计算机网络-局域网和城域网分析优秀PPT.ppt

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1、1第第4 4章章 局域网和城域网局域网和城域网24.1局域网概述局域网概述局域网特点：局域网特点：P67私有服务、网络所覆盖的地理范围较小、私有服务、网络所覆盖的地理范围较小、结构简洁结构简洁数据的传输速率比较高数据的传输速率比较高布线简洁、成本低布线简洁、成本低局域网有较低的时延和较低的误码率局域网有较低的时延和较低的误码率媒体适应性强媒体适应性强局域网络的经营权和管理权属于某个单局域网络的经营权和管理权属于某个单位全部位全部结构简洁，易于实现，便于安装、维护结构简洁，易于实现，便于安装、维护和扩充，局域网一般接受广播技术而非和扩充，局域网一般接受广播技术而非交换技术。交换技术。3局域网具有

2、如下的一些主要优点：局域网具有如下的一些主要优点：具有广播功能，从一个站点可很便利地访问全具有广播功能，从一个站点可很便利地访问全网。网。局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。硬件和软件资源。便于系统的扩展和渐渐地演化，各设备的位置便于系统的扩展和渐渐地演化，各设备的位置可敏捷调整和变更。可敏捷调整和变更。提高了系统的牢靠性、可用性和残存性。提高了系统的牢靠性、可用性和残存性。4.2局域网局域网局域网的共享媒体技术局域网的共享媒体技术局域网的组成局域网的组成局域网的分类局域网的分类局域网的关键技术局域网的关键技术以太网的标准以太网的标准

3、局域网局域网拓扑结构传输介质通信协议局域网的组成局域网的组成4.2局域网局域网1、局域网的组成局域网的组成局域网组成也包括硬件和软件。局域网组成也包括硬件和软件。资源硬件主要是指服务器、工作站及各种资源硬件主要是指服务器、工作站及各种共享的外围设备如打印机、传真机等，通信共享的外围设备如打印机、传真机等，通信硬件主要是指通信线路和网卡、集线器、交硬件主要是指通信线路和网卡、集线器、交换机、路由器、无线换机、路由器、无线AP等通信设备。等通信设备。局域网的软件主要包括网络操作系统和通局域网的软件主要包括网络操作系统和通信协议，较常运用的协议有信协议，较常运用的协议有TCP/IP、NetBEUI和

4、和IPX/SPX三种。三种。局域网的典型组成局域网的典型组成双绞线、同轴双绞线、同轴电缆、光纤或电缆、光纤或者无线电波者无线电波网络服务器网络服务器计算机计算机网络接网络接口卡口卡传输介质传输介质计算机计算机计算机计算机网络网络打印机打印机计算机、计算机、服务器、打印服务器、打印机等设备都可以通过局机等设备都可以通过局域网相互连接起来域网相互连接起来网络上的每台计算机都装有网络接网络上的每台计算机都装有网络接口卡口卡(NIC,简称网卡简称网卡)，网卡通过传，网卡通过传输介质把节点相互连接起来输介质把节点相互连接起来组成组成LANLAN的的5 5种基本结构：种基本结构：计算机（特殊是计算机（特殊

5、是PCPC机）机）传输介质传输介质网络适配器网络适配器网络连接设备网络连接设备网络操作系统网络操作系统2、局域网的分类、局域网的分类|依据网络的管理模式，局域网可以划分为对等网依据网络的管理模式，局域网可以划分为对等网和客户和客户-服务器（服务器（C/S）网络。）网络。对等网配置简洁，但配置与管理困难、平安性差、成对等网配置简洁，但配置与管理困难、平安性差、成本高、性能差。本高、性能差。C/S C/S模式网络的主要优点是：管理和配置简洁、平安性模式网络的主要优点是：管理和配置简洁、平安性高和性能好。但对于小型企业网络来说，成本有些高。高和性能好。但对于小型企业网络来说，成本有些高。2、局域网的

6、分类、局域网的分类|从应用角度划分，局域网可以划分为家庭网和企业网。从应用角度划分，局域网可以划分为家庭网和企业网。|从介质访问限制方法的角度，局域网可分为共享式局从介质访问限制方法的角度，局域网可分为共享式局域网和交换式局域网。域网和交换式局域网。|依据技术规范划分，局域网可划分的种类较多，其中依据技术规范划分，局域网可划分的种类较多，其中占主导地位的有占主导地位的有4种类型，分别是以太网（种类型，分别是以太网（Ethernet）、）、令牌环网（令牌环网（TokenRing）、令牌总线（）、令牌总线（TokenBus）和光）和光纤分布式数据接口纤分布式数据接口FDDI（FiberDistri

