第4章局域網(wǎng)

基本內(nèi)容：介紹局域網(wǎng)的基本概念、拓樸結(jié)構(gòu)、常用的局域網(wǎng)傳輸媒體，局域網(wǎng)的共享媒體技術(shù)，傳統(tǒng)以太網(wǎng)的工作原理及連接方法、CSMA/CD協(xié)議、碰撞退避算法、MAC地址、MAC幀，局域網(wǎng)的擴(kuò)展，高速以太網(wǎng)技術(shù)。局域網(wǎng)的拓樸結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)的工作原理、CSMA/CD協(xié)議、MAC幀以太網(wǎng)的連接方法局域網(wǎng)的擴(kuò)展技術(shù)高速以太網(wǎng)技術(shù)重點(diǎn)掌握：第4章局域網(wǎng)基本內(nèi)容：介紹局域網(wǎng)的基本概念、拓4.1局域網(wǎng)概述4.1.1局域網(wǎng)的概念局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork,簡(jiǎn)稱LAN)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一種。局域網(wǎng)是在一個(gè)較小的范圍(一個(gè)辦公室、一幢樓、一家工廠等)，利用通信線路將眾多計(jì)算機(jī)(一般為微機(jī))及外圍設(shè)備連接起來，達(dá)到數(shù)據(jù)通信和資源共享的目的。

局域網(wǎng)最主要的特點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)通常為一個(gè)單位所擁有，地理范圍幾米到幾公里。局域網(wǎng)具有較高的數(shù)據(jù)率、較低的時(shí)延和較小的誤碼率。

決定局域網(wǎng)特性的主要技術(shù)：設(shè)備互聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；用于傳輸數(shù)據(jù)的媒體；由于信道共享而采用的媒體接入控制方法。

