1、信道共享技術(shù)分類：依據(jù)連接方式, 通過集中器或復(fù)用器連接 特點：附加設(shè)備，集中控制 接入方法：順序掃描查詢，或使用中斷技術(shù) 通過公用信道連接 特點：一條公用信道連接所有主機，按協(xié)議分配信道 接入方法： 受控接入 ,集中式控制：輪叫輪詢 ，主機按順序逐個詢問各站是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送,分散式控制：令牌環(huán)網(wǎng)，傳遞令牌，獲得令牌才有權(quán)發(fā)送數(shù)據(jù),隨機接入：站點可隨時發(fā)送數(shù)據(jù)，爭用信道，易沖突,通過復(fù)用器或集中器連接,主 機,前 端 機,MUX,M,M,M,M,MUX,T,T,T,T,T,T,C,信道共享技術(shù)分類,信道共享,TDM,FDM,STDM,ATDM,隨機接入,受控接入,CATV,CBX,CSMA,C

2、SMA/CD,集中控制,分散控制,輪詢,令牌,靜態(tài)分配,動態(tài)分配,靜態(tài)分配信道的缺點：,僅適用于站點較少、站點數(shù)目相對固定且每個站點通信量均較大的情形，不適于突發(fā)性數(shù)據(jù)。 這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)屬于M/M/1模型，即幀到達的時間服從泊松分布，平均到達率為幀/秒；服務(wù)時間（即幀長）服從指數(shù)分布，平均幀長為1/ 比特/幀；數(shù)據(jù)率為C bps，則平均發(fā)送時間為1/C秒/幀。 可計算出： 平均時延,1,C- ,T=,若采用靜態(tài)分配方式，將信道分為N個獨立的子信道，每個子信道的數(shù)據(jù)率為C/N bps，每個子信道的平均到達率將為/N幀/秒，平均時延將是：,TD =,(C/N) - /N,1,=,C- ,N,= N

3、T,動態(tài)分配的前提：5個假定,1. 站模型假定：各站獨立，且以固定速率 產(chǎn)生幀。在成功發(fā)送一幀之前，站點不會產(chǎn)生新幀（單用戶系統(tǒng)） 2. 單信道假定：只有一個信道，各站平等共享該信道 3. 沖突假定：若有沖突（兩幀有重疊），必須重發(fā) 4. 時間假定 連續(xù)時間：幀可以在任何時刻發(fā)送 時隙：幀必須在時隙開始時發(fā)送 5. 載波假定 有載波：站點可以檢測到信道是否空閑 無載波：站點在發(fā)送之前無法判斷信道是否空閑,N,N-1,2,1,主機,收,發(fā),輪叫輪詢接入方式,純ALOHA協(xié)議, 工作原理：站點只要產(chǎn)生幀，就立即發(fā)送到信道上；規(guī)定時間內(nèi)若收到應(yīng)答，表示發(fā)送成功；否則重發(fā) 重發(fā)策略：等待一段隨機的時間

4、，然后重發(fā)；如再次沖突，則再等待一段隨機的時間，直到重發(fā)成功為止 缺點：極容易沖突 性能：網(wǎng)絡(luò)負(fù)載 0. 5 吞吐量 0. 184,N,N-1,2,1,接口,總線信道,ALOHA系統(tǒng)的一般模型,純ALOHA系統(tǒng)的工作原理圖,A1,幀產(chǎn)生,B1,A2,A2,B1,沖突,隨機時間t1,t2,B2,A2,t3,B2,t4,B3,A3,站A,站B,信道上的總效應(yīng),A1,B1,A2,B2,純ALOHA協(xié)議的性能分析,假定幀的產(chǎn)生服從泊松分布，其概率密度函數(shù)為：,(t) = e -t , 其中t為到達時間間隔,主要性能參數(shù)： 吞吐率（吞吐量）S -T0 內(nèi)成功發(fā)送的幀數(shù) 0 S 1 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載G - T0

5、內(nèi)總共發(fā)送的平均幀數(shù) T0 的含義：獨占信道時成功發(fā)送一幀所用的時間 幀成功發(fā)送的條件：該幀與其前后2幀的間隔均大于T0 S與G的關(guān)系：S = G P發(fā)送成功 P發(fā)送成功 = P 連續(xù)2個到達間隔T0 = （P 到達間隔T0 ）2 P 到達間隔T0 = T0 (t) dt = T0 (G/ T0) e -Gt/ T0 dt = e -G 吞吐量公式： S = G e -2G 極大值為 G=0.5時，S = 0.184,時隙ALOHA協(xié)議（S-ALOHA）, 工作原理：將時間劃分為一段段等長的時隙，規(guī)定幀不論何時產(chǎn)生，只能在每個時隙開始時發(fā)送到信道上 重發(fā)策略：同純ALOHA 性能：網(wǎng)絡(luò)負(fù)載 1

