第5章介質(zhì)訪問(wèn)控制子層

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

授課班級(jí)：B0904授課教師：姜春霞TEL-mail：ldxywlxjcx@163.com第5章

介質(zhì)訪問(wèn)控制子層了解：局域網(wǎng)與城域網(wǎng)的主要技術(shù)特點(diǎn)了解：局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的類(lèi)型與特點(diǎn)了解：IEEE802參考模型與協(xié)議的基本概念掌握：Ethernet局域網(wǎng)的基本工作原理掌握：高速局域網(wǎng)、交換局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)的基本工作原理掌握：無(wú)線局域網(wǎng)的基本工作原理掌握：網(wǎng)橋的基本工作原理本章學(xué)習(xí)要求：5.1局域網(wǎng)與城域網(wǎng)基本概念

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋫鬏斀橘|(zhì)介質(zhì)訪問(wèn)控制方法

5.1.1決定局域網(wǎng)與城域網(wǎng)性能的三要素5.1.2局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類(lèi)型與特點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型環(huán)型星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)：雙絞線同軸電纜光纖總線型拓?fù)錁?gòu)型特點(diǎn)：總線型局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法采用的是“共享介質(zhì)”方式；所有結(jié)點(diǎn)都連接到一條作為公共傳輸介質(zhì)的總線上；總線傳輸介質(zhì)通常采用同軸電纜或雙絞線；所有結(jié)點(diǎn)都可以通過(guò)總線傳輸介質(zhì)以“廣播”方式發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，因此出現(xiàn)“沖突（collision）”是不可避免的；“沖突”會(huì)造成傳輸失?。槐仨毥鉀Q多個(gè)結(jié)點(diǎn)訪問(wèn)總線的介質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC，mediumaccesscontrol）問(wèn)題。總線結(jié)構(gòu)與沖突介質(zhì)訪問(wèn)控制方法要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：該哪個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)？發(fā)送時(shí)會(huì)不會(huì)出現(xiàn)沖突？出現(xiàn)沖突怎么辦？總線型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易；易于擴(kuò)展，可靠性較好。環(huán)型拓?fù)錁?gòu)型結(jié)點(diǎn)使用點(diǎn)—點(diǎn)線路連接，構(gòu)成閉合的物理的環(huán)型結(jié)構(gòu)；環(huán)中數(shù)據(jù)沿著一個(gè)方向繞環(huán)逐站傳輸；多個(gè)結(jié)點(diǎn)共享一條環(huán)通路；環(huán)建立、維護(hù)、結(jié)點(diǎn)的插入與撤出。

星型拓?fù)錁?gòu)型邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)的關(guān)系交換局域網(wǎng)(switchedLAN)的物理結(jié)構(gòu)

5.1.3傳輸介質(zhì)類(lèi)型與介質(zhì)訪問(wèn)控制方法局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)類(lèi)型

同軸電纜雙絞線光纖無(wú)線通信信道討論：雙絞線已能用于數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps、1Gbps的高速局域網(wǎng)中；在局部范圍內(nèi)的中、高速局域網(wǎng)中使用雙絞線，在遠(yuǎn)距離傳輸中使用光纖，在有移動(dòng)結(jié)點(diǎn)的局域網(wǎng)中采用無(wú)線技術(shù)的趨勢(shì)已經(jīng)明朗。

局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法

局域網(wǎng)中常用的訪問(wèn)控制方式：指局域網(wǎng)中訪問(wèn)傳輸介質(zhì)時(shí)所采用的控制方法涉及如何合理地分配信道，如何避免沖突產(chǎn)生等問(wèn)題。

帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)(CSMA/CD-CarrierSenseMultipleAccessWithCollisionDetection)；令牌環(huán)(TokenRing)；令牌總線(TokenBus)。13傳輸媒體局域網(wǎng)802參考模型與OSI/RM的對(duì)比數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層媒體訪問(wèn)控制MAC邏輯鏈路控制LLCLogicalLinkControlMediaAccessControl向上層提供連接環(huán)境對(duì)下層提供媒體訪問(wèn)方法物理層SAP5.1.4IEEE802參考模型數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層為了使數(shù)據(jù)鏈路層能更好地適應(yīng)多種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，802委員會(huì)就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)子層：邏輯鏈路控制LLC(LogicalLinkControl)子層媒體接入控制MAC(MediumAccessControl)子層。與接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在MAC子層，而LLC子層則與傳輸媒體無(wú)關(guān)，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對(duì)LLC子層來(lái)說(shuō)都是透明的局域網(wǎng)對(duì)LLC子層是透明的

