北京郵電大學“局域網(wǎng)”聽課筆記（1－3章）
- 發(fā)布時間：2024-09-15 16:21:23
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- 第1章局域網(wǎng)技術基礎本章主要內(nèi)容 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與標準 局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu) 局域網(wǎng)的傳輸媒體 局域網(wǎng)的互連 1.1概述 1.1.1局域網(wǎng)的普及 一個微機系統(tǒng)應用于學校、辦公樓、工廠、企業(yè)等場合，這些系統(tǒng)互連起來，實現(xiàn)系統(tǒng)之間交換數(shù)據(jù)和共享昂貴的的資源。 ?。?）
第1章局域網(wǎng)技術基礎本章主要內(nèi)容
局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與標準
局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)
局域網(wǎng)的傳輸媒體
局域網(wǎng)的互連
1.1概述
1.1.1局域網(wǎng)的普及
一個微機系統(tǒng)應用于學校、辦公樓、工廠、企業(yè)等場合，這些系統(tǒng)互連起來，實現(xiàn)系統(tǒng)之間交換數(shù)據(jù)和共享昂貴的的資源。
（1）主要包括與其它用戶交換報文、共同訪問公共文件和數(shù)據(jù)資源；
（2）實現(xiàn)硬件資源的共享，例如共享大容量存儲器和高性能激光打印機等。
1.1.2局域網(wǎng)的定義
在一個小區(qū)范圍內(nèi)，將分散的微機系統(tǒng)互連起來，實現(xiàn)資源的共享合同型，便構(gòu)成了局域網(wǎng)
（LAN）。幾點說明：
（1）局域網(wǎng)終端設備：又稱為數(shù)據(jù)通信設備。主要包括：微機、服務器、終端、外圍設備、傳感器（如溫度、濕度、安全報警傳感器等），數(shù)字電話、數(shù)字電視發(fā)送和接收機以及傳真機等。
當然不是所有的LAN都能配置上述設備。
（2）局域網(wǎng)的地理覆蓋一般可達幾十公里范圍；
（3）局域網(wǎng)在傳輸媒體上的數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps、100Mbps及1000Mbps.
1.1.3局域網(wǎng)的技術要素
體系結(jié)構(gòu)與標準
傳輸媒體
拓撲結(jié)構(gòu)
數(shù)據(jù)編碼
媒體訪問控制MAC
邏輯鏈路控制LAC
1.2局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與標準
1.2.1局域網(wǎng)參考模型
LAN參考模型是以IEEE802（國際電工電子工程師協(xié)會）標準的工作文件為基礎，并且采用參考模型來分析這一問題。
1.局域網(wǎng)存在的四個特征
（1）它用帶地址的幀來傳送數(shù)據(jù)；
（2）不存在中間交換，所以不要求路由選擇。
（3）數(shù)據(jù)傳輸各層的對應內(nèi)容：
第一層：物理層，比特傳輸；
第二層：數(shù)據(jù)連路層，組成幀，并進行一定的控制，主要包括：尋址、排序、流量控制、差錯控制等。
第三層：網(wǎng)絡層，完成路由選擇。
（4）層二和層三的區(qū)別
層二是通過單個鏈路完成其功能，層三是通過數(shù)個鏈路完成的。
2.域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)
3.局域網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳遞（二層和三層）
（1）最上層接收來自所連接的站的發(fā)送信息；
（2）通過服務訪問點（SAP）向下層交換信息，SAP是相鄰層的邏輯接口；
（3）發(fā)送時將數(shù)據(jù)組裝帶有地址的差錯檢測字段的幀；
