成為以太網(wǎng)的幀課件

1、第9章 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)是一種在有限的地理范圍內(nèi)將大量PC機(jī)及各種設(shè)備連在一起實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和資源共享的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。本章從介紹局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)入手，詳細(xì)討論CSMA/CD總線網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)及令牌總線網(wǎng)的媒體訪問(wèn)控制方法。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，重點(diǎn)掌握和理解以下內(nèi)容：l 理解計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)l 了解常用的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3、IEEE802.5各自的特點(diǎn)l 理解載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）的工作過(guò)程l 了解高速局域網(wǎng)和千兆位以太網(wǎng)的基本情況19.1.1 局域網(wǎng)的概念、特點(diǎn) 1. 局域網(wǎng)的定義與發(fā)展過(guò)程 在較小的地理范圍內(nèi)，利用通信線路將許多數(shù)據(jù)設(shè)備連

2、接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)彼此之間的數(shù)據(jù)傳輸和資源共享的系統(tǒng)稱為局域網(wǎng)。它的發(fā)展般分為三個(gè)階段：（1）60年代末至70年代初是萌芽階段 。（2）70年代中期是局域網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要階段。 （3）80年代初期是局域網(wǎng)走向大發(fā)展的時(shí)期。利用光導(dǎo)纖維作為通信介質(zhì)構(gòu)成的高速主干環(huán)網(wǎng)，是目前許多局域網(wǎng)系統(tǒng)采用的一種結(jié)構(gòu)形式。 9.1 局域網(wǎng)概述22. 局域網(wǎng)特點(diǎn) （1）地理范圍有限。（2）通信速率高。 （3）可采用多種通信介質(zhì)。（4）可靠性較高。 一般說(shuō)來(lái)，決定局域網(wǎng)特性的主要技術(shù)有三個(gè)方面：（1）局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（2）用以共享媒體的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法（3）用以傳輸數(shù)據(jù)的介質(zhì)。由局域網(wǎng)本身的特點(diǎn)決定局域網(wǎng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

3、（1）能夠方便地共享網(wǎng)內(nèi)資源，包括主機(jī)、外部設(shè)備、軟件、數(shù)據(jù)；（2）便于系統(tǒng)擴(kuò)展；（3）提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性、可維護(hù)性；（4）各設(shè)備位置可以靈活地調(diào)整和改變；（5）有較快的響應(yīng)速度（數(shù)據(jù)傳輸率較高）。 39.1.2 局域網(wǎng)的應(yīng)用 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)所具有的這些優(yōu)點(diǎn)決定了它在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，它可以用于辦公自動(dòng)化、工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、企業(yè)管理信息系統(tǒng)、生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)控制、軍事指揮和控制系統(tǒng)、輔助教學(xué)系統(tǒng)、醫(yī)療管理系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)、軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和商業(yè)系統(tǒng)等方面，其中主要作用如下：1. 辦公自動(dòng)化 2. 工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化 3. 應(yīng)用于教育領(lǐng)域 4. 計(jì)算機(jī)協(xié)同工作技術(shù) 49.2.1 服務(wù)器 網(wǎng)絡(luò)使用

4、一個(gè)專門的結(jié)點(diǎn)共享外圍設(shè)備，該結(jié)點(diǎn)為網(wǎng)上所有的用戶所共知，具有固定的地址，并為網(wǎng)上用戶提供服務(wù)。這種提供服務(wù)的結(jié)點(diǎn)稱為服務(wù)器（Server）。常見(jiàn)的服務(wù)器類型有以下幾種。 1. 文件服務(wù)器給用戶提供了操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)的各種功能。 2. 打印服務(wù)器接有打印機(jī)，提供網(wǎng)絡(luò)打印。 3. 終端服務(wù)器又稱為終端集中器，終端到其他結(jié)點(diǎn)之間的通信都通過(guò)終端集中器。 9.2 局域網(wǎng)的組成 59.2.2 工作站 工作站又稱為客戶機(jī)。工作站是指當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接到局域網(wǎng)上時(shí)，這臺(tái)計(jì)算機(jī)就成為局域網(wǎng)的一個(gè)工作站。工作站與服務(wù)器不同，服務(wù)器是為網(wǎng)絡(luò)上許多網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)以共享它的資源，而工作站僅對(duì)操作該工作站的用戶提供