6、 吞吐量 0. 37 代價：需要全網(wǎng)同步；可設(shè)置一個特殊站點，由該站點發(fā)送時鐘信號 幀發(fā)送成功的條件：沒有其他幀在同一時隙內(nèi)到達 P發(fā)送成功 = P 到達間隔T0 - Tx P 到達間隔 Tx = T0 -Tx (t) dt Tx (t) dt = T0 -Tx e -t dt Tx e -t dt = T0 -Tx (G/ T0) e -Gt/ T0 dt Tx (G/ T0) e -Gt/ T0 dt = e -G 吞吐量公式： S = G e -G 極大值為 G= 1 時，S = 0.37 第k次發(fā)送成功的概率 Pk = e -G ( 1-e -G )k-1 平均重發(fā)次數(shù) E= k Pk

7、 = k e -G ( 1-e -G )k-1 = e G k=1 k=1,時隙ALOHA系統(tǒng)的工作原理圖,A1,幀產(chǎn)生,B3,A2,A2,B1,沖突,隨機時間t1,t2,B2,B2,B3,A3,站A,站B,信道上的總效應(yīng),A1,B1,A2,B2,A3,預(yù)約ALOHA協(xié)議, 工作原理：網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很輕時，網(wǎng)絡(luò)按ALOHA方式工作 A 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重時，網(wǎng)絡(luò)按接近于TDM的方式工作 各站點以某種方式預(yù)約幀的發(fā)送時隙，從而保證所發(fā)送的幀不會與別的站的幀發(fā)生沖突,A,B,E,G,F,E,E,C,A,G,F,E,D,C,B,爭用時隙,第 i 幀,A,B,E,G,F,E,第 i+1 幀,A,B,E,E,D,B

8、,第 i+2 幀,A,B,E,E,E,C,第 i+3 幀,預(yù)約ALOHA之Binder方案,工作原理：N個時隙組成一個復(fù)用幀，每站點分配一個時隙，其余時隙由各站點爭用；若某站點暫時無數(shù)據(jù)發(fā)送，則讓自己的時隙空閑，其他站點檢測到后，按ALOHA方式共享此時隙。,缺點： 出現(xiàn)爭用沖突時，非時隙主人的站點必須停發(fā)一次，觀察時隙站主是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送 時隙站主發(fā)送完，下一復(fù)用幀該時隙要空閑，供其他站點觀察時隙站主是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送,預(yù)約ALOHA之Crowther方案,適用于站點數(shù)未知且可變的情況 工作原理：對任何時隙，所有站點均可爭用。爭用成功后，可以一直占用。使用完畢后，再由其他站點重新爭用。 缺點：

9、有較多數(shù)據(jù)幀要發(fā)送的站點可能長時間壟斷時隙,A,F,E,D,B,G,C,第 i 幀,A,E,D,B,第 i+1 幀,A,G,A,第 i+2 幀,A,D,G,A,第 i+3 幀,D,D,預(yù)約ALOHA之Roberts方案,工作原理： 每個站點發(fā)送數(shù)據(jù)之前必須進行預(yù)約。每個復(fù)用幀前面的各時隙用于發(fā)送時隙，最后一個時隙再分成子時隙，專門用于預(yù)約。請求按時隙ALOHA方式進行。 優(yōu)點：沖突局限于較短的子時隙范圍，提高信道利用率,A,F,D,B,G,C,第 i 幀,A,D,G,第 i+1 幀,A,C,A,第 i+2 幀,A,G,A,第 i+3 幀,B,D,D,F,無數(shù)據(jù)發(fā)送時，整個時隙均用于預(yù)約,A,B