局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層物理層站點(diǎn)1網(wǎng)絡(luò)層物理層邏輯鏈路控制LLCLLC媒體接入控制MACMAC數(shù)據(jù)鏈路層站點(diǎn)2LLC子層看不見(jiàn)下面的局域網(wǎng)16IEEE802參考模型結(jié)構(gòu)802.2邏輯鏈路控制LLC802.1--OSI模型與網(wǎng)絡(luò)管理802.3CSMA/CD802.4令牌總線802.5令牌環(huán)17IEEE802參考模型結(jié)構(gòu)說(shuō)明：802.1網(wǎng)絡(luò)管理，流量測(cè)定，故障檢測(cè)等功能802.2LLC子層功能802.3開(kāi)始，MAC子層的各個(gè)模塊802.6城域網(wǎng)802.11無(wú)線局域網(wǎng)等5.2Ethernet局域網(wǎng)5.2.1Ethernet的發(fā)展

Ethernet的核心技術(shù)是CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控制方法；隨機(jī)爭(zhēng)用技術(shù)起源于夏威夷大學(xué)校園網(wǎng)ALOHA；1972年，Xerox公司開(kāi)始Ethernet實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的研究；1979年，Xerox公司宣布了Ethernet產(chǎn)品；1980年，Xerox、DEC與Intel聯(lián)合宣布EthernetV2.0規(guī)范；

90年代，10Base-T標(biāo)準(zhǔn)使得Ethernet性能價(jià)格比大大提高；目前，交換式Ethernet與最高速率為10Gb/s的高速Ethernet的出現(xiàn)，更確立了它在局域網(wǎng)中的主流地位。5.2.2Ethernet幀結(jié)構(gòu)與幀發(fā)送、接收流程分析

1.Ethernet數(shù)據(jù)發(fā)送流程的分析

1．CSMA/CD

CD（CollisonDetect），CSMA（CarrierSenseMultiAccess）有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)（CSMA/CD）①監(jiān)聽(tīng)信道是否空閑，如果空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù)，并繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)②如果信道忙就一直監(jiān)聽(tīng)，直到信道空閑，立即發(fā)送③在傳輸過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)沖突，立即停止發(fā)送，并發(fā)送干擾信號(hào)來(lái)強(qiáng)化沖突，以便讓其他結(jié)點(diǎn)知道④發(fā)送完干擾信號(hào)，等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間再試圖發(fā)送，即轉(zhuǎn)到①準(zhǔn)備發(fā)送監(jiān)聽(tīng)信道發(fā)送數(shù)據(jù)并繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)發(fā)送擁擠信號(hào)按后退策略等待信道空閑信道忙檢測(cè)出沖突再次嘗試載波偵聽(tīng)過(guò)程

目的：檢查是否已經(jīng)有結(jié)點(diǎn)利用總線在發(fā)送數(shù)據(jù)沖突窗口的概念24CSMA/CD若兩個(gè)最遠(yuǎn)距離站點(diǎn)間的傳輸時(shí)間為τ

，則網(wǎng)絡(luò)的最大沖突檢測(cè)時(shí)間為2τ

。將2τ定義為沖突窗口或稱爭(zhēng)用期τA在t=0時(shí)刻向F發(fā)送幀。F在t=τ

-時(shí)刻向A發(fā)送幀A在t=2τ時(shí)刻收到?jīng)_突載波沖突25CSMA/CD由于CSMA/CD的存在，則設(shè)Lmin為網(wǎng)絡(luò)最小幀長(zhǎng)，R為網(wǎng)絡(luò)傳輸率必須滿足Lmin/R>=2τT沖突爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度以太網(wǎng)取51.2s為爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度。對(duì)于10Mb/s以太網(wǎng)，在爭(zhēng)用期內(nèi)可發(fā)送512bit，即64字節(jié)。以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，若前64字節(jié)沒(méi)有發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會(huì)發(fā)生沖突。沖突檢測(cè)：比較法和編碼違例判決法二進(jìn)制指數(shù)類(lèi)型退避算法(truncatedbinaryexponentialtype)發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，要推遲（退避）一個(gè)隨機(jī)時(shí)間才能再發(fā)送數(shù)據(jù)。確定基本退避時(shí)間，一般是取為爭(zhēng)用期2。定義重傳次數(shù)k，k10，即

k=Min[重傳次數(shù),10]從整數(shù)集合[0,1,…,(2k

1)]中隨機(jī)地取出一個(gè)數(shù)，記為r。重傳所需的時(shí)延就是r倍的基本退避時(shí)間。當(dāng)重傳達(dá)16次仍不能成功時(shí)即丟棄該幀，并向高層報(bào)告。

