计算机网络技术第四章复习

二、令牌环（Token Ring）
在令牌环介质访问控制方法中，使 用了一个沿着环路循环的令牌。网 络中的节点只有截获令牌时才能发 送数据，没有获取令牌的节点不能 发送数据，因此，使用令牌环的 LAN中不会产生冲突。
á ã ½ µ A
á ã ½ µ A á ã ½ µ E á ã ½ µ B á ã ½ µ E î Æ Á Å Token Ring Token Ring á ã ½ µ B
1.2 局域网的分类 1、按拓扑结构分：局域网可分成总线型、树型、环 型和星型。 2、按传输媒体分：可分为有线网和无线网两类。有 线网中包括双绞线、同轴电缆和光纤网，而无线网指 用红外、微波作为传输介质的局域网。 3、按媒体访问控制分：主要可分为以太网 （Ethernet）、令牌环网(Token Ring)、FDDI光纤环 网、异步传输模式（ATM网）等。
一、物理层 IEEE802参考模型的物理层对应于OSI的物理层， 实现功能包括： 确保二进制位正确传输
二、MAC子层 主要功能是 管理和控制对局域网传输介质的访问，进行合理的信道分 配，解决信道竞争问题。
MAC的实例如令牌环网（802.5）、以太网（802.3）等
三、LLC子层 主要功能是： 提供高层的接口 建立和释放数据链路层的逻辑连接 给帧加上序号等 差错控制 由译码成实际的数据
四、星型拓扑结构 在星型拓扑中存在一个中心 节点，每个节点通过点到点 线路与中心节点连接。 在局域网中，由于使用中央 设备的不同，局域网的物理 拓扑结构和逻辑拓扑结构不 同。 – 使用集线器连接所有计 算机时，是一种具有星 型物理连接的总线型拓 扑结构； – 使用交换机时，是真正 的星型拓扑结构。
令牌
Token Bus的特点
令牌总线适用于重负载的网络中，数据发送 的延迟时间确定，适合实时性的数据传输等。 网络管理较为复杂，网络必须有初始化 的功能，以生成一个顺序访问的次序。 令牌总线访问控制的复杂性高：网络中 的令牌丢失，出现多个令牌、将新节点加入到环 中，从环中删除不工作的节点等。
4.2 局域网体系结构与标准
10Base-F
10Base-5
10Base-5网络使用的硬件： AUI插座的以太网卡 50欧同轴电缆 外部收发器 收发器电缆 终端适配器
AUI接口
10Base-2 总线型细同轴电缆以太网
10Base-T
集线器的工作原理： 集线器并不处理或检查其上的通信量，仅通过将 一个端口接收的信号重复分发给其他端口来扩展物理 介质。所有连接到集线器的设备共享同一介质。如果 一个节点发出一个信息，集线器会将这个信息传播给 所有同它相连 的节点。 集线器的工作特点： 集线器多用于小规模的以太网，由于集线器一般 使用外接电源（有源），对其接收的信号有放大处理。 在某些场合，集线器也被称为“多端口中继器”。
á ã ½ µ D
á ã ½ µ C
á ã ½ µ D
á ã ½ µ C
D
D
D
D
令牌 A C A C A C A C
B 节点A截获令牌,并准 备发送数据
B 节点A将数据发送到 节点C
B 数据循环一周后,节点 A将其收回
B 产生新的令牌,发送到 环路中
Token Ring的特点 由于每个节点不是随机的争用信道，不会出现冲突，因此 称它是一种确定型的介质访问控制方法，而且每个节点发 送数据的延迟时间可以确定。
CSMA/CD协议的 工作过程通常可以 概括为： – 先听后发、 – 边听边发、 – 冲突停发、 – 延迟重发。
站点要求发送
Y
有载波？ N 发送一帧信息 延时处理
有冲突？ N
Y
发出阻塞信号
冲突 >16？ Y 放弃发送 另作处理
N
一次发送结束
图4.3 CSMA/CD发送过程流程图
CSMA/CD协议的特点 在采用CSMA/CD协议的总线LAN中，各节点通过竞争的方 法强占对媒体的访问权利，出现冲突后，必须延迟重发。 因此，节点从准备发送数据到成功发送数据的时间是不 能确定的，它不适合传输对时延要求较高的实时性数据。 结构简单、网络维护方便、增删节点容易，网络在轻负 载（节点数较少）的情况下效率较高。 随着网络中节点数量的增加，传递信息量增大，即在重 负载时，冲突概率增加，总线LAN的性能就会明显下降。
星型
星型 多模光纤