10、,C,CSMA：載波監(jiān)聽多點訪問, 工作原理：發(fā)送前監(jiān)聽。附加硬件裝置，每個站點在發(fā)送數(shù)據(jù)之前要監(jiān)聽信道上是否有數(shù)據(jù)在傳送。若有，則此站暫停發(fā)送，等待一段時間后重試。 載波監(jiān)聽策略： 非堅持CSMA：一旦監(jiān)聽到信道忙，就不再監(jiān)聽；延遲一個隨機時間 后再次監(jiān)聽。 堅持CSMA：監(jiān)聽到信道忙時，仍繼續(xù)監(jiān)聽，直到信道空閑 1-堅持CSMA：一聽到信道空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù)（以概率1發(fā)送） p-堅持CSMA：聽到信道空閑時，以概率p發(fā)送數(shù)據(jù)，即以概率1-p延遲一段時間后再發(fā)送 性能：輕載時，1堅持CSMA吞吐量最大； 重載時，非堅持CSMA吞吐量最大。 缺點：由于傳播時延的存在，沖突不可避免,CSMA的流

11、程圖,有待發(fā)幀？,載波監(jiān)聽策略,（分時隙）延遲到下 一個時隙的開始,發(fā)送,等待2t,收到ACK？,出口,N,Y,延遲隨機時間,N,Y,ALOHA,l p?,Y,N,非堅持CSMA,信道忙？,選擇0-1之間 的隨機數(shù)l,信道忙？,延遲t,N,N,Y,Y,P堅持CSMA,CSMA/CD：帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多點訪問, 工作原理：邊發(fā)送邊監(jiān)聽。若監(jiān)聽到?jīng)_突，則沖突雙方都立即停止發(fā)送。信道很快空閑，從而提高效率。 1-堅持的CSMA/CD：監(jiān)聽到信道空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù)，并繼續(xù)監(jiān)聽；若監(jiān)聽到?jīng)_突，則立即放棄發(fā)送 沖突檢測方法： 比較接收到的信號電壓的大小 檢測曼徹斯特編碼的過零點 比較接收到的信號與剛發(fā)

12、出的信號 站點檢測到?jīng)_突后，往往發(fā)送人為干擾信號，強化沖突，以通知其他站點 退避算法：以截斷二進制指數(shù)類型，來決定重發(fā)時延 從 0, 1, 2, ., 2k-1 中隨機取一個數(shù)r，重發(fā)時延 = r 基本重發(fā)時延 其中 k = min 重發(fā)次數(shù)，10 動態(tài)退避算法,無沖突協(xié)議之一：位圖協(xié)議,工作原理：為N個站點分配N個時隙，每個時隙占1位。要發(fā)送數(shù)據(jù)的站點在自己相應(yīng)的時隙中填入“1”。按照申請信道的站點的序號占用信道。 性能：設(shè)數(shù)據(jù)幀長為 d 輕載時，小序號站點發(fā)送前的平均等待時間為1.5N 大序號站點發(fā)送前的平均等待時間為0.5N 站點發(fā)送前的平均等待時間為5N 信道利用率為 d / (N+d

13、) 重載時，信道接近于平均分配，相當(dāng)于每幀有1位額外開銷 信道利用率為 d / (d+1) 平均時延為 N (d+1) / 2,0 1 2 3 4 5 6 7,爭用時隙,1,1,1,1,3,7,爭用時隙,1,1,0 1 2 3 4 5 6 7,5,2,數(shù)據(jù)幀,數(shù)據(jù)幀,無沖突協(xié)議之二：二進制倒計數(shù)法, 工作原理：具有最高地址的站點優(yōu)先占用信道。 想要發(fā)送數(shù)據(jù)的所有站點從地址最高位開始逐位向信道上廣播其地址，并對這些位進行“或”運算，一個站點如果看到位運算結(jié)果大于自己的地址當(dāng)前位的值，就放棄發(fā)送。 信道利用率：d/(d+lnN), d為數(shù)據(jù)幀長，N為站點地址位數(shù) 問題：不公平，地址值小的站點很難占

14、用信道 改進：每次發(fā)送之后重新對站點編號，剛發(fā)送完的站點排在最后,站A：0010,站B：0100,站C：1001,站D：1010,廣播地址位,“或”運算結(jié)果,0,0,1,1,1,0,0,0,1,0,1,退出,退出,退出,獲得占用信道的權(quán)利,0,0,有限競爭協(xié)議, 提出：競爭法在輕載時性能較好；無沖突法在重載時信道利用率高，考慮結(jié)合兩種方法。 原理：減少參與競爭的站點數(shù)，即將站點分成多個互不相關(guān)的組，每組對應(yīng)固定的時隙，由組內(nèi)成員競爭 分組方法：動態(tài)分組，輕載時組成員多，重載時組成員少 適應(yīng)樹搜索協(xié)議 算法：取N個血液樣本，混合，若無抗體，說明都是健康的； 1 N/2 N/2 +1 N,若有抗體