5、服務(wù)。工作站是用戶和網(wǎng)絡(luò)的接口設(shè)備，用戶通過(guò)它可以與網(wǎng)絡(luò)交換信息，共享網(wǎng)絡(luò)資源。工作站通過(guò)網(wǎng)卡、通信介質(zhì)以及通信設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器?，F(xiàn)在的工作站都用具有一定處理能力的PC（個(gè)人計(jì)算機(jī)）機(jī)來(lái)承擔(dān)。 9.2 局域網(wǎng)的組成 69.2.3 網(wǎng)絡(luò)適配器（NIC） 網(wǎng)絡(luò)適配器NIC（Network Interface Card）也就是俗稱的網(wǎng)卡。網(wǎng)卡是構(gòu)成計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中最基本的、最重要的和必不可少的連接設(shè)備，計(jì)算機(jī)主要通過(guò)網(wǎng)卡接入局域網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)卡一方面負(fù)責(zé)接收網(wǎng)絡(luò)上傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)包，解包后，將數(shù)據(jù)通過(guò)主板上的總線傳輸給本地計(jì)算機(jī)；另一方面它將本地計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)打包后送入網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)卡和計(jì)算機(jī)的連接是通過(guò)總

6、線擴(kuò)展槽，根據(jù)連接的擴(kuò)展槽不同，可將網(wǎng)卡進(jìn)行分類。一般分為ISA總線網(wǎng)卡和PCI總線網(wǎng)卡。 9.2 局域網(wǎng)的組成 79.3.1 局域網(wǎng)參考模型 IEEE802參考模型 9.3 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 8 IEEE802參考模型的最低層對(duì)應(yīng)于OSI模型中的物理層，包括以下功能：信號(hào)的編碼/解碼 前導(dǎo)的生成/去除（該前導(dǎo)用于同步）比特的傳輸/接收 物理層之上的層次主要為局域網(wǎng)的用戶提供相應(yīng)的服務(wù)。它們的主要功能如下：在傳輸時(shí)將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)組裝成幀，幀中包含有地址和差錯(cuò)檢測(cè)等字段； 在接收時(shí)，將接收到的幀解包，進(jìn)行地址識(shí)別和差錯(cuò)檢測(cè)； 管理和控制對(duì)于局域網(wǎng)傳輸媒體的訪問(wèn)； 為高層協(xié)議提供相應(yīng)的接口，即一個(gè)

7、或多個(gè)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)（SAP），并且進(jìn)行流量和差錯(cuò)控制。 9IEEE802協(xié)議 此標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)鏈路層分為邏輯鏈路控制子層和媒體訪問(wèn)控制子層，邏輯鏈路控制子層主要提供尋址、排序、差錯(cuò)控制和流量控制等功能。109.3.2 邏輯鏈路控制LLC子層 1. LLC向高層提供的服務(wù)有四種類型： 面向連接的服務(wù)確認(rèn)無(wú)連接服務(wù)不確認(rèn)無(wú)連接服務(wù)高速傳送服務(wù) 2. 邏輯鏈路控制子層的服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)LLC SAP 在一個(gè)主機(jī)的LLC子層上面應(yīng)設(shè)有多個(gè)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)，以便向多個(gè)進(jìn)程提供服務(wù)。需用到兩個(gè)地址：（1）MAC（介質(zhì)訪問(wèn)控制）地址。（2）SAP地址。9.3 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 11LLC協(xié)議 （1）LLC幀的說(shuō)明 LLC幀的

8、說(shuō)明沒(méi)有分界符及校驗(yàn)字段；LLC幀是MAC幀中的數(shù)據(jù)字段；有源地址（源服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)），這樣適應(yīng)于點(diǎn)點(diǎn)、點(diǎn)多點(diǎn)及廣播式通信。LLC幀控制字段和HDLC中的控制字段一樣，控制字段將LLC幀分為信息幀、管理監(jiān)控）幀、無(wú)編號(hào)幀，分別完成不同的功能。（2）LLC/MAC的接口 用服務(wù)原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)：MA-DATA.request； MA-DATA.indication；MA-DATA.confirm。 129.3.3 媒體訪問(wèn)控制MAC子層 媒體訪問(wèn)控制策略 在所有的媒體訪問(wèn)控制技術(shù)中，最關(guān)鍵的參數(shù)是控制點(diǎn)和控制方法。集中方式具有以下的優(yōu)點(diǎn)：能提供除了對(duì)媒體訪問(wèn)外的其他更高級(jí)的功能，如優(yōu)先級(jí)控制、可靠性等。 每

