(精品)第3章_以太网组网技术基础.ppt
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1、计算机组网原理计算机组网原理马范援马范援cn上海交通大学计算机科学与工程系上海交通大学计算机科学与工程系4/6/20231上海交通大学计算机系原理篇:原理篇:基于以太网的企业内组网技术基于以太网的企业内组网技术 基于广域网的组网技术基于广域网的组网技术 教材:教材:当代组网技术当代组网技术 张公忠张公忠 陈锦章编著陈锦章编著 清华大学出版社清华大学出版社 讲授内容讲授内容4/6/20232上海交通大学计算机系工程篇:工程篇:网络规划与设计网络规划与设计 网络工程实施网络工程实施 网络设备与系统选型网络设备与系统选型 网络综合布线系统网络综合布线系统教材:教材:全新计算机网络工程教程全新计算机网
2、络工程教程郭诠水郭诠水 主编主编 王宝智王宝智 编著编著 北京希望电子出版社北京希望电子出版社补充内容:无线通信网补充内容:无线通信网4/6/20233上海交通大学计算机系要求学生在己具有计算机网络基本知识的要求学生在己具有计算机网络基本知识的基础上学习本课程。基础上学习本课程。组组网网技术是一门应用技术,着重对应用知技术是一门应用技术,着重对应用知识的理解。识的理解。在讲解以太网原理时有一些理论知识和计在讲解以太网原理时有一些理论知识和计算,其它章节都是介绍基本原理和概念。算,其它章节都是介绍基本原理和概念。本课程内容比较多,重点放在企业内的组本课程内容比较多,重点放在企业内的组网以及企业如
3、何接入广域网。网以及企业如何接入广域网。本本课程特点课程特点4/6/20234上海交通大学计算机系 教材中的内容很多,如果全教材中的内容很多,如果全部按照书上内容讲解,时间不够,部按照书上内容讲解,时间不够,大家也不容易消化,因此本课程大家也不容易消化,因此本课程按教材的框架授课,内容上有所按教材的框架授课,内容上有所调整和删减,并补充一些实践知调整和删减,并补充一些实践知识。同学们复习时以上课的材料识。同学们复习时以上课的材料为核心阅读书上的内容。并且要为核心阅读书上的内容。并且要求大家上课时注意听老师的讲解。求大家上课时注意听老师的讲解。对对ATM网络技术不作介绍。网络技术不作介绍。4/6
4、/20235上海交通大学计算机系计算机技术发展的四大规律计算机技术发展的四大规律nMoore定律 微处理器内晶体管数每微处理器内晶体管数每18个月翻个月翻1番。番。nBell定律 若计算能力不变,微处理器的价格和体积每若计算能力不变,微处理器的价格和体积每18个月个月减少一半。减少一半。nGilder定律 主干网的带宽每主干网的带宽每6个月增加个月增加1倍。倍。nMetcalfe定律 网络的价值同网络用户数量的平方成正比。网络的价值同网络用户数量的平方成正比。4/6/20236上海交通大学计算机系计算机网络技术的发展趋势计算机网络技术的发展趋势n网络速度的进一步提高网络速度的进一步提高 DWD
5、M技术的光传输带宽己达技术的光传输带宽己达1.6Tbps,3-5年内将达年内将达10Tbps;线速路由器已达线速路由器已达10Gbps,未来将达未来将达40Gbps;光交换技术。光交换技术。nIPv6协议取代协议取代IPv44/6/20237上海交通大学计算机系n提高服务质量提高服务质量(QoS)成为热点成为热点 适应于数据、话音、视频等多业务的传输。适应于数据、话音、视频等多业务的传输。n新一代网络体系结构的出现新一代网络体系结构的出现 例如:主动网络。例如:主动网络。n移动通信的广泛应用移动通信的广泛应用 无线局域网无线局域网(WLAN);3G、4G。n网络安全性的加强网络安全性的加强n新