15、，則分2組,再繼續(xù)如此檢查，直到找出,有病的樣本,以二叉樹實現(xiàn)搜索算法,0級,1級,2級,3級,1,2,3,4,5,6,7,A,B,C,D,E,F,G,H,站點,搜索開始的最佳級數(shù) i= log2 q q為當(dāng)前要發(fā)送數(shù)據(jù)的站點數(shù),無源星形連接器：實現(xiàn)光纖LAN,發(fā)送端,接收端,玻璃柱,計算機接口,站A,站B,波分多路復(fù)用協(xié)議, 每個站點有2個信道：控制信道有m個時隙，用于與其他站點之間聯(lián)系；數(shù)據(jù)信道有n+1個時隙，其中 n個傳送數(shù)據(jù)，1個用于報告站點狀態(tài) 每個站點有2個發(fā)送端，2個接收端： 固定波長接收端，用于監(jiān)聽自己的控制信道 可調(diào)波長發(fā)送端，用于向其他站點的控制信道發(fā)送數(shù)據(jù) 固定波長發(fā)送端

16、，用于輸出數(shù)據(jù)幀 可調(diào)波長接收端，用于選擇其他站點的數(shù)據(jù)發(fā)送端來接收數(shù)據(jù) 提供3類業(yè)務(wù)： 面向連接業(yè)務(wù) 固定數(shù)據(jù)率 可變數(shù)據(jù)率 數(shù)據(jù)報,波分多路復(fù)用協(xié)議示例, 站A向站B傳送文件（建立A-B的單向連接）： A把接收端調(diào)為B的數(shù)據(jù)信道波長，檢查B的狀態(tài)時隙，找出空閑控制時隙 A選一個空閑時隙，如時隙1，插入Connection.request消息 B同意連接，在自己的狀態(tài)時隙中通知A A在時隙1中向B發(fā)送控制消息，通知B從某數(shù)據(jù)時隙接收 B將自己的接收端波長調(diào)為A的數(shù)據(jù)發(fā)送端波長，讀出數(shù)據(jù)幀 對于固定數(shù)據(jù)率業(yè)務(wù)，A在要求連接時，還應(yīng)與B約定傳送數(shù)據(jù)所用的固定時隙 對于數(shù)據(jù)報業(yè)務(wù)，直接在控制信道中

17、通知對方要發(fā)送數(shù)據(jù)的時隙 沖突： 爭用控制信道時隙，都失敗，需要重試 同時發(fā)送數(shù)據(jù)給同一站點，由接收方選擇一個,LAN特性,覆蓋范圍有限 數(shù)據(jù)率較高 誤碼率較低 支持廣播或組播 單一管理,router,server,station,stations,stations,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 總線型、星型、環(huán)型、樹型 傳輸媒體 雙絞線、同軸電纜、光纖、無線 媒體訪問技術(shù) 按協(xié)議實現(xiàn)信道共享,LAN典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),總線型/樹型 : 所有結(jié)點都直接連接到共享信道 星型 : 所有結(jié)點都連接到中央結(jié)點 環(huán)型 : 結(jié)點通過點到點鏈路與相鄰結(jié)點連接,bus,star,ring,A,B,C,C,A,D,C,B,A,B,C,A

18、,C,LAN參考模型,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,邏輯鏈路控制 LLC,媒體訪問控制 MAC,高層,OSI,IEEE 802,物理層, 物理層：透明傳輸位流，規(guī)定信號編碼、傳輸媒體、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)率,（） （） （）,SAP,LAN的數(shù)據(jù)鏈路層,按功能劃分為兩個子層：LLC和MAC 功能分解的目的：將功能中與硬件相關(guān)的部分和與硬件無關(guān)的部分進行區(qū)分，降低研究和實現(xiàn)的復(fù)雜度。 與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路層的區(qū)別： LAN鏈路支持多重訪問，支持成組地址和廣播 支持MAC鏈路訪問控制功能 提供某些網(wǎng)絡(luò)層的功能，如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問點、多路復(fù)用. MAC子層功能：成幀/拆幀， 實現(xiàn)、維護MAC協(xié)議，位差錯檢測，尋址

