第三版 ) 第 3章 第 1頁(yè) 第 6章 局域網(wǎng)技術(shù) 本章概述 本章的學(xué)習(xí)目標(biāo) 主要內(nèi)容 第三版 ) 第 3章 第 2頁(yè) 本章概述 在一個(gè)有限的范圍內(nèi)，將計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、傳輸介質(zhì)、接口設(shè)備連接起來(lái)，組成的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，可以稱為局域網(wǎng)。采用不同的傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，將組建不同的局域網(wǎng)。如果要擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)范圍，增加網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，甚至要與其他網(wǎng)絡(luò)共享或交換信息，就需要網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)。 本章全面講述局域網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)。 第三版 ) 第 3章 第 3頁(yè) 本章的學(xué)習(xí)目標(biāo) 掌握局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和特征 掌握 理解 理解 掌握 掌握 理解無(wú)線局域網(wǎng)的協(xié)議體系和組成 理解 掌握局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù) 理解 理解 第三版 ) 第 3章 第 4頁(yè) 主要內(nèi)容 局域網(wǎng) 有線局域網(wǎng) 無(wú)線局域網(wǎng) 局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù) 本章小結(jié) 第三版 ) 第 3章 局域網(wǎng) 局域網(wǎng)的特征 局域網(wǎng) (一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它允許在有限地理范圍內(nèi)的許多獨(dú)立設(shè)備相互之間直接進(jìn)行通信，適用于諸如單個(gè)辦公樓、倉(cāng)庫(kù)或校園這樣有限的地理范圍，通常跨越一個(gè)較短的距離，比通過(guò)電話網(wǎng)接國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)高得多的速率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 局域網(wǎng)在組建時(shí)，主要采用四種體系：以太網(wǎng)，令牌總線 ,令牌環(huán)網(wǎng)和光纖分布式數(shù)據(jù)接口 (星型環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）。以太網(wǎng)，令牌總線和令牌環(huán)網(wǎng)都是時(shí)也是它的 802項(xiàng)目的組成部分，光纖分布式數(shù)據(jù)接口 (是 第三版 ) 第 3章 第 6頁(yè) 主要內(nèi)容 局域網(wǎng) 有線局域網(wǎng) 無(wú)線局域網(wǎng) 局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù) 本章小結(jié) 第三版 ) 第 3章 線局域網(wǎng) 第 7頁(yè) 第三版 ) 第 3章 述 簡(jiǎn)稱， 1980年 2月建立了一個(gè) 802項(xiàng)目組，為局域網(wǎng)研制一套標(biāo)準(zhǔn) ,使來(lái)自不同生產(chǎn)廠商的設(shè)備能夠相互通信。 得 國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì) )接收為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，被 國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局 )接收為政府標(biāo)準(zhǔn)，并且被 802)。 第三版 ) 第 3章 802項(xiàng)目 8 0 2 . 3C S M A / C 層網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù) 據(jù) 鏈 路 層物 理 層8 0 2 . 1 網(wǎng) 際 互 連8 0 2 . 2 邏 輯 鏈 路 控 制 協(xié) 議 ( L L C )8 0 2 . 4令 牌 總 線8 0 2 . 5令 牌 環(huán)8 0 2 . 6城 域 網(wǎng)8 0 2 . 1 1無(wú) 線 網(wǎng)其 他 層第三版 ) 第 3章 個(gè)分委員會(huì)組成，其編號(hào)分別為 標(biāo)準(zhǔn)分別稱為標(biāo)準(zhǔn) 后隨著技術(shù)需求增加相應(yīng)的委員會(huì)，完成相關(guān)的職能。 義 層和物理層規(guī)范。 義令牌傳遞環(huán)的媒體訪問(wèn)控制（層和物理層規(guī)范。 義自由空間媒體的媒體訪問(wèn)控制（ 層和物理層規(guī)范 。 