计算机网络第四版第5章.ppt

第5章局域网;;5.1局域网概述;; 图5-1(a)是星形网。由于集线器(hub)的出现和双绞线大量用于局域网中，星形以太网以及多级星形结构的以太网获得了非常广泛的应用。;;;; 媒体共享技术可分为如下两大类：

〔1〕静态划分信道

这种划分信道的方法不够灵活，不适合于局域网和某些播送信道的网络使用。

;;;5.2传统以太网;;;; 本章在介绍以太网时一般都不考虑LLC子层。这样对以太网工作原理的讨论会更加简洁。

;;;;3．CSMA/CD协议

以太网将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠。总线的特点是：当一台计算机发送数据时，总线上的所有计算机都能检测到这个数据。;;;为了通信的简便，以太网采取了两种方法。

第一，采用无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据。;;以太网采用的协调方法是使用一种特殊的协议CSMA/CD，它是载波监听多点接入/碰撞检测(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)的缩写。下面是CSMA/CD协议的要点。

“多点接入”

“载波监听”

“碰撞检测”; 因为电磁波在总线上总是以有限的速率传播的。因此当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非是空闲的。如图5-4所示的例子可以说明这种情况。;; 显然，在使用CSMA/CD协议时，一个站不可能同时进行发送和接收。因此使用CSMA/CD协议的以太网不可能进行全双工通信而只能进行双向交替通信(半双工通信)。

;;4．争用期

以太网的端到端往返时延2?称为争用期(contentionperiod)。争用期又称为碰撞窗口(collisionwindow)。

;;;图5-5人为干扰信号的参加;5.2.2使用集线器的星型拓扑

传统以太网最初是使用粗同轴电缆，后来演进到使用细同轴电缆，最后开展为使用双绞线。这种以太网采用星型拓扑，在星型的中心那么增加了一种可靠性非常高的设备，叫做集线器(hub)，如图5-6所示。;;;;;但10BASE-T以太网的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过100?m。这种10BASE-T双绞线以太网的出现，是局域网开展史上一个非常重要的里程碑，它为以太网在局域网中的统治地位奠定了牢固的根底。 ; 使双绞线能够传送高速数据的主要措施是把双绞线的绞合度做得非常精确。这样不仅可使特性阻抗均匀以减少失真，而且大大减少了电磁波辐射和无线电频率的干扰。在多对双绞线的电缆中，还要使用更加复杂的绞合方法。 ; 集线器有如下一些特点。

〔1〕从外表上看，使用集线器的局域网在物理上是一个星型网，但由于集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此，整个系统仍像一个传统以太网那样运行。;;;;;;;;5.2.3以太网的信道利用率

下面我们讨论一下以太网的信道利用率。

假定一个10?Mbit/s以太网同时有10个站在工作，那么，每一个站所能发送数据的平均速率似乎应当是总数据传输速率的1/10〔即1?Mbit/s〕。;;;;;;;;;;;5.3以太网的MAC层;;现在，IEEE的登记管理委员会RAC(RegistrationAuthorityCommittee)是局域网全球地址的法定管理机构，它负责分配地址字段的6个字节中的前3个字节〔即高位24位〕。 ;;; 这里“发往本站的帧”包括以下三种帧：

·单播(unicast)帧(一对一)，即收到的帧的MAC地址与本站的硬件地址相同。

·播送(broadcast)帧(一对全体)，即发送给所有站点的帧(全1地址)。

·多播(multicast)帧(一对多)，即发送给一局部站点的帧。;;; 以太网V2的MAC帧比较简单，由5个字段组成。前两个字段分别为6字节长的目的地址和源地址字段。第3个字段是2字节的类型字段，第4个字段是数据字段，但它的正式名称是MAC客户数据字段，其长度在46～1500字节之间，最后一个字段是4字节的帧检验序列FCS。 ; IEEE802.3标准规定的MAC帧格式与上面所讲的以太网V2MAC帧格式的区别有两个方面。第一，802.3规定的MAC帧的第3个字段是“长度/类型”。第二，当“长度/类型”字段值小于0x0600时，数据字段必须装入上面的LLC子层的LLC帧;5.4扩展的局域网;;;; 使用网桥可以带来以下好处：

〔1〕过滤通信量。

〔2〕扩大了物理范围。

〔3〕提高了可靠性。

〔4〕可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率(如10Mbit/s和100Mbit/s以太网)的局域网。;