19、LLC子層功能：向高層提供SAP，建立/釋放邏輯連接，差錯控制，幀序號處理，某些網(wǎng)絡(luò)層功能 LAN對LLC子層透明，僅在MAC子層才可見LAN的標(biāo)準(zhǔn)（LAN標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別在MAC子層）,主要的LAN標(biāo)準(zhǔn),802.1 概述、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連 802.2 LLC 802.3 CSMA/CD 802.4 Token Bus 802.5 Token Ring 802.6 分布隊列雙總線DQDB -MAN標(biāo)準(zhǔn) FDDI 光纖分布數(shù)據(jù)接口FDDI,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,邏輯鏈路控制LLC子層, 鏈路多路復(fù)用：多個SAP可以復(fù)用一條數(shù)據(jù)鏈路,（2）,（1）,（1）,（3）,站點A,站點B,站點C,LAN,進程,

20、x y,a b c,m,SAP,LLC,LLC,LLC,MAC,MAC,MAC,物理層,物理層,物理層, 兩種地址： MAC地址，DTE在網(wǎng)絡(luò)中的物理地址（站地址），在MAC幀中傳送 SAP地址，進程在DTE中的邏輯地址，在LLC幀中傳送,（1）,（2）,邏輯鏈路控制LLC子層, LAN中的尋址分成兩步： 根據(jù)MAC地址找到目的站點 根據(jù)SAP地址找到該DTE中的相應(yīng)進程 LLC提供的服務(wù)：4種操作類型 LLC1：不確認(rèn)的無連接服務(wù)，適用于廣播、組播通信，周期 性數(shù)據(jù)采集 LLC2：面向連接服務(wù)，適用于長文件傳輸 LLC3：帶確認(rèn)的無連接服務(wù)，適用于傳送可靠性和實時性都 要求的信息，如告警信息

21、 LLC4：高速傳送服務(wù)，適用于MAN,LLC的幀結(jié)構(gòu),DSAP,SSAP,控制,數(shù)據(jù),1,1,1/2,長度無限制 單位：字節(jié),I/G,C/R,I/G：0 - 單個SAP地址 C/R：0 - 命令幀 1 - 組地址（全1為廣播地址） 1 - 響應(yīng)幀 控制字段：信息幀和監(jiān)督幀與HDLC的擴展字段相同（2B） 無編號幀與HDLC的相同（1B）,高層PDU,LLC數(shù)據(jù),LLC首部,MAC首部,MAC尾部,MAC數(shù)據(jù),LLC幀和MAC幀的關(guān)系,1,1,8,8,MAC子層的地址問題, IEEE802標(biāo)準(zhǔn)為每個DTE規(guī)定了一個48位的全局地址，相當(dāng)于站點的唯一標(biāo)識符，與其物理位置無關(guān) MAC地址字段可以采

22、用兩種形式之一：6B 全球范圍， 2B 單位范圍 地址塊：地址字段的前3個字節(jié)（高24位）由IEEE統(tǒng)一分配給廠商，低24位由廠商分配 地址類型標(biāo)識：地址字段的第一字節(jié)的最低位I/G 0 - 單個站地址 1 - 組地址 地址范圍標(biāo)識：地址字段的第一字節(jié)的最低第二位U/L 0 - 局部管理 1 - 全局管理,I/G U/L 46位地址,1 1 46,I/G 15位地址,1 15,Ethernet和IEEE 802.3,70年代中期由Xerox Palo Alto Research Center (Bob Metcalfe) 提出，數(shù)據(jù)率為2.94M，稱為Ethernet 后來由DEC, Inte

23、l and Xerox (DIX 標(biāo)準(zhǔn))改進為10M標(biāo)準(zhǔn) 1985年定名為IEEE 802.3，即使用1堅持的CAMA/CD協(xié)議的 LAN標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)率從1M到10M，支持多種傳輸媒體 Ethernet是指基帶總線LAN Ethernet和IEEE 802.3的幀格式不同,IEEE 802.3 規(guī)范,不同標(biāo)準(zhǔn) 10Base5 - 粗纜Ethernet 10Base2 - 細纜Ethernet 10BaseT - 雙絞線 10BaseF - 光纜 10Broad36 - 寬帶 快速Ethernet IEEE802.3u ：100BaseTX, 100BaseT4, 100BaseF及100 VG-