第三版 ) 第 3章 02項(xiàng)目的一個(gè)組成部分，它致力于解決 同時(shí)將它劃分為兩個(gè)功能子集 。 一個(gè)子集包含了數(shù)據(jù)幀中和終端用戶相關(guān)的部分，邏輯地址，控制信息和數(shù)據(jù)，理。 第二個(gè)功能子集，介質(zhì)訪問(wèn)控制 (層，解決共享介質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)使用問(wèn)題。 第三版 ) 第 3章 供 了滿足特定的可靠性及效率方面的需要， 接方式服務(wù)、確認(rèn)的無(wú)連接服務(wù) 3種不同形式的 含有四個(gè)域：目標(biāo)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(源服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn) (控制域以及信息域，如圖所示。 第三版 ) 第 3章 第 13頁(yè) D S A P S S A P 控 制 信 息D S A P : 0 表 示 個(gè) 體 , 1 表 示 組S S A P : 0 表 示 命 令 , 1 表 示 回 應(yīng)D S A P : 目 標(biāo) 服 務(wù) 訪 問(wèn) 指 針S S A P : 原 服 務(wù) 訪 問(wèn) 指 針被 上 層 地 址 所 使 用I E E E 所 使 用第三版 ) 第 3章 D)技術(shù)的總線型網(wǎng)絡(luò)。 義了 義 100 義 1000 第三版 ) 第 3章 D： 先聽再說(shuō)，規(guī)定了多人在聊天，同一時(shí)間只允許一個(gè)人講話的規(guī)則。 第三版 ) 第 3章 載波偵聽 載波偵聽：想發(fā)送信息包的站要確?，F(xiàn)在沒(méi)有其他節(jié)點(diǎn)和站在使用共享介質(zhì)，所以該站首先要監(jiān)聽信道上的動(dòng)靜 (即先聽后說(shuō) )； 如果信道在一定時(shí)間段內(nèi)寂靜無(wú)聲 (稱為幀間縫隙該站就開始傳輸 (無(wú)聲則講 )； 如果信道一直很忙碌，就一直監(jiān)視信道，直到出現(xiàn)最小的幀間 站開始發(fā)送它的數(shù)據(jù) (一等到有空就講 )； 第 16頁(yè) 第三版 ) 第 3章 沖突檢測(cè) 沖突檢測(cè)：如果兩個(gè)站或更多的站都在監(jiān)聽和等待發(fā)送，然后在信道空時(shí)同時(shí)決定立即 (幾乎同時(shí))開始發(fā)送數(shù)據(jù)，此時(shí)就發(fā)生碰撞。這一事件會(huì)導(dǎo)致沖突，并使雙方信息包都受到損壞，因此以太網(wǎng)在傳輸過(guò)程中不斷的監(jiān)聽信道，以檢測(cè)碰撞沖突 (邊談邊聽 )； 如果一個(gè)站在傳輸期間檢測(cè)出碰撞沖突，則立即停止該次傳輸，并向信道發(fā)出一個(gè) “擁擠 ”信號(hào)，以確保所有其他站也發(fā)現(xiàn)該沖突，從而摒棄可能一直在接收的受損的信息包 (拋棄廢話 )； 第 17頁(yè) 第三版 ) 第 3章 多路存取 多路存?。涸诘却欢螘r(shí)間 (后退 )后，想發(fā)送的站試圖進(jìn)行新的發(fā)送。一種特殊的隨機(jī)后退算法決定了不同的站在試圖再次發(fā)送數(shù)據(jù)前要等待一段時(shí)間。二進(jìn)制指數(shù)后退算法，即檢測(cè)到 在 02512之間隨機(jī)選擇一個(gè)等待時(shí)間，一直等到成功發(fā)送為止。 第 18頁(yè) 第三版 ) 第 3章 1. 帶和寬帶，使用數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)?第三版 ) 第 3章 2訪問(wèn)模式 當(dāng)多個(gè)結(jié)點(diǎn)在沒(méi)有任何管制的情況下同時(shí)訪問(wèn)一條信道時(shí)，將存在由于不同信號(hào)疊加而互相破壞的危險(xiǎn)。這樣的疊加使信號(hào)變?yōu)楹翢o(wú)用處的噪聲，我們稱之為沖突。當(dāng)多用戶訪問(wèn)的線路通信量增加時(shí)，沖突的可能性也隨之增加。 第三版 ) 第 3章 （ 1） 要用戶有數(shù)據(jù)發(fā)就讓他們發(fā)，當(dāng)然這樣可能會(huì)發(fā)生沖突而使沖突幀內(nèi)容被破壞。如果幀被破壞，發(fā)送方等待一段隨機(jī)時(shí)間后重發(fā)該幀。等待時(shí)間是隨機(jī)的，否則將再次沖突而造成死鎖。多個(gè)用戶以某種可能導(dǎo)致沖突的方式共享公用信道的系統(tǒng)被稱為競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)。 1972年 使是分槽中最大信利用率也僅為 第三版 ) 第 3章 （ 2） 為了減少局域網(wǎng)上各個(gè)站之間的發(fā)送沖突，人們引入了載波偵聽多路訪問(wèn) (策略，也叫做先聽后說(shuō) ,常用的有三種算法。 第一個(gè)載波偵聽協(xié)議叫做 1當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)要傳送數(shù)據(jù)時(shí)，它首先偵聽道，看是否有其他站點(diǎn)正在傳送。如果信道正忙，它就持續(xù)等待，直到當(dāng)它偵聽到信道空閑時(shí)，就立即將數(shù)據(jù)送出。若發(fā)生沖突，站點(diǎn)就等待一個(gè)隨機(jī)長(zhǎng)的時(shí)間，然后重新開始，此協(xié)議就叫做 1為站點(diǎn)一旦發(fā)現(xiàn)信道空閑，其發(fā)送數(shù)據(jù)的概率是 1。 