第13章_局域網(wǎng)

1、以太網(wǎng)的MAC子層負(fù)責(zé)執(zhí)行CSMA/CD協(xié)議： u發(fā)送和接收數(shù)據(jù)封包發(fā)送和接收數(shù)據(jù)封包 a.幀處理（幀定界，幀同步） b.尋址（源地址和目的地址處理） c.錯(cuò)誤檢測(cè)（物理介質(zhì)傳輸錯(cuò)誤）u介質(zhì)存取管理介質(zhì)存取管理 a.介質(zhì)分配（沖突避免） b.競(jìng)爭(zhēng)化解（沖突處理）l前導(dǎo)符字段前導(dǎo)符字段(Preamble) ： 用于接收方進(jìn)行位同步 (56個(gè)交替出現(xiàn)的0和1)l起始幀分界符字段起始幀分界符字段(SFD)： 標(biāo)明幀開(kāi)始處(10101011)以上兩個(gè)字段是在物理層加上去的，并非幀的一部分。P266圖13.4l目的地址和源地址字段目的地址和源地址字段l長(zhǎng)度長(zhǎng)度/類型字段：類型字段：表示數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度或信息

2、類型l數(shù)據(jù)字段：數(shù)據(jù)字段：由上層（LLC子層）提供的數(shù)據(jù)單元l填充字段：填充字段：使幀有足夠長(zhǎng)度以便進(jìn)行沖突檢測(cè)l幀校驗(yàn)字段：幀校驗(yàn)字段：除前導(dǎo)符、起始幀分界符和幀校驗(yàn)三個(gè)字段外，其余字段的32位CRC碼。任何長(zhǎng)度超過(guò)任何長(zhǎng)度超過(guò)1518字節(jié)的幀被稱為字節(jié)的幀被稱為“超長(zhǎng)幀超長(zhǎng)幀”，將被接收站自動(dòng)丟棄。將被接收站自動(dòng)丟棄。P267圖13.5任何長(zhǎng)度小于任何長(zhǎng)度小于64字節(jié)的幀被稱為字節(jié)的幀被稱為“沖突碎片沖突碎片”或或“殘余幀殘余幀”，將被接收站自動(dòng)丟棄。，將被接收站自動(dòng)丟棄。P267圖13.5802.3的幀格式PA10101010前導(dǎo)SFD10101011幀起始DA目標(biāo)地址SA源地址L長(zhǎng)度D

3、ATA數(shù)據(jù)PAD幀填充FCS幀校驗(yàn)PA10101010前導(dǎo)11同步DA目標(biāo)地址SA源地址類型DATAPADFCS幀校驗(yàn)MAC控制操作碼(2字節(jié))控制碼參數(shù)(60字節(jié)，不足填0) 62位 2位 6字節(jié) 6字節(jié) 2字節(jié) 46-1500字節(jié) 4字節(jié) 類型值不超過(guò)類型值不超過(guò)1500時(shí)，表示數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度；等于時(shí)，表示數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度；等于8888（十六進(jìn)制）（十六進(jìn)制）時(shí)，表示時(shí)，表示MAC控制幀，等于控制幀，等于8100（十六進(jìn)制）時(shí)，表示（十六進(jìn)制）時(shí)，表示VLAN-tagged（標(biāo)識(shí)）幀，用來(lái)輔助路由和網(wǎng)絡(luò)管理。值為其他時(shí)，表示（標(biāo)識(shí)）幀，用來(lái)輔助路由和網(wǎng)絡(luò)管理。值為其他時(shí)，表示非標(biāo)準(zhǔn)的專用幀。非標(biāo)

4、準(zhǔn)的專用幀。以太網(wǎng)的幀格式l又稱硬件地址或物理地址。使用MAC地址的不是以太網(wǎng)就是令牌環(huán)網(wǎng)。l地址長(zhǎng)度為48比特，通常用12個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字表示。l習(xí)慣書(shū)寫(xiě)形式： MM :MM : MM :SS : SS : SS (如: 08:00:20:00:70:DF) MM MM MMSS SS -SS (如: 08-00-20-00-70-DF)P267圖13.6MAC地址有六個(gè)字節(jié)(每個(gè)字節(jié)兩個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字)，前三個(gè)字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)廠商代號(hào)，后三個(gè)字節(jié)為廠商分配到設(shè)備上的序列號(hào)。 如 00000C B40E1A 或 00-00-C-B4-0E-1A 簡(jiǎn)寫(xiě)為 C-B4-E-1A 著名網(wǎng)絡(luò)廠商標(biāo)識(shí)廠商