24、AnyLAN,數(shù)據(jù)率（Mbps）,基帶或?qū)拵?段最大長度（百米）,10 Base 5,10Base5,分插頭 : 插入電纜 收發(fā)器 : 發(fā)送/接收, 沖突檢測, 電氣隔離，超長控制 AUI : 連接件單元接口 用于骨干網(wǎng),最大段長度 500米 每段最多站點數(shù) 100,兩站點間最小距離 2.5米,網(wǎng)絡(luò)最大跨度 2.8公里,10Base2,細纜,BNC 接頭,NIC,BNC T型接頭 無需插入電纜 用于辦公室LAN,段最大長度 185m 每段最多站點數(shù) 30,兩站點間最短距離 0.5 m,網(wǎng)絡(luò)最大跨度 925 m,10BaseT,NIC,Hub（集線器）相當(dāng)于多端口轉(zhuǎn)發(fā)器 用于辦公室LAN 拓?fù)浣Y(jié)

25、構(gòu)為星形，邏輯上仍然是總線形。 轉(zhuǎn)發(fā)器/中繼器的作用：擴充信號傳輸距離。將信號放大并整形后再轉(zhuǎn)發(fā)，消除信號傳輸?shù)氖д婧退p。物理層設(shè)備。,hub,段最大長度 100m,10BaseF,使用光纖進行長距離連接，最適于建筑物間的連接。 3個標(biāo)準(zhǔn) 10BaseFP - 無源星形拓?fù)? 鏈路最長1 km 10BaseFL - 異步點到點鏈路，鏈路最長2 km 10BaseFB - 同步點到點鏈路，鏈路最長2 km，有15個層疊的轉(zhuǎn)發(fā)器, 10Broad36,使用75電纜連接，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹形 用于寬帶LAN,多個網(wǎng)段互連,hub,10Base2 - 細纜Ethernet,10Base5 粗纜Ethern

26、et,10BaseT-雙絞線,router,server,hub,網(wǎng)橋,IEEE 802.3的體系結(jié)構(gòu)與功能實現(xiàn),物理層,50同軸電纜,BNC 連接器,收發(fā)器,AUI電纜,網(wǎng)卡,站接口,數(shù)據(jù)封裝/解封（MAC幀）,鏈路管理（CSMA/CD協(xié)議）,曼徹斯特編碼/譯碼,發(fā)送/接收,MAC,LLC,IEEE802.3的物理層（與OSI略有不同）,分兩個子層：物理信令PLS，負(fù)責(zé)位流的編碼/譯碼，載波監(jiān)聽 物理媒體連接件PMA，與傳輸媒體相關(guān)，負(fù)責(zé)沖突檢測、 超長控制、發(fā)送/接收串行位流 PLS和PMA可以在同一設(shè)備中，也可以在不同設(shè)備中,LLC,MAC,PLS,LLC,MAC,PLS,PMA,PMA

27、,高層,高層,DTE,DTE,AUI,MAU,MDI,MDI,AUI：連接件單元接口 MAU：媒體連接件單元 MDI：媒體相關(guān)接口,物理媒體,Ethenet/802.3操作,每個站點都可以接收到所有來自其他站點的數(shù)據(jù) 需要尋址機制來標(biāo)識目的站點 只有一個站點將收到的幀復(fù)制下來，其他站點都將丟棄幀,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C,C 發(fā)現(xiàn)總線空閑,C發(fā)送幀，目的地址為A,B 忽略該幀,A復(fù)制該幀,信號由終端電阻吸收,終端電阻,IEEE802.3/Ethernet幀格式,IEEE 802.3,PA : 前同步碼 - 10101010序列，用于使接收方與發(fā)送方同步 SFD : 幀首定

28、界 - 10101011 DA: 目的地址 - MAC 地址 SA: 源地址 - MAC地址 LEN:數(shù)據(jù)長度（數(shù)據(jù)部分的字節(jié)數(shù)）（0-1500B） Type: 類型：高層協(xié)議標(biāo)識 LLC PDU+pad - 最少46字節(jié), 最多1500字節(jié) pad 填充字段，保證幀長不少于64字節(jié) FCS : 幀校驗序列（ CRC-32 ）,7 1 2/6 2/6 2 46-1500 4 字節(jié),8 6 6 2 46-1500 4字節(jié),Ethernet,校驗區(qū)間,64-1518 字節(jié),幀間隔,在相繼發(fā)送的兩幀之間強制插入9.6ms的間隔 以確保想要發(fā)送數(shù)據(jù)的其他站點也能占用信道,PA,幀間隔 9.6 ms,最