9、個(gè)站點(diǎn)的訪問(wèn)控制邏輯簡(jiǎn)單 避免對(duì)等實(shí)體間進(jìn)行分布合作可能帶來(lái)的問(wèn)題 缺點(diǎn)：在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，如果控制點(diǎn)不能工作，則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓 由于所有對(duì)共享媒體的訪問(wèn)要經(jīng)過(guò)控制站點(diǎn)的允許，可能會(huì)形成瓶頸，降低效率。分布式媒體訪問(wèn)控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)正好與之相反。 13 一般可以將訪問(wèn)控制技術(shù)分為兩種：同步和異步。在同步技術(shù)中，整個(gè)信道帶寬被分割成許多部分，每一部分被分配給某一個(gè)站點(diǎn)。在電路交換中的頻分多路復(fù)用（FDM）和時(shí)分多路復(fù)用（TDM）技術(shù)就屬于這種同步機(jī)制。 異步技術(shù)分為三種：時(shí)間片輪轉(zhuǎn)、預(yù)約和競(jìng)爭(zhēng)。在時(shí)間片輪轉(zhuǎn)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)按照一定的時(shí)間順序得到傳輸時(shí)間。預(yù)約技術(shù)更適合于傳輸連續(xù)數(shù)據(jù)的情況。對(duì)突發(fā)性的

10、數(shù)據(jù)傳輸，競(jìng)爭(zhēng)是最常用的機(jī)制。149.4.2 CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議1. 載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議CSMA 以太網(wǎng)將許多計(jì)算機(jī)都連接到一根總線上。當(dāng)初認(rèn)為這樣的連接方法既簡(jiǎn)單又可靠?？偩€的特點(diǎn)是：當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，總線上的所有計(jì)算機(jī)都能檢測(cè)到這個(gè)數(shù)據(jù)。這種通信方式是廣播通信。但我們并不總是希望使用廣播通信。為了在總線上實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的通信，可以使每一臺(tái)計(jì)算機(jī)擁有一個(gè)與其他計(jì)算機(jī)都不同的地址。在發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)，在幀的首部寫(xiě)明接收站的地址?，F(xiàn)在的電子技術(shù)可以很容易地做到：僅當(dāng)數(shù)據(jù)幀中的目的地址與計(jì)算機(jī)的地址一致時(shí)，該計(jì)算機(jī)才能接收這個(gè)數(shù)據(jù)幀。計(jì)算機(jī)對(duì)不是發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)幀，則一律不接收。下圖是

11、上述概念的示意圖。1516 為了通信的簡(jiǎn)便，以太網(wǎng)采取了兩種方法第一:采用無(wú)連接的工作方式，即不必先建立連接就可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)。第二:不要求收到數(shù)據(jù)的目的站發(fā)回確認(rèn)。不要確認(rèn)的理由是局域網(wǎng)信道的質(zhì)量很好，因信道質(zhì)量產(chǎn)生差錯(cuò)的概率是很小的。因此，以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的交付，即盡最大努力的交付。17 以太網(wǎng)采用的協(xié)調(diào)方法是使用一種特殊的協(xié)議，即CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè)。下面是CSMA/CD的要點(diǎn)?！岸帱c(diǎn)接入”“載波監(jiān)聽(tīng)”“碰撞檢測(cè)”18因?yàn)殡姶挪ㄔ诳偩€上總是以有限