隨機(jī)延遲重發(fā)截止二進(jìn)制指數(shù)后退延遲算法

τ＝2k·R·a

其中：τ為結(jié)點(diǎn)重新發(fā)送需要的后退延遲時(shí)間，a為沖突窗口值，R為隨機(jī)數(shù);限定k的范圍,k=min（n，10）;

如果重發(fā)次數(shù)n<10，則取k=n；

如果重發(fā)次數(shù)n≥10時(shí)，則k取值為10;第n次重發(fā)延遲是分布在0與[2min（n，10）-1]個(gè)時(shí)間片之間，最大可能延遲時(shí)間為1023個(gè)時(shí)間片;在到后退延遲時(shí)間之后，結(jié)點(diǎn)將重新判斷總線忙、閑狀態(tài)，重復(fù)發(fā)送流程;當(dāng)沖突次數(shù)超過(guò)16時(shí)，表示發(fā)送失敗，放棄該幀發(fā)送。2.Ethernet幀結(jié)構(gòu)前導(dǎo)碼與幀前定界符字段目的地址和源地址字段長(zhǎng)度字段LLC數(shù)據(jù)字段幀校驗(yàn)字段Ethernet幀結(jié)構(gòu)的討論：前導(dǎo)碼與幀前定界符字段前導(dǎo)碼：7個(gè)字節(jié)，10101010…101010比特序列幀前定界符：1字節(jié)，10101011目的地址和源地址字段地址字段長(zhǎng)度：2個(gè)字節(jié)或6個(gè)字節(jié)目的地址類(lèi)型：?jiǎn)我唤Y(jié)點(diǎn)地址（unicastaddress）0

多點(diǎn)地址（multicastaddress）1

廣播地址（broadcastaddress）長(zhǎng)度字段幀的最小長(zhǎng)度為64字節(jié)，最大長(zhǎng)度為1518字節(jié)LLC數(shù)據(jù)字段

LLC數(shù)據(jù)字段是幀的數(shù)據(jù)字段，長(zhǎng)度最小為46個(gè)字節(jié)少于46個(gè)字節(jié)，需要填充幀校驗(yàn)字段采用32位的CRC校驗(yàn)校驗(yàn)的范圍是：目的地址、源地址、長(zhǎng)度、LLC數(shù)據(jù)等字段3.Ethernet接收流程

5.2.3Ethernet實(shí)現(xiàn)方法Ethernet網(wǎng)卡結(jié)構(gòu)5.2.4Ethernet物理地址Ethernet地址→網(wǎng)絡(luò)物理地址→物理網(wǎng)絡(luò)地址;Ethernet地址=ManufactureID+NICID24bit+24bit

公司：Cisco00-00-0cIBM08-00-5A典型的Ethernet地址：00-00-0C-01-23-45Ethernet地址具有惟一性，取決于你所使用的網(wǎng)卡。制造商ID由公司分配的地址部分00000C012345令牌環(huán)的工作原理令牌環(huán)網(wǎng)令牌采用IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是環(huán)型，所有結(jié)點(diǎn)共享介質(zhì)使用令牌進(jìn)行介質(zhì)訪問(wèn)控制不產(chǎn)生沖突令牌是一種能夠控制站點(diǎn)占有媒體的特殊幀，以區(qū)別數(shù)據(jù)幀及其他控制幀。令牌總線的工作原理采用IEEE802.4標(biāo)準(zhǔn)采用總線型的物理拓?fù)?/p>

結(jié)構(gòu)，但用傳遞令牌的

機(jī)制來(lái)進(jìn)行介質(zhì)的訪問(wèn)

控制在物理上是總線型網(wǎng)，

在邏輯上是環(huán)型網(wǎng)ABCGFDE（a）令牌總線（b）邏輯環(huán)AFCBDE令牌FDDI光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI

FDDI的基本結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：雙環(huán)結(jié)構(gòu)傳輸速率：100Mbps