29、小幀長度：64字節(jié),(1) 在0時刻開始 發(fā)送,(2) 大約在 -d 時刻到達 B,(3) B 開始發(fā)送; 在 時刻發(fā)生沖突,(4) 沖突信號在 2 時刻到達A,幀發(fā)送時延必須超過 2 ，以防止在第一位數(shù)據(jù)到達總線最遠端之前，數(shù)據(jù)已全部發(fā)送完畢，從而引起沖突；而發(fā)送方卻誤以為已幀成功發(fā)送 此時隙時間為 51.2 ms，即512 為bit，64字節(jié) 最小幀長為 64字節(jié) (不包括前同步碼) 因此數(shù)據(jù)字段最少為 46 字節(jié),A,A,A,A,B,B,B,B,A 和 B 在總線的兩端,IEEE 802.3的性能, 前提：重載且負(fù)載為常數(shù)，即任一時刻總有k個站點要發(fā)送；重傳概率也為常數(shù) 設(shè)每個站點發(fā)送概

30、率為p A= P某站點發(fā)送成功 = k p (1-p) k-1 p=1/k時，Amax = (1-1/k) k-1 , 取k , 則Amax = 1/e 競爭時間恰好包含j個時隙的概率為 A(1-A) j-1 , 則每次競爭占用的平均時隙數(shù) = j A(1-A) j-1 = 1/A j=1 設(shè)時隙長度為2，則平均競爭時間為 w= 2 /A 若平均每幀發(fā)送時間為P秒， 則信道效率 = P/（P+ 2 /A ） 設(shè)幀長為F，網(wǎng)絡(luò)帶寬為B，電纜長度為L，信號傳播速度為c， 取A=1/e，則信道效率 = 1/（1+2BLe/cF） 即給定幀長時，增加網(wǎng)絡(luò)帶寬或電纜長度都將降低信道效率。,交換式802.

31、3LAN, 問題： 站點數(shù)的增加將導(dǎo)致LAN的性能降低 解決方法：交換式LAN，中心設(shè)備為一個交換機，具有高速背板，可以插入4-32塊卡；每塊卡上有8個連接端口，支持10BAseT 工作原理：站點將幀發(fā)送到所連接的卡上，由卡來檢查目的站點是否連接到同一塊卡；若是，則將幀復(fù)制到相應(yīng)的端口；否則，通過高速背板傳送到目的站點所在的卡。 沖突問題：同一塊卡上有兩個端口同時發(fā)送 在卡上使用CSMA/CD協(xié)議 在卡上的RAM中緩存輸入的幀，所有端口都可以同時收/發(fā),IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)：令牌環(huán),A,B,D,C,站點,干線耦合器,單向環(huán), 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點到點鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán),發(fā)送緩沖區(qū),接收緩沖區(qū),接收

32、,發(fā)送,線路驅(qū)動,線路接收,控制器,DTE,環(huán)路插入,環(huán)路輸出, 干線耦合器的組成, 傳輸媒體：屏蔽雙絞線、光纖，速率1M、4M、16Mbps， 最多站點數(shù)：250， 信號采用曼徹斯特編碼,干線耦合器（TCU）, 工作狀態(tài)： 發(fā)送方式 （站點發(fā)送數(shù)據(jù)時） 收聽（轉(zhuǎn)發(fā)）方式 （其他時候） 工作原理： 收聽方式下，TCU與DTE斷開 延遲一位，將位流再生并轉(zhuǎn)發(fā) 監(jiān)視幀中是否出現(xiàn)本站地址和令牌 若出現(xiàn)本站地址，則將開關(guān)K閉合，TCU與DTE接 通，位流復(fù)制到DTE，同時繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)；若出現(xiàn)令 牌且該DTE有數(shù)據(jù)要發(fā)送，則截獲令牌，轉(zhuǎn)為發(fā) 送方式，發(fā)送數(shù)據(jù)幀。 發(fā)送方式下，數(shù)據(jù)以幀為單位從TCU的輸出端發(fā)

33、送到下一個TCU的輸入端。 截獲：將令牌的獨特標(biāo)志轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔臉?biāo)志 數(shù)據(jù)在繞環(huán)一周后回到源站，源站檢查返回的數(shù)據(jù)幀，確定發(fā)送是否成功；若沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送，則產(chǎn)生新令牌發(fā)送到環(huán)路上。,DTE,延遲,TCU,DTE,延遲,TCU,K,發(fā)送方式,收聽方式,Token Ring/802.5的操作,A,T = 0,T,A,T = 0,T,A,T = 1,T,Data,C,T,Data,C,T,Data,C,T,Data,C,IEEE802.5的幀結(jié)構(gòu), 起始、結(jié)束字段：4位特殊位（曼徹斯特編碼中間無跳變） 訪問控制字段：,起始,接入控制,結(jié)束,1B,1B,1B,令牌幀,非令牌幀（信息幀/控制幀）,起始,

