第四章计算机局域网络(市场营销学-中南财经政法大学,
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•CSMA/CD可归结为四句话：
发前先侦听，空闲即发送， 边发边检测，冲突时退避。
2020/5/2
Page 10
CSMA/CD的流程图
发送帧
Yes 媒体忙？
No
No 发送完？
Yes
发送帧 No 碰撞？
Yes
发送成功
发送Jam
延迟随机时间 No
N≥16? Yes
发送失败 碰撞次数N++
2020/5/2
Page 7
4.2 局域网中的介质访问控制方法
常见的有两种：
• 载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)
Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect
• 令牌传递(Token Passing) Token Ring Token Bus FDDI(双环)
环路 输出
线路 驱动
控制器
线路 接收
环路 输入
TCU
Page 12
干线耦合器（TCU）
工作状态： 发送方式 （站点发送数据时） 收听/转发方式（其他时候）
收听方式下，TCU与DTE断开 TCU对位流再生并转发，同时监视帧中
是否出现本站地址和令牌。若出现本站 地址，则将开关K闭合，TCU与DTE接通， 位流复制到DTE，同时继续转发；若出现 令牌且有数据要发送，则截获令牌，转 为发送方式，发送数据帧。
4）数据循环一周后由发送站回收。即发送的帧在 环上循环一周后再回到发送站时，发送站将该帧 从环上移去，同时再放一个空令牌到环上，使其 余的站点能获得发送帧的许可权。
2020/5/2
Page 15
Token Ring/802.5的操作举例
（a）
T
A
Data
A有数据要发 送，它抓住空 令牌
T=0
T C Data
Page 11
3. 令牌环（IEEE802.5）
➢ 拓扑结构：点到点链路连接，构成闭合环 ➢ 传输媒体：STP、光纤，速率4/16Mbps； ➢ 最多站点数：250， 信号采用曼彻斯特编码
站点 A
2020/5/2
D 单向环
B
干线耦合器
干线耦合器的结构
高层软件
发送缓冲区 接收缓冲区 DTE
C
接收
发送
A
A
B
C
Star
T C
B
Ring
Page 4
3. LAN参考模型 IEEE802标准
OSI
高层
网络层 数据链路层
物理层
由NOS来实现
IEEE 802
逻辑链路控制 LLC 媒体访问控制 MAC
物理层PHY
2020/5/2
Page 5
IEEE802标准的主要成员
802.2 - 逻辑链路控制LLC 802.3 - CSMA/CD（以太网） 802.4 - Token Bus （令牌总线） 802.5 - Token Ring（令牌环） 802.6 - 分布队列双总线DQDB -- MAN标准 802.8 – FDDI（光纤分布数据接口） 802.11 – 无线LAN
第四章 计算机局域网络
本章重点 ●局域网的特点及关键技术 ●介质访问控制方法：
CSMA/CD，TOKEN-PASSING
●以太网技术 ●高速局域网
2020/5/2
Page 1
4.1 局域网(LAN)概述
源自文库
1. LAN的特点
hub
✓ 覆盖范围小 房间、建筑物、园区范围
距离≤25km ✓ 高传输速率
10Mbps～1000Mbps ✓ 低误码率
介质访问方法 按协议实现信道共享: CSMA/CD和Token-passing
信号传输形式 基带、宽带
2020/5/2
Page 3
LAN典型拓扑结构
总线型: 所有结点都直接连接到共享信道 星型 : 所有结点都连接到中央结点 环型 : 结点通过点到点链路与相邻结点连接
D
A
B
C
C
Bus
A 2020/5/2
帧循环一圈后 A将数据帧回收 并放出空令牌
A
T
T=0
（c）
T C Data
2020/5/2
A将令牌修改
为数据帧，并 加挂数据
10-8 ～ 10-10 ✓ 采用总线、星形、环形拓扑
✓ 双绞线、同轴电缆、光纤
✓ 为一个单位所拥有，自行建 设，不对外提供服务
hub hub
Switch
2020/5/2
stations
stations
station
Server farm
Page 2
2. 局域网的关键技术
拓扑结构（逻辑、物理） 总线型、星型、环型、树型
2020/5/2
Page 8
1.CSMA：载波监听多点访问
• 工作原理：发送前监听。每个站点在发送数据之前要监
听信道上是否有数据在传送。若有，则此站不能发送，需 等待一段时间后重试。
载波监听策略： 非坚持CSMA：一旦监听到信道忙，就不再监听；延迟
一个随机时间后再次监听。