4.1局域網(wǎng)概述4.1.1局域網(wǎng)的概念局域網(wǎng)(Local4.1.2局域網(wǎng)的拓樸結(jié)構(gòu)最常見的局域網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)有星型、環(huán)型、總線型和樹型。如圖4-2所示。集線器(a)星型網(wǎng)*(b)環(huán)型網(wǎng)(c)總線網(wǎng)(d)樹型網(wǎng)圖4-2局域網(wǎng)的拓樸結(jié)構(gòu)注：圖(a)在物理上是一個(gè)星型網(wǎng)，但在邏輯上仍是一個(gè)總線網(wǎng)干線耦合器匹配電阻4.1.2局域網(wǎng)的拓樸結(jié)構(gòu)最常見的局域網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)有星型、環(huán)（1）星型拓樸每一個(gè)站點(diǎn)通過點(diǎn)-點(diǎn)鏈路連至中心節(jié)點(diǎn)，所有的通信都由中心節(jié)點(diǎn)控制，一般采用線路交換。中心節(jié)點(diǎn)也可以有數(shù)據(jù)處理能力并提供共享資源。近年來由于集線器(hub)的出現(xiàn)和雙絞線大量用于局域網(wǎng)中,星形網(wǎng)以及多級(jí)結(jié)構(gòu)的星形網(wǎng)獲得了非常廣泛的應(yīng)用?；咎匦詢?yōu)點(diǎn)建網(wǎng)容易，配置方便；每個(gè)連接的故障容易排除，不影響全網(wǎng)；控制協(xié)議相對(duì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)在同樣覆蓋面積內(nèi)；所用電纜量較大；擴(kuò)展不方便，需要預(yù)留或增設(shè)電纜；對(duì)中心節(jié)點(diǎn)要求非常高，一旦中心節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生故障,全網(wǎng)將不能工作。集線器或交換機(jī)（1）星型拓樸每一個(gè)站點(diǎn)通過點(diǎn)-點(diǎn)鏈路連至中心節(jié)點(diǎn)，所有的通（2）環(huán)型拓樸由一些中繼器通過點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連成的一個(gè)閉合環(huán)。入網(wǎng)設(shè)備連到中繼器上。中繼器是較簡(jiǎn)單的設(shè)備，無存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能。它從一條鏈路上接收數(shù)據(jù),以相同速率在另一條鏈路上輸出。數(shù)據(jù)在環(huán)上是單向傳輸?shù)?。由于所有站點(diǎn)共享一個(gè)環(huán)，因此要對(duì)站點(diǎn)對(duì)環(huán)的訪問進(jìn)行控制?？刂撇捎梅植嫉霓k法，即每個(gè)站都有控制發(fā)送和接收的訪問邏輯?；咎匦詢?yōu)點(diǎn)電線長(zhǎng)度較短，與總線拓?fù)漕愃?；適于采用光纜連接，從而提高數(shù)據(jù)速率。缺點(diǎn)某段鏈路或某個(gè)中繼器有故障會(huì)使全網(wǎng)不能工作；站點(diǎn)離網(wǎng)、入網(wǎng)都較困難。（2）環(huán)型拓樸由一些中繼器通過點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連成的一個(gè)閉合環(huán)。入（3）總線拓樸將所有站點(diǎn)通過硬件接口連接到單根傳輸介質(zhì)——共享總線上。在IEEE802標(biāo)準(zhǔn)中IEEE802.3(即以太網(wǎng))和IEEE802.4(令牌總線)都是總線拓?fù)??；咎匦詢?yōu)點(diǎn)與星型拓?fù)湎啾?，所需電纜長(zhǎng)度較短；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高；擴(kuò)充(如增加站點(diǎn)、延長(zhǎng)電纜等)較容易。缺點(diǎn)故障檢測(cè)不很容易，如總線有故障需分段查找，如站點(diǎn)有故障需一個(gè)一個(gè)查；站點(diǎn)需要提供訪問控制功能。（3）總線拓樸將所有站點(diǎn)通過硬件接口連接到單根傳輸介質(zhì)——共4.1.3常用的局域網(wǎng)傳輸媒體雙絞線：價(jià)格便宜、安裝方便，在局域網(wǎng)中使用最多。但抗干擾能力較差，傳輸距離較短。適用于建筑物內(nèi)部的布線系統(tǒng)。同軸電纜：分為粗纜和細(xì)纜，價(jià)格中等、安裝較方便，有較高的數(shù)據(jù)傳輸率，在早期的局域網(wǎng)中使用較多?？垢蓴_能力較好，傳輸距離較遠(yuǎn)。光纜：損耗低、抗干擾能力強(qiáng)，傳輸率高，傳輸距離遠(yuǎn)，是環(huán)型網(wǎng)或主干網(wǎng)的主要傳輸媒體。但價(jià)格貴，技術(shù)復(fù)雜。無線傳輸：采用無線電波、紅外線、微波等作為媒體，傳輸距離遠(yuǎn)，不受空間限制。但設(shè)備價(jià)格昂貴，技術(shù)復(fù)雜。4.1.3常用的局域網(wǎng)傳輸媒體雙絞線：價(jià)格便宜、安裝方便，4.1.4局域網(wǎng)的媒體共享技術(shù)——可分為兩大類：靜態(tài)劃分信道和動(dòng)態(tài)媒體接入控制。（1）靜態(tài)劃分信道：如頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用、碼分復(fù)用等。用戶只要得到了信道就不會(huì)和別的用戶發(fā)生沖突。但這種劃分信道的方法代價(jià)較高，不適合于局域網(wǎng)。（2）動(dòng)態(tài)媒體接入控制：又稱為多點(diǎn)接入（multipleaccess），其特點(diǎn)是信道并非在用戶通信時(shí)固定分配給用戶。又分為兩類：隨機(jī)接入：其特點(diǎn)是所有的用戶可隨機(jī)地發(fā)送信息。但如果有兩個(gè)或更多的用戶在同一時(shí)刻發(fā)送信息，那么就會(huì)在共享媒體上產(chǎn)生碰撞（發(fā)生了沖突），使得這些用戶的發(fā)送都失敗。因此必須有解決碰撞的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。受控接入：其特點(diǎn)是用戶不能隨機(jī)地發(fā)送信息而必須服從一定的控制。最常用的局域網(wǎng)——以太網(wǎng)的媒體接入控制方法是：CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/沖突檢測(cè)）。4.1.4局域網(wǎng)的媒體共享技術(shù)——可分為兩大類：靜態(tài)劃分信4.2傳統(tǒng)以太網(wǎng)——特指最早進(jìn)入市場(chǎng)的10Mbps速率的以太網(wǎng)?，F(xiàn)在以太網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展到100Mbps、1Gbps、10Gbps的速率。4.2.1以太網(wǎng)的工作原理以太網(wǎng)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)誕生于1975年，美國Xerox公司，2.94Mbps，無源電纜。1980年9月DEC公司、Intel公司、Xerox公司聯(lián)合推出10Mbps以太網(wǎng)規(guī)約的第一版DIXV1。1982年修改推出第二版DIXEthernetV2。成為世界上局域網(wǎng)產(chǎn)品的第一個(gè)規(guī)約。1983年IEEE802委員會(huì)制訂局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差別很小。4.2傳統(tǒng)以太網(wǎng)——特指最早進(jìn)入市場(chǎng)的10Mbps速率的2.網(wǎng)卡的作用計(jì)算機(jī)與局域網(wǎng)的連接和通信是通過網(wǎng)絡(luò)接口卡來實(shí)現(xiàn)的，網(wǎng)絡(luò)接口卡又稱為通信適配器，簡(jiǎn)稱為網(wǎng)卡。網(wǎng)卡和局域網(wǎng)之間的通信是以串行方式進(jìn)行的，如圖4-3所示。計(jì)算機(jī)CPU高速緩存存儲(chǔ)器網(wǎng)絡(luò)接口卡（網(wǎng)卡）至局域網(wǎng)串行通信并行通信I/O總線當(dāng)網(wǎng)卡收到一個(gè)有差錯(cuò)的幀時(shí)，就將該幀丟棄；當(dāng)收到一個(gè)正確的幀時(shí)就用中斷來通知計(jì)算機(jī)并交付給協(xié)議棧中的網(wǎng)絡(luò)層。當(dāng)計(jì)算機(jī)要發(fā)送一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，就由協(xié)議棧向下交給網(wǎng)卡組裝成幀后發(fā)送到局域網(wǎng)。2.網(wǎng)卡的作用計(jì)算機(jī)與局域網(wǎng)的連接和通信是通過網(wǎng)絡(luò)接口卡來實(shí)3.CSMA/CD協(xié)議傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用的媒體接入?yún)f(xié)調(diào)方法是CSMA/CD協(xié)議。CSMA/CDCarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè)多點(diǎn)接入許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在一根總線上，是總線型網(wǎng)絡(luò)。載波監(jiān)聽是指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測(cè)一下總線上是否有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)；如果有，則暫時(shí)不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。碰撞檢測(cè)就是計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓大小，由信號(hào)電壓擺動(dòng)值的大小來判斷是否發(fā)生了碰撞。正常發(fā)送時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)都是使用曼徹斯特編碼的信號(hào)；發(fā)生碰撞時(shí)，信號(hào)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的失真。一旦發(fā)生碰撞，就立即停止發(fā)送。3.CSMA/CD協(xié)議傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用的媒體接入?yún)f(xié)調(diào)方法是CS為什么會(huì)發(fā)生碰撞？每個(gè)站點(diǎn)都是在監(jiān)聽到信道“空閑”時(shí)才發(fā)送數(shù)據(jù)的，為什么還會(huì)發(fā)生碰撞？根本原因是因?yàn)殡姶挪ㄔ诿襟w上的傳播速度總是有限的。假設(shè)局域網(wǎng)兩端的站A和站B相距1km（電磁波在1km電纜上的傳播時(shí)延約為5μs），單程傳播時(shí)延記為τ。ABAAABBBAt=0A發(fā)送數(shù)據(jù)Bt=2τ－δA檢測(cè)到發(fā)生碰撞t=τ－δB檢測(cè)到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)t=τ－δ/2發(fā)生碰撞t=τB檢測(cè)到碰撞停止發(fā)送A和B發(fā)送數(shù)據(jù)均失敗，它們都要推遲一段時(shí)間后再重新發(fā)送為什么會(huì)發(fā)生碰撞？每個(gè)站點(diǎn)都是在監(jiān)聽到信道“空閑”時(shí)才發(fā)送數(shù)4.爭(zhēng)用期最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站點(diǎn)，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過2τ就可以知道該幀是否發(fā)生了碰撞。以太網(wǎng)的端到端往返時(shí)延2τ稱為爭(zhēng)用期，又稱為碰撞窗口。？問題？考慮這樣的一種情形：當(dāng)某站正在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，另外兩個(gè)站有數(shù)據(jù)要發(fā)送。這兩個(gè)站進(jìn)行載波監(jiān)聽，發(fā)現(xiàn)總線忙，于是就等待；當(dāng)它們發(fā)現(xiàn)總線變?yōu)榭臻e時(shí)，就立即發(fā)送自己的數(shù)據(jù)。但這必然再次發(fā)生碰撞；經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)了碰撞，就停止發(fā)送。然后再重新發(fā)送，……，這樣下去，一直不能發(fā)送成功。解決這一問題，需要采用所謂的退避算法。4.爭(zhēng)用期最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站點(diǎn)，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過2τ退避算法——就是讓發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，不是立即再發(fā)送數(shù)據(jù)，而是推遲（這叫做退避）一個(gè)隨機(jī)時(shí)間。具體做法是：（1）確定基本退避時(shí)間，一般是取為爭(zhēng)用期2τ。（2）定義參數(shù)k，它等于重傳次數(shù)，但k不超過10，即k=Min(重傳次數(shù)，10)。（3）從離散整數(shù)集合[0,1,2,…,(2k-1)]中隨機(jī)地取出一個(gè)數(shù)，記為r。重傳輸所需的時(shí)間就是r倍的基本退避時(shí)間。（4）當(dāng)重傳達(dá)16次仍不能成功時(shí)，則丟棄該幀，并向高層報(bào)告。這樣做是為了減小再次發(fā)生碰撞的概率。說明想發(fā)送數(shù)據(jù)的站太多，以致連續(xù)發(fā)生碰撞。退避算法——就是讓發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，不是立4.2.2傳統(tǒng)以太網(wǎng)的連接方法傳統(tǒng)以太網(wǎng)的傳輸媒體有四種：10BASE5粗纜10BASE2細(xì)纜10BASE-T雙絞線10BASE-F光纜中繼器收發(fā)器端接器（50Ω）接地（1）粗纜以太網(wǎng)的連接4.2.2傳統(tǒng)以太網(wǎng)的連接方法傳統(tǒng)以太網(wǎng)的傳輸媒體有四種：粗纜以太網(wǎng)的硬件配置1）網(wǎng)卡：每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要一塊提供AUI接口的以太網(wǎng)卡或PCMCIA卡。2）收發(fā)器：每個(gè)結(jié)點(diǎn)通過安裝在干線電纜上的收發(fā)器與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。3）收發(fā)器電纜：用于連接結(jié)點(diǎn)和收發(fā)器,通常稱為AUI電纜。4）電纜系統(tǒng)：包括：粗纜(RG-11A/U)：直徑為10毫米，特征阻抗為50歐姆，每隔2.5米有一個(gè)標(biāo)記；N-系列連接器插頭：安裝在粗纜段的兩端；