7、butedDataInterface）。）。|其中，以太网、令牌环网和令牌总线是其中，以太网、令牌环网和令牌总线是IEEE（国际（国际电气和电子工程师协会）的标准，电气和电子工程师协会）的标准，FDDI是是ANSI（美国（美国国家标准协会）的标准。国家标准协会）的标准。10协议协议名称名称内内 容容 描描 述述IEEE802.1IEEE802.1局域网概述，体系局域网概述，体系结结构、网构、网络络管理和性能管理和性能测测量等。量等。IEEE802.2IEEE802.2逻辑链逻辑链路控制路控制协议协议 LLCLLC。IEEE802.3IEEE802.3总线总线网介网介质访问质访问控制控制协议协议

8、CSMA/CDCSMA/CD及物理及物理层层技技术规术规范。范。IEEE802.4IEEE802.4令牌令牌总线总线网介网介质访问质访问控制控制协议协议及其物理及其物理层层技技术规术规范。范。IEEE802.5IEEE802.5令牌令牌环环网介网介质访问质访问控制控制协议协议及其物理及其物理层层技技术规术规范。范。IEEE802.7IEEE802.7宽带宽带技技术术咨咨询组询组，为为其他分委其他分委员员会提供会提供宽带宽带网网络络技技术术的建的建议议。IEEE802.8IEEE802.8光光纤纤技技术术咨咨询组询组，为为其他分委其他分委员员会提供光会提供光纤纤网网络络技技术术的建的建议议。IE

9、EE802.9IEEE802.9综综合合话话音音/数据局域网（数据局域网（IVDIVD）的介）的介质访问质访问控制控制协议协议及其物理及其物理层层技技术规术规范；范；IEEE802.10IEEE802.10局域网安全技局域网安全技术标术标准。准。IEEE802.11IEEE802.11无无线线局域网局域网的介的介质访问质访问控制控制协议协议及其物理及其物理层层技技术规术规范。范。IEEE802.12IEEE802.12100Mb/s100Mb/s高速以太网按需高速以太网按需优优先的介先的介质访问质访问控制控制协议协议100VG-ANY100VG-ANY。LANLANIEEE802.14电缆电视

10、电缆电视（cable-TV）访问访问方法和物理方法和物理层层技技术规术规范范IEEE802.15无无线线个人网（个人网（WPAN）介）介质访问质访问控制方法和物理控制方法和物理层层技技术规术规范范IEEE802.16固定固定带宽带宽无无线线接入系接入系统统的空中接口的空中接口规规范范有关有关IEEE的的802标准标准P693、局域网的关键技术、局域网的关键技术确定局域网特性的主要技术要确定局域网特性的主要技术要素：素：网络拓扑结构网络拓扑结构传输介质传输介质通信协议通信协议（1）网络拓扑结构）网络拓扑结构局域网在网络拓扑结构上主要接受总线型、局域网在网络拓扑结构上主要接受总线型、星型、环型和树

11、型等结构。星型、环型和树型等结构。总线型ABCC星型ABCA环型ADCBT树形局域网树形局域网星型拓扑结构星型拓扑结构多级星型拓扑结构多级星型拓扑结构星型拓扑结构的主要优点：星型拓扑结构的主要优点：节点扩展、移动便利；网络传输数据快；节点扩展、移动便利；网络传输数据快；维护简洁维护简洁星型拓扑结构的主要缺点：星型拓扑结构的主要缺点：核心交换机工作负荷重；网络布线较困难；核心交换机工作负荷重；网络布线较困难；广播传输影响网络性能。广播传输影响网络性能。环形拓扑结构环形拓扑结构环形网络中的每一站点是通过环环形网络中的每一站点是通过环中继转发器与它左右相邻的站点中继转发器与它左右相邻的站点串行连接，

12、在传输介质环的两端串行连接，在传输介质环的两端各加上一个阻抗匹配器（也称各加上一个阻抗匹配器（也称“终端匹配器终端匹配器”）就形成了一个封）就形成了一个封闭的环路。闭的环路。多个结点共享一条环通路。多个结点共享一条环通路。环中数据沿着一个方向绕环逐站环中数据沿着一个方向绕环逐站传输；传输；接受同轴电缆作为传输介质的令接受同轴电缆作为传输介质的令牌网。牌网。环形拓扑结构网络的主要优点：环形拓扑结构网络的主要优点：网络路径选择和网络组建简洁网络路径选择和网络组建简洁投资成本低投资成本低传输速度慢传输速度慢连接用户数特别少连接用户数特别少传输效率低传输效率低扩展性能差扩展性能差维护困难。维护困难。总