傳輸介質(zhì)：光纖介質(zhì)訪問(wèn)控制方式：令牌傳輸距離（環(huán)路長(zhǎng)度）：100km主環(huán)副環(huán)通過(guò)增加冗余環(huán)路來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性

FDDI的工作原理各結(jié)點(diǎn)共享傳輸介質(zhì)使用令牌進(jìn)行介質(zhì)訪問(wèn)控制，結(jié)點(diǎn)截獲令牌后方可發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)之后，立即釋放令牌，其他結(jié)點(diǎn)可再截獲令牌并發(fā)送數(shù)據(jù)環(huán)路上可能同時(shí)有多個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)在流動(dòng)，提高了介質(zhì)的利用率DCCCCCDCCDDDCDABCD令牌A發(fā)給C的幀B發(fā)給D的幀5.4高速局域網(wǎng)的工作原理5.4.1高速局域網(wǎng)的研究方法

推動(dòng)局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的因素個(gè)人計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用；在過(guò)去二十年中，計(jì)算機(jī)的處理速度提高了百萬(wàn)倍，而網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率只提高了上千倍；

基于Web的Internet/Intranet應(yīng)用也要求更高的帶寬；在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、桌面電視會(huì)議、3D圖形與高清晰度圖像這類(lèi)應(yīng)用中，人們需要有更高帶寬的局域網(wǎng)。傳統(tǒng)共享式局域網(wǎng)的缺點(diǎn)傳統(tǒng)的局域網(wǎng)技術(shù)是建立在“共享介質(zhì)”的基礎(chǔ)上，典型的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法是CSMA/CD、TokenRing、TokenBus；介質(zhì)訪問(wèn)控制方法用來(lái)保證每個(gè)結(jié)點(diǎn)都能夠“公平”地使用公共傳輸介質(zhì)；每個(gè)結(jié)點(diǎn)平均能分配到的帶寬隨著結(jié)點(diǎn)數(shù)的不斷增加而急劇減少；帶寬/結(jié)點(diǎn)數(shù)網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷加重時(shí)，沖突和重發(fā)現(xiàn)象將大量發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)效率將會(huì)下降，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲將會(huì)增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量將會(huì)下降。高速局域網(wǎng)的研究方法第一種方案：提高Ethernet的數(shù)據(jù)傳輸速率：

10Mb/s→100Mb/s→10Gb/s；第二種方案：將一個(gè)大型局域網(wǎng)劃分成多個(gè)用網(wǎng)橋或路由器互連的子網(wǎng)，導(dǎo)致了局域網(wǎng)互連技術(shù)的發(fā)展；第三種方案：將“共享介質(zhì)方式”改為“交換方式”，導(dǎo)致了“交換式局域網(wǎng)”技術(shù)的發(fā)展。交換式局域網(wǎng)—基于硬件交換技術(shù)并發(fā)連接；共享式局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)的比較FastEthernet的協(xié)議結(jié)構(gòu)

100BASE-T的3種物理層標(biāo)準(zhǔn)100BASE-TX支持2對(duì)5類(lèi)非屏蔽雙絞線UTP或2對(duì)1類(lèi)屏蔽雙絞線STP全雙工工作以100Mbps的速率發(fā)送與接收數(shù)據(jù)100BASE-T4100BASE-T4支持4對(duì)3類(lèi)非屏蔽雙絞線UTP其中3對(duì)用于數(shù)據(jù)傳輸，1對(duì)用于沖突檢測(cè)。100BASE-FX支持2芯的多模或單模光纖從結(jié)點(diǎn)到集線器的距離可以達(dá)到2km全雙工工作5.5.3千兆以太網(wǎng)用Ethernet組建企業(yè)網(wǎng)的全面解決方案：桌面系統(tǒng)采用傳輸速率為10Mb/s的Ethernet；部門(mén)級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用傳輸速率為100Mb/s的FastEthernet；企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用傳輸速率為1000Mb/s的GigabitEthernet。10/100兆交換機(jī)10兆線路百兆線路10/100兆交換機(jī)10/100兆交換機(jī)千兆線路千兆主干交換機(jī)千兆主干交換機(jī)千兆位以太網(wǎng)GigabitEthernet的協(xié)議結(jié)構(gòu)1000BASE-T的4種物理層標(biāo)準(zhǔn)1000BASE-T支持5類(lèi)非屏蔽雙絞線UTP距離可達(dá)100m