N-系列桶型連接器：用于連接兩段粗纜；N-系列終端匹配器：安裝在干線電纜段的兩端,用于防止電子信號(hào)的反射；干線電纜段兩端的終端匹配器必須有一個(gè)接地。5）中繼器：每個(gè)干線段的長(zhǎng)度不超過500米?？梢杂弥欣^器連接兩個(gè)干線段，以擴(kuò)充主干電纜的長(zhǎng)度。每個(gè)以太網(wǎng)中最多可以使用四個(gè)中繼器，連接五段干線段電纜。粗纜以太網(wǎng)的硬件配置1）網(wǎng)卡：每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要一塊提供AUI接口粗纜以太網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)最大干線段長(zhǎng)度：500米

最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長(zhǎng)度（使用4個(gè)中繼器）：2500米每條干線段支持的最大結(jié)點(diǎn)數(shù)：100個(gè)收發(fā)器之間最小距離：2.5米收發(fā)器電纜的最大長(zhǎng)度：50米粗纜以太網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)最大干線段長(zhǎng)度：500米（2）細(xì)纜以太網(wǎng)的連接中繼器端接器（50Ω）接地BNCT型接頭（2）細(xì)纜以太網(wǎng)的連接中繼器端接器接地BNCT型接頭細(xì)纜以太網(wǎng)的硬件配置1）網(wǎng)卡：每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要一塊提供BNC接口的以太網(wǎng)卡或PCMCIA卡。2）BNC-T型連接器：每個(gè)結(jié)點(diǎn)通過T型連接器與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接,它水平方向的兩個(gè)插頭用于連接兩段細(xì)纜,與之垂直的插口與網(wǎng)絡(luò)接口適配器上的BNC連接器相連。3）電纜系統(tǒng)：包括：細(xì)纜(RG-58A/U)：直徑為5毫米,特征阻抗為50歐姆；

BNC連接器插頭：安裝在細(xì)纜段的兩端；BNC桶型連接器：用于連接兩段細(xì)纜；BNC終端匹配器：BNC50歐姆的終端匹配器安裝在干線段的兩端,用于防止電子信號(hào)的反射。干線段電纜兩端的終端匹配器必須有一個(gè)接地。4）中繼器：每個(gè)干線段的長(zhǎng)度不能超過185米,可以用中繼器連接兩個(gè)干線段,以擴(kuò)充主干電纜的長(zhǎng)度。每個(gè)以太網(wǎng)中最多可以使用四個(gè)中繼器,連接五個(gè)干線段電纜。細(xì)纜以太網(wǎng)的硬件配置1）網(wǎng)卡：每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要一塊提供BNC接口細(xì)纜以太網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)最大干線段長(zhǎng)度：185米

最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長(zhǎng)度（使用4個(gè)中繼器）：925米每條干線段支持的最大結(jié)點(diǎn)數(shù)：30個(gè)BNC-T型連接器之間的最小距離:0.5米細(xì)纜以太網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)最大干線段長(zhǎng)度：185米（3）雙絞線以太網(wǎng)的連接集線器集線器集線器（3）雙絞線以太網(wǎng)的連接集線器集線器集線器雙絞線以太網(wǎng)的硬件配置1）網(wǎng)卡：每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要一塊具有一個(gè)RJ-45連接器的Ethernet網(wǎng)卡。如果安裝一個(gè)無盤工作站，必須使用一個(gè)遠(yuǎn)程引導(dǎo)的PROM。2）集線器（Hub）：可能的端口數(shù)：8、10、12或24個(gè)。有些包括與同軸電纜或光纖主干相連的端口。3）電纜系統(tǒng)：10BASE2非屏蔽雙絞線；RJ-45連接器，針1、2用于發(fā)送，針3、6用于接收。雙絞線以太網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)從集線器到集線器的距離不能超過100m；集線器級(jí)聯(lián)最多4個(gè)。一個(gè)集線器能夠連接多達(dá)24個(gè)工作站；集線器到站點(diǎn)距離最多100米。中心集線器能夠連接最多12個(gè)集線器；集線器可提供與同軸電纜或光纖相連的端口；無需使用網(wǎng)橋在網(wǎng)絡(luò)上連接多達(dá)1023個(gè)工作站雙絞線以太網(wǎng)的硬件配置1）網(wǎng)卡：每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要一塊具有一個(gè)RJ4.3以太網(wǎng)的MAC層4.3.1IEEE802局域網(wǎng)模型4.3以太網(wǎng)的MAC層4.3.1IEEE802局域網(wǎng)模型4.3.2MAC層的功能對(duì)共享介質(zhì)的局域網(wǎng)要解決介質(zhì)訪問控制問題。因此將數(shù)據(jù)鏈路層分為兩個(gè)子層,即介質(zhì)訪問控制MAC(MediumAccessControl)子層和邏輯鏈路控制LLC(LogicallinkControl)子層。MAC子層的主要功能是:幀的封裝和拆封、物理介質(zhì)傳輸差錯(cuò)的檢測(cè)、尋址、實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問控制協(xié)議。LLC子層的主要功能是:連接管理(建立和釋放連接)、與高層的接口、幀的可靠、按序傳輸及流量控制。4.3.2MAC層的功能對(duì)共享介質(zhì)的局域網(wǎng)要解決介質(zhì)訪問控4.3.3MAC地址在局域網(wǎng)中，硬件地址又稱為物理地址或MAC地址，這一地址被固化在每個(gè)網(wǎng)卡的ROM中，每個(gè)網(wǎng)卡在出廠時(shí)都賦于了一個(gè)全世界范圍內(nèi)唯一的地址編號(hào)，地址為6字節(jié)（即48位）。所有網(wǎng)卡制造商對(duì)網(wǎng)卡地址范圍達(dá)成協(xié)議，每個(gè)制造商只能使用許可范圍內(nèi)的地址，這樣可保證生產(chǎn)出來的網(wǎng)卡不使用重復(fù)的地址。IEEE的注冊(cè)管理委員會(huì)RAC負(fù)責(zé)分配地址6個(gè)字節(jié)中的前3個(gè)字節(jié)（稱為地址塊），大約1250美元可以買一塊，一個(gè)地址塊中的24位可以生產(chǎn)224=16777216個(gè)網(wǎng)卡地址。后三個(gè)字節(jié)的地址由制造廠家自行安排。例如，3Com公司生產(chǎn)的網(wǎng)卡的MAC地址的前3個(gè)字節(jié)為02-60-8C。