12、的速率傳播的。因此當(dāng)某個(gè)站監(jiān)聽(tīng)到總線是空閑時(shí)，也可能總線并非是空閑的。如下圖所示的例子可以說(shuō)明這種情況。1920 顯然，在使用CSMA/CD協(xié)議時(shí)，一個(gè)站不可能同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收。因此使用CSMA/CD協(xié)議的以太網(wǎng)不可能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行雙向交替通信(半雙工通信)。每一個(gè)站在自己發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時(shí)間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。以太網(wǎng)的這一特點(diǎn)稱為發(fā)送的不確定性。214爭(zhēng)用期以太網(wǎng)的端到端往返時(shí)延2稱為爭(zhēng)用期(contention period)。爭(zhēng)用期又稱為碰撞窗口(collision window)。為了使每個(gè)站都能盡可能早地知道是否發(fā)生了碰撞，以太網(wǎng)還采取一種叫做強(qiáng)化碰撞的措施。

13、這就是當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)的站一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)生了碰撞時(shí)，除了立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)外，還要再繼續(xù)發(fā)送若干比特的人為干擾信號(hào)(jamming signal)，以便讓所有用戶都知道現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生了碰撞如圖5-6所示。22239.4.3 傳統(tǒng)以太網(wǎng)的連接方法 傳統(tǒng)以太網(wǎng)可使用的傳輸媒體有四種，即粗纜、細(xì)纜、銅線和光纜。下圖在MAC層下面給出了對(duì)應(yīng)于這四種傳輸媒體的物理層，即10BASE5(粗纜)、10BASE2(細(xì)纜)、10BASE-T(雙絞線)和10BASE-F (光纜)。2425用銅纜或銅線連接到以太網(wǎng)的示意圖。26 粗纜以太網(wǎng)是最初使用的以太網(wǎng)，其網(wǎng)卡通過(guò)DB-15型連接器(15針)與收發(fā)器電纜(transceiv

14、er cable)相連，收發(fā)器電纜的正式名稱是AUI電纜。AUI是連接單元接口(Attachment Unit Interface)的縮寫(xiě)。收發(fā)器電纜的另一端連接到收發(fā)器(transceiver)。收發(fā)器電纜的長(zhǎng)度不能超過(guò)50 m。收發(fā)器由兩部分組成，一部分是含有電子元器件的媒體連接單元MAU (Medium Attachment Unit)，另一部分是沒(méi)有電子元器件的插入式分接頭(tap)，稱為媒體相關(guān)接口MDI (Medium Dependent Interface)，它直接插入到電纜中(不用切斷電纜)就能和同軸電纜的內(nèi)部導(dǎo)線有良好的接觸連接。27 收發(fā)器的功能如下：（1）從計(jì)算機(jī)經(jīng)收發(fā)器

15、電纜將數(shù)據(jù)向同軸電纜發(fā)送，或反過(guò)來(lái)，從同軸電纜接收數(shù)據(jù)經(jīng)收發(fā)器電纜送給計(jì)算機(jī)。（2）檢測(cè)在同軸電纜上發(fā)生的數(shù)據(jù)幀的碰撞。（3）在同軸電纜和電纜接口的電子設(shè)備之間進(jìn)行電氣隔離。（4）當(dāng)收發(fā)器或所連接的計(jì)算機(jī)出故障時(shí)，保護(hù)同軸電纜不受其影響。28 網(wǎng)卡的功能主要有以下三個(gè)：（1）數(shù)據(jù)的封裝與解封，發(fā)送時(shí)將上一層交下來(lái)的數(shù)據(jù)加上首部和尾部，成為以太網(wǎng)的幀。接收時(shí)將以太網(wǎng)的幀剝?nèi)ナ撞亢臀膊?，然后送交上一層。?）鏈路管理，主要是CSMA/CD協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。 （3）編碼與譯碼，即曼徹斯特編碼與譯碼。29 集線器的一些特點(diǎn)如下：（1）從表面上看，使用集線器的局域網(wǎng)在物理上是一個(gè)星形網(wǎng)，但由于集線器是使用電子

16、器件來(lái)模擬實(shí)際電纜線的工作，因此整個(gè)系統(tǒng)仍然像一個(gè)傳統(tǒng)的以太網(wǎng)那樣運(yùn)行。也就是說(shuō)，使用集線器的以太網(wǎng)在邏輯上仍是一個(gè)總線網(wǎng)，各工作站使用的還是CSMA/CD協(xié)議，并共享邏輯上的總線。網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)計(jì)算機(jī)必須競(jìng)爭(zhēng)對(duì)傳輸媒體的控制，并且在一個(gè)特定時(shí)間至多只有一臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，這種10BASE-T以太網(wǎng)又稱為星型總線(star-shaped bus)或盒中總線(bus in a box)。30 （2）一個(gè)集線器有許多端口，因此，一個(gè)集線器很像一個(gè)多端口的轉(zhuǎn)發(fā)器。（3）集線器和轉(zhuǎn)發(fā)器都是工作在物理層，它的每個(gè)端口都具有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的功能。當(dāng)集線器的某個(gè)端口接收到工作站發(fā)來(lái)的比特時(shí)，就簡(jiǎn)單地