13、线型拓扑结构总线型拓扑结构总线型拓扑结构（总线型拓扑结构（BusTopology）与环形拓扑结）与环形拓扑结构从外形上看有些类似，都是共享一条同轴电缆构从外形上看有些类似，都是共享一条同轴电缆作为传输介质，通过作为传输介质，通过RPU（中继转发器，或称（中继转发器，或称“连接器连接器”）连接多台计算机）连接多台计算机。17总线型拓扑结构总线型拓扑结构总线型局域网接受的是总线型局域网接受的是“共享介质共享介质”方式；全部结点都连方式；全部结点都连接到一条作为公共传输介质的总线上；接到一条作为公共传输介质的总线上；总线传输介质通常接受同轴电缆或双绞线；总线传输介质通常接受同轴电缆或双绞线；全部结点

14、都可以通过总线传输介质以全部结点都可以通过总线传输介质以“广播广播”方式发送或方式发送或接收数据，因此出现接收数据，因此出现“冲突冲突collision）”是不行避开的；是不行避开的；“冲突冲突”会造成传输失败；会造成传输失败；总线两端的匹配电阻吸取电磁波信号的能量，避开在总线总线两端的匹配电阻吸取电磁波信号的能量，避开在总线上产生有害的电磁波反射。上产生有害的电磁波反射。总线网可运用两种协议：总线网可运用两种协议：传统以太网的传统以太网的CSMA/CD-演进为星形演进为星形令牌传递总线网，物理上总线而逻辑上令牌环令牌传递总线网，物理上总线而逻辑上令牌环-早已退出早已退出市场。市场。总线拓扑的

15、主要优点：总线拓扑的主要优点：网络结构简洁，易于布线网络结构简洁，易于布线扩展较简洁扩展较简洁维护简洁。维护简洁。总线型结构的主要缺点：总线型结构的主要缺点：传输速率低传输速率低故障诊断困难故障诊断困难难以实现大规模扩展。难以实现大规模扩展。树形拓扑结构树形拓扑结构树形拓扑结构自上而下（从核心交换机（或骨树形拓扑结构自上而下（从核心交换机（或骨干层）到汇聚层，再到边缘层）是自上而下是依干层）到汇聚层，再到边缘层）是自上而下是依次分层扩展的，就像一颗倒放的次分层扩展的，就像一颗倒放的“树树”。网状拓扑结构网状拓扑结构网状拓扑结构又有网状拓扑结构又有“全网状结构全网状结构”和和“半网状结半网状结构

16、构”两种。所谓两种。所谓“全网状结构全网状结构”就是指网络中任何就是指网络中任何两个节点间都是相互连接的。而所谓的两个节点间都是相互连接的。而所谓的“半网状半网状结构结构”是指网络中并不是每个节点都与网络的其是指网络中并不是每个节点都与网络的其他全部节点有连接，可能只是一部分节点间有互他全部节点有连接，可能只是一部分节点间有互连。连。混合型拓扑结构混合型拓扑结构网络合型网络拓扑结构是指多种结构（如星网络合型网络拓扑结构是指多种结构（如星型拓扑结构、环形拓扑结构、总线型结构、网状型拓扑结构、环形拓扑结构、总线型结构、网状结构）单元组成的结构，但常见的是由星型拓扑结构）单元组成的结构，但常见的是由

17、星型拓扑结构和总线型结构络结合在一起组成的结构和总线型结构络结合在一起组成的。21混合型拓扑结构更能满足较大网络的敏捷拓展，混合型拓扑结构更能满足较大网络的敏捷拓展，解决星型网络在传输距离上的局限（因为双绞线的解决星型网络在传输距离上的局限（因为双绞线的单段最大长度要远小于同轴电缆和光纤），同时又单段最大长度要远小于同轴电缆和光纤），同时又解决了总线型网络在连接用户数量的限制。解决了总线型网络在连接用户数量的限制。22 混合型拓扑结构主要特点：应用广泛、扩展敏捷、维护较为困难。（2）传输介质）传输介质在网络传输介质上主在网络传输介质上主要采用双绞线与光缆。要采用双绞线与光缆。（3 3）介质访问

18、限制方法）介质访问限制方法传统的局域网接受传统的局域网接受“共享介质共享介质”的工作方式，的工作方式，其传输介质是共享的，其传输介质是共享的，各结点都可以利用总线各结点都可以利用总线发送数据，且网中没有发送数据，且网中没有限制中心，若两个或多限制中心，若两个或多个结点同时发送数据，个结点同时发送数据，将不行避开地产生将不行避开地产生“冲冲突突”。-总线型拓扑总线型拓扑常用的介质访问限制方法常用的介质访问限制方法l为了尽量避开为了尽量避开“冲突冲突”的发生，解决的发生，解决“冲突冲突”发生发生时产生的问题，实现对多结点运用共享介质发送时产生的问题，实现对多结点运用共享介质发送和接收数据的限制，人