1000BASE-CX支持屏蔽雙絞線STP距離可達(dá)25m

1000BASE-LX支持單模光纖距離可以達(dá)到3000m1000BASE-SX支持多模光纖距離可以達(dá)550m5.5.410Gb/sEthernet10Gb/sEthernet主要具有以下特點(diǎn)萬(wàn)兆位以太網(wǎng)(10Gbps以太網(wǎng))標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.3ae用光纖作為傳輸介質(zhì)工作在全雙工模式下，不使用CSMA/CD仍采用以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)和幀長(zhǎng)度，與10Mbps、100Mbps、1000Mbps以太網(wǎng)兼容其傳輸距離為300m~40km萬(wàn)兆位以太網(wǎng)的是擴(kuò)展以太網(wǎng)技術(shù)，使之進(jìn)入城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)領(lǐng)域

5.5交換式局域網(wǎng)的工作原理

5.5.1交換式局域網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

交換機(jī)概述——認(rèn)識(shí)一下交換機(jī)交換機(jī)，英文名稱為Switch，工作在OSI的數(shù)據(jù)鏈路層，也稱二層交換機(jī)，它是一種基于MAC地址(網(wǎng)卡的硬件地址)識(shí)別，用于數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備。交換機(jī)概述——以太網(wǎng)交換機(jī)工作機(jī)制MAC地址表Mac地址端口號(hào)學(xué)習(xí)邏輯學(xué)習(xí)邏輯過(guò)濾/轉(zhuǎn)發(fā)邏輯接口接口地址學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)發(fā)/過(guò)濾交換機(jī)概述——交換機(jī)功能MACaddresstable0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3ABCD交換機(jī)的功能——地址學(xué)習(xí)初始的MAC地址表為空交換機(jī)通過(guò)學(xué)習(xí)功能來(lái)完成寫(xiě)入MACaddresstableMAC地址表存放在交換機(jī)的RAM中E00260.8c01.1111交換機(jī)的功能——地址學(xué)習(xí)（續(xù)）交換機(jī)收到數(shù)據(jù)幀后，查找MAC地址表，沒(méi)找到，交換機(jī)將該數(shù)據(jù)幀泛洪（flooding）到所有其它的端口上.交換機(jī)將收到的frame的源地址及與之相連的端口寫(xiě)入MAC地址表——學(xué)習(xí)0260.8c01.4444E0:0260.8c01.1111MACaddresstable0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.3333E0E1E2E3DCBA交換機(jī)的功能——地址學(xué)習(xí)(續(xù)）如果交換機(jī)連接的所有主機(jī)都發(fā)送過(guò)數(shù)據(jù)幀，就可以建立起一個(gè)完整的MAC地址表MAC地址表是動(dòng)態(tài)變化的，如果在一定時(shí)間內(nèi)某一主機(jī)沒(méi)有新的數(shù)據(jù)幀發(fā)送，則相應(yīng)的表項(xiàng)將被清除0260.8c01.3333E0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E1:0260.8c01.3333E2:0260.8c01.4444MACaddresstable0260.8c01.11110260.8c01.2222E0E1E2E3DCBA0260.8c01.4444交換機(jī)的功能——轉(zhuǎn)發(fā)與過(guò)濾如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址在MAC地址表中有相應(yīng)的表項(xiàng)，則交換機(jī)將該數(shù)據(jù)幀直接發(fā)往對(duì)應(yīng)的端口（轉(zhuǎn)發(fā)），從而保證其它端口上的主機(jī)不會(huì)收到無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)幀（過(guò)濾）廣播幀和組播幀仍將被泛洪（flooding）到除接收端口以外的所有其它端口0260.8c01.33330260.8c01.22220260.8c01.4444E0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E1:0260.8c01.3333E3:0260.8c01.44440260.8c01.1111E0E1E2E3DCABMACaddresstable存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式(Storeandforward)

數(shù)據(jù)幀在進(jìn)入使用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式的交換機(jī)后會(huì)停留一段時(shí)間。在這段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行全面的差錯(cuò)檢測(cè)。如果接收到的幀正確，轉(zhuǎn)發(fā)出去。直通方式(Cutthrough)

