計算機網(wǎng)絡教案第五章第一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五主要內(nèi)容以太網(wǎng)和IEEE802.3

高速局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層交換VLAN第二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五

計算機網(wǎng)絡可以分成兩類

–使用點到點連接的網(wǎng)絡——廣域網(wǎng)

–使用廣播信道的網(wǎng)絡——局域網(wǎng)

?關(guān)鍵問題：如何解決對信道爭用解決信道爭用的協(xié)議稱為介質(zhì)訪問控制協(xié)議MAC局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層分為LLC（LogicalLinkControl）邏輯鏈路控制子層提供確認機制和流量控制MAC（MediumAccessControl）第三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.3

一．IEEE802參考模型

1．IEEE802協(xié)議IEEE802系列標準的組成如下：?802.1基本介紹和接口原語定義?802.2邏輯鏈路控制（LLC）子層?802.3采用CSMA/CD技術(shù)的局域網(wǎng)?802.4采用令牌總線（TokenBus）技術(shù)的局域網(wǎng)?802.5采用令牌環(huán)（TokenRing）技術(shù)的局域網(wǎng)第四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.3二．Ethernet局域網(wǎng)1.802.3采用的電纜標準2.物理層標準物理層類型用以下域表示：<數(shù)據(jù)傳輸率Mb/s><介質(zhì)類型><網(wǎng)段最大距離(*100m)>10Base5含義：10：10Mbps；Base：基帶傳輸（basebandmedium）；5：500米10Base5：粗纜，AUI接口；10Base2：細纜，BNC接口，T型頭；10Base-T：RJ-45接口第五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.33.擴展網(wǎng)段長度中繼器：物理層設備，只對信號進行接收、放大和雙向重傳；兩個收發(fā)器之間最多使用4個中繼器，最長2500米。4.802.3的信號編碼由于曼徹斯特編碼的簡單，所有的802.3基帶系統(tǒng)都使用曼徹斯特編碼。則為了在10Mbps速率上發(fā)送數(shù)據(jù)，則每秒鐘信號必須要改變20M次。5.MAC協(xié)議CSMA/CD帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議CarrierSenseMultipleAccess/collisondetection第六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.3CSMA/CD原理：（1）站點使用CSMA協(xié)議進行數(shù)據(jù)發(fā)送；?若站點有數(shù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)聽信道；?若站點發(fā)現(xiàn)信道空閑，則發(fā)送；?若信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽直至發(fā)現(xiàn)信道空閑然后完成發(fā)送；（2）在發(fā)送期間如果檢測到?jīng)_突，立即終止發(fā)送，并發(fā)出一個瞬間干擾信號，使所有的站點都知道發(fā)生了沖突；（3）在發(fā)出干擾信號后，等待一段隨機時間，再重復上述過程。

沖突檢測：比較法和編碼違例判決法沖突窗口：τ＝D/V，即2τ，D為總線最大長度，V為傳播速度。第七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.3第八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.36.幀格式前導序列（7個字節(jié)10101010）幀開始標志（1字節(jié)，10101011）目標地址和源地址：2或6字節(jié)，以太網(wǎng)為6個字節(jié)幀長度域（2字節(jié)，取值在0-1500之間）802.3規(guī)定有效幀的最短長度為64字節(jié)。數(shù)據(jù)（0-1500個字節(jié)）填充（0-46字節(jié)）當用戶資料不足46字節(jié)時，要求將用戶資料湊足46字節(jié)，以保證IEEE802.3的幀長度不小于64字節(jié)（14字節(jié)幀頭+46字節(jié)數(shù)據(jù)+4字節(jié)CRC）。校驗和：CRC校驗（4個字節(jié)），其生成多項式為：G（X）=X32+X26+X23+X22+X16+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1。CRC碼的校驗范圍為：目的地址、源地址、長度、資料和PAD。第九頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.3三．以太網(wǎng)分類共享式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)第十頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網(wǎng)和IEEE802.3交換式802.3LAN目的：減少沖突；兩種實現(xiàn)方法一個卡內(nèi)是一個802.3LAN，構(gòu)成自己的沖突域，卡間并行；使用端口緩存，無沖突發(fā)生。第十一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．2高速局域網(wǎng)一、快速以太網(wǎng)（FastEthernet）標準：802.3u標準，實際上是802.3的一個補充。原有的幀格式、接口、規(guī)程不變，只是將比特時間從100ns縮短為10ns。稱為快速以太網(wǎng)。100Base-T，有兩種互聯(lián)設備：集線器和交換機。第十二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．2高速局域網(wǎng)二、千兆以太網(wǎng)（FastEthernet）標準：802.3z使以太網(wǎng)快上10倍，并與現(xiàn)有的所有以太網(wǎng)標準保持向后兼容。向后兼容技術(shù)：載波擴展（carrierextension）即用硬件將幀的長度擴充到512字節(jié)幀猝發(fā)（framebursting）將多個幀連接到一起再發(fā)。第十三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．6數(shù)據(jù)鏈路層交換