19、们提出了多种介质访问限和接收数据的限制，人们提出了多种介质访问限制方法。制方法。l目前被普遍接受并形成国际标准的介质访问限制方目前被普遍接受并形成国际标准的介质访问限制方法主要有三种：以太网技术中带有冲突检测的载法主要有三种：以太网技术中带有冲突检测的载波侦听多路访问（波侦听多路访问（CSMA/CD）方法、令牌总线（）方法、令牌总线（TokenBus）方法和令牌环（）方法和令牌环（TokenRing）方法。）方法。264、媒体共享技术、媒体共享技术静态划分信道静态划分信道频分复用频分复用时分复用时分复用波分复用波分复用码分复用码分复用 动态媒体接入限制（多点接入）动态媒体接入限制（多点接入）随

20、机接入：特点是全部的用户可随机地发送信息，简随机接入：特点是全部的用户可随机地发送信息，简洁发生冲突，必需有解决冲突的网络协议。如：以太洁发生冲突，必需有解决冲突的网络协议。如：以太网中的网中的CSMA/CDCSMA/CD协议协议受控接入受控接入 ：特点是用户不能随机地发送信息而必需：特点是用户不能随机地发送信息而必需听从确定的限制。如多点线路探询听从确定的限制。如多点线路探询(polling)(polling)，或轮，或轮询，令牌环询，令牌环LANLAN。不探讨。不探讨。27以太网介绍（补充）以太网介绍（补充）以太网是当今现有局域网接受的最通用的通信协以太网是当今现有局域网接受的最通用的通信

21、协议标准，组建于七十年头早期。议标准，组建于七十年头早期。Ethernet(以太网）是一种传输速率为以太网）是一种传输速率为10Mbps的的常用局域网（常用局域网（LAN）标准。）标准。在以太网中，全部计算机被连接一条同轴电缆上，在以太网中，全部计算机被连接一条同轴电缆上，接受具有冲突检测的载波感应多处访问接受具有冲突检测的载波感应多处访问（CSMA/CD）方法，接受竞争机制和总线拓朴结）方法，接受竞争机制和总线拓朴结构。基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线构。基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机构成。构成

22、。接受星型或总线型结构。接受星型或总线型结构。28以太网具有的一般特征以太网具有的一般特征共享媒体：全部网络设备依次运用同一通信媒体。共享媒体：全部网络设备依次运用同一通信媒体。广播域：须要传输的帧被发送到全部节点，但只有寻广播域：须要传输的帧被发送到全部节点，但只有寻址到的节点才会接收到帧。址到的节点才会接收到帧。以太网运用以太网运用CSMA/CD介质访问限制方式，符合介质访问限制方式，符合IEEE802.3标准，在数据链路层传输的是帧，拓扑结构标准，在数据链路层传输的是帧，拓扑结构可以为总线型、星型和树型结构，但在逻辑上都是总可以为总线型、星型和树型结构，但在逻辑上都是总线型结构。线型结构

23、。MAC地址：媒体访问限制层的全部地址：媒体访问限制层的全部Ethernet网络接网络接口卡（口卡（NIC）都接受）都接受48位网络地址。这种地址全球唯一。位网络地址。这种地址全球唯一。以太网结构简洁，易于实现，技术相对成熟，网络连以太网结构简洁，易于实现，技术相对成熟，网络连接设备成本低，不同类型的以太网可以相互兼容，很接设备成本低，不同类型的以太网可以相互兼容，很简洁集成在一个局域网中，所以，组建局域网、校内简洁集成在一个局域网中，所以，组建局域网、校内网和企业网的单位都将以太网作为首选。网和企业网的单位都将以太网作为首选。29以太网协议以太网协议IEEE802.3标准中供应了以太网帧的结

24、构。标准中供应了以太网帧的结构。当前以太网支持光纤和双绞线媒体支持下的四当前以太网支持光纤和双绞线媒体支持下的四种传输速率：种传输速率：10Mbps10Base-TEthernet（802.3）100MbpsFastEthernet（802.3u）1000MbpsGigabitEthernet（802.3z)）10GigabitEthernetIEEE802.3ae典型以太网典型以太网依据传输速率将以太网分为依据传输速率将以太网分为10Mbps以太网、以太网、100Mbps以太网、千兆位以太网和万兆位以太网。以太网、千兆位以太网和万兆位以太网。10Mbps以太网以太网P77类类 型型10BAS