（4）接收時拆卸幀，完成地址識別和差錯檢測；
（5）管理鏈路上的通信。
4.物理層的主要功能
（1）信號的編碼和譯碼；
（2）前導碼的生成和除去（前導碼用于幀同步）；
（3）比特的發(fā)送和接收。
1.2.2局域網(wǎng)媒體訪問控制
1.么是MAC？
所有局域網(wǎng)均由共享該網(wǎng)絡傳輸能力的多個設備組成。需要有某些方法控制對傳輸媒體的訪問，
以便兩個特定的設備在需要時可以交換數(shù)據(jù)。
2.體訪問技術中的“方法”
“方法”分為兩種，指控制是在集中方式下還是在分布方式下來實現(xiàn)。
（1）集中方式：
某個控制器被指定擁有訪問網(wǎng)絡的控制權，此時，希望發(fā)送的某個站必須等待，直到他收到該控制器的準許，該站才允許發(fā)送。
（2）分布方式：
由各個站集體地完成媒體訪問控制功能，動態(tài)地確定站的發(fā)送順序。
（3）集中方式方案的優(yōu)點和缺點：
優(yōu)點a.可提供諸如優(yōu)先權、保證帶寬，具有較大的控制訪問能力。
b.允許每個站有盡可能簡單的邏輯；
c.避免了協(xié)調(diào)問題。
缺點：a.會出現(xiàn)影響全網(wǎng)的單點故障；
b.會發(fā)生瓶頸作用，時效率降低。
分布方式方案的優(yōu)點和缺點：正好與集中式相反。
3.訪問控制技術的分類
主要按同步和異步進行劃分。
（1）同步技術：
每個連接均被分配一個專用規(guī)定的傳輸容量。這種方式在局域網(wǎng)中不是最佳的，因為每個站發(fā)送數(shù)據(jù)是隨機的。
（2）異步技術：
根據(jù)各站的發(fā)送情況分配傳輸容量，異步技術可進一步劃分為：循環(huán)、預約、競爭三種情況。
1.異步技術三種方法
（1）循環(huán)：
給每個站輪流發(fā)送的機會，在此機會里，某站可以謝絕發(fā)送，或發(fā)送一定限度的信息。此限度為每個站每次發(fā)送的最大數(shù)據(jù)量或最大時間量來表示。
（2）預約：
對于平穩(wěn)流式的業(yè)務，預約技術是相當合適的。即將媒體（介質(zhì)）上的時間劃分為許多時隙，當某站需要發(fā)送信息時，提前預約時隙。
（3）競爭：
對于突發(fā)式業(yè)務，競爭技術通常是合適的，各個站采取簡單的競爭方式進行競爭發(fā)送數(shù)據(jù)。常用的方式為循環(huán)和競爭方式。
1.2.3局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制LLC
1.LAN的LLC與傳統(tǒng)鏈路層的區(qū)別：
（1）它必須支持鏈路的多路訪問特性；
（2）它可利用MAC子層來實現(xiàn)鏈路訪問中的某些功能；
（3）它必須提供某些屬于三層的功能。
2.LLC的主要功能：
（1）端到端的差錯控制功能；
（2）端到端的流量控制功能；
（3）完成無連接服務功能；
（4）完成面向連接服務功能；
（5）能進行復用，即多個不同的端點的數(shù)據(jù)在同一信道上傳輸。
3.服務訪問點（SAP）
SAP在每層中有若干個點，分別用SAP1、SAP2……SAPn表示，每個SAP屬于某站，但它又在LLC層有若干個SAP，每個SAP均由一個自己的地址，例如A點LLC層的SAP，可簡單表示為：（A，1），如下圖。下面來看各站的SAP之間是如何通信的。
如上圖，假設站A內(nèi)有一個應用X，希望將電文發(fā)送給站C內(nèi)的一個進程，（A為某PC內(nèi)的報告生成程序，C為一臺打印機和一個簡單的打印機驅(qū)動器）
（1）站A的鏈路發(fā)送一個“連接請求”，的若干控制比特的幀，該幀內(nèi)含源地址（A，1—X），目的地址（C，1—M），及其它的控制比特。
（2）LAN將該幀傳遞給C站；
（3）如果“C”站空閑，就返回一個“接受連接”幀，（如果不空閑，這需要等待）；
（4）當A站與C站建立連接后，就可以利用站A的LLC將來自X的全部數(shù)據(jù)組裝成幀，每幀均含源地址和目的地址；
（5）在此段時間，所有尋找（A，1）的幀均被拒絕，除非是來自（C，1）的幀。同樣（C，1）的尋找?guī)脖唬–，1）拒絕，字節(jié)收（A，1）的幀。
