器连接器BNC电缆连接器电缆连接器BNC T型连接器型连接器BNC 桶型连接器桶型连接器BNC 终接器终接器(50终端电阻终端电阻)40第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层10Base-2使用原则（使用原则（5-4-3-2-1）41第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层双绞线以太网双绞线以太网(10Base-T)组成组成RJ-45连接器连接器是一个是一个8针的接口，俗称针的接口，俗称“RJ-45头头”、“水晶头水晶头”双绞线电缆双绞线电缆通常采用非屏

43、蔽双绞线通常采用非屏蔽双绞线UTP，UTP两端各使用一个两端各使用一个 RJ-45头头集线器集线器(HUB)多端口的中继器，每个端口都是多端口的中继器，每个端口都是RJ-45接口。有的有与接口。有的有与光纤相连的端口。光纤相连的端口。网卡。网卡。42第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层10Base-T 特征特征 各工作站均通过集线器连入网络；各工作站均通过集线器连入网络；传输线介质采用非屏蔽双绞线；传输线介质采用非屏蔽双绞线；双绞线与网络接口及集线器之间采用双绞线与网络接口及集线器之间采用RJ-45标准标准接口；接口；工作站与集线器之间可实现连接，一条通路最多工作站与集线器之间可实现

44、连接，一条通路最多可以串连可以串连4个集线器；个集线器；任何一条线路不能形成环路；任何一条线路不能形成环路；集线器与集线器之间的最大距离为集线器与集线器之间的最大距离为100m 10Base-T采用星型拓扑采用星型拓扑43第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层5.5.4 4 高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理 5.4.1 高速局域网的研究方法高速局域网的研究方法 推动局域网技术发展的因素推动局域网技术发展的因素PC的广泛应用；的广泛应用；在过去二十年中，计算机的处理速度提高了百万倍，而网络在过去二十年中，计算机的处理速度提高了百万倍，而网络数据传输速率只提高了上千倍；数据传输速率

45、只提高了上千倍；从理论上讲，一台微通道或从理论上讲，一台微通道或EISA总线的微型机能产生大约总线的微型机能产生大约250Mb/s的流量；的流量；基于基于Web的的Internet/Intranet应用也要求更高的带宽；应用也要求更高的带宽；数据仓库、桌面电视会议、数据仓库、桌面电视会议、3D图形、高清晰度图像、图形、高清晰度图像、IPTV等应用中，人们需要有更高带宽的局域网。等应用中，人们需要有更高带宽的局域网。44第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层传统共享式局域网的缺点传统共享式局域网的缺点共享介质共享介质:传统的局域网技术是建立在传统的局域网技术是建立在“共享介质共享介质”的

46、基础上，网中所有结的基础上，网中所有结点共享公共通信传输介质。点共享公共通信传输介质。介质访问控制方法介质访问控制方法:CSMS/CD、Token Ring、Token Bus；保证每个结点都能够保证每个结点都能够“公平公平”地使用公共传输介质；地使用公共传输介质；数据传输速率数据传输速率:以太网数据传输速率不高：以太网数据传输速率不高：10Mbps平均每个站点速率：平均每个站点速率：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；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；10Mbps/N，N为节点数。为节点数。冲突域冲突域:网络通信负荷加重时，冲突和重发现象将大量发

47、生，网络效率将网络通信负荷加重时，冲突和重发现象将大量发生，网络效率将会下降，网络传输延迟将会增长，网络服务质量将会下降。会下降，网络传输延迟将会增长，网络服务质量将会下降。主要服务：主要服务：文件及目录共享，不适用于目前的主流基于文件及目录共享，不适用于目前的主流基于WEB式的信息服务式的信息服务45第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层高速局域网的研究方法高速局域网的研究方法第一种方案：第一种方案：提高提高Ethernet的数据传输速率：的数据传输速率：10Mb/s100Mb/s 1Gb/s 10Gb/s；第二种方案：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，

48、减少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，减少N节点数，间接提高用户带宽。节点数，间接提高用户带宽。促进了局域网互连技术的发展；促进了局域网互连技术的发展；第三种方案：第三种方案：将将“共享介质方式共享介质方式”改为改为“交换方式交换方式”促进了促进了“交换式局域网交换式局域网”技术的发展。技术的发展。1)100MbpsEthernet2)100VG-AnyLAN HP开发的开发的100-Mbps 快速快速以太网和令牌环技术以太网和令牌环技术IEEE 802.12 3)155MbpsATM4)100Mbps FDDI 46第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层交换式局域网

49、交换式局域网基于硬件交换技术基于硬件交换技术并发连接；并发连接；S=N10Mb/s共享式局域网与交换式局域网的比较共享式局域网与交换式局域网的比较47第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层局域网分类局域网分类共享介质局域网共享介质局域网(Shared LAN)交换局域网交换局域网(Switched LAN)48第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层5.4.2 光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口(FDDI)光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口FDDI(Fiber Distributed Data Interface)是一个使用光纤作为传输媒体的令牌环形是一个使用光纤作为传输媒体

50、的令牌环形网。由美国国家标准协会网。由美国国家标准协会ANSI X3T9.5委员会制定。委员会制定。FDDI实际应用实际应用 49第五章第五章 介质访问控制子层介质访问控制子层FDDI特性使用基于使用基于IEEE 802.5令牌环标准的令牌环标准的MAC协议；协议；使用使用 IEEE 802.2协议，与符合协议，与符合IEEE 802标准兼容；标准兼容；利用利用多模光纤多模光纤(MMF)进行传输，可使用有容错能力进行传输，可使用有容错能力的的双环拓扑双环拓扑，提高容错能力提高容错能力；数据率为数据率为100 Mbit/s，光信号码元传输速率为，光信号码元传输速率为 125 Mbaud；最多最多