局域网ppt

•1. 两个标准
• 1982，DIX Ethernet V2（ 文献简称Ethernet II ） 是世界上第一个局域网产品（以太网）的规约。 Xerox,DEC,Intel.
• 1983， IEEE 的 802工作组制定802.3 标准。
• Ethernet II 标准与 IEEE 的 802.3 标准只有很小的 差别。一个表示长度（<0x600），一个表示协议类 型（IP=0x0800, ARP=0X0806,VLAN=0x8100）. 因此可以将 802.3 局域网简称为“以太网”。
4. 争用期
• 最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至多经过时间 2 （两倍的端到端往返时延）就可知道发送的数 据帧是否遭受了碰撞。
• 以太网的端到端往返时延 2 称为争用期，或碰撞窗口。 • 经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。
二进制指数类型退避算法
(truncated binary exponential type)
2.局域网的主要特点
• （1）局域网覆盖的地理范围小，如一个房间、一幢大楼、一个工 厂、一所学校、一个社区，其地理覆盖范围一般在几米到数十千 米。
• （2）通信速率高。局域网的数据传输速率一般不低于10Mbps， 以目前的技术来看，速率可达10000Mbps。
• （3）传输延时小、误码率低。 • （4）局域网通常为一个单位所有，是专用网路，便于管理。 • （5）便于安装和维护（那几个拓扑结构的特点），可靠性高。
A 不接受
只有 D 接受 B 发送的数据
B
B向 D 发送数据
C 不接受
D 接受
E 不接受
以太网的广播方式发送
•总线上的每一个工作的计算机都能检测到 B 发 送的数据信号。
•由于只有计算机 D 的地址与数据帧首部写入的 地址一致，因此只有 D 才接收这个数据帧。
•其他所有的计算机（A, C 和 E）都检测到不是 发送给它们的数据帧，因此就丢弃这个数据帧 而不能够收下来。
• 严格说来，“以太网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网。
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 (Ta ke n - R i n g ) ， 8 0 2 委 员 会 就 将 局 域 网 的 数 据 链 路 层 拆成两个子层：
单程端到端
传播时延记为
B
t = t1 B B 检测到信道空闲
发送数据 t = t1 / 2 B 发生碰撞 t= B B 检测到发生碰撞 停止发送
B
重要特性
• 使用 CSMA/CD 协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）。 • 每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性。 • 这种发送的不确定性使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率。
定小于 64 字节。 • 以太网规定了最短有效帧长为 64 字节，凡长度小于 64 字节的
帧都被认为是由于冲突而异常中止的无效帧。
• 问题：在有的文献中会见到Runt和Jabber这两个名词，它们是什 么意思？
• 答：Runt一词的意思是：发育不全的矮小的植物（或动物）。在 以太网中就是指长度小于64字节的无效帧（因为及时检测到碰撞 而终止继续发送数据）。 Jabber一词的意思是：急促不清的话，闲聊。在以太网中就是 指长度超过1518字节的无效帧（其CRC检验也是有差错的）。这 种帧的出现一般是由于网卡有硬件的故障。
检测”。
问题：在以太网中发生了碰撞是否说明这时出现了某种故障？ • 答：还不能这样看。
以太网中发生碰撞是很正常的现象。发生碰撞只是表明在以太 网上同时有两个或更多的站在发送数据。碰撞的结果是这些站所 发送的数据都没有用了，都必须进行重传。以太网上发生碰撞的 机会是多还是少，与以太网上的通信量强度有很大的关系。这并 没有一个绝对的定量的准则。很难说具有多大的碰撞次数就属于 坏的以太网。
计算机网络
第4章 局 域网
第 4 章 局域网
4.1 局域网概述 *4.2 介质访问控制方法 4.3 局域网的工作模式 4.4. 无线局域网 *4.5 局域网的组成 4.6 交换式局域网
1.局域网的概念
• 概念：局域网（Local Area Networks）是一个允许 很多彼此独立的计算机在适当的区域内、以适当的传输 速率直接进行沟通的数据通信系统。
检测到碰撞后
• 在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了严重的失真，无法从中恢复出有用的信息来。 • 每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络资源，
然后等待一段随机时间后再次发送。
电磁波在总线上的 有限传播速率的影响
• 当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非真正是空闲的。
载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD
•CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。 • “多点接入”表示许多计算机以多点接入的方 式连接在一根总线上。 • “载波监听”是指每一个站在发送数据之前先 要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数 据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生 碰撞。 • “载波”并非指频分复用FDM的载波。总线上 并没有什么“载波”。因此， “载波监听”就 是用电子技术检测总线上有没有其他计算机发 送的电信号。
• 具有广播特性的总线上实现了一对一的通信。
为了通信的简便 以太网采取了两种重要的措施
• 采用较为灵活的无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据。 • 以太网对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认。
• 这样做的理由是局域网信道的质量很好，因信道质量产生差错的概率是很小的。
以太网提供的服务
• 以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付。 • 当目的站收到有差错的数据帧时就丢弃此帧，其他什么也不做。差错的纠正由高层来决定。 • 如果高层发现丢失了一些数据而进行重传，但以太网并不知道这是一个重传的帧，而是当作一个新的数
据帧来发送。
还需要解决的问题
• 最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。 • 总线上只要有一个主机发送数据,信道资源就会被占用。 • 所以同一个时候只允许一个主机发送数据，否则就会相互干扰，大家都无法正常发送数据。 • 以太网必须采用一种特殊协议来协调。
碰撞检测 • “碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大
小。 • 当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将
会增大（互相叠加）。 • 当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为
总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。 • 所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰撞检测”也称为“冲突
网络层
逻辑链路控制 媒体接入控制
LLC MAC 物理层 站点 1
LLC 子层看不见 下面的局域网
局域网
网络层
LLC MAC
数据 链路层
物理层
站点 2
以后一般不考虑 LLC 子层
•由于TCP/IP 体系经常使用的局域网 是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 标准中的几种局域网，因此现在 802 委员会制定的逻辑链路控制子层 LLC （即 802.2 标准）的作用已经不大了。
• 能方便地共享昂贵的外部设备、主机以及软件、数据。 从一个站点可访问全网。
• 便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活 调整和改变。
• 提高了系统的可靠性、可用性和残存性。
局域网的拓扑 集线器
星形网
总线网
匹配电阻
干线耦合器
环形网
树形网
现在哪种最常用？
LAN着重考虑如何共享通信媒体资源！
媒体共享技术
计算机通过网卡 和局域网进行通信
计算机
高
CPU
速
缓
存
I/O 总线
存储器
网络接口卡 （网卡）
并行通信
至局域网 串行通信
3. CSMA/CD 协议
• 最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总 线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠， 因为总线上没有有源器件。
匹配电阻（用来吸收总线上传播的信号）
匹配电阻
• （6）影响局域网特性的主要技术因素是传输介质、拓扑结构和介 质访问控制方法。
• （7）协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短。
局域网的拓扑结构
集线器、交换机
星形网
总线网
匹配电阻
干线耦合器
环形网（典型的令牌环型网) 树形网（总线网的变型）
现在哪种最常用？
第 4 章 局域网（续）
*4.4 扩展的局域网 4.4.1 在物理层扩展局域网 4.4.2 在数据链路层扩展局域网
4.8 无线局域网 *4.8.1 无线局域网的组成
4.8.2 802.11 标准中的物理层 4.8.3 802.11 标准中的 MAC 层
4.1 局域网概述
•Local Area Networks，局域网最主要的特点 是：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站 点数目均有限。 • 主要基于以太网技术的局域网和WLAN。局域 网刚出时比广域网有更高的数据率和更低的误 码率。 • 局域网和小型计算机相比，具有一些主要优点：
• 发生碰撞的站在停止发送数据后，要推迟（退避）一个随机时间才能再发送数据。 • 确定基本退避时间，一般是取为争用期 2。 • 定义重传次数 k ，k 10，即 k = Min[重传次数, 10]
• 从整数集合[0,1,…, (2k 1)]中随机地取出一个数，记为 r。重传所需的时延就是 r 倍的基本退避时 间。 r*2
• 双绞线，同轴电缆，光纤，无线 • 静态划分信道(不适合LAN)