第三版 ) 第 3章 第二個(gè)載波偵聽協(xié)議是非持續(xù) on 在該協(xié)議中，站點(diǎn)比較“理智”，不像第一種協(xié)議那樣“貪婪”。在發(fā)送之前；站點(diǎn)會(huì)偵聽信道的狀態(tài)。如果沒(méi)有其他站點(diǎn)在發(fā)送，它就開始發(fā)送。但如果信道正在使用之中，該站點(diǎn)將不再繼續(xù)偵聽信道，而是等待一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間后，再重復(fù)上述過(guò)程。憑直覺，這種協(xié)議會(huì)比 1時(shí)延可能會(huì)長(zhǎng)些。 第 23頁(yè) 第三版 ) 第 3章 第三協(xié)議是 一個(gè)站點(diǎn)在發(fā)送之前，首先偵聽信道，如果信道空閑，便以概率 以概率 q=1 如果下一時(shí)隙仍然空閑，便再次以概率 過(guò)程一直重復(fù)，直到發(fā)送成功或者另外一站開始發(fā)送為止。在后一種情況下，該站的動(dòng)作與發(fā)生沖突時(shí)一樣 (即等待一隨機(jī)時(shí)間后重新開始 )。若站點(diǎn)一開始就偵聽到信道忙，它就等到下一時(shí)隙，然后開始上述過(guò)程。 第 24頁(yè) 第三版 ) 第 3章 （ 3） 有沖突檢測(cè)的 持續(xù)和非持續(xù) 為它們保證在偵聽到信道忙時(shí)無(wú)新站開始發(fā)送。另一改進(jìn)是，站點(diǎn)檢測(cè)到?jīng)_突就取消傳送，也就是說(shuō)，如果兩站偵聽到空閑并同時(shí)開始傳送，它們幾乎將會(huì)同時(shí)檢測(cè)到?jīng)_突。一旦檢測(cè)到?jīng)_突，不是繼續(xù)傳完它們的幀，而是盡快停止，反正幀已被沖突破壞得無(wú)法辨認(rèn)。迅速結(jié)束沖突幀的傳送，即節(jié)省了時(shí)間又節(jié)省了頻帶。該協(xié)議被稱為帶沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問(wèn) D(它廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)的 第三版 ) 第 3章 采用如圖所示的概念模型。在 個(gè)站點(diǎn)已完成了幀的傳送，其他想要發(fā)送的站點(diǎn)現(xiàn)在都可以嘗試發(fā)送。如果兩個(gè)或兩個(gè)以上的站點(diǎn)同時(shí)決定傳送，將會(huì)產(chǎn)生沖突。通過(guò)檢測(cè)反饋信號(hào)的能量或脈沖寬度并將之與傳送信號(hào)比較就可判斷是否產(chǎn)生了沖突。 第三版 ) 第 3章 爭(zhēng)、傳輸、空閑 幀爭(zhēng) 用 時(shí) 隙幀 幀 幀爭(zhēng) 用 周 期傳 輸 周 期空 閑 周 期t 0 第三版 ) 第 3章 競(jìng)爭(zhēng)周期 當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)檢測(cè)到?jīng)_突后，它便取消傳送，等待一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間后，重新嘗試傳送 )。因此，該模型由競(jìng)爭(zhēng)周期、傳送周期以及所有站均處于靜止時(shí)產(chǎn)生的空閑周期組成。現(xiàn)在仔細(xì)地研究一下競(jìng)爭(zhēng)的算法。假定兩站正好同準(zhǔn)備開始發(fā)送，需要多長(zhǎng)時(shí)間后它們才會(huì)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了沖突，此問(wèn)題的答案對(duì)于確定競(jìng)爭(zhēng)周期的長(zhǎng)短，從而確定時(shí)延和吞吐量的大小是十分關(guān)鍵的。檢測(cè)到?jīng)_突的最短時(shí)間應(yīng)該是信號(hào)從一個(gè)站點(diǎn)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)站點(diǎn)所需的時(shí)間 。 第三版 ) 第 3章 競(jìng)爭(zhēng)區(qū)間模型化 考慮最壞的情形，假設(shè)信號(hào)在兩個(gè)相距最遠(yuǎn)的站點(diǎn)間傳輸時(shí)間為 ，如圖 6 處，一個(gè) 某個(gè)站監(jiān)聽到總線是空閑時(shí)，也可能總線并非真正是空閑的。 A 向 B 發(fā)出的信息，要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后才能傳送到 B。經(jīng)過(guò) 發(fā)送的信號(hào)即將到達(dá)最遠(yuǎn)的 第 29頁(yè) 第三版 ) 第 3章 競(jìng)爭(zhēng)區(qū)間模型化 正當(dāng)此時(shí)，因?yàn)檫@時(shí) B 的載波監(jiān)聽檢測(cè)不到 A 所發(fā)送的信息， B 若在 A 發(fā)送的信息到達(dá) B 之前發(fā)送自己的幀，則必然要和 A 發(fā)送的幀發(fā)生碰撞。當(dāng)然，最遠(yuǎn)端 是由沖突產(chǎn)生的一點(diǎn)點(diǎn)突發(fā)噪聲必須經(jīng)過(guò) 2站。也就是說(shuō)，最壞情況下，站點(diǎn)在 2長(zhǎng)的時(shí)間后仍未聽到?jīng)_突，才可確信自己可以使用信道。