數(shù)據(jù)幀進(jìn)入交換機(jī)后，只要被交換機(jī)檢測(cè)出目的地址字段，就立即被轉(zhuǎn)發(fā)出相應(yīng)端口，不做任何檢錯(cuò)也不管這一數(shù)據(jù)幀是否出錯(cuò)。無(wú)碎片轉(zhuǎn)發(fā)方式(Fragmentfree)

數(shù)據(jù)幀進(jìn)入使用該種方式的交換機(jī)后，稍作停留。在交換機(jī)對(duì)幀的前64字節(jié)檢錯(cuò)后，如果前64字節(jié)正確則轉(zhuǎn)發(fā)出去。交換機(jī)概述——數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)方式回顧！??！1.決定局域網(wǎng)性能的三要素？？2.傳統(tǒng)局域網(wǎng)采用________的工作方式,所有結(jié)點(diǎn)共享一條公用的傳輸介質(zhì)。3.IEEE802標(biāo)準(zhǔn)定義了三類(lèi)共享介質(zhì)的局域網(wǎng)，分別是？？？4.以太網(wǎng)的核心技術(shù)是________________5.共享式局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)的不同？6.交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)備是___________？？交換網(wǎng)絡(luò)中的問(wèn)題廣播域安全廣播在交換機(jī)組成的校園網(wǎng)絡(luò)里所有主機(jī)都在同一個(gè)廣播域內(nèi)ABBroadcastStorm通過(guò)路由器將網(wǎng)絡(luò)分段路由器……廣播交換網(wǎng)絡(luò)中問(wèn)題的解決--VLAN

通過(guò)VLAN技術(shù)可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一個(gè)安全的隔離、分割廣播域VLAN20VLAN10VLAN30VLAN40VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）

建立在交換技術(shù)基礎(chǔ)上，如果將局域網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)按工作性質(zhì)與需要，劃分成若干個(gè)“邏輯工作組”，則一個(gè)邏輯工作組就是一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)。虛擬局域網(wǎng)(VLAN)虛擬局域網(wǎng)的特點(diǎn)

虛擬網(wǎng)絡(luò)建立在局域網(wǎng)交換機(jī)之上;以軟件方式實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯工作組的劃分與管理;邏輯工作組的結(jié)點(diǎn)組成不受物理位置的限制;一個(gè)邏輯工作組的結(jié)點(diǎn)可以分布在不同的物理網(wǎng)段上，但它們之間的通信就像在同一個(gè)物理網(wǎng)段上一樣。虛擬局域網(wǎng)VLAN的劃分方法_基于端口的VLAN主機(jī)A主機(jī)B主機(jī)C主機(jī)D以太網(wǎng)交換機(jī)Port1Port2Port7Port10VLAN表端口所屬VLANPort1VLAN5Port2VLAN10…………Port7VLAN5…………Port10VLAN10針對(duì)交換機(jī)的端口進(jìn)行VLAN的劃分，不受主機(jī)的變化影響虛擬局域網(wǎng)VLAN的劃分方法_基于MAC地址的VLANVLAN表MAC地址所屬VLANMACAMACBMACCMACDVLAN10VLAN5VLAN10VLAN5主機(jī)A主機(jī)B主機(jī)C主機(jī)D以太網(wǎng)交換機(jī)MACAMACBMACCMACD基于主機(jī)的MAC地址進(jìn)行VLAN劃分，主機(jī)可以任意在網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)而不需要重新劃分虛擬局域網(wǎng)VLAN的劃分方法_基于協(xié)議的VLANVLAN表協(xié)議類(lèi)型所屬VLANIPX協(xié)議IP協(xié)議……VLAN5VLAN10……主機(jī)A主機(jī)B主機(jī)C主機(jī)D以太網(wǎng)交換機(jī)使用IPX協(xié)議運(yùn)行IP協(xié)議使用IPX協(xié)議運(yùn)行IP協(xié)議在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議進(jìn)行安全劃分虛擬局域網(wǎng)VLAN的劃分方法_基于子網(wǎng)的VLANVLAN表IP網(wǎng)絡(luò)所屬VLANIP/24IP/24……VLAN5VLAN10……以太網(wǎng)交換機(jī)主機(jī)A主機(jī)B主機(jī)C主機(jī)D89針對(duì)不同的用戶分配不同子網(wǎng)的IP地址，從而隔離用戶主機(jī)VLAN的類(lèi)型:PortVLAN——接口模式為access基于交換機(jī)端口進(jìn)行VLAN的劃分一個(gè)端口只能屬于一個(gè)VLAN