细同轴电缆 粗同轴电缆 3类UTP
连接器
最多网段数
BNC-T
5
AUI
5
RJ-45
5
ST或SC
3
二、快速以太网 随着网络的发展，用户对局域网带宽提出了更高 的要求。
快速以太网的传输速率是普通以太网的十倍， 保留传统以太网的所有特征，只是将每个比特的 发送时间由100ns减少到10ns。
4.3.2 快速以太网
100BASE-T 1)Fast Ethernet的数据传输速率达到了100Mb/s； 2)Fast Ethernet与以太网的帧格式、介质访问控制方法与组 网方法相同，在物理层做必要调整，定义了物理层标准 100BASE-T。 100BASE-T定义了介质专用接口MII，他将MAC子层与 物理层分隔开。 3)每个比特的发送时间由100ns降低到了10ns； 4)1995年9月 Fast Ethernet标准IEEE 802.3u。
802.10 安全与加密 802.1 局域网概述、体系结构、网络互联与网络管理
802.2 逻辑链路控制 LLC
802.3
CSMA/CD
802.4 令牌 总线
802.5 令牌环
802.6 城域网
802.9 语音数 据综合 局域网
802.11 无线 局域网
802.百度文库2 100VGAnyLAN
802.7 宽带技术
802.8 光纤技术
4.3 以太网
以太网(Ethernet) 是当今现有局域网采用的最通用 的通信协议标准。 以太网络基于总线型的广播式网络， 使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测技术)技 术，并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。以 太网与IEEE802· 3系列标准相类似。 它不是一种具体的网络，是一种技术规范。
以太网的分类和发展 一、标准以太网 开始以太网只有10Mbps的吞吐量，使用 的是CSMA／CD（带有碰撞检测的载波侦听 多路访问）的访问控制方法，这种早期的 10Mbps以太网称之为标准以太网。
采用广播机制 采用CSMA/CD媒体访问机制 无集中式的管理措施
10Mbps以太网家族主要包括： 10Base-5 10Base-2 10Base-T
一、带有冲突检测的载波侦听多路访问 （CSMA/CD）
CSMA协议（载波侦听多路访问） –总线有两个状态：“空闲”和“忙” –每个站点在使用总线发送数据帧之前首先监 听总线，查看总线是否处于“空闲”状态， 如果总线“忙”就继续等待，继续监听，一 直到总线“空闲” –要发送数据帧的站点在监听到总线“空闲” 时，开始发送数据帧
中央 设备
计算机
介质访问控制方法
介质访问控制方法：控制网络节点如何向传 输介质发送数据与接收数据，即解决信道如何使 用的问题。 IEEE 802规定了局域网中最常用的介质访问控制 方法： – IEEE 802.3 载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）； – IEEE 802.5 令牌环（Token Ring）； – IEEE 802.4 令牌总线（Token Bus）；
–逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层：完成 通常意义下的数据链路层功能 –媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层：负 责解决共享信道问题； 与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层，而 LLC 子 层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对 LLC 子层来说都是透明的
IEEE委员会为局域网制定了一系列标准，统称为IEEE802标准。 1、IEEE802.1 —局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联
2、IEEE802.2 —逻辑链路控制 LLC