因此，這里把競(jìng)爭(zhēng)區(qū)間模型化為寬度為 2的分槽 第 30頁(yè) 第三版 ) 第 3章 碰橦窗口 t = - 1 k 單 程 A 端 到 B 端傳 播 時(shí) 延 記 為 A = T = 2 - t = 0B 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)B 檢 測(cè) 到 發(fā) 生 碰 撞A 檢 測(cè) 到 發(fā) 生 碰 撞第三版 ) 第 3章 使用 D 協(xié)議的傳統(tǒng)以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行半雙工通信。每個(gè)站在發(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。這種發(fā)送的不確定性使整個(gè)以太網(wǎng)的平均通信量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。為了解決問(wèn)題，以太網(wǎng)技術(shù)認(rèn)為最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過(guò)兩倍的端到端往返時(shí)延 2，就可知道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是否遭受了碰撞。如何在這個(gè)期間內(nèi)檢測(cè)、避免、防止、解決碰撞問(wèn)題，就是 D 協(xié)議要解決的核心問(wèn)題。 第 32頁(yè) 第三版 ) 第 3章 沖突域 以太網(wǎng)中有沖突域和廣播域兩個(gè)概念，能涉及最遠(yuǎn)距離，也就是范圍區(qū)域，稱為沖突域。以太網(wǎng)定義最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過(guò)時(shí)間 2可知道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是否遭受了碰撞。以太網(wǎng)的端到端往返時(shí)延 2碰撞窗口。經(jīng)過(guò)爭(zhēng)用期這段時(shí)間還沒(méi)有檢測(cè)到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會(huì)發(fā)生碰撞。 第 33頁(yè) 第三版 ) 第 3章 廣播域 廣播域則是以太網(wǎng)中繼設(shè)備增加了 過(guò)分析二層交換機(jī)的 以對(duì)單播的 是對(duì)于 是，向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀，在相鄰的交換機(jī)執(zhí)行同樣的工作，而在局域網(wǎng)所有能連接的，并能響應(yīng)廣播幀的區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)散 第 34頁(yè) 第三版 ) 第 3章 爭(zhēng)用期 傳統(tǒng)以太網(wǎng)參考細(xì)纜以太網(wǎng) 10義了 爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度，由于 1公里長(zhǎng)的同軸電纜 100 Mb/s， 5s，計(jì)算信道容量，在爭(zhēng)用期內(nèi)可發(fā)送 512 64 字節(jié)。如果以太網(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。因此，在以太網(wǎng)幀格式中的數(shù)據(jù)域最小不能低于 46字節(jié)，加上 18字節(jié)的幀首部和 成了 64字節(jié)的最短的以太網(wǎng)幀。 第 35頁(yè) 第三版 ) 第 3章 退避機(jī)制 如果檢測(cè)到碰撞，立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)；再繼續(xù)發(fā)送若干比特的人為干擾信號(hào) (以便讓所有用戶都知道現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生了碰撞。 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)，當(dāng)前以太網(wǎng)采用二進(jìn)制指數(shù)類型退避算法 ( 第 36頁(yè) 第三版 ) 第 3章 算法確定基本退避時(shí)間，一般是取為爭(zhēng)用期 2t。定義重傳次數(shù) k ， 0，即 k = 傳次數(shù)， 10。推遲發(fā)送的站點(diǎn)，從整數(shù)集合 0， 1， ， (2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。 第 37頁(yè) 第三版 ) 第 3章 幀間間隔 如果一個(gè)站在檢測(cè)到總線開始空閑后，還要等待幀間最小間隔 9.6 s ，相當(dāng)于 96 發(fā)送時(shí)間才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)。這樣做是為了使剛剛收到數(shù)據(jù)幀的站的接收緩存來(lái)得及清理，做好接收下一幀的準(zhǔn)備。 沖突偵聽是一個(gè)模擬過(guò)程，當(dāng)站點(diǎn)在發(fā)送時(shí)，其硬件設(shè)備必須偵聽線纜。信號(hào)的編碼應(yīng)該保證沖突能夠被檢測(cè)到。雖然對(duì)于基帶和寬帶來(lái)說(shuō)也存在著區(qū)別。