坚持CSMA：监听到信道忙时，仍继续监听，直到信道 空闲。
发送方式下，数据以帧为单位从TCU的 输出端发送到下一个TCU的输入端。
2020/5/2
DTE
K
K
TCU
收听方式
DTE
K
K
TCU
发送方式
Page 13
Token Ring/802.5的操作
1）谁可以发送帧，是由一个沿着环旋转的称为 “ 令牌”（TOKEN）的特殊帧来控制的。只有 拿到令牌的站可以发送帧，而没有拿到令牌的 站只能等待。
1-坚持CSMA：一听到信道空闲就立即发送数据 p-坚持CSMA：听到信道空闲时，以概率p发送数据（以 概率1-p延迟一段时间后再发送）
CSMA技术不能解决发送中出现的冲突现象。
2020/5/2
Page 9
2.CSMA/CD —带冲突检测的载波监听多点访问
•工作原理：发送前先监听信道是否空闲，若空闲 则立即发送数据。在发送时，边发边继续监听。若 监听到冲突，则立即停止发送。等待一段随机时间 （称为退避）以后，再重新尝试。
2）拿到令牌的站将令牌转变成访问控制头，后 面加挂上自己的数据进行发送。
2020/5/2
Page 14
3）数据帧通过任何一个站点(除源站点外)时，该 站点都要把帧的目的地址和本站地址相比较：
a)如果地址相符合，则将帧拷贝到接收缓冲器， 供高层软件处理，同时将帧送回环中；
b)如果地址不符合，则直接将帧送回环中。
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Page 6
IEEE802体系结构示意图
802.1D Bridge 80
.A
2
1
802.2 LLC
LLC
体
数据链路层
系 结 构
802.3 CSMA/CD
802.4 Token
Bus
802.5 Token Ring
802.6 802.8 DQDB FDDI
……
MAC PHY
物理层
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发前先侦听，空闲即发送， 边发边检测，冲突时退避。
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CSMA/CD的流程图
发送帧
Yes 媒体忙？
No
No 发送完？
Yes
发送帧 No 碰撞？
Yes
发送成功
发送Jam
延迟随机时间 No
N≥16? Yes
发送失败 碰撞次数N++
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4.2 局域网中的介质访问控制方法
常见的有两种：
• 载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)
Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect
• 令牌传递(Token Passing) Token Ring Token Bus FDDI(双环)
环路 输出
线路 驱动
控制器
线路 接收
环路 输入
TCU
Page 12
干线耦合器（TCU）
工作状态： 发送方式 （站点发送数据时） 收听/转发方式（其他时候）
收听方式下，TCU与DTE断开 TCU对位流再生并转发，同时监视帧中
是否出现本站地址和令牌。若出现本站 地址，则将开关K闭合，TCU与DTE接通， 位流复制到DTE，同时继续转发；若出现 令牌且有数据要发送，则截获令牌，转 为发送方式，发送数据帧。
4）数据循环一周后由发送站回收。即发送的帧在 环上循环一周后再回到发送站时，发送站将该帧 从环上移去，同时再放一个空令牌到环上，使其 余的站点能获得发送帧的许可权。
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Token Ring/802.5的操作举例
（a）
T
A
Data
A有数据要发 送，它抓住空 令牌
T=0
T C Data
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3. 令牌环（IEEE802.5）
➢ 拓扑结构：点到点链路连接，构成闭合环 ➢ 传输媒体：STP、光纤，速率4/16Mbps； ➢ 最多站点数：250， 信号采用曼彻斯特编码
站点 A
2020/5/2
D 单向环
B
干线耦合器
干线耦合器的结构
高层软件
发送缓冲区 接收缓冲区 DTE
C
接收
发送
A
A
B
C
Star
T C
B
Ring
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3. LAN参考模型 IEEE802标准
OSI
高层
网络层 数据链路层
物理层
由NOS来实现
IEEE 802
逻辑链路控制 LLC 媒体访问控制 MAC