4.3.3MAC地址在局域網(wǎng)中，硬件地址又稱為物理地址或M4.3.4MAC幀的格式目的地址2或6字節(jié)源地址2或6字節(jié)類型2字節(jié)數(shù)據(jù)46-1500字節(jié)幀校驗(yàn)序列4字節(jié)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的MAC幀和EthernetV2的MAC幀相似，不同點(diǎn)在第三字段，在EthernetV2中該字段表示LLC的上層所使用的協(xié)議類型，而在802.3標(biāo)準(zhǔn)中該字段表示后面數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度。MAC幀數(shù)據(jù)字段至少46字節(jié)，長(zhǎng)度不夠時(shí)，則應(yīng)加以填充，內(nèi)容不限，這樣，MAC幀的最小長(zhǎng)度是64字節(jié)。

4.3.4MAC幀的格式目的地址源地址類型數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)序列I4.4擴(kuò)展的局域網(wǎng)4.4.1在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)集線器集線器集線器三個(gè)獨(dú)立的碰撞域（a）三個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)集線器集線器集線器集線器一個(gè)更大的碰撞域中心集線器（b）一個(gè)擴(kuò)展的局域網(wǎng)圖4-18用多個(gè)集線器連成更大的局域網(wǎng)4.4擴(kuò)展的局域網(wǎng)4.4.1在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)集線器集線4.4.2在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)網(wǎng)段A網(wǎng)段B網(wǎng)橋MAC1MAC2MAC3MAC4MAC5MAC612站地址端口MAC11MAC21MAC31MAC42MAC52MAC62端口管理軟件網(wǎng)橋協(xié)議實(shí)體緩存端口2端口112站表1.網(wǎng)橋4.4.2在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)網(wǎng)段A網(wǎng)段B網(wǎng)橋MAC1M2.多端口網(wǎng)橋——以太網(wǎng)交換機(jī)集線器集線器集線器以太網(wǎng)交換機(jī)路由器InternetWWW服務(wù)器E-mail服務(wù)器10BASE-T100Mb/s100Mb/s100Mb/s用以太網(wǎng)交換機(jī)擴(kuò)展局域網(wǎng)2.多端口網(wǎng)橋——以太網(wǎng)交換機(jī)集線器集線器集線器以太網(wǎng)交換4.5高速以太網(wǎng)——傳輸速率達(dá)到或超過100Mb/s的以太網(wǎng)。4.5.1100BASE-T以太網(wǎng)——100BASE-T是在雙絞線上傳送100Mb/s基帶信號(hào)的星型拓樸以太網(wǎng)。又稱為快速以太網(wǎng)。——用戶只要更換一個(gè)網(wǎng)卡，再配上一個(gè)100Mb/p的集線器，就可以方便地由10BASE-T升級(jí)到100BASE-T，而不必改變網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)?？焖僖蕴W(wǎng)的MAC幀仍然使用IEEE802.3規(guī)定的格式?！腚p工方式下仍然使用CSMA/CD協(xié)議，全雙工方式則不需要CSMA/CD協(xié)議1.由10BASE-T升級(jí)到100BASE-T4.5高速以太網(wǎng)——傳輸速率達(dá)到或超過100Mb/s的以太2.快速以太網(wǎng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)——快速以太網(wǎng)的國際標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)是IEEE802.3u。新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了三種不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)：（1）100BASE-TX使用2對(duì)UTP5或STP5類雙絞線，其中一對(duì)用于發(fā)送，另一對(duì)用于接收。信號(hào)編碼采用MLT-3（多電平傳輸-3）的編碼方法，即用正、負(fù)和零三種電平傳送信號(hào)。其編碼規(guī)則是：當(dāng)輸入一個(gè)0時(shí)，下一個(gè)輸出值不變。當(dāng)輸入一個(gè)1時(shí)，下一個(gè)輸出值要變：若前一個(gè)輸出值為正值或負(fù)值，則下個(gè)輸出值為零；若前一個(gè)輸出值為零，則下一個(gè)輸出值與上次的一個(gè)非零輸出值的符號(hào)相反。2.快速以太網(wǎng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)——快速以太網(wǎng)的國際標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)是I（2）100BASE-FX使用2根光纖，其中一根用于發(fā)送，另一根用于接收。信號(hào)的編碼采用4B/5B-NRZI編碼。NRZI即不歸零1制（當(dāng)“1”出現(xiàn)時(shí)信號(hào)電平在正值與負(fù)值之間變化一次），4B/5B編碼是將數(shù)據(jù)流中每4bit作為一組（Block），然后按編碼規(guī)則將每一組轉(zhuǎn)換成5bit，其中至少有2個(gè)“1”，保證信號(hào)碼元至少發(fā)生兩次跳變。（2）100BASE-FX使用2根光纖，其中一根用于發(fā)送，另（3）100BASE-T4使用4對(duì)UTP3類或5類雙絞線。信號(hào)的編碼采用8B6T-NRZ編碼。8B6T編碼是將數(shù)據(jù)流中每8bit作為一組，然后按編碼規(guī)則將每一組轉(zhuǎn)換成6bit的三元制碼元。同時(shí)使用三對(duì)線傳送數(shù)據(jù)（每對(duì)線以的速率傳送數(shù)據(jù)），用一對(duì)線作為碰撞檢測(cè)的接收信道。（3）100BASE-T4使用4對(duì)UTP3類或5類雙絞線。4.5.2吉比特以太網(wǎng)——即千兆以太網(wǎng)，其標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為IEEE802.3z。技術(shù)要點(diǎn)：1.技術(shù)要點(diǎn)允許在1Gb/s下全雙工和半雙工兩種方式工作。使用802.3協(xié)議規(guī)定的幀格式。在半雙工方式下使用CSMA/CD協(xié)議，全雙工方式下不需要使用CSMA/CD協(xié)議。與10BASE-T和100BASE-T技術(shù)向后兼容。4.5.2吉比特以太網(wǎng)——即千兆以太網(wǎng)，其標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為IEE2.吉比特以太網(wǎng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)——有兩個(gè)：1000BASE-X和1000BASE-T（1）1000BASE-X（802.3z標(biāo)準(zhǔn))——基于光纖通道的物理層，使用的媒體有三種：1000BASE-SX SX表示短波長(zhǎng)（使用850nm激光器），使用纖 芯直徑為62.5μm和50μm的多模光纖時(shí)， 傳輸距離分別為275m和550m。1000BASE-LX LX表示度波長(zhǎng)（使用1300nm激光器），使用 纖芯直徑為62.5μm和50μm的多模光纖時(shí)， 傳輸距離為550m。使用纖芯直徑為10μm的單 模光纖時(shí)，傳輸距離為5km。1000BASE-CX CX表示銅線，使用2對(duì)屏蔽雙絞線，傳輸距離 為25m。2.吉比特以太網(wǎng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)——有兩個(gè)：1000BASE-（2）1000BASE-T（802.3ab標(biāo)準(zhǔn))——使用4對(duì)5類UTP雙絞線，傳送距離100m。（3）吉比特以太網(wǎng)的配置舉例百兆比特或吉比特集線器吉比特交換集線器中央服務(wù)器100Mb/s鏈路1Gb/s鏈路（2）1000BASE-T（802.3ab標(biāo)準(zhǔn))——使用4對(duì)4.5.310吉比特以太網(wǎng)——即萬兆以太網(wǎng)，標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)IEEE802.3ae技術(shù)要點(diǎn)：幀的格式和10Mb/s、100Mb/s、1Gb/s完全一樣。只使用光纖作為傳輸媒體。使用單模光纖傳輸距離超過40km，多模光纖為65~300m。只工作在全雙工方式，不需要CSMA/CD協(xié)議。物理層：采用全新的物理層技術(shù)。局域網(wǎng)物理層LANPHY，數(shù)據(jù)率為10.000Gb/s?？蛇x的廣域網(wǎng)物理層WANPHY，數(shù)據(jù)率為9.95328Gb/s，目的為了與SONET/SDH相連接。4.5.310吉比特以太網(wǎng)——即萬兆以太網(wǎng)，標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)IEE作業(yè)教材：P135題4-02、4-04、4-06、4-08、4-09、4-12、4-17思考題1、DIX以太網(wǎng)和IEEE802.3以太網(wǎng)的幀有什么區(qū)別？2、10Mb/s以太網(wǎng)升級(jí)到100Mb/s、1Gb/s、10Gb/s時(shí)，都需要解決哪些技術(shù)問題？這些技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在哪？3、為什么早期的以太網(wǎng)采用總線拓樸而不使用星型拓樸？而現(xiàn)在卻改為使用星型拓樸？作業(yè)教材：P135題4-02、4-04、4-06、4-第4章局域網(wǎng)