17、將該比特向所有其他端口轉(zhuǎn)發(fā)。若兩個(gè)端口同時(shí)有信號(hào)輸入(即發(fā)生碰撞)，那么所有的端口都收不到正確的幀。為了說(shuō)明上述原理，下圖給出三個(gè)端口的集線器的示意圖(實(shí)際的集線器不會(huì)只有三個(gè)端口)。（4）集線器采用了專門的芯片，進(jìn)行自適應(yīng)串音回波抵消。3132 為了比較這三種以太網(wǎng)布線方案的區(qū)別，下圖畫(huà)出了一組辦公室用三種不同方案布線的情況。3334上述的三種以太網(wǎng)的主要指標(biāo)的比較如表9-1所示。359.4.4 以太網(wǎng)的MAC層1 MAC層的硬件地址在局域網(wǎng)中，硬件地址又稱為物理地址或MAC地址?！懊种赋鑫覀兯獙ふ业哪莻€(gè)資源，地址指出那個(gè)資源在何處，路由告訴我們?nèi)绾蔚竭_(dá)該處?！眹?yán)格地講，名字應(yīng)當(dāng)與系統(tǒng)的

18、所在地?zé)o關(guān)。802標(biāo)準(zhǔn)所說(shuō)的“地址”嚴(yán)格地講應(yīng)當(dāng)是每一個(gè)站的“名字”或標(biāo)識(shí)符。36 現(xiàn)在IEEE的注冊(cè)管理委員會(huì)RAC (Registration Authority Committee)是局域網(wǎng)全球地址的法定管理機(jī)構(gòu)，它負(fù)責(zé)分配地址字段的六個(gè)字節(jié)中的前三個(gè)字節(jié)(即高位24 bit)。世界上凡要生產(chǎn)局域網(wǎng)網(wǎng)卡的廠家都必須向IEEE購(gòu)買由這三個(gè)字節(jié)構(gòu)成的一個(gè)號(hào)(即地址塊)，這個(gè)號(hào)的正式名稱是機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)識(shí)符OUI (Organizationally Unique Identifier)，通常也叫做公司標(biāo)識(shí)符(company_id)。目前的價(jià)格是1250美元買一個(gè)地址塊。例如，3Com公司生產(chǎn)的網(wǎng)卡

19、的MAC地址的前六個(gè)字節(jié)是02-60-8C。地址字段中的后三個(gè)字節(jié)(即低位24 bit)則是由廠家自行指派，稱為擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符(extended identifier)，只要保證生產(chǎn)出的網(wǎng)卡沒(méi)有重復(fù)地址即可。3738下圖表示用網(wǎng)卡上的硬件地址來(lái)標(biāo)識(shí)局域網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)和路由器。39“發(fā)往本站的幀”包括以下三種幀： 單播(unicast)幀(一對(duì)一)，即收到的幀的MAC地址與本站的硬件地址相同。 廣播(broadcast)幀(一對(duì)全體)，即發(fā)送給所有站點(diǎn)的幀(全1地址)。 多播(multicast)幀(一對(duì)多)，即發(fā)送給一部分站點(diǎn)的幀。402 兩種不同的MAC幀格式以太網(wǎng)的MAC幀格式有兩種標(biāo)準(zhǔn)，一種是