物理层PHY
2020/5/2
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IEEE802标准的主要成员
802.2 - 逻辑链路控制LLC 802.3 - CSMA/CD（以太网） 802.4 - Token Bus （令牌总线） 802.5 - Token Ring（令牌环） 802.6 - 分布队列双总线DQDB -- MAN标准 802.8 – FDDI（光纤分布数据接口） 802.11 – 无线LAN
第四章 计算机局域网络
本章重点 ●局域网的特点及关键技术 ●介质访问控制方法：
CSMA/CD，TOKEN-PASSING
●以太网技术 ●高速局域网
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4.1 局域网(LAN)概述
源自文库
1. LAN的特点
hub
✓ 覆盖范围小 房间、建筑物、园区范围
距离≤25km ✓ 高传输速率
10Mbps～1000Mbps ✓ 低误码率
介质访问方法 按协议实现信道共享: CSMA/CD和Token-passing
信号传输形式 基带、宽带
2020/5/2
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LAN典型拓扑结构
总线型: 所有结点都直接连接到共享信道 星型 : 所有结点都连接到中央结点 环型 : 结点通过点到点链路与相邻结点连接
D
A
B
C
C
Bus
A 2020/5/2
帧循环一圈后 A将数据帧回收 并放出空令牌
A
T
T=0
（c）
T C Data
2020/5/2
A将令牌修改
为数据帧，并 加挂数据
10-8 ～ 10-10 ✓ 采用总线、星形、环形拓扑
✓ 双绞线、同轴电缆、光纤
✓ 为一个单位所拥有，自行建 设，不对外提供服务
hub hub
Switch
2020/5/2
stations
stations
station
Server farm
Page 2
2. 局域网的关键技术
拓扑结构（逻辑、物理） 总线型、星型、环型、树型
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1.CSMA：载波监听多点访问
• 工作原理：发送前监听。每个站点在发送数据之前要监
听信道上是否有数据在传送。若有，则此站不能发送，需 等待一段时间后重试。
载波监听策略： 非坚持CSMA：一旦监听到信道忙，就不再监听；延迟
一个随机时间后再次监听。
坚持CSMA：监听到信道忙时，仍继续监听，直到信道 空闲。
发送方式下，数据以帧为单位从TCU的 输出端发送到下一个TCU的输入端。
2020/5/2
DTE
K
K
TCU
收听方式
DTE
K
K
TCU
发送方式
Page 13
Token Ring/802.5的操作
1）谁可以发送帧，是由一个沿着环旋转的称为 “ 令牌”（TOKEN）的特殊帧来控制的。只有 拿到令牌的站可以发送帧，而没有拿到令牌的 站只能等待。
1-坚持CSMA：一听到信道空闲就立即发送数据 p-坚持CSMA：听到信道空闲时，以概率p发送数据（以 概率1-p延迟一段时间后再发送）
CSMA技术不能解决发送中出现的冲突现象。
2020/5/2
Page 9
2.CSMA/CD —带冲突检测的载波监听多点访问
•工作原理：发送前先监听信道是否空闲，若空闲 则立即发送数据。在发送时，边发边继续监听。若 监听到冲突，则立即停止发送。等待一段随机时间 （称为退避）以后，再重新尝试。
2）拿到令牌的站将令牌转变成访问控制头，后 面加挂上自己的数据进行发送。
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3）数据帧通过任何一个站点(除源站点外)时，该 站点都要把帧的目的地址和本站地址相比较：
a)如果地址相符合，则将帧拷贝到接收缓冲器， 供高层软件处理，同时将帧送回环中；
b)如果地址不符合，则直接将帧送回环中。
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IEEE802体系结构示意图
802.1D Bridge 80
.A
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1
802.2 LLC
LLC
体
数据链路层
系 结 构
802.3 CSMA/CD
802.4 Token
Bus
802.5 Token Ring
802.6 802.8 DQDB FDDI
……
MAC PHY
物理层
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