基本內(nèi)容：介紹局域網(wǎng)的基本概念、拓樸結(jié)構(gòu)、常用的局域網(wǎng)傳輸媒體，局域網(wǎng)的共享媒體技術(shù)，傳統(tǒng)以太網(wǎng)的工作原理及連接方法、CSMA/CD協(xié)議、碰撞退避算法、MAC地址、MAC幀，局域網(wǎng)的擴(kuò)展，高速以太網(wǎng)技術(shù)。局域網(wǎng)的拓樸結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)的工作原理、CSMA/CD協(xié)議、MAC幀以太網(wǎng)的連接方法局域網(wǎng)的擴(kuò)展技術(shù)高速以太網(wǎng)技術(shù)重點(diǎn)掌握：第4章局域網(wǎng)基本內(nèi)容：介紹局域網(wǎng)的基本概念、拓4.1局域網(wǎng)概述4.1.1局域網(wǎng)的概念局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork,簡(jiǎn)稱LAN)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一種。局域網(wǎng)是在一個(gè)較小的范圍(一個(gè)辦公室、一幢樓、一家工廠等)，利用通信線路將眾多計(jì)算機(jī)(一般為微機(jī))及外圍設(shè)備連接起來，達(dá)到數(shù)據(jù)通信和資源共享的目的。

局域網(wǎng)最主要的特點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)通常為一個(gè)單位所擁有，地理范圍幾米到幾公里。局域網(wǎng)具有較高的數(shù)據(jù)率、較低的時(shí)延和較小的誤碼率。

決定局域網(wǎng)特性的主要技術(shù)：設(shè)備互聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；用于傳輸數(shù)據(jù)的媒體；由于信道共享而采用的媒體接入控制方法。