25、E-210BASE-510BASE-T10BASE-F数据传输速率数据传输速率10Mbps10Mbps10Mbps10Mbps传输介质传输介质基带细同轴电基带细同轴电缆缆基带粗同轴电基带粗同轴电缆缆非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线光纤光纤拓扑结构拓扑结构总线型总线型总线型总线型星型星型星型星型网络接口网络接口BNCAUIRJ-45F/O最大段长最大段长185m500m100m1000m以上以上其中第一个数字表示数据传输速率其中第一个数字表示数据传输速率（Mbps），），Base表示基带传输，表示基带传输，Borde表示宽带传输，最终一个数字表示传输表示宽带传输，最终一个数字表示传输介质和最大传输距离（

26、介质和最大传输距离（100M）31Ethernet的核心技术是的核心技术是CSMA/CD介质访问限制方法；介质访问限制方法；1972年，美国施乐年，美国施乐Xerox公司起先公司起先Ethernet试验网的探讨；试验网的探讨；1979年，年，Xerox公司宣布了公司宣布了Ethernet产品；产品；1980年，美国施乐公司年，美国施乐公司Xerox、DEC公司与公司与Intel公司联合公司联合提出了提出了10Mb/sEthernet规约的第一版本规约的第一版本DIXV1,1982年又年又修改为其次版规约，即修改为其次版规约，即DIXEthernetV2.0，是世界上第一，是世界上第一个局域网产

27、品（以太网）的规约个局域网产品（以太网）的规约；90年头，年头，10Base-T标准使得标准使得Ethernet性能价格比大大提高；性能价格比大大提高；目前，交换式目前，交换式Ethernet与最高速率为与最高速率为10Gb/s的高速的高速Ethernet的出现，更确立了它在局域网中的主流地位。的出现，更确立了它在局域网中的主流地位。EthernetEthernet标准的发展标准的发展 P73P735、以太网的两个标准、以太网的两个标准32以太网的两个标准以太网的两个标准DIXEthernetV2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）的规约。（以太网）的规约。IEEE的的8

28、02.3标准。标准。DIXEthernetV2标准与标准与IEEE的的802.3标准只标准只有很小的差别，因此可以将有很小的差别，因此可以将802.3局域网简称局域网简称为为“以太网以太网”。严格说来，严格说来，“以太网以太网”应当是指符合应当是指符合DIXEthernetV2标准的局域网。标准的局域网。33数据链路层的两个子层数据链路层的两个子层为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层：层：P71逻辑链路限制逻辑链路限制LLC(LogicalLinkContro

29、l)子层子层媒体接入限制媒体接入限制MAC(MediumAccessControl)子子层。层。与接入到传输媒体有关的内容都放在与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，子层，而而LLC子层则与传输媒体无关，不管接受何种子层则与传输媒体无关，不管接受何种协议的局域网对协议的局域网对LLC子层来说都是透亮的。子层来说都是透亮的。34局域网对局域网对LLC子层是透亮的子层是透亮的数据链路层局 域 网网络层物理层站点 1网络层物理层逻辑链路控制LLCLLC媒体接入控制MACMAC站点 2LLC 子层看不见子层看不见下面的局域网下面的局域网35以后一般不考虑以后一般不考虑LLC子层子层由于由于TCP

30、/IP体系常常运用的局域网是体系常常运用的局域网是DIXEthernetV2而不是而不是802.3标准中的几种局域网，标准中的几种局域网，因此现在因此现在802委员会制定的逻辑链路限制子层委员会制定的逻辑链路限制子层LLC（即（即802.2标准）的作用已经不大了。标准）的作用已经不大了。很多厂商生产的适配器上就仅装有很多厂商生产的适配器上就仅装有MAC协议而没协议而没有有LLC协议。协议。MAC子层担负了两方面的主要职责：子层担负了两方面的主要职责：一是：如何在局域网内寻址（也就是找到目的节点）一是：如何在局域网内寻址（也就是找到目的节点）;二是：如何解决多路通信中信道争用的现象。二是：如何解

31、决多路通信中信道争用的现象。1、MAC子层主要功能子层主要功能包括：包括：MAC帧的封装与拆卸帧的封装与拆卸，实现和维护各种实现和维护各种MAC子子层层协议，比特流差错检测协议，比特流差错检测，MAC寻址等。数据链路层有寻址等。数据链路层有两种不同的数据帧两种不同的数据帧LLC帧和帧和MAC帧。不过，我们通常帧。不过，我们通常所说的所说的“帧帧”是一般是指是一般是指MAC帧，而不是帧，而不是LLC帧。帧。MAC帧有以下三种：帧有以下三种：单播帧单播帧目的目的MAC地址是一个单播地址是一个单播MAC地址的帧；地址的帧；广播帧广播帧目的目的MAC地址是一个广播地址是一个广播MAC地址（全地址（全“