（6）以上方式被稱為面向連接服務。
在以上進行數(shù)據(jù)交換的同時，各站的其它SAP之間可以同時傳遞消息，例如，進程Y可以連接到
（A，2），并與（B，1）交換數(shù)據(jù)，這就是一個復用的例子。
1.2.4尋址
1.信涉及三個因素：進程、主機、網(wǎng)絡
（1）進程是進行通信的基本實體，（也就是指軟件程序）。我們舉例說明兩個站之間的進程是如何傳遞的。（例如A站和B站）
A站的進程通過PC機，然后通過網(wǎng)絡與B站進程進行連接，并交換數(shù)據(jù)。進程在PC機上進行。
（2）主機
（3）網(wǎng)絡
2.通信（含尋址）的過程
MH：必須包含一個用來唯一地標識局域網(wǎng)上某個站的目的地址，因為對于每一個可接收的站必須讀出“目的地址”，如果和本站地址不同，則向下一站傳送；如果和本站地址相同，則MAC實體標剝除MH和MT，并且將剩余的LLC—PDU向上傳遞，LLC子層的標頭LH中必須包含SAP地址，以便LLC可將該數(shù)據(jù)交付給哪個SAP.
MAC地址：表識局域網(wǎng)中的一個站；
LLC地址：表識LLC上的某個SAP（某個用戶）。
3.SAP的分布
（1）在每兩層之間均有SAP（服務訪問點），物理層上沒有SAP.
（2）在網(wǎng)絡接口單元（NIU）上的每個終端接口都具有一個唯一的SAP；
（3）組地址：
某用戶希望將數(shù)據(jù)發(fā)送給特定NIU上的所有終端用戶，或者給整個局域網(wǎng)上的所有終端用戶，這就需要組地址。
a.廣播方式；
b.多址方式。
4.局域網(wǎng)尋址的多種方式
MAC地址LLC用戶地址（服務訪問點）
單個單個
單個多址
單個廣播
多址廣播
廣播廣播
多址單個
多址多址
廣播單個
廣播多址
1.2.5局域網(wǎng)標準
1.3局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)
1.3.1星型拓撲結(jié)構(gòu)
特點：
（1）每個站由點到點鏈路連接到公共中心；
（2）任意兩站之間的通信均要通過中心點；
（3）中心點可以是一個中繼器，也可以是一個局域網(wǎng)的交換機；
（4）發(fā)送數(shù)據(jù)的站以幀的形式進入中心點，以幀中的目的地址到達目的站點。
（5）目前局域網(wǎng)系統(tǒng)中均采用星型拓撲結(jié)構(gòu)。
1.3.2環(huán)形
特點：
（1）由一組轉(zhuǎn)發(fā)器（又稱為中繼器）通過點到點鏈路連接成封閉的環(huán)所構(gòu)成。
（2）以幀的方式傳輸數(shù)據(jù)，循環(huán)一周，在起始位除去。
（3）有令牌的站才可以發(fā)送幀。
1.3.3總線和樹型
樹型特點：傳輸媒體是不構(gòu)成閉合環(huán)路的分支電纜，也即在樹型網(wǎng)絡中，任意兩個終端之間只有唯一的一條路徑。
總線型特點：只有傳輸媒體，沒有交換機，也沒有轉(zhuǎn)發(fā)器。
1.4局域網(wǎng)的傳輸媒體
傳輸媒體主要有雙絞線、同軸電纜和光纖。
1.4.1雙絞線
1.物理描述
2.傳輸特性
（1）對模擬信號，約每5~6Km需要一個放大器；
（2）對低頻數(shù)字信號，每2~3Km需用一個轉(zhuǎn)發(fā)器。
1.4.2同軸電纜
分類：
（1）CATV系統(tǒng)中使用75Ω電纜，主要用于寬帶FDM模擬信號及高速數(shù)據(jù)。
（2）基帶數(shù)字信號使用50Ω電纜，對于模擬信號可達300MHz~400MHz，每個電視信道分配6MHz的帶寬。
（3）帶寬和速率的關系：
對于5Mbps或更高的速率可設定1Hz/1bps，如6MHzTV信道——5Mbp速率。
對于較低速率可設計2 Hz/1bps；
目前用整條同軸電纜（75Ω）傳送數(shù)據(jù)，可達50Mbps，距離一般為1Km左右。
1.4.3光纜
傳輸特性：1014Hz~1015Hz范圍起波導作用。
多模：小角度的入射光纖被反射并沿光纖傳播，其余光纖被周圍媒體所吸收。
單模：纖芯半徑降低到波長的量級時，只有單個角度或單個模，即只有軸向光束能通過。
1.4.4無線傳輸媒體
分類：