區(qū)別之一就是執(zhí)行載波偵聽韻手段不同。對(duì)于基帶系統(tǒng)，通過(guò)檢濺電壓脈沖串來(lái)做到這一點(diǎn)。對(duì)于寬帶系統(tǒng)，檢測(cè)其 于沖突的發(fā)生，基帶接收機(jī)搜索高于預(yù)期的電壓電平。寬帶接收機(jī)則常使用把收到的數(shù)據(jù)與發(fā)出的數(shù)據(jù)的比特逐個(gè)進(jìn)行比較的方法。 第 38頁(yè) 第三版 ) 第 3章 3. 數(shù)據(jù)幀格式 導(dǎo)碼， 類型，及 太網(wǎng)不提供任何確認(rèn)收到幀的回應(yīng)機(jī)制，這使它成為一種不可靠的介質(zhì)。確認(rèn)必須在高層完成， 第三版 ) 第 3章 7 字 節(jié)前 導(dǎo) 碼 S F D 目 標(biāo) 地 址 源 地 址 C R 數(shù) 據(jù)1 字 節(jié) 2 或 6 字 節(jié) 2 或 6 字 節(jié) 2 字 節(jié) 4 字 節(jié)前 導(dǎo) 碼 : 5 6 位 在 “ 1 ” 和 “ 0 ” 之 間 交 換S F D : 起 始 域 分 界 符 （ 1 0 1 0 1 0 1 1 ）不 定 長(zhǎng)D S A P D S A P 控 制 信 息第三版 ) 第 3章 前導(dǎo)碼： 個(gè)字節(jié) (56位 )，在這個(gè)域中“ 1”和“ 0”交替出現(xiàn)，警告系統(tǒng)接收即將到來(lái)的數(shù)據(jù)幀，同時(shí)使系統(tǒng)能夠調(diào)整同步輸入時(shí)鐘?！?1010101”的模式僅僅提供一個(gè)警告和時(shí)鐘脈沖。它可以很容易地用來(lái)表示數(shù)據(jù)流的開始。 鐘和起始同步結(jié)合入一個(gè)域：標(biāo)志域。 言和起始幀分界符( 起始幀分界符 ( 只有一個(gè)字節(jié)“ 10101011” )標(biāo)記了幀的開始。 地址作為起始。 第 41頁(yè) 第三版 ) 第 3章 目標(biāo)地址 ( 字節(jié)，標(biāo)記了數(shù)據(jù)幀下個(gè)目標(biāo)的物理地址。一個(gè)系統(tǒng)的物理地址是一個(gè)編碼在它的網(wǎng)絡(luò)接口卡 (的比特模式。每個(gè) 果數(shù)據(jù)包為了到達(dá)目的地址必須將從一個(gè) 么 數(shù)據(jù)包到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)后， 源地址 ( 個(gè)字節(jié)，包含了最后一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包設(shè)備的物理地址。該設(shè)備可以是發(fā)送數(shù)據(jù)包的站點(diǎn)，也可以是最近接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的路由器。 第 42頁(yè) 第三版 ) 第 3章 類型：源地址下面兩個(gè)字節(jié)指出了果 么這個(gè)域可以被用來(lái)表示類型，或者作為其他協(xié)議的一個(gè)基礎(chǔ)。 可移動(dòng)的單元包含了進(jìn)來(lái)。 以從 46字節(jié)到 1500字節(jié)不等。 創(chuàng)建，然后整個(gè)傳送給 這種情況下是 第 43頁(yè) 第三版 ) 第 3章 邏輯上講，令牌總線把網(wǎng)絡(luò)媒體上的站組成一個(gè)環(huán)，環(huán)上每個(gè)站都知道自己前面和后面的站的地址，并且把該序列的第一個(gè)成員接在最后那個(gè)成員之后。如圖所示，傳輸媒體上各站的物理排序和邏輯排序不相干，二者互相獨(dú)立。 令牌總線網(wǎng)既具有類似 具有環(huán)網(wǎng)能確知最長(zhǎng)等待時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)稱之為令牌的控制幀管理著訪問(wèn)權(quán)。令牌繞邏輯環(huán)傳送，只有令牌獲得者有權(quán)發(fā)送幀。因?yàn)槿我粫r(shí)刻只有一個(gè)站掌握令牌 ， 故不會(huì)發(fā)生沖突。 第三版 ) 第 3章 令牌總線 第三版 ) 第 3章 在下列之一條件下，站必須交出對(duì)媒體的控制權(quán)。 該站沒(méi)有數(shù)據(jù)幀要發(fā)送。 該站發(fā)送了所有排隊(duì)等候傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀。 分配給該站的時(shí)間終了。 第 46頁(yè) 第三版 ) 第 3章 遇到這些情況之一，令牌就被傳遞給邏輯序列中的下一站。這個(gè)新的令牌接收站就得到了發(fā)送權(quán)。因此，令牌總線的穩(wěn)態(tài)操作是由交替的數(shù)據(jù)傳遞階段和令牌傳送階段組成的，如圖的示例中，任一給定時(shí)刻網(wǎng)上所有的站都處于工作狀態(tài)，可以接收幀，但僅 A、 B、 C、 5個(gè)站加入邏輯環(huán)， 僅可以接收幀，但不可以啟動(dòng)發(fā)送，僅在被邀請(qǐng)時(shí)才能發(fā)響應(yīng)幀。 第 47頁(yè) 第三版 ) 第 3章 大 于 等 于 1 字 節(jié)前 導(dǎo) 碼 目 標(biāo) 地 址 源 地 址 C R 1 字 節(jié) 1 字 節(jié) 2 或 6 字 節(jié) 4 字 節(jié)幀 首 定 界 符2 或 6 字 節(jié) 1 字 節(jié)幀 控 制0 - 8 1 9 2 字 節(jié)幀 尾 定 界 符第三版 ) 第 3章 在以太網(wǎng) (D)中所使用的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)模式并不是絕對(duì)可靠的，它仍然會(huì)造成沖突。