32、1”地址）的帧；地址）的帧；多播帧多播帧目的目的MAC地址是一个多播地址是一个多播MAC地址地址。补充：以太网的补充：以太网的MAC 层层372 2、MACMAC层的硬件地址层的硬件地址介质访问地址介质访问地址(MAC(MAC地址地址)：为了相互区分，：为了相互区分，局域网中的每台计算机都有一个惟一的地局域网中的每台计算机都有一个惟一的地址，称为址，称为MACMAC地址。地址。在局域网中，在局域网中，MAC MAC 地址又称为物理地址，或地址又称为物理地址，或硬件地址。硬件地址。IEEE 802 IEEE 802 标准为标准为LANLAN规定了一种规定了一种4848位的全球位的全球地址，是固化

33、在适配器的地址，是固化在适配器的ROMROM中的地址。中的地址。所说的所说的“地址地址”严格地讲应当是每一个站的严格地讲应当是每一个站的“名字名字”或标识符。或标识符。3848位的位的MAC地址地址IEEE的注册管理机构的注册管理机构RA负责向厂家安排地址负责向厂家安排地址字段的前三个字节字段的前三个字节(即高位即高位24位位)-OUI。地址字段中的后三个字节地址字段中的后三个字节(即低位即低位24位位)由厂家自由厂家自行指派，称为扩展标识符，必需保证生产出的适行指派，称为扩展标识符，必需保证生产出的适配器没有重复地址。配器没有重复地址。一个地址块可以生成一个地址块可以生成224个不同的地址。

34、这种个不同的地址。这种48位地址称为位地址称为MAC-48，它的通用名称是，它的通用名称是EUI-48。“MAC地址地址”事实上就是适配器地址或适配器标识事实上就是适配器地址或适配器标识符符EUI-48。39Ethernet地址地址网络物理地址网络物理地址;Ethernet地址地址=ManufactureID+NICID24bit+24bit公司：公司：Cisco00-00-0CNovell00-00-1B或或00-00-D83Com00-20-AF或或00-60-8C或或00-60-08IBM08-00-5A如何获得如何获得Ethernet地址？地址？Ipconfig/all、Nbtstat

35、aIP地址地址40适配器检查适配器检查MAC地址地址适配器从网络上每收到一个适配器从网络上每收到一个MAC帧就首先用硬帧就首先用硬件检查件检查MAC帧中的帧中的MAC地址。地址。-过滤功能过滤功能假如是发往本站的帧则收下，然后再进行其他假如是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理。的处理。否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。“发往本站的帧发往本站的帧”包括以下三种帧：包括以下三种帧：单播单播(unicast)帧（一对一）帧（一对一）广播广播(broadcast)帧（一对全体）帧（一对全体）多播多播(multicast)帧（一对多）帧（一对多）413、M

36、AC 帧的格式帧的格式常用的以太网常用的以太网MAC帧格式有两种标准帧格式有两种标准：vDIX Ethernet V2 标准标准vIEEE 的的 802.3 标准标准最常用的最常用的MAC帧是帧是以太网以太网V2的格式的格式。以太网数据传输方法：以太网数据传输方法：必需把要传输的数据分成小块（称为必需把要传输的数据分成小块（称为“帧帧”，frame），），以帧位单位传送，每台计算机每次只传输一个帧，确保任以帧位单位传送，每台计算机每次只传输一个帧，确保任何计算机都有传输数据的机会。何计算机都有传输数据的机会。有效载荷有效载荷(传输的数据传输的数据)校验校验信息信息目的计算机目的计算机MAC地址

37、地址发送计算机发送计算机MAC地址地址类型类型发给哪一发给哪一台计算机台计算机？校验信息伴同数据一起进行传输，校验信息伴同数据一起进行传输，供接收节点在收到数据之后验证供接收节点在收到数据之后验证数据传输是否正确数据传输是否正确哪一台计算机哪一台计算机发送的数据帧发送的数据帧须要传输的数据，如程序、须要传输的数据，如程序、邮件、邮件、MP3MP3音乐等音乐等留意：不同类型的局域网，留意：不同类型的局域网，MAC MAC地址规定不地址规定不同，数据帧的格式不同，有效载荷最大长度同，数据帧的格式不同，有效载荷最大长度不同，校验方法不同不同，校验方法不同以太网以太网V2的的MAC 帧格式帧格式431