34、訪問控制,幀控制,目的地址,源地址,數(shù)據(jù),FCS,結(jié)束,幀狀態(tài),1,1,1,2/6,2/6, 0,4,1,1B,P P P T M R R R,優(yōu)先級位,令牌位,監(jiān)督位,預(yù)約位, 優(yōu)先級與預(yù)約：規(guī)定只有優(yōu)先級高于令牌內(nèi) PPP的站點才允許 截獲令牌。要發(fā)送數(shù)據(jù)的站點可以在其他站點發(fā)送的數(shù)據(jù)幀經(jīng)過本站時進行預(yù)約，將本站的優(yōu)先級寫入該幀的預(yù)約位。 優(yōu)先級限制：升高優(yōu)先級的站點在發(fā)送完數(shù)據(jù)之后，還要負(fù)責(zé)將令牌的優(yōu)先級降低。 令牌位：幀類型標(biāo)識。0 - 令牌；1 - 信息/控制幀 監(jiān)督位：防止無效幀在環(huán)路中無限循環(huán)。 幀發(fā)出時，M=0；首次經(jīng)過監(jiān)控站時，M置為1；若該幀再次經(jīng)過監(jiān)控站，則由監(jiān)控站將該幀

35、清除。,IEEE802.5的幀結(jié)構(gòu), 幀控制字段： 地址字段： 同IEEE 802.3 數(shù)據(jù)字段：長度無下限，上限值受限于令牌繞環(huán)一周的最長時間 FCS字段： 任一站點轉(zhuǎn)發(fā)時都進行校驗 幀狀態(tài)字段：供源站了解數(shù)據(jù)幀傳送情況。 A C X X A C X X 發(fā)出時， A=C=0 目的站識別此幀，則令A(yù)=1 目的站接收此幀，則令C=1 結(jié)束字段：X X X X X X X E，其中E為差錯位 發(fā)出時， E=0； 站點轉(zhuǎn)發(fā)時，若發(fā)現(xiàn)校驗錯，則令E=1 源站根據(jù)返回幀中的A、C、E位就可以了解幀的傳送是否正確。,幀類型,控制幀類型,1 2 3 4 5 6 7 8 位,01 - 信息幀 00 - 控制

36、幀,令牌環(huán)的維護, 環(huán)中有一個監(jiān)控站總管全環(huán)，負(fù)責(zé)判斷整個環(huán)工作是否正常 環(huán)的初始化：新成員地址測試及通告 工作過程： 地址測試，測試是否有兩站使用相同地址 要加入環(huán)路的DTE首先發(fā)出重復(fù)地址測試幀DAT，其中的目的地址=源地址=自己；環(huán)中其他站點收到該幀，則檢查目的地址是否是自己；若是，置A=1；否則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。 DAT返回源站時，源站檢查A位，若A=1，則報告上層，并轉(zhuǎn)為旁路狀態(tài)，由上層決定是否重試。 通告 若返回的DAT幀中A=0，發(fā)送備用監(jiān)控存在幀SMP（識別上游鄰站），更新環(huán)路。每個站點收到SMP時，若其中A=C=0，則讀出幀中的源地址（上游鄰站地址），置A=C=1，然后發(fā)出自己的SM

37、P。,令牌環(huán)的監(jiān)控, 工作監(jiān)控站：全網(wǎng)唯一； 備用監(jiān)控站：除監(jiān)控站之外的其他站 工作監(jiān)控站的作用： 檢查令牌是否丟失：通過有效幀定時器檢測 清除無效幀：由M位判斷無效幀 保護環(huán)路最小時延，保證令牌在環(huán)中轉(zhuǎn)動，若工作站點數(shù)少于24，則接入24位緩沖器 糾正時鐘恢復(fù)的偏差：6位彈性緩沖器 報警：嚴(yán)重故障通知，旁路故障站點 工作監(jiān)控站不能確定環(huán)斷點的位置，靠BECON幀的傳播來實現(xiàn) 令牌環(huán)的性能：輕載時，平均時延較大 重載時，近似于TDM，信道利用率為100%,星型環(huán)路：增加可靠性，便于維護管理,A,B,C,D,E,IEEE 802.4：令牌總線, 特點：物理上是總線網(wǎng)，邏輯上是令牌網(wǎng) 物理層：傳輸媒體為75寬帶同軸電纜， 數(shù)據(jù)率1M、5M或10M；