站點(diǎn)可能需要重試若干次之后才能成功地將數(shù)據(jù)發(fā)送到鏈路上。這種冗余可能在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的時(shí)候，造成無(wú)法預(yù)測(cè)的延時(shí)。在這里既無(wú)法預(yù)測(cè)沖突的出現(xiàn)，也無(wú)法預(yù)測(cè)多個(gè)站點(diǎn)由于同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)鏈路使用權(quán)時(shí)所造成的延時(shí)。 第三版 ) 第 3章 1訪問(wèn)模式： 令牌環(huán)網(wǎng)通過(guò)要求站點(diǎn)輪流發(fā)送數(shù)據(jù)解決了這種不確定性。每個(gè)站點(diǎn)只有在輪到自己的時(shí)候才能發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)輪到一次只能發(fā)送一幀。這種和循環(huán)相協(xié)調(diào)的機(jī)制稱為令牌傳遞。令牌是一個(gè)簡(jiǎn)單的占位幀，繞著環(huán)從一個(gè)站點(diǎn)傳送到另外一個(gè)站點(diǎn)。環(huán)上的站點(diǎn)只有在擁有令牌的時(shí)候才能發(fā)送數(shù)據(jù)。令牌環(huán)網(wǎng)允許每個(gè)站點(diǎn)每輪到一次發(fā)送一幀。 第三版 ) 第 3章 令牌傳遞 令牌傳遞 ， 每當(dāng)網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)，它便傳播一個(gè)簡(jiǎn)單的三字節(jié)令牌。這個(gè)令牌按順序從 到遇到一個(gè)有數(shù)據(jù)要發(fā)送的站點(diǎn)。這個(gè)站點(diǎn)等待令牌進(jìn)入它的網(wǎng)卡。如果令牌是空閑的，這個(gè)站點(diǎn)就可以發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀。這個(gè)站點(diǎn)將保留這個(gè)令牌，并且在自己的 后站點(diǎn)開始發(fā)送數(shù)據(jù)幀。 第三版 ) 第 3章 令牌循環(huán) 。 站點(diǎn) 送數(shù)據(jù)到站點(diǎn) D 第 52頁(yè) t o 第三版 ) 第 3章 數(shù)據(jù)幀將繼續(xù)沿環(huán)前進(jìn)，由每個(gè)站點(diǎn)重新生成。每個(gè)中間站點(diǎn)都檢查幀的目標(biāo)地址，發(fā)線該幀的目標(biāo)地址是其他站點(diǎn)，于是將它傳遞給鄰接站點(diǎn)。當(dāng)數(shù)據(jù)幀到達(dá)接收站點(diǎn)時(shí)，該站點(diǎn)識(shí)別出它自己的地址，拷貝該幀，檢測(cè)差錯(cuò)，并改變?cè)搸詈笏膫€(gè)比特位以表明地址已經(jīng)被識(shí)別，同時(shí)幀已經(jīng)被拷貝。整個(gè)包接著繼續(xù)沿著環(huán)前進(jìn)，直到它回到發(fā)送者為止。 第 53頁(yè) 第三版 ) 第 3章 站點(diǎn) 站點(diǎn) 第 54頁(yè) t o 第三版 ) 第 3章 發(fā)送者接收該幀，并在源地址中識(shí)別出自己的地址。然后它將檢查地址識(shí)別比特位，如果被設(shè)置，該站點(diǎn)就明白這個(gè)幀已經(jīng)被接收了。發(fā)送者于是丟棄使用過(guò)的數(shù)據(jù)幀，同時(shí)將令牌釋放回環(huán)。 第 55頁(yè) 第三版 ) 第 3章 優(yōu)先級(jí)和保留 在 的令牌可以被一個(gè)等待發(fā)送的站點(diǎn)所預(yù)留，不管站點(diǎn)是處于環(huán)的哪個(gè)位置都可以進(jìn)行預(yù)留。每個(gè)站點(diǎn)都有一個(gè)優(yōu)先碼。當(dāng)一幀經(jīng)過(guò)時(shí)，等待發(fā)送的站點(diǎn)可以通過(guò)將自己的優(yōu)先碼添入令牌或數(shù)據(jù)幀 (將在下文中討論 )的訪問(wèn)控制 (的方法，來(lái)預(yù)留下一個(gè)開放的令牌。一個(gè)有更高優(yōu)先級(jí)的站點(diǎn)可以刪除一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的預(yù)留，代之以自己的預(yù)留。在有相同優(yōu)先級(jí)的站點(diǎn)中，這個(gè)過(guò)程的機(jī)制是先來(lái)先服務(wù)。通過(guò)這種機(jī)制，一旦令牌空閑，擁有預(yù)留位的站點(diǎn)，不管它是否在物理上處于環(huán)的下一個(gè)位置上，都有發(fā)送的機(jī)會(huì)。 第三版 ) 第 3章 時(shí)間限制 為了保持通信的進(jìn)行，令牌環(huán)在每個(gè)等待使用環(huán)的站點(diǎn)上加上了一個(gè)時(shí)間限制。起始分割符 (令牌或數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)域 )必須在指定的時(shí)間間隔內(nèi)到達(dá)每個(gè)站點(diǎn) (通常是 10毫秒 )。 