38、0101010101010 10101010101010101011以太网以太网 MAC 帧帧物理层物理层MAC层层前同步码前同步码帧开始帧开始定界符定界符7 字节字节1 字节字节8 字节字节插入插入IP层层目的地址目的地址源地址源地址类型类型数数 据据FCS6624字节字节46 1500IP 数据报数据报MAC MAC 帧帧帧帧以太网以太网V2的的MAC 帧格式帧格式44以太网以太网V2的的MAC帧格式帧格式MAC 帧物理层MAC 层IP 层目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报目的地址字段 6 字节源地址字段 6 字节45MAC 帧物理层MAC 层IP 层目的

39、地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报以太网以太网V2的的MAC帧格式帧格式类型字段 2 字节类型字段用来标记上一层运用的是什么协议，以便把收到的 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。46MAC 帧物理层MAC 层IP 层目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报以太网以太网V2的的MAC帧格式帧格式数据字段 46 1500 字节数据字段的正式名称是数据字段的正式名称是 MAC 客户数据字段客户数据字段最小长度最小长度 64 字节字节 18 字节字节的首部和尾部的首部和尾部=数据字段的最小长度数据字段的最小长度 当数据字段的长度小于当数据

40、字段的长度小于 46 字节时，字节时，应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段，应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段，以保证以太网的以保证以太网的 MAC 帧长不小于帧长不小于 64 字节。字节。Why?47MAC 帧物理层MAC 层IP 层目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报以太网以太网V2的的MAC帧格式帧格式FCS 字段 4 字节当传输媒体的误码率为 1108 时，MAC 子层可使未检测到的差错小于 11014。48MAC 帧物理层MAC 层IP 层目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报以太网以太网V2的的MAC帧格式帧格

41、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，1和0交替出现，用来快速实现 MAC 帧的比特同步。其次个字段是帧起先定界符，表示后面的信息就是MAC 帧。为了达到比特同步比特同步，在传输媒体上实际传送的要比 MAC 帧还多 8 个字节49数据字段的长度与长度字段的值不一样；数据字段的长度与长度字段的值不一样；帧的长度不是整数个字节；帧的长度不是整数个字节；用收到的帧检验序列用收到的帧检验序列FCS查出有差错；查出有差错；数据字段的长度不在数据字段的长度不

42、在461500字节之间。字节之间。有效的有效的MAC帧长度为帧长度为641518字节之间。字节之间。对于检查出的无效对于检查出的无效MAC帧就简洁地丢弃。以帧就简洁地丢弃。以太网不负责重传丢弃的帧。太网不负责重传丢弃的帧。无效的无效的MAC帧帧介质争用的问题介质争用的问题1.1.理解理解“冲突域冲突域”“冲突域冲突域”就是可能发生介质访问冲突的节点范就是可能发生介质访问冲突的节点范围。在围。在HubHub中连接的全部用户都是共享一个信道进行中连接的全部用户都是共享一个信道进行访问的，多个用户同时访问时就可能发生冲突，所访问的，多个用户同时访问时就可能发生冲突，所以我们说一个集线器就是一个冲突域

43、。以我们说一个集线器就是一个冲突域。交换机（交换机（SwitchSwitch）端口的连接方式与）端口的连接方式与HubHub的不一的不一样，在背板中有一个交换矩阵，通过这个交换矩阵样，在背板中有一个交换矩阵，通过这个交换矩阵就可实现任何两个端口间的通信都有一条专用的通就可实现任何两个端口间的通信都有一条专用的通道，不同节点间的通信不存在介质争用现象。道，不同节点间的通信不存在介质争用现象。2.2.介质争用解决方法介质争用解决方法 不同网络，所接受的共享介质争用解决方法也不一不同网络，所接受的共享介质争用解决方法也不一样。在令牌环网络和令牌总线网络中接受了样。在令牌环网络和令牌总线网络中接受了“

44、令牌令牌”限制原理来解决介质争用问题。还可通过信道复用方限制原理来解决介质争用问题。还可通过信道复用方式来介质争用问题。式来介质争用问题。在我们常用的以太局域网和在我们常用的以太局域网和WLANWLAN无线局域网的介质无线局域网的介质争用解决方案主要有：争用解决方案主要有：CSMACSMA、CSMA/CDCSMA/CD和和CSMA/CACSMA/CA协议。协议。其中，其中，CSMA/CDCSMA/CD是标准以太网、快速以太网和千兆以是标准以太网、快速以太网和千兆以太网中统一接受的介质争用处理协议。太网中统一接受的介质争用处理协议。52如何在总线如何在总线LAN上实现一对一的通信？上实现一对一的