5、CISCO3ComHPSunIBMIntel廠商代號(hào)00000C02608C08000908002008005A00AA00n每個(gè)MAC地址在全球都是唯一的。如果生產(chǎn)商用完了分配的標(biāo)識(shí)數(shù)字，它總是能夠得到新的前綴。n檢測(cè)本機(jī)MAC地址(Physical Address)的方法： - 使用ipconfig /all命令 （Windows系統(tǒng)） - 使用 ifconfig a 命令 （Linux系統(tǒng)和Unix系統(tǒng)）nFF-FF-FF-FF 為廣播地址。幀結(jié)構(gòu)中SA(源地址)不可為廣播地址。l物理地址中第一個(gè)字節(jié)的最低位決定了地址的類型：該位為0，是單播地址；該位為1，是多播地址。l廣播地址可以看作

6、多播地址的一個(gè)特例（所有位全為1）。l可以根據(jù)十六進(jìn)制表示的物理地址中左邊第二個(gè)數(shù)字的值判斷地址類型（P267 例13.1）l源地址永遠(yuǎn)只能是單播地址。P267圖13.7 示例：l50同軸電纜（基帶傳輸型） 10 BASE 5l75同軸電纜（寬帶傳輸型） 10 BROAD 362 185米F 光纖T 雙絞線早期以太網(wǎng)早期以太網(wǎng)分類未標(biāo)準(zhǔn)化： Xerox Ethernet 10BROAD36 1BASE5 StarLAN 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)按IEEE 802規(guī)定的電纜標(biāo)準(zhǔn)分類： 10 BASE 5 （粗纜以太網(wǎng)） 10 BASE 2 （細(xì)纜以太網(wǎng)） 10 BASE-T （

7、雙絞線以太網(wǎng)） 10 BASE-F （光纖以太網(wǎng)） 10 BROAD36 （寬帶以太網(wǎng)） 100 BASE-x （快速以太網(wǎng)）近年來(lái)高速以太網(wǎng)高速以太網(wǎng)不再按電纜類型分類，如： Gigabit Ethernet (千兆以太網(wǎng)) 10 Gigabit Ethernet (萬(wàn)兆以太網(wǎng)) P267 圖13.3P269 圖13.8P269 圖13.9l最早的以太網(wǎng)系統(tǒng)，總線型。l收發(fā)器到計(jì)算機(jī)以太網(wǎng)卡由一條收發(fā)器電纜連接。l一個(gè)同軸網(wǎng)段可以長(zhǎng)達(dá)500米，每條收發(fā)器電纜的長(zhǎng)度則不超過(guò)50米。P269 圖13.10l電纜上每隔2.5米上有一標(biāo)志，為外部收發(fā)器夾持處。l每個(gè)粗纜網(wǎng)段上的收發(fā)器數(shù)最多可以有10

8、0個(gè)。通過(guò)中繼器級(jí)聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度可擴(kuò)展到2500米。1985年推出，又稱 “廉價(jià)以太網(wǎng)”，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為10BASE2。P270 圖13.11拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型P270 圖13.12拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星型 鏈路組成a.電纜： 無(wú)屏蔽雙絞線(UTP)，2026AWG（芯徑0.40.6毫米）b.Etherhub 以太網(wǎng)用集線器c. RJ-45接頭（注：國(guó)內(nèi)并行電話線接頭為RJ-11）d.以太網(wǎng)卡 須帶RJ-45插座 技術(shù)參數(shù)l雙絞線最大長(zhǎng)度：100米l網(wǎng)絡(luò)最大跨距：3.8千米l一個(gè)HUB可連接的最大工作站數(shù)：由HUB端口決定 應(yīng)用 線路穩(wěn)定性和可靠性好，可以有管理功能，成本適中，支持快速以太網(wǎng)，目前廣泛應(yīng)用。P