20、DIX Ethernet V2標(biāo)準(zhǔn)，另一種是IEEE的802.3標(biāo)準(zhǔn)。下圖畫(huà)出了這兩種不同的MAC幀格式。4142 IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的MAC幀和以太網(wǎng)V2的MAC幀的區(qū)別是：（1）第三個(gè)字段是長(zhǎng)度/類型字段。根據(jù)長(zhǎng)度/類型字段的數(shù)值大小，這個(gè)字段可以表示MAC客戶數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度(請(qǐng)注意：不是整個(gè)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度)，也可以等同于以太網(wǎng)V2的類型字段。（2）當(dāng)長(zhǎng)度/類型字段表示類型時(shí)，802.3的MAC幀和以太網(wǎng)V2的MAC幀一樣，它的MAC客戶數(shù)據(jù)字段裝的是來(lái)自IP層的IP數(shù)據(jù)報(bào)。43 從MAC子層向下傳到物理層時(shí)還要在幀的前面插入八個(gè)字節(jié)(由硬件生成)，它由兩個(gè)字段構(gòu)成。第一個(gè)字段共七

21、個(gè)字節(jié)，稱為前同步碼(1和0交替的碼)。前同步碼的作用是使接收端在接收MAC幀時(shí)能夠迅速實(shí)現(xiàn)比特同步。第二個(gè)字段是幀開(kāi)始定界符，定義為10101011，表示在這后面的信息就是MAC幀了。44 802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定凡出現(xiàn)下列情況之一的即為無(wú)效的MAC幀：（1）MAC客戶數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度與長(zhǎng)度字段的值不一致；（2）幀的長(zhǎng)度不是整數(shù)個(gè)字節(jié)；（3）用收到的幀檢驗(yàn)序列FCS查出有差錯(cuò)；（4）收到的幀的MAC客戶數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度不在46 1500字節(jié)之間。459.5 IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)：令牌環(huán)局域網(wǎng) 469.5.1 令牌環(huán)局域網(wǎng)絡(luò) IBM令牌環(huán)是一種星形環(huán)形結(jié)構(gòu)，即結(jié)構(gòu)上呈星形，但將各工作站連成環(huán)。 IBM

22、令牌環(huán)是一種星形環(huán)形結(jié)構(gòu)，即結(jié)構(gòu)上呈星形，但將各工作站連成環(huán)。環(huán)站是計(jì)算機(jī)、文件服務(wù)器和終端設(shè)備，設(shè)備入網(wǎng)時(shí)均需要帶一個(gè)適配器。環(huán)站是計(jì)算機(jī)、文件服務(wù)器和終端設(shè)備，設(shè)備入網(wǎng)時(shí)均需要帶一個(gè)適配器。線集中器是一個(gè)連接設(shè)備，環(huán)站通過(guò)線集中器將傳輸介質(zhì)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)。傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、光纖或?qū)拵щ娎|，或是它們的混合，形成多介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)橋作為IBM令牌環(huán)之間的連接設(shè)備。信關(guān)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)間連接器 。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)一直用于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中。 479.5.2 令牌環(huán)工作原理 48*9.5.3 令牌環(huán)MAC子層協(xié)議1. IEEE802.5MAC幀格式PPPTMRRR訪問(wèn)控制字段格式如下：49（2）數(shù)據(jù)幀格式SD、AC

23、和ED字段同令牌幀F(xiàn)C：幀控制格式：FFRRCCCCDA：目的地址SA：源地址FCS：幀校驗(yàn)序列。FS：幀狀態(tài)。 ACAC50令牌環(huán)的媒體訪問(wèn)控制功能（1）幀發(fā)送（2）令牌發(fā)送（3）幀接收（4）優(yōu)先權(quán)操作51*9.5.4 令牌總線局域網(wǎng)令牌總線網(wǎng)的工作原理：（1）網(wǎng)絡(luò)在啟動(dòng)后，只有獲得令牌的站才能向網(wǎng)上發(fā)送數(shù)據(jù)。 （2）令牌在邏輯環(huán)上是根據(jù)地址傳遞的 。（3）邏輯環(huán)上任何一個(gè)站保持令牌的時(shí)間是一定的 。（4）邏輯環(huán)在穩(wěn)定狀態(tài)下的操作由數(shù)據(jù)傳送和令牌傳遞兩個(gè)階段交替進(jìn)行。（5）令牌總線型網(wǎng)絡(luò)具有優(yōu)先級(jí)控制。（6）在非穩(wěn)定狀態(tài)下，邏輯環(huán)上所有使用令牌的站有邏輯環(huán)的維護(hù)功能。（7）總線上的站可以加入