4.1局域網(wǎng)概述4.1.1局域網(wǎng)的概念局域網(wǎng)(Local4.1.2局域網(wǎng)的拓樸結(jié)構(gòu)最常見的局域網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)有星型、環(huán)型、總線型和樹型。如圖4-2所示。集線器(a)星型網(wǎng)*(b)環(huán)型網(wǎng)(c)總線網(wǎng)(d)樹型網(wǎng)圖4-2局域網(wǎng)的拓樸結(jié)構(gòu)注：圖(a)在物理上是一個(gè)星型網(wǎng)，但在邏輯上仍是一個(gè)總線網(wǎng)干線耦合器匹配電阻4.1.2局域網(wǎng)的拓樸結(jié)構(gòu)最常見的局域網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)有星型、環(huán)（1）星型拓樸每一個(gè)站點(diǎn)通過點(diǎn)-點(diǎn)鏈路連至中心節(jié)點(diǎn)，所有的通信都由中心節(jié)點(diǎn)控制，一般采用線路交換。中心節(jié)點(diǎn)也可以有數(shù)據(jù)處理能力并提供共享資源。近年來由于集線器(hub)的出現(xiàn)和雙絞線大量用于局域網(wǎng)中,星形網(wǎng)以及多級(jí)結(jié)構(gòu)的星形網(wǎng)獲得了非常廣泛的應(yīng)用?；咎匦詢?yōu)點(diǎn)建網(wǎng)容易，配置方便；每個(gè)連接的故障容易排除，不影響全網(wǎng)；控制協(xié)議相對(duì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)在同樣覆蓋面積內(nèi)；所用電纜量較大；擴(kuò)展不方便，需要預(yù)留或增設(shè)電纜；對(duì)中心節(jié)點(diǎn)要求非常高，一旦中心節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生故障,全網(wǎng)將不能工作。集線器或交換機(jī)（1）星型拓樸每一個(gè)站點(diǎn)通過點(diǎn)-點(diǎn)鏈路連至中心節(jié)點(diǎn)，所有的通（2）環(huán)型拓樸由一些中繼器通過點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連成的一個(gè)閉合環(huán)。入網(wǎng)設(shè)備連到中繼器上。中繼器是較簡(jiǎn)單的設(shè)備，無存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能。它從一條鏈路上接收數(shù)據(jù),以相同速率在另一條鏈路上輸出。數(shù)據(jù)在環(huán)上是單向傳輸?shù)?。由于所有站點(diǎn)共享一個(gè)環(huán)，因此要對(duì)站點(diǎn)對(duì)環(huán)的訪問進(jìn)行控制。控制采用分布的辦法，即每個(gè)站都有控制發(fā)送和接收的訪問邏輯?；咎匦詢?yōu)點(diǎn)電線長(zhǎng)度較短，與總線拓?fù)漕愃?；適于采用光纜連接，從而提高數(shù)據(jù)速率。缺點(diǎn)某段鏈路或某個(gè)中繼器有故障會(huì)使全網(wǎng)不能工作；站點(diǎn)離網(wǎng)、入網(wǎng)都較困難。（2）環(huán)型拓樸由一些中繼器通過點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連成的一個(gè)閉合環(huán)。入（3）總線拓樸將所有站點(diǎn)通過硬件接口連接到單根傳輸介質(zhì)——共享總線上。在IEEE802標(biāo)準(zhǔn)中IEEE802.3(即以太網(wǎng))和IEEE802.4(令牌總線)都是總線拓?fù)?。基本特性?yōu)點(diǎn)與星型拓?fù)湎啾?，所需電纜長(zhǎng)度較短；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高；擴(kuò)充(如增加站點(diǎn)、延長(zhǎng)電纜等)較容易。缺點(diǎn)故障檢測(cè)不很容易，如總線有故障需分段查找，如站點(diǎn)有故障需一個(gè)一個(gè)查；站點(diǎn)需要提供訪問控制功能。（3）總線拓樸將所有站點(diǎn)通過硬件接口連接到單根傳輸介質(zhì)——共4.1.3常用的局域網(wǎng)傳輸媒體雙絞線：價(jià)格便宜、安裝方便，在局域網(wǎng)中使用最多。但抗干擾能力較差，傳輸距離較短。適用于建筑物內(nèi)部的布線系統(tǒng)。同軸電纜：分為粗纜和細(xì)纜，價(jià)格中等、安裝較方便，有較高的數(shù)據(jù)傳輸率，在早期的局域網(wǎng)中使用較多?？垢蓴_能力較好，傳輸距離較遠(yuǎn)。光纜：損耗低、抗干擾能力強(qiáng)，傳輸率高，傳輸距離遠(yuǎn)，是環(huán)型網(wǎng)或主干網(wǎng)的主要傳輸媒體。但價(jià)格貴，技術(shù)復(fù)雜。無線傳輸：采用無線電波、紅外線、微波等作為媒體，傳輸距離遠(yuǎn)，不受空間限制。但設(shè)備價(jià)格昂貴，技術(shù)復(fù)雜。4.1.3常用的局域網(wǎng)傳輸媒體雙絞線：價(jià)格便宜、安裝方便，4.1.4局域網(wǎng)的媒體共享技術(shù)——可分為兩大類：靜態(tài)劃分信道和動(dòng)態(tài)媒體接入控制。（1）靜態(tài)劃分信道：如頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用、碼分復(fù)用等。用戶只要得到了信道就不會(huì)和別的用戶發(fā)生沖突。但這種劃分信道的方法代價(jià)較高，不適合于局域網(wǎng)。（2）動(dòng)態(tài)媒體接入控制：又稱為多點(diǎn)接入（multipleaccess），其特點(diǎn)是信道并非在用戶通信時(shí)固定分配給用戶。又分為兩類：隨機(jī)接入：其特點(diǎn)是所有的用戶可隨機(jī)地發(fā)送信息。但如果有兩個(gè)或更多的用戶在同一時(shí)刻發(fā)送信息，那么就會(huì)在共享媒體上產(chǎn)生碰撞（發(fā)生了沖突），使得這些用戶的發(fā)送都失敗。因此必須有解決碰撞的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。受控接入：其特點(diǎn)是用戶不能隨機(jī)地發(fā)送信息而必須服從一定的控制。最常用的局域網(wǎng)——以太網(wǎng)的媒體接入控制方法是：CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/沖突檢測(cè)）。4.1.4局域網(wǎng)的媒體共享技術(shù)——可分為兩大類：靜態(tài)劃分信4.2傳統(tǒng)以太網(wǎng)——特指最早進(jìn)入市場(chǎng)的10Mbps速率的以太網(wǎng)?，F(xiàn)在以太網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展到100Mbps、1Gbps、10Gbps的速率。4.2.1以太網(wǎng)的工作原理以太網(wǎng)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)誕生于1975年，美國Xerox公司，2.94Mbps，無源電纜。1980年9月DEC公司、Intel公司、Xerox公司聯(lián)合推出10Mbps以太網(wǎng)規(guī)約的第一版DIXV1。1982年修改推出第二版DIXEthernetV2。成為世界上局域網(wǎng)產(chǎn)品的第一個(gè)規(guī)約。1983年IEEE802委員會(huì)制訂局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差別很小。4.2傳統(tǒng)以太網(wǎng)——特指最早進(jìn)入市場(chǎng)的10Mbps速率的2.網(wǎng)卡的作用計(jì)算機(jī)與局域網(wǎng)的連接和通信是通過網(wǎng)絡(luò)接口卡來實(shí)現(xiàn)的，網(wǎng)絡(luò)接口卡又稱為通信適配器，簡(jiǎn)稱為網(wǎng)卡。網(wǎng)卡和局域網(wǎng)之間的通信是以串行方式進(jìn)行的，如圖4-3所示。計(jì)算機(jī)CPU高速緩存存儲(chǔ)器網(wǎng)絡(luò)接口卡（網(wǎng)卡）至局域網(wǎng)串行通信并行通信I/O總線當(dāng)網(wǎng)卡收到一個(gè)有差錯(cuò)的幀時(shí)，就將該幀丟棄；當(dāng)收到一個(gè)正確的幀時(shí)就用中斷來通知計(jì)算機(jī)并交付給協(xié)議棧中的網(wǎng)絡(luò)層。當(dāng)計(jì)算機(jī)要發(fā)送一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，就由協(xié)議棧向下交給網(wǎng)卡組裝成幀后發(fā)送到局域網(wǎng)。2.網(wǎng)卡的作用計(jì)算機(jī)與局域網(wǎng)的連接和通信是通過網(wǎng)絡(luò)接口卡來實(shí)3.CSMA/CD協(xié)議傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用的媒體接入?yún)f(xié)調(diào)方法是CSMA/CD協(xié)議。CSMA/CDCarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè)多點(diǎn)接入許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在一根總線上，是總線型網(wǎng)絡(luò)。載波監(jiān)聽是指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測(cè)一下總線上是否有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)；如果有，則暫時(shí)不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。碰撞檢測(cè)就是計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓大小，由信號(hào)電壓擺動(dòng)值的大小來判斷是否發(fā)生了碰撞。正常發(fā)送時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)都是使用曼徹斯特編碼的信號(hào)；發(fā)生碰撞時(shí)，信號(hào)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的失真。一旦發(fā)生碰撞，就立即停止發(fā)送。3.CSMA/CD協(xié)議傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用的媒體接入?yún)f(xié)調(diào)方法是CS為什么會(huì)發(fā)生碰撞？每個(gè)站點(diǎn)都是在監(jiān)聽到信道“空閑”時(shí)才發(fā)送數(shù)據(jù)的，為什么還會(huì)發(fā)生碰撞？根本原因是因?yàn)殡姶挪ㄔ诿襟w上的傳播速度總是有限的。假設(shè)局域網(wǎng)兩端的站A和站B相距1km（電磁波在1km電纜上的傳播時(shí)延約為5μs），單程傳播時(shí)延記為τ。ABAAABBBAt=0A發(fā)送數(shù)據(jù)Bt=2τ－δA檢測(cè)到發(fā)生碰撞t=τ－δB檢測(cè)到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)t=τ－δ/2發(fā)生碰撞t=τB檢測(cè)到碰撞停止發(fā)送A和B發(fā)送數(shù)據(jù)均失敗，它們都要推遲一段時(shí)間后再重新發(fā)送為什么會(huì)發(fā)生碰撞？每個(gè)站點(diǎn)都是在監(jiān)聽到信道“空閑”時(shí)才發(fā)送數(shù)4.爭(zhēng)用期最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站點(diǎn)，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過2τ就可以知道該幀是否發(fā)生了碰撞。以太網(wǎng)的端到端往返時(shí)延2τ稱為爭(zhēng)用期，又稱為碰撞窗口。？問題？考慮這樣的一種情形：當(dāng)某站正在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，另外兩個(gè)站有數(shù)據(jù)要發(fā)送。這兩個(gè)站進(jìn)行載波監(jiān)聽，發(fā)現(xiàn)總線忙，于是就等待；當(dāng)它們發(fā)現(xiàn)總線變?yōu)榭臻e時(shí)，就立即發(fā)送自己的數(shù)據(jù)。但這必然再次發(fā)生碰撞；經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)了碰撞，就停止發(fā)送。然后再重新發(fā)送，……，這樣下去，一直不能發(fā)送成功。解決這一問題，需要采用所謂的退避算法。4.爭(zhēng)用期最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站點(diǎn)，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過2τ退避算法——就是讓發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，不是立即再發(fā)送數(shù)據(jù)，而是推遲（這叫做退避）一個(gè)隨機(jī)時(shí)間。具體做法是：（1）確定基本退避時(shí)間，一般是取為爭(zhēng)用期2τ。（2）定義參數(shù)k，它等于重傳次數(shù)，但k不超過10，即k=Min(重傳次數(shù)，10)。（3）從離散整數(shù)集合[0,1,2,…,(2k-1)]中隨機(jī)地取出一個(gè)數(shù)，記為r。重傳輸所需的時(shí)間就是r倍的基本退避時(shí)間。（4）當(dāng)重傳達(dá)16次仍不能成功時(shí)，則丟棄該幀，并向高層報(bào)告。這樣做是為了減小再次發(fā)生碰撞的概率。說明想發(fā)送數(shù)據(jù)的站太多，以致連續(xù)發(fā)生碰撞。退避算法——就是讓發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，不是立4.2.2傳統(tǒng)以太網(wǎng)的連接方法傳統(tǒng)以太網(wǎng)的傳輸媒體有四種：10BASE5粗纜10BASE2細(xì)纜10BASE-T雙絞線10BASE-F光纜中繼器收發(fā)器端接器（50Ω）接地（1）粗纜以太網(wǎng)的連接4.2.2傳統(tǒng)以太網(wǎng)的連接方法傳統(tǒng)以太網(wǎng)的傳輸媒體有四種：粗纜以太網(wǎng)的硬件配置1）網(wǎng)卡：每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要一塊提供AUI接口的以太網(wǎng)卡或PCMCIA卡。2）收發(fā)器：每個(gè)結(jié)點(diǎn)通過安裝在干線電纜上的收發(fā)器與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。3）收發(fā)器電纜：用于連接結(jié)點(diǎn)和收發(fā)器,通常稱為AUI電纜。4）電纜系統(tǒng)：包括：粗纜(RG-11A/U)：直徑為10毫米，特征阻抗為50歐姆，每隔2.5米有一個(gè)標(biāo)記；N-系列連接器插頭：安裝在粗纜段的兩端；