3、IEEE802.3—CSMA/CD访问方法和物理层规范，主要包括如 下几个标准： IEEE802.3u — 100Mbps快速以太网标准，现已合并到802.3中； IEEE802.3z — 光纤介质千兆以太网标准规范； IEEE802.3ab — 传输距离为100米的5类无屏蔽双绞线介质千兆 以太网标准规范；
总线型局域网中的“冲突”
在“共享介质”的总线型拓扑结构的局域 网中，必须解决多个节点访问总线的介质 访问控制问题。
A B C A B C
碰撞
D
E
D
E
三、环型拓扑结构
所有节点使用相应的网络适配器连接到共享的 传输介质上，通过点到点的连接构成封闭的环路。 环路中的数据沿着一个方向绕环逐节点轮流发 送数据。 在环型拓扑中，虽然也是多个节点共享一条环 通路，但不会出现冲突。 对于环型拓扑 的局域网，网 络的管理较为 复杂，与总线 型局域网相比， 可扩展性较差。
第四章 局域网技术 局域网简称LAN,是一种地理范围有限的各种 计算机设备互联在一起的计算机通信系统。局域 网常被用于连接公司办公室或工厂里的个人计算 机和工作站，以便共享资源和交换信息。 1 局域网概述 局域网通常包括服务器、工作站、交换机或 集线器、通信传输介质和网卡等硬件设备，还包 括网络操作系统、应用软件等网络软件。
– CD技术（带有冲突检测） • 在使用CSMA协议时，有可能会出现两个或两 个以上的站点同时监听到总线“空闲”的情 况，此时这些站点将同时开始发送数据帧， 出现这种情况时，总线会发生冲突，导致所 有站点的发送全部失败 • 每个站点在发送数据后必须检测是否发生了 冲突 • 在发生冲突的情况下，站点使用二进制指数 退避算法重发数据帧
4、 IEEE802.4—Token BUS（令牌总线）。 5、IEEE802.5—Token Ring（令牌环）。 6、IEEE802.6—城域网访问方法和物理层规范。 7、IEEE802.7—宽带技术咨询和物理层课题与建议实施。 8、IEEE802.8—光纤技术咨询和物理层课题。 9、IEEE802.9—综合声音／数据服务的访问方法和物理层规范。 10、IEEE802.10 —安全与加密访问方法和物理层规范。 11、IEEE802.11 —无线局域网访问方法和物理层规范，包括： IEEE802.11a、IEEE802.11b、 IEEE802.11c 和IEEE802.11g标 准。 12、IEEE802.12 —100VG-AnyLAN快速局域网访问方法和物 理层规范。 13、 IEEE802.13:基于有限电视的广域通信网。
10Base-F
参 数 10Base-2 网段最大长 度 网络最大长 度 185m 925m 0.5m 30 总线型 500m 2500m 2.5m 100 总线型
网 络
10Base-5 10Base-T 100m 4个集线器 10Base-F 2000m 2个光集线 器
网站间最小 距离
网段的最多 结点数 拓扑结构 传输介质
决定局域网性能的因素 决定局域网特征的主要技术： – 拓扑结构 – 传输介质 – 介质访问控制方法 三种技术决定了传输数据的类型、网络的响 应时间、吞吐量、利用率以及网络应用等各 种网络特征。
二、总线型网络拓扑结构
所有的节点都通过网络适配器直接连接到一条作为公共传输介 质的总线上，总线可以是同轴电缆、双绞线、或者是使用光纤 总线上任何一个节点发出的信息都沿着总线传输，而其他节 点都能接收到该信息，但在同一时间内，只允许一个节点发送 数据； 由于总线作为公共传输介质为多个节点共享，就有可能出现同 一时刻有两个或两个以上节点利用总线发送数据的情况，因此 会出现“冲突”；
– 在轻负载时，由于存在等待令牌的时间，效率较 低。 – 在重负载时，对各节点公平，且效率高。
采用令牌环的局域网还可以对各节点设置不同的优先级， 具有高优先级的节点可以先发送数据，比如某个节点需要 传输实时性的数据，就可以申请高优先级。
三、令牌总线（Token Bus）
令牌总线访问控制是在物理总线上建立一个逻 辑环。从物理连接上看，它是总线结构的局域网， 但逻辑上，它是环型拓扑结构。 连接到总线上的所有节点组成了一个逻辑环， 每个节点被赋予一个顺序的逻辑位置。和令牌环一 样，节点只有取得令牌才能发送帧，令牌在逻辑环 上依次传递。在正常运行时，当某个节点发送完数 据后，就要将令牌传送给下一个节点。