6、的应用出现新的应用出现 4/6/20238上海交通大学计算机系计算机组网原理计算机组网原理原理篇原理篇第三章第三章 以太网组网技术基础以太网组网技术基础4/6/20239上海交通大学计算机系本章重点本章重点n以太网工作原理以太网工作原理 CSMA/CDn碰撞槽时间及最小帧长度的计算碰撞槽时间及最小帧长度的计算n曼彻斯特编码的原理及优点曼彻斯特编码的原理及优点n10BaseT的技术特点的技术特点n集线器工作原理及功能集线器工作原理及功能4/6/202310上海交通大学计算机系第三章第三章 以太网组网技术基础以太网组网技术基础3.1 3.1 以太网发展情况及其标准以太网发展情况及其标准4/6/20
7、2311上海交通大学计算机系3.2 3.2 媒体访问控制方式媒体访问控制方式3.2.3 3.2.3 CSMA/CDCSMA/CD机理机理1.1.CSMA/CDCSMA/CD工作原理工作原理2.2.载波侦听多路存取载波侦听多路存取/冲突检测冲突检测总线总线4/6/202312上海交通大学计算机系CSMA/CDCSMA/CD的工作过程的工作过程 开始冲突开始冲突AB tB发送数据发送数据信道占用时间A检测到检测到冲突冲突冲突加强信号冲突加强信号 TBTJ 如一个站点发送后,经如一个站点发送后,经2 2 后没有冲突,即后没有冲突,即发送成功发送成功。4/6/202313上海交通大学计算机系发生碰撞时
8、间的发生碰撞时间的上限,即发送站上限,即发送站发出帧后能检测发出帧后能检测到碰撞的最长时到碰撞的最长时间间3.2 3.2 碰撞槽时间(碰撞槽时间(slot timeslot time)4/6/202314上海交通大学计算机系设:信号在物理信道上的传播速度:设:信号在物理信道上的传播速度:v v 一般近似为:一般近似为:v=200m/v=200m/s s物理信道长度:物理信道长度:S S网卡延时:网卡延时:t tPHYPHY则可得:则可得:=S/v=S/v Slot time=2Slot time=2+2t+2tPHYPHY 如果考虑网段上有如果考虑网段上有N N个中继器,每个中继个中继器,每个
9、中继器延迟时间为器延迟时间为t t中继器,则可得下式:,则可得下式:Slot time=2*(Slot time=2*(+t tPHYPHY +N+N X X t t中继器)碰撞槽时间的计算碰撞槽时间的计算4/6/202315上海交通大学计算机系 10M以太网的连接标准以太网的连接标准(5-4-3规则)4/6/202316上海交通大学计算机系1)1)Slot timeSlot time是监测一次碰撞所需的最长时间。是监测一次碰撞所需的最长时间。2)2)限制了帧的最小长度限制了帧的最小长度 L Lminmin设设 R R 为报文传输速率为报文传输速率则则 L Lminmin/R Slot tim
10、e/R Slot time L Lminmin Slot time X R Slot time X R L Lminmin 2 2 X X(S/v S/v+t tPHYPHY +N+N X X t t中继器)X RX R 书上书上3.33.3式式(P.5)P.5)中的中的/应改为应改为 X X 802.3 802.3标准规定的帧最小长度为标准规定的帧最小长度为6464字节字节(2500(2500米米,4,4个中继器个中继器)。几点结论:几点结论:4/6/202317上海交通大学计算机系3)3)决定了碰撞后信道上最大的碎片长度,碎片决定了碰撞后信道上最大的碎片长度,碎片长度长度 L Lminmi
11、n。4)4)决定了网络跨距的最大值。决定了网络跨距的最大值。根据根据3.33.3式,当传输速率式,当传输速率R R固定时,最小帧长度固定时,最小帧长度与网络跨距具有正比例关系,即跨距越大,与网络跨距具有正比例关系,即跨距越大,L Lminmin越长。反之越长。反之L Lminmin越越长,跨距也可加大。长,跨距也可加大。根据根据3.33.3式还可看出,在式还可看出,在L Lminmin不变的情况下,不变的情况下,传输速率越高,跨距越小。在后面介绍传输速率越高,跨距越小。在后面介绍100100MM和和10001000MM以太网时会明显看到这一点。以太网时会明显看到这一点。5)5)是以太网一些算法
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