N-系列桶型連接器：用于連接兩段粗纜；N-系列終端匹配器：安裝在干線電纜段的兩端,用于防止電子信號(hào)的反射；干線電纜段兩端的終端匹配器必須有一個(gè)接地。5）中繼器：每個(gè)干線段的長(zhǎng)度不超過500米?？梢杂弥欣^器連接兩個(gè)干線段，以擴(kuò)充主干電纜的長(zhǎng)度。每個(gè)以太網(wǎng)中最多可以使用四個(gè)中繼器，連接五段干線段電纜。粗纜以太網(wǎng)的硬件配置1）網(wǎng)卡：每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要一塊提供AUI接口粗纜以太網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)最大干線段長(zhǎng)度：500米

最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長(zhǎng)度（使用4個(gè)中繼器）：2500米每條干線段支持的最大結(jié)點(diǎn)數(shù)：100個(gè)收發(fā)器之間最小距離：2.5米收發(fā)器電纜的最大長(zhǎng)度：50米粗纜以太網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)最大干線段長(zhǎng)度：500米（2）細(xì)纜以太網(wǎng)的連接中繼器端接器（50Ω）接地BNCT型接頭（2）細(xì)纜以太網(wǎng)的連接中繼器端接器接地BNCT型接頭細(xì)纜以太網(wǎng)的硬件配置1）網(wǎng)卡：每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要一塊提供BNC接口的以太網(wǎng)卡或PCMCIA卡。2）BNC-T型連接器：每個(gè)結(jié)點(diǎn)通過T型連接器與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接,它水平方向的兩個(gè)插頭用于連接兩段細(xì)纜,與之垂直的插口與網(wǎng)絡(luò)接口適配器上的BNC連接器相連。3）電纜系統(tǒng)：包括：細(xì)纜(RG-58A/U)：直徑為5毫米,特征阻抗為50歐姆；

BNC連接器插頭：安裝在細(xì)纜段的兩端；BNC桶型連接器：用于連接兩段細(xì)纜；BNC終端匹配器：BNC50歐姆的終端匹配器安裝在干線段的兩端,用于防止電子信號(hào)的反射。干線段電纜兩端的終端匹配器必須有一個(gè)接地。4）中繼器：每個(gè)干線段的長(zhǎng)度不能超過185米,可以用中繼器連接兩個(gè)干線段,以擴(kuò)充主干電纜的長(zhǎng)度。每個(gè)以太網(wǎng)中最多可以使用四個(gè)中繼器,連接五個(gè)干線段電纜。細(xì)纜以太網(wǎng)的硬件配置1）網(wǎng)卡：每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要一塊提供BNC接口細(xì)纜以太網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)最大干線段長(zhǎng)度：185米