24、邏輯環(huán)，也可以不加入邏輯環(huán)。522. 令牌總線MAC子層協(xié)議MAC幀格式如下： 令牌總線介質(zhì)訪問(wèn)控制控制方法主要包括：（1）邏輯環(huán)的初始化（2）插入環(huán)算法（3）退環(huán)算法（4）故障控制。53*9.6 快速以太網(wǎng)與千兆以太網(wǎng)技術(shù)54IEEE802.3委員會(huì)于1992年提出制定快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。在IEEE802.3基礎(chǔ)上，把傳輸速率從10Mbps提高到100Mbps，并于1995年6月，正式把它定為快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3u。在IEEE802.3基礎(chǔ)上，把傳輸速率從10Mbps提高到100Mbps，并于1995年6月，正式把它定為快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3u。包括：100Base-TX1

25、00Base-T4100Base-Fx。*9.6.1 快速以太網(wǎng)55*9.6.2 千兆位以太網(wǎng)千兆位以太網(wǎng)是IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，在保持與以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)設(shè)備兼容的同時(shí)，提供1000Mbps的數(shù)據(jù)帶寬。千兆位以太網(wǎng)的關(guān)鍵是利用交換式全雙工操作部件構(gòu)建主干網(wǎng)絡(luò)，連接超級(jí)服務(wù)器和工作站?？捎卸喾N網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。它基于以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，保留了IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式以及IEEE 802.3的網(wǎng)絡(luò)管理功能，且網(wǎng)絡(luò)管理原理保持不變，現(xiàn)存的軟件（如LAN協(xié)議）都可運(yùn)行。 562. 千兆以太網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)傳輸速率高 有較高的網(wǎng)絡(luò)帶寬高 仍然采用以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，僅僅是速度快仍然采用CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控

26、制方法 與以太網(wǎng)完全兼容 技術(shù)簡(jiǎn)單 依靠RSVP、IEEE802.1P、IEEE802.1Q技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提供VLAN服務(wù)，提供質(zhì)量保證，支持多媒體信息傳輸，有很好的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充能力，易升級(jí)，易擴(kuò)展對(duì)于傳輸數(shù)據(jù)（DATA）業(yè)務(wù)信息有極佳的性能573. 向千兆位以太網(wǎng)遷移遷移方式一般有三種：交換機(jī)到交換機(jī)的升級(jí)交換機(jī)到服務(wù)器的升級(jí)建筑物和園區(qū)主干網(wǎng)升級(jí)582002年6月12日802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)組織批準(zhǔn)了10G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的最后草案。1萬(wàn)兆以太網(wǎng)的特點(diǎn)萬(wàn)兆以太網(wǎng)并非將千兆以太網(wǎng)的速率簡(jiǎn)單地提高到10倍，有很多復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題要解決。萬(wàn)兆以太網(wǎng)主要具有以下特點(diǎn)：l 萬(wàn)兆以太網(wǎng)的幀格式與10Mb/s、100Mb

27、/s和1000Mb/s的幀格式完全相同。9.6.3 萬(wàn)兆以太網(wǎng)59l 萬(wàn)兆以太網(wǎng)仍然保留了802.3標(biāo)準(zhǔn)對(duì)以太網(wǎng)最小幀和最大幀長(zhǎng)度的規(guī)定。這就使得用戶在將已有的以太網(wǎng)升級(jí)時(shí)，仍便于和較低速率的以太網(wǎng)進(jìn)行通信。l 由于數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)10Gb/s，因此萬(wàn)兆以太網(wǎng)的傳輸介質(zhì)不再使用銅質(zhì)的雙絞線，而只使用光纖。它使用長(zhǎng)距離的光收發(fā)器與單模光纖接口，以便于能夠在廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)的范圍內(nèi)工作。它也可以使用較便宜的多模光纖，但傳輸距離限制在65300m。l 萬(wàn)兆以太網(wǎng)只工作在全雙工方式，因此不存在爭(zhēng)用問(wèn)題。由于不使用CSMA/CD協(xié)議，這就使得萬(wàn)兆以太網(wǎng)的傳輸距離不再受沖突檢測(cè)的限制。l 標(biāo)準(zhǔn)中采用了局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)兩種物理層