每個(gè)站點(diǎn)可以預(yù)期在有規(guī)律的時(shí)間間隔內(nèi)收到幀 (站點(diǎn)收到一個(gè)幀后，可以預(yù)計(jì)在一個(gè)特定的周期內(nèi)收到下一個(gè)幀 )。 第三版 ) 第 3章 監(jiān)控站點(diǎn) 有若干個(gè)問(wèn)題可能出現(xiàn)影響令牌環(huán)網(wǎng)的正常操作。在某個(gè)情況中，一個(gè)站點(diǎn)可能忽視了重傳一個(gè)令牌，或者令牌可能被噪聲所損壞。在這種情況下，環(huán)中沒(méi)有令牌存在，沒(méi)有一個(gè)站點(diǎn)可以發(fā)送數(shù)據(jù)。在另一種情況中，一個(gè)發(fā)送站點(diǎn)可能忽視了從環(huán)中清除自己已經(jīng)使用過(guò)的幀，或者在自己使用完令牌后沒(méi)有釋放它。 為了處理這些情況，在環(huán)中的某個(gè)站點(diǎn)必須設(shè)計(jì)為監(jiān)控站點(diǎn)。監(jiān)控站點(diǎn) 通過(guò) 設(shè)置一個(gè)定時(shí)器 和 幀的 管理令牌。 如果監(jiān)控站點(diǎn)失敗了，另外一個(gè)設(shè)計(jì)為備份的站點(diǎn)將代替這個(gè)站點(diǎn)作為監(jiān)控站點(diǎn)。 第三版 ) 第 3章 2. 幀格式 令牌環(huán)提供三種類型的幀：數(shù)據(jù)，令牌和異常終止。令牌和異常終止幀都是被截短的數(shù)據(jù)幀，如圖所示。 第三版 ) 第 3章 令牌環(huán)的幀 令 牌 異 常 終 止D S A P D S A P 控 制 信 息P D 起 始 分 界 符 ( 標(biāo) 記 )A C 訪 問(wèn) 控 制 （ 優(yōu) 先 級(jí) ）F C 幀 控 制 （ 幀 類 型 ）E D 結(jié) 束 分 界 符 （ 標(biāo) 記 ）F S 幀 狀 態(tài)F S D F F C 目 標(biāo) 地 址 源 地 址 C R 1 字 節(jié) 2 或 6 字 節(jié) 2 或 6 字 節(jié) 4 字 節(jié)不 多 于 4 5 0 0 字 節(jié)A F 1 字 節(jié) 1 字 節(jié) 1 字 節(jié) 1 字 節(jié)第三版 ) 第 3章 光纖分布式數(shù)據(jù)接口 (一個(gè)由 準(zhǔn)化局域網(wǎng)協(xié)議。它支持100供一種對(duì)以太網(wǎng)和令牌環(huán)的高速率變通協(xié)議。當(dāng) 00 第三版 ) 第 3章 訪問(wèn)模式：令牌傳遞 在 問(wèn)是由時(shí)間來(lái)限制的。一個(gè)站點(diǎn)在它所分配的訪問(wèn)時(shí)間間隔中可以發(fā)送任意多幀，附帶條件是時(shí)間敏感的幀必須首先發(fā)送。 為了實(shí)現(xiàn)這種訪問(wèn)機(jī)制， 步和異步。在這里同步指的是對(duì)時(shí)間敏感的信息；異步指的是對(duì)時(shí)間不敏感的信息。這些幀通常被稱為 每個(gè)獲取令牌的站點(diǎn)需要首先發(fā)送 S幀。實(shí)際上，不論它的訪問(wèn)時(shí)間間隔是否用完，站點(diǎn)都必須將 S幀先發(fā)送出去。剩下的所有時(shí)間都可以用來(lái)發(fā)送 第三版 ) 第 3章 個(gè)站點(diǎn)都有三個(gè)寄存器。在寄存器中保留了控制環(huán)所需要的時(shí)間值。這些值在環(huán)初始化時(shí)被設(shè)置同時(shí)在操作過(guò)程中并不發(fā)生變化。它們分別稱為：同步分配 (目標(biāo)令牌循環(huán)時(shí)間 (絕對(duì)最大時(shí)間 ( 第 63頁(yè) 第三版 ) 第 3章 幀格式 理介質(zhì)依賴 (介質(zhì)訪問(wèn)控制 (邏邏輯鏈路控制 ( 6個(gè)空閑標(biāo)記 (1111)作為前導(dǎo)碼，共計(jì) 64個(gè)比特用于和接收方同步。 第三版 ) 第 3章 第 65頁(yè) D S A P D S A P C N T R 信 息P D 分 界 符 起 始 分 界 符 ( 標(biāo) 記 )幀 控 制 幀 控 制 （ 幀 類 型 ）結(jié) 束 分 界 符 結(jié) 束 分 界 符 （ 標(biāo) 記 ）C R C 循 環(huán) 冗 余 檢 驗(yàn)F S 幀 狀 態(tài)幀 控 制起 始分 界 符1 1結(jié) 束 分 界符1符 號(hào)幀 控 制 目 標(biāo) 地 址 源 地 址 C R 6 字 節(jié) 6 字 節(jié) 4 字 節(jié)不 多 于 4 5 0 0 字 節(jié)起 始分 界 符幀 狀 態(tài)結(jié) 束 分 界符1 字 節(jié) 1 字 節(jié) 0 . 5 字 節(jié) 1 . 5 字 節(jié)第三版 ) 第 3章 城域網(wǎng) (設(shè)計(jì)來(lái)跨越整個(gè)城市的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)?shù)乩砩舷噜彽木钟蚓W(wǎng) (間需要交換數(shù)據(jù)時(shí)，它們可以通過(guò)電纜和路由器或網(wǎng)關(guān)連接在一起。 服務(wù)包括分布式隊(duì)列雙總線 (和交換式多兆比數(shù)據(jù)服務(wù) ( 盡管 際上它是設(shè)計(jì)來(lái)使用在 第三版 ) 第 3章 訪問(wèn)方法：雙總線 如它的名字所示， 統(tǒng)中的每個(gè)設(shè)備連接到兩條主干鏈路上。