最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長(zhǎng)度（使用4個(gè)中繼器）：925米每條干線段支持的最大結(jié)點(diǎn)數(shù)：30個(gè)BNC-T型連接器之間的最小距離:0.5米細(xì)纜以太網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)最大干線段長(zhǎng)度：185米（3）雙絞線以太網(wǎng)的連接集線器集線器集線器（3）雙絞線以太網(wǎng)的連接集線器集線器集線器雙絞線以太網(wǎng)的硬件配置1）網(wǎng)卡：每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要一塊具有一個(gè)RJ-45連接器的Ethernet網(wǎng)卡。如果安裝一個(gè)無盤工作站，必須使用一個(gè)遠(yuǎn)程引導(dǎo)的PROM。2）集線器（Hub）：可能的端口數(shù)：8、10、12或24個(gè)。有些包括與同軸電纜或光纖主干相連的端口。3）電纜系統(tǒng)：10BASE2非屏蔽雙絞線；RJ-45連接器，針1、2用于發(fā)送，針3、6用于接收。雙絞線以太網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)從集線器到集線器的距離不能超過100m；集線器級(jí)聯(lián)最多4個(gè)。一個(gè)集線器能夠連接多達(dá)24個(gè)工作站；集線器到站點(diǎn)距離最多100米。中心集線器能夠連接最多12個(gè)集線器；集線器可提供與同軸電纜或光纖相連的端口；無需使用網(wǎng)橋在網(wǎng)絡(luò)上連接多達(dá)1023個(gè)工作站雙絞線以太網(wǎng)的硬件配置1）網(wǎng)卡：每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要一塊具有一個(gè)RJ4.3以太網(wǎng)的MAC層4.3.1IEEE802局域網(wǎng)模型4.3以太網(wǎng)的MAC層4.3.1IEEE802局域網(wǎng)模型4.3.2MAC層的功能對(duì)共享介質(zhì)的局域網(wǎng)要解決介質(zhì)訪問控制問題。因此將數(shù)據(jù)鏈路層分為兩個(gè)子層,即介質(zhì)訪問控制MAC(MediumAccessControl)子層和邏輯鏈路控制LLC(LogicallinkControl)子層。MAC子層的主要功能是:幀的封裝和拆封、物理介質(zhì)傳輸差錯(cuò)的檢測(cè)、尋址、實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問控制協(xié)議。LLC子層的主要功能是:連接管理(建立和釋放連接)、與高層的接口、幀的可靠、按序傳輸及流量控制。4.3.2MAC層的功能對(duì)共享介質(zhì)的局域網(wǎng)要解決介質(zhì)訪問控4.3.3MAC地址在局域網(wǎng)中，硬件地址又稱為物理地址或MAC地址，這一地址被固化在每個(gè)網(wǎng)卡的ROM中，每個(gè)網(wǎng)卡在出廠時(shí)都賦于了一個(gè)全世界范圍內(nèi)唯一的地址編號(hào)，地址為6字節(jié)（即48位）。所有網(wǎng)卡制造商對(duì)網(wǎng)卡地址范圍達(dá)成協(xié)議，每個(gè)制造商只能使用許可范圍內(nèi)的地址，這樣可保證生產(chǎn)出來的網(wǎng)卡不使用重復(fù)的地址。IEEE的注冊(cè)管理委員會(huì)RAC負(fù)責(zé)分配地址6個(gè)字節(jié)中的前3個(gè)字節(jié)（稱為地址塊），大約1250美元可以買一塊，一個(gè)地址塊中的24位可以生產(chǎn)224=16777216個(gè)網(wǎng)卡地址。后三個(gè)字節(jié)的地址由制造廠家自行安排。例如，3Com公司生產(chǎn)的網(wǎng)卡的MAC地址的前3個(gè)字節(jié)為02-60-8C。

4.3.3MAC地址在局域網(wǎng)中，硬件地址又稱為物理地址或M4.3.4MAC幀的格式目的地址2或6字節(jié)源地址2或6字節(jié)類型2字節(jié)數(shù)據(jù)46-1500字節(jié)幀校驗(yàn)序列4字節(jié)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的MAC幀和EthernetV2的MAC幀相似，不同點(diǎn)在第三字段，在EthernetV2中該字段表示LLC的上層所使用的協(xié)議類型，而在802.3標(biāo)準(zhǔn)中該字段表示后面數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度。MAC幀數(shù)據(jù)字段至少46字節(jié)，長(zhǎng)度不夠時(shí)，則應(yīng)加以填充，內(nèi)容不限，這樣，MAC幀的最小長(zhǎng)度是64字節(jié)。

4.3.4MAC幀的格式目的地址源地址類型數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)序列I4.4擴(kuò)展的局域網(wǎng)4.4.1在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)集線器集線器集線器三個(gè)獨(dú)立的碰撞域（a）三個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)集線器集線器集線器集線器一個(gè)更大的碰撞域中心集線器（b）一個(gè)擴(kuò)展的局域網(wǎng)圖4-18用多個(gè)集線器連成更大的局域網(wǎng)4.4擴(kuò)展的局域網(wǎng)4.4.1在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)集線器集線4.4.2在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)網(wǎng)段A網(wǎng)段B網(wǎng)橋MAC1MAC2MAC3MAC4MAC5MAC612站地址端口MAC11MAC21MAC31MAC42MAC52MAC62端口管理軟件網(wǎng)橋協(xié)議實(shí)體緩存端口2端口112站表1.網(wǎng)橋4.4.2在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)網(wǎng)段A網(wǎng)段B網(wǎng)橋MAC1M2.多端口網(wǎng)橋——以太網(wǎng)交換機(jī)集線器集線器集線器以太網(wǎng)交換機(jī)路由器InternetWWW服務(wù)器E-mail服務(wù)器10BASE-T100Mb/s100Mb/s100Mb/s用以太網(wǎng)交換機(jī)擴(kuò)展局域網(wǎng)2.多端口網(wǎng)橋——以太網(wǎng)交換機(jī)集線器集線器集線器以太網(wǎng)交換4.5高速以太網(wǎng)——傳輸速率達(dá)到或超過100Mb/s的以太網(wǎng)。4.5.1100BASE-T以太網(wǎng)——100BASE-T是在雙絞線上傳送100Mb/s基帶信號(hào)的星型拓樸以太網(wǎng)。又稱為快速以太網(wǎng)?！脩糁灰鼡Q一個(gè)網(wǎng)卡，再配上一個(gè)100Mb/p的集線器，就可以方便地由10BASE-T升級(jí)到100BASE-T，而不必改變網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)?？焖僖蕴W(wǎng)的MAC幀仍然使用IEEE802.3規(guī)定的格式?！腚p工方式下仍然使用CSMA/CD協(xié)議，全雙工方式則不需要CSMA/CD協(xié)議1.由10BASE-T升級(jí)到100BASE-T4.5高速以太網(wǎng)——傳輸速率達(dá)到