9、270 圖13.13 10BASE-F標(biāo)準(zhǔn)是10Mbps以太網(wǎng)光纖標(biāo)準(zhǔn)通稱，也是最早的光纖以太網(wǎng)。它實(shí)際上有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：l10BASE-FP 星型拓?fù)?，無(wú)源HUB，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度500米，每網(wǎng)段最大站點(diǎn)數(shù)33個(gè)。據(jù)說(shuō)是用來(lái)說(shuō)明點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的， “從未得到應(yīng)用”。l10BASE-FB 用于連接多個(gè)Hub或者交換機(jī)的骨干網(wǎng)技術(shù)，已廢棄。l10BASE-FL 10BASE-F中最常用者，使用兩條62.5/125 m光纖。 可用于連接站點(diǎn)或中繼器，最大長(zhǎng)度2千米。P271 表13.1快速以太網(wǎng)是IEEE 802.3 委員會(huì)開(kāi)發(fā)的一組低成本100 Mbps 快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。常見(jiàn)快速以太網(wǎng)常見(jiàn)快速以太網(wǎng)P274

10、 圖13.20P274 圖13.19 常用的快速以太網(wǎng)光鏈路的形成方式有兩種：l采用配有光接口的網(wǎng)卡和集線設(shè)備（成本高）；采用10/100Mbps光纖收發(fā)器，一端接入100BASE-TX五類或更高類別的雙絞線，一端接入100BASE-FX單?；蚨嗄９饫w。網(wǎng)絡(luò)有效傳輸距離達(dá)到23千米（多模光纖）或3040千米（單模光纖）。P275 表13.2lGigabit Ethernet (千兆以太網(wǎng)) 傳輸媒體采用光纖或短距離雙絞線，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802.3z，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有IEEE 802.3ab（1000 BASE-T）等，信號(hào)編碼方案是8B/10B。P277 圖13.23P277 圖13.22 I

11、EEE802.3委員會(huì)制定了4種傳輸媒體的標(biāo)準(zhǔn)：l1000BASE-SX基帶短波光纖基帶短波光纖 使用波長(zhǎng)為850nm的多模光纖。 最大網(wǎng)段長(zhǎng)度: 275 m(62.5m)/550m(50m)。l1000BASE-LX基帶長(zhǎng)波光纖基帶長(zhǎng)波光纖 使用波長(zhǎng)為1300nm的單/多模光纖。 最大網(wǎng)段長(zhǎng)度: 550 m (62.5m和50m多模) /5000m (10m單模)；l1000BASE-CX基帶銅纜基帶銅纜 使用屏蔽雙絞線，長(zhǎng)度可達(dá)25m。l1000BASE-T基帶雙絞線基帶雙絞線 使用4對(duì)5類非屏蔽雙絞線，長(zhǎng)度可達(dá)100m。l萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為IEEE 802.3ae 。l編碼方案為64B

12、/66B，只用光纖，且只支持兩個(gè)站點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全雙工的傳送數(shù)據(jù)。換言之，將不使用沖撞檢測(cè)協(xié)議。l三個(gè)萬(wàn)兆光纖以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是 (參見(jiàn)P278 表13.4）l10G Base-S （波長(zhǎng)850納米/多模/短距：300米）l10G Base-L（波長(zhǎng)1310納米/單模/長(zhǎng)距：10千米）l10G Base-E （波長(zhǎng)1550納米/單模/超長(zhǎng)距：40千米）l目前使用6類雙絞線的10G Base-T 和10G Base-CX4（萬(wàn)兆銅線以太網(wǎng)）標(biāo)準(zhǔn)也開(kāi)始推出類類 型型應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍傳送距離傳送距離波波 長(zhǎng)長(zhǎng)線纜類型線纜類型10GBase-LX4局域網(wǎng)300米1310 nm多模光纖10GBase-SR局域網(wǎng)300

13、米850 nm多模光纖10GBase-LR局域網(wǎng)10千米1310 nm單模光纖10GBase-ER局域網(wǎng)40千米1550 nm單模光纖10GBase-SW廣域網(wǎng)300米850 nm多模光纖10GBase-LW廣域網(wǎng)10千米1310 nm單模光纖10GBase-EW廣域網(wǎng)40千米1550 nm單模光纖10GBase-CX4局域網(wǎng)15米4根Twinax線纜10GBase-T局域網(wǎng)25-100米雙絞銅線l全國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格（水平）考試指定用書(shū) 網(wǎng)絡(luò)工程師教程雷震甲主編 清華大學(xué)出版社 2004年7月 第5章 局域網(wǎng)和城域網(wǎng)l全國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格和水平考試指定用書(shū) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)師教程胡道元主編 清華大學(xué)出版社 2001年5月 第5章 局域網(wǎng)技術(shù)l(美) Behrouz A.Forouzan等 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)(機(jī)械工業(yè)出版社) 第12章 局域網(wǎng) （院圖書(shū)館索取號(hào)：TN919