（1）射頻（RF）：900MHz、2.4GHz、5.8GHz（無需申請的頻率）
（2）紅外線（IR）800mm~900mm波段，地域范圍可達數(shù)十米，可獲得10Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率。
散射IR（DFIR）：范圍較小，但收發(fā)之間可有障礙物；
直射IR（DBIR） ：范圍較大，但收發(fā)之間不能有障礙物。
1.5局域網(wǎng)的互連
局域網(wǎng)的互連主要通過以下設備實現(xiàn)：
（1）中繼器（又稱轉(zhuǎn)發(fā)器，在物理層實現(xiàn)互連）；
（2）網(wǎng)橋（又稱橋接器，在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)互連）；
（3）路由器（在網(wǎng)絡層實現(xiàn)互連）；
（4）網(wǎng)關（又稱網(wǎng)間連接器，在傳輸層及以上實現(xiàn)互連）。
1.5.1中繼器
中繼器，又稱重發(fā)器，主要是將信號再生放大，主要作用為：
（1）將沖突域延長、擴大；
（2）但不能將電路形成環(huán)路；中繼的個數(shù)有限，主要為時延及負荷情況；
（3）多口中繼器又稱為集線器，可分為電纜中繼器（雙絞線、同軸電纜）和光纜中繼器。
1.5.2集線器
集線器又稱為集中器，用它作為一個中心節(jié)點，可連接多個傳輸媒體。集線器分為有源集線器，無源集線器和智能集線器。
1.5.3網(wǎng)橋
用于連接兩個或兩個以上具有相同通信協(xié)議、傳輸媒體及尋址結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)網(wǎng)間的互連設備。
（1）網(wǎng)橋有它的軟件和硬件。網(wǎng)橋需要有足夠大的RAM（存儲器）緩沖區(qū)，用于擴展網(wǎng)絡距離和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到另一個目的網(wǎng)工作站。
（2）網(wǎng)橋具有尋址和路徑選擇功能；網(wǎng)橋?qū)V播信息不能識別，也不能過濾；
（3）網(wǎng)橋又分為本地網(wǎng)橋和遠程網(wǎng)橋。
本地網(wǎng)橋：指所連接的兩個LAN間的距離在所允許的最大傳輸媒體長度之內(nèi)的網(wǎng)橋。連接兩個LAN
只需一個網(wǎng)橋。
遠程網(wǎng)橋：必須加上調(diào)制解調(diào)器，而且連接兩個LAN時需要兩個網(wǎng)橋。
1.5.4路由器
1.主要功能：
（1）選擇最佳的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的路徑，建立非常靈活的連接，均衡網(wǎng)絡負載。
（2）利用通信協(xié)議本身的流控來控制數(shù)據(jù)傳輸，解決擁擠問題；
（3）具有判斷需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)分組的功能，判定某數(shù)據(jù)是否需轉(zhuǎn)發(fā)。
2.路由器分為：
（1）單協(xié)議路由器：對具有相同網(wǎng)絡層協(xié)議的網(wǎng)絡互連；
（2）多協(xié)議路由器：對具有多種網(wǎng)絡層協(xié)議的網(wǎng)絡互連。
1.5.5網(wǎng)關（又稱高層協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)器）
用途：用于不同類型且差別較大的網(wǎng)絡系統(tǒng)間的互聯(lián)。
第2章以太網(wǎng)
以太網(wǎng)是最早使用的局域網(wǎng)，也是目前使用最廣泛的網(wǎng)絡產(chǎn)品。
以太網(wǎng)有10Mbps、100Mbps和1000Mbps的網(wǎng)絡。以星型為主。交換型以太網(wǎng)
逐漸代替了共享型以太網(wǎng)，并使用了全雙工以太網(wǎng)技術。
2.1概述
1. 20世紀70年代中期，Xerox公司制定了以太網(wǎng)協(xié)議并進行實驗，速率為2.94Mbps；