一個(gè)VLAN可以包含多個(gè)端口接口模式為accessF0/1F0/2F0/3Port-VLAN原理

通過(guò)查找MAC地址表，交換機(jī)對(duì)發(fā)往不同VLAN的數(shù)據(jù)不轉(zhuǎn)發(fā)F0/1F0/2F0/3ABCVlan10Vlan20Vlan10ABACX交換機(jī)端口MAC地址VLANIDF0/1A10F0/2B20F0/3C10SwitchAVLAN30VLAN20VLAN10SwitchBVLAN30VLAN20VLAN10跨交換機(jī)VLAN間通信

A交換機(jī)上VLAN10的端口范圍中取一個(gè)端口，和交換機(jī)B上VLAN10范圍中的某個(gè)端口，作級(jí)聯(lián)連接。如果交換機(jī)上劃了10個(gè)VLAN，就需要分別連10條線作級(jí)聯(lián)，端口效率就太低了。SwitchAVLAN30VLAN20VLAN10SwitchBVLAN30VLAN20VLAN10TagVLAN在交換機(jī)之間用一條級(jí)聯(lián)線，并將對(duì)應(yīng)的端口設(shè)置為T(mén)runk，這條線路就可以承載交換機(jī)上所有VLAN的信息。Trunk端口傳輸多個(gè)VLAN的信息，實(shí)現(xiàn)同一VLAN跨越不同的交換機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.1q跨交換機(jī)VLAN之間的通信:TagVLAN——接口模式為trunk802.1Q工作特點(diǎn)：802.1Q幀只在交換機(jī)的trunk鏈路上傳輸，對(duì)用戶透明的。默認(rèn)Trunk端口，轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)上所有VLAN的數(shù)據(jù)。交換機(jī)在從Trunk口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)前會(huì)在數(shù)據(jù)打上個(gè)Tag標(biāo)簽，在到達(dá)另一交換機(jī)后，再剝?nèi)ゴ藰?biāo)簽。A交換機(jī)1交換機(jī)2B數(shù)據(jù)幀Tag標(biāo)簽802.1Q工作原理5.7無(wú)線局域網(wǎng)5.7.1無(wú)線局域網(wǎng)基礎(chǔ)

Infrastructured

網(wǎng)（有固定基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)）

AdHoc網(wǎng)自組織網(wǎng)絡(luò)，特定網(wǎng)絡(luò)，對(duì)等網(wǎng)絡(luò)無(wú)線局域網(wǎng)使用的傳輸介質(zhì)：微波、激光、紅外線等無(wú)線電波兩種類(lèi)型的WLAN：AP:訪問(wèn)接入點(diǎn)在Adhoc網(wǎng)絡(luò)中，結(jié)點(diǎn)具有報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)能力，結(jié)點(diǎn)間的通信可能要經(jīng)過(guò)多個(gè)中間結(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)，即經(jīng)過(guò)多跳（MultiHop），這是Adhoc網(wǎng)絡(luò)與其他移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的最根本區(qū)別。結(jié)點(diǎn)通過(guò)分層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和分布式算法相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)組織和運(yùn)行.BSS（基本服務(wù)集）Infrastructured網(wǎng)(基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng))有AP(AccessPoint,無(wú)線接入點(diǎn))，無(wú)線站點(diǎn)通信首先要經(jīng)過(guò)APAdHoc網(wǎng)（無(wú)線自組網(wǎng)）IBSS(IndependentBSS，獨(dú)立基本服務(wù)集)，無(wú)AP，站點(diǎn)間直接通信）IBSSBSS5.7無(wú)線局域網(wǎng)無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.11：定義使用紅外、跳頻擴(kuò)頻、直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，速率為1Mbps或2Mbps。IEEE802.11b：定義使用跳頻擴(kuò)頻技術(shù)，速率為1Mbps、2Mbps、5.5Mbps、11Mbps。Wi-FiIEEE802.11a：傳輸速率可達(dá)54Mbps。5.2GHz的頻段802.11g它是一種混合標(biāo)準(zhǔn)，工作在2.4G頻段上，兼容802.11b和802.11a標(biāo)準(zhǔn)，它最高也可以支持54Mbps。5.7.2紅外無(wú)線局域網(wǎng)紅外無(wú)線信號(hào)按視距方式傳播，即發(fā)送點(diǎn)必須能看到接收點(diǎn)，中間沒(méi)有阻擋；特點(diǎn)：通信安全性好，抗干擾性強(qiáng)，安裝簡(jiǎn)單，易于管理等優(yōu)點(diǎn)，但傳輸距離受到一定限制。（紅外線對(duì)非透明物體的透過(guò)性極差，對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)傳輸距離有致命限制。）