45、通信？推断数据帧中的目的地址与硬件地址（推断数据帧中的目的地址与硬件地址（MAC地址）是地址）是否一样？否一样？例如：下图例如：下图如何协调总线型如何协调总线型LAN上各计算机的介质争用？上各计算机的介质争用？在总线网络中，每个站点都能独立地发送帧，若两个或在总线网络中，每个站点都能独立地发送帧，若两个或多个站同时发送帧，就会产生冲突，导致所发送的帧都多个站同时发送帧，就会产生冲突，导致所发送的帧都出错。出错。4.3CSMA/CD协议协议B向 D发送数据 C D A E匹配电阻（用来吸收总线上传播的信号）匹配电阻不接受不接受不接受接受B只有 D 接受B 发送的数据CSMA介质访问限制原理介质访

46、问限制原理CSMA技术也称为技术也称为LBT（ListenBeforeTalk，先，先听后说），也就是先侦听要访问的介质，当发觉介听后说），也就是先侦听要访问的介质，当发觉介质忙时先避让一段时间，不发送数据，仅当侦听到质忙时先避让一段时间，不发送数据，仅当侦听到介质空闲时才进行数据发送。介质空闲时才进行数据发送。这里就涉及到一个问题，就是在站点侦听到当前这里就涉及到一个问题，就是在站点侦听到当前信道中有数据在传输时，要避让多长时间才再次侦信道中有数据在传输时，要避让多长时间才再次侦听，这就是听，这就是CSMA技术的退避算法。技术的退避算法。CSMA可以接受的退避算法有几种：非可以接受的退避算法

47、有几种：非-坚持坚持CSMA（nopersistentCSMA）、）、1-坚持坚持CSMA（1-persistentesCSMA）、）、P-坚持坚持CSMA（P-persistantCSMA）。）。CSMA/CD介质访问限制原理介质访问限制原理 载波监听多路访问载波监听多路访问/冲突检测冲突检测-CSMA/CD-CSMA/CD是标准是标准以太网、快速以太网和千兆以太网中统一接受的以太网、快速以太网和千兆以太网中统一接受的介质争用处理协议。介质争用处理协议。CSMA/CD CSMA/CD是一种分布式介质访问限制协议，只是一种分布式介质访问限制协议，只适用于逻辑上属于总线拓扑结构的网络。适用于逻辑

48、上属于总线拓扑结构的网络。运用运用 CSMA/CD CSMA/CD 协议的以太网，一个站不行能协议的以太网，一个站不行能同时进行发送和接收，因此，只能进行半双工通同时进行发送和接收，因此，只能进行半双工通信。信。CSMA/CD CSMA/CD的作用：的作用：是为防止连接在总线上的各是为防止连接在总线上的各站点之间发生碰撞，协调总线上各计算机工作而站点之间发生碰撞，协调总线上各计算机工作而设计的协议。设计的协议。CSMA/CD介质访问限制原理介质访问限制原理 CSMA/CD CSMA/CD的最大亮点就是它在侦听到有冲突发的最大亮点就是它在侦听到有冲突发生时（同时有多路数据发送时，信号强度确定不生

49、时（同时有多路数据发送时，信号强度确定不一样），可以马上中止数据帧的发送，快速地终一样），可以马上中止数据帧的发送，快速地终止被破坏的帧可以节约时间和带宽；并且发送一止被破坏的帧可以节约时间和带宽；并且发送一个堵塞信号，以强化冲突，使其它站点更简洁检个堵塞信号，以强化冲突，使其它站点更简洁检测到有冲突的发生，不再同时发送数据了，可避测到有冲突的发生，不再同时发送数据了，可避开更多的帧发生冲突。开更多的帧发生冲突。CSMA/CD原理综述原理综述CSMA/CD的介质访问限制原理包含四个方面：侦的介质访问限制原理包含四个方面：侦听、发送、检测、冲突处理。听、发送、检测、冲突处理。概括为：概括为：先听

50、后发先听后发边听边发；边听边发；一旦冲突，马上停止发送；一旦冲突，马上停止发送；随机延迟后重发。随机延迟后重发。冲突检测原理冲突检测原理 为了确保全部站点在发送数据的站点发送完数为了确保全部站点在发送数据的站点发送完数据前起先接收数据，以太网定了一个最小帧（这个据前起先接收数据，以太网定了一个最小帧（这个最小帧的有效载荷不能少于最小帧的有效载荷不能少于4646个字节），最小帧的个字节），最小帧的大小与网络分布的距离、传输介质类型和到达目的大小与网络分布的距离、传输介质类型和到达目的节点前所运用的中继器数量等有关。综合这些因素节点前所运用的中继器数量等有关。综合这些因素专家们定义了一个公认值专家