到這些鏈路上的訪問(wèn)不是由競(jìng)爭(zhēng)賦予的 (如 或令牌傳遞 (如 而是通過(guò)一種稱為分布式隊(duì)列的機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 如圖顯示了 個(gè)單向總線分別標(biāo)記為總線 。五個(gè)有編號(hào)的站點(diǎn)如圖所示連接到總線上。每條總線通過(guò)輸入和輸出端口直接連接到站點(diǎn)上；沒(méi)有使用任何引出線。 第 67頁(yè) 第三版 ) 第 3章 第 68頁(yè) 4 3 2 15總 線 第三版 ) 第 3章 方向性通信 每條總線只支持一個(gè)方向的通信。一條總線上通信的方向是和另外一條相反的。例如，在圖中，每條總線的開始之處用正方形表示，而結(jié)束之處用三角形表示?？偩€ 線起始于站點(diǎn) 1而終止于站點(diǎn) 5?？偩€ 線起始于站點(diǎn) 5而終止于站點(diǎn) 1。 第 69頁(yè) 第三版 ) 第 3章 上行流站點(diǎn)和下行流站點(diǎn) 在 點(diǎn)之間的關(guān)系被理解為在總線上通信流的方向相關(guān)的。如總線 點(diǎn) 1和站點(diǎn) 2相對(duì)于站點(diǎn) 3被認(rèn)為是上行流站點(diǎn)，而站點(diǎn) 4和站點(diǎn) 5相對(duì)于站點(diǎn) 3被認(rèn)為是下行流站點(diǎn)。站點(diǎn) 1沒(méi)有上行流站點(diǎn)，但是有 4個(gè)下行流站點(diǎn)。因此，站點(diǎn) 1被認(rèn)為是總線 點(diǎn) 5沒(méi)有下行流站點(diǎn)，而有 4個(gè)上行站點(diǎn)。因此，站點(diǎn)5被認(rèn)為是總線 第 70頁(yè) 第三版 ) 第 3章 如總線 點(diǎn) 1和站點(diǎn) 2相對(duì)于站點(diǎn) 3被認(rèn)為是下行流站點(diǎn)，而站點(diǎn) 4和站點(diǎn) 5相對(duì)于站點(diǎn)3被認(rèn)為是上行流站點(diǎn)。在圖中，站點(diǎn) 5沒(méi)有上行流站點(diǎn)，但是有 4個(gè)下行流站點(diǎn)，因此，站點(diǎn) 5被認(rèn)為是總線 點(diǎn) 1沒(méi)有下行流站點(diǎn)，但是有 4個(gè)上行流站點(diǎn)，因此，站點(diǎn) 1被認(rèn)為是總線 第 71頁(yè) 第三版 ) 第 3章 傳輸槽 數(shù)據(jù)在每條總線上以一個(gè) 53字節(jié)槽的固定流方式加以傳輸。這些槽不是數(shù)據(jù)包；它們僅僅是槽的連續(xù)流。站點(diǎn) 1，即總線 的使用產(chǎn)生空槽?？偩€ 站點(diǎn) 5)為總線 據(jù)傳輸?shù)乃俾室蕾囉诿棵肟詹郛a(chǎn)生的數(shù)目。目前有許多不同的數(shù)據(jù)速率在使用。 一個(gè)空槽將一直在總線上傳輸，直到一個(gè)傳輸站點(diǎn)將數(shù)據(jù)置于其上，同時(shí)預(yù)期中的接收站點(diǎn)閱讀了數(shù)據(jù)。 第 72頁(yè) 第三版 ) 第 3章 槽預(yù)留 為了向下游發(fā)送數(shù)據(jù)，站點(diǎn)必須等待一個(gè)未被占用槽的到來(lái)。但是如何阻止一個(gè)上游站點(diǎn)獨(dú)占總線，并占據(jù)所有的槽呢 ?是否因?yàn)樯嫌握军c(diǎn)在它們之前有訪問(wèn)空槽的權(quán)利，接近總線結(jié)尾的站點(diǎn)是否就必須忍受呢。這種不平衡比不公平更加糟糕；它降低了服務(wù)質(zhì)量，尤其是當(dāng)系統(tǒng)傳輸 對(duì)時(shí)間敏感的數(shù)據(jù)如語(yǔ)音或視頻數(shù)據(jù)時(shí)。解決方法是站點(diǎn)為它們所要的槽做出預(yù)留 ， 一個(gè)站點(diǎn)做出預(yù)留以防止上游站點(diǎn)使用總線上的槽 。 第 73頁(yè) 第三版 ) 第 3章 2. 分布式隊(duì)列 為了進(jìn)行預(yù)留和保留總線上其他站點(diǎn)的預(yù)留軌跡，每個(gè)站點(diǎn)需要保留兩個(gè)隊(duì)列 ， 每條總線一個(gè)隊(duì)列。每個(gè)站點(diǎn)為總線 為隊(duì)列 A；同時(shí)為總線 為隊(duì)列 B。 一個(gè)隊(duì)列是一個(gè)有先進(jìn)先出 (能的存儲(chǔ)機(jī)制。它類似于在飯館中的等待隊(duì)列。當(dāng)顧客到來(lái)時(shí)，他們?cè)诒碇泻灻?。在表中的第一個(gè)顧客將首先就坐。這樣， 個(gè)站點(diǎn)為每條總線準(zhǔn)備一個(gè)隊(duì)列。每當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送一個(gè)預(yù)留請(qǐng)求時(shí)，接收到這個(gè)請(qǐng)求的站點(diǎn)將把這個(gè)請(qǐng)求添加到它的隊(duì)列中。這些隊(duì)列將用做分配整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的總線訪問(wèn)權(quán)。 第三版 ) 第 3章 隊(duì)列 A B C D E F G H I J 有 個(gè) 成 員 的 隊(duì) 列頭 尾B C D E F G H I J 從 頭 上 移 去 第 一 個(gè) 成 員 后 的 隊(duì) 列頭 尾B C