紅外無(wú)線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)：定向光束紅外傳輸技術(shù)全方位紅外傳輸技術(shù)

漫反射紅外傳輸技術(shù)5.7.3擴(kuò)頻無(wú)線局域網(wǎng)擴(kuò)頻數(shù)字通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)跳頻擴(kuò)頻通信(FHSS)

直接序列擴(kuò)頻（DSSS)無(wú)線局域網(wǎng)采用的技術(shù)用來(lái)傳輸信息的射頻帶寬遠(yuǎn)大于信息本身帶寬1.跳頻擴(kuò)頻通信

(FHSS)5.7.3擴(kuò)頻無(wú)線局域網(wǎng)

IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定頻段范圍：2.4~2.4835GHZ；

跳頻擴(kuò)頻通信的數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mb/s或2Mb/s。發(fā)送信號(hào)頻率按固定的時(shí)間間隔從一個(gè)頻率跳到另一個(gè)頻率，接收器和發(fā)送器同步跳動(dòng)，從而正確接收信息。發(fā)送頻率變換的順序由隨機(jī)碼決定，接收端和發(fā)送端使用相同變換的順序序列。2.直接序列擴(kuò)頻（DSSS)直接序列擴(kuò)頻也使用2.4GHz的工業(yè)、科學(xué)與醫(yī)藥專用的ISM頻段;Industrial、Scientific及Medical

數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)11Mb/s，（1，2，5.5，11）Mb/s;

系統(tǒng)實(shí)際發(fā)送的信號(hào)d(t)是發(fā)送數(shù)據(jù)a(t)與偽隨機(jī)碼c(t)模二加的結(jié)果;5.7.4無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11802.11層次模型結(jié)構(gòu)

MAC層支持無(wú)爭(zhēng)用服務(wù)和爭(zhēng)用服務(wù)無(wú)爭(zhēng)用服務(wù)：點(diǎn)協(xié)調(diào)功能PCF采用集中控制方法，通過(guò)探詢的方法解決對(duì)結(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制。爭(zhēng)用服務(wù)：采用CSMA/CA的沖突避免方法。在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)----使用中繼器、集線器網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層表示層會(huì)話層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層表示層會(huì)話層應(yīng)用層物理層中繼器、集線器5.8局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋工作原理在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)物理層擴(kuò)展設(shè)備：中繼器（Repeater）和集線器（Hub）中繼器在物理層上實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)網(wǎng)段的擴(kuò)展，主要起到對(duì)傳輸介質(zhì)上信號(hào)波形的接收、整形、放大及轉(zhuǎn)發(fā)作用，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)距離的作用。集線器集線器(Hub)是一種多端口轉(zhuǎn)發(fā)器。所有連接到集線器的結(jié)點(diǎn)共享一個(gè)沖突域。中繼器的連接集線器DCBA集線器ABCD集線器ab局域網(wǎng)擴(kuò)展在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)----使用網(wǎng)橋、交換機(jī)在網(wǎng)段之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀（根據(jù)MAC層物理地址）

網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層表示層會(huì)話層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層表示層會(huì)話層應(yīng)用層物理層網(wǎng)橋、交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展后的局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層看來(lái)還是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)橋概述網(wǎng)橋基本特征：網(wǎng)橋在數(shù)據(jù)鏈路層上實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)互連；網(wǎng)橋能夠互連兩個(gè)采用不同數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、不同傳輸介質(zhì)與不同傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)橋需要互連的網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層以上采用相同的協(xié)議；網(wǎng)橋以接收、存儲(chǔ)、地址過(guò)濾與轉(zhuǎn)發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)互連的網(wǎng)絡(luò)之間的通信；網(wǎng)橋可以分隔兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的廣播通信量，有利于改善互連網(wǎng)絡(luò)的性能與安全性。網(wǎng)橋的作用網(wǎng)橋是對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行操作，因此是第二層設(shè)備。實(shí)際上，它們根據(jù)數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)和過(guò)濾數(shù)據(jù)幀。HUBHUBHUB沖突域1沖突域2沖突域310BASE-T100BASE-TBridge