1.網(wǎng)橋定義網(wǎng)橋（bridge）是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的一種網(wǎng)絡互連設備，在互連的LAN之間實現(xiàn)幀的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，通過查看數(shù)據(jù)鏈路層的地址來完成幀轉(zhuǎn)發(fā)的任務。第十四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．6數(shù)據(jù)鏈路層交換分類

從應用上劃分本地網(wǎng)橋、遠程網(wǎng)橋、主干網(wǎng)橋從幀轉(zhuǎn)發(fā)功能分配考慮

MAC網(wǎng)橋①透明網(wǎng)橋（TransparentBridge）②源地址路由選擇網(wǎng)橋（SourceRoutingBridge）③源地址路由選擇透明橋SRT方式LLC橋①封裝橋（EncapsulationBridging）②翻譯橋（轉(zhuǎn)換橋）（TraslationBridging）

第十五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．6數(shù)據(jù)鏈路層交換網(wǎng)橋工作原理

網(wǎng)橋工作在混雜（promiscuous）方式，接收所有跟它相連的LAN上傳送的幀；網(wǎng)橋接收到一幀后，通過查詢地址/端口對應表來確定是丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)；網(wǎng)橋剛啟動時，地址/端口對應表為空，采用洪泛（flooding）方法轉(zhuǎn)發(fā)幀：對于每一個發(fā)向未知目的地址的進入幀，網(wǎng)橋?qū)⑺敵龅剿械腖AN中（除了它到來的那個LAN以外）。在轉(zhuǎn)發(fā)過程中采用逆向?qū)W習（backwardlearning）算法收集MAC地址。網(wǎng)橋通過分析幀的源MAC地址得到MAC地址與端口的對應關(guān)系，并寫入地址/端口對應表；網(wǎng)橋軟件對地址/端口對應表進行不斷的更新，并定時檢查，刪除在一段時間內(nèi)沒有更新的地址/端口項；幀的路由過程：目的LAN與源LAN相同，則丟棄幀；目的LAN與源LAN不同，則轉(zhuǎn)發(fā)幀；目的LAN未知，則洪泛幀，并逆向?qū)W習。第十六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．6數(shù)據(jù)鏈路層交換多個網(wǎng)橋（并行網(wǎng)橋）可能產(chǎn)生回路，為此用生成樹來解決多個網(wǎng)橋產(chǎn)生回路的問題第十七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．6數(shù)據(jù)鏈路層交換2.各層的交換設備中繼器模擬設備放大信號集線器有許多條輸入線路，將這些輸入線路連接起來。網(wǎng)橋和交換機數(shù)據(jù)鏈路層設備，在局域網(wǎng)之間存儲轉(zhuǎn)發(fā)幀；網(wǎng)橋可以改變幀格式。路由器傳輸網(wǎng)關(guān)應用網(wǎng)關(guān)第十八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．6數(shù)據(jù)鏈路層交換3.VLAN

定義VirtualLocalAreaNetwork，即虛擬局域網(wǎng)，是一