2.1980年，Xerox、Intel和DEC三公司聯(lián)合發(fā)表DIX80，即以太網(wǎng)的標準；
3.1981年6月，IEEE802 LAN標準委員會成立；
4.1985年，IEEE802 LAN標準委員會正式通過了局域網(wǎng)標準。
5.傳統(tǒng)的以太網(wǎng)的核心思想是在共享的公共傳輸媒體上以半雙工傳輸模式工作，網(wǎng)絡的站點在同一
時刻要么發(fā)送數(shù)據(jù)，要么接收數(shù)據(jù)，而不能同發(fā)送和接收。
6.交換型和全雙工以太網(wǎng)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了站點獨占傳輸媒體并同時收發(fā)數(shù)據(jù)。
2.2以太網(wǎng)標準系列
年份代號標準類型
198210BASE5802.3粗同軸電纜
198510BASE2802.3a細同軸電纜
199010BASET802.3I雙絞線
199310BASEF802.3j光纖
1995100BASET802.3u雙絞線
1997全雙工以太網(wǎng)802.3x雙絞線、光纖
19981000BASEX802.3z短屏蔽雙絞線、光纖
20001000BASET802.3ab雙絞線
2.3以太網(wǎng)的功能模塊
2.4幀結(jié)構(gòu)
2.4.1以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)
7 1 6 6 2 46~1500 4
前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）類型
（TYPE）數(shù)據(jù)區(qū)（DATA）幀檢驗序列（FCS）
1.前導碼
為101010……，共56位，為了同步。
2.幀首定界符（SFD）
為10101011，表示一幀開始。
3.目的地址（DA）
為MAC的物理地址，共6字節(jié)。又分為單地址、多地址和廣播地址。
（1）單地址：最高位是“0”；
（2）多地址和廣播地址：最高位是“1”。（廣播地址時，DA同時為全“1”代碼）
4.源地址（SA）
同上
5.類型（TYPE）
主要說明高層所使用的協(xié)議類型，如IP地址。
6.數(shù)據(jù)區(qū)（DATA）
它的范圍為：46~1500字節(jié)，如不夠46字節(jié)，則必須填充到46字節(jié)。
7.幀檢驗序列（FCS）
FCS是通過計算除前導碼、SFD和FCS以外的內(nèi)容得到的。
2.4.2以太網(wǎng)與IEEE802.3（CSMA/CD標準）幀結(jié)構(gòu)的比較
7 1 6 6 2 46~1500 4
前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）類型
（TYPE）數(shù)據(jù)區(qū)（DATA）幀檢驗序列（FCS）
以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)
7 1 2/6 2/ 6 2 46~1500 0~46 4
前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）長度（L）
邏輯鏈路層協(xié)議單元LLC—PDU填充字段PAD幀檢驗序列（FCS）
IEEE802.3（CSMA/CD標準）幀結(jié)構(gòu)
說明：如果LLC—PDU 46字節(jié)，則發(fā)送站的MAC子層自動填“0”代碼于填充段PAD中。
以太網(wǎng)與IEEE802.3的區(qū)別：
比較以太網(wǎng)IEEE802.3
數(shù)據(jù)段直接為網(wǎng)絡層的分組為LLC—PDU
長度/類型類型（值大于1536D）長度（值小于1536D）
以太網(wǎng)幀IEEE802.3幀
DA段在最高位有意義：區(qū)分單址還是多址在最高兩位有意義次高位“0”：全局管理次高位“1”：局部管理廣播地址DA段，次高位“1”DA段，次高位“1”
2.5媒體訪問控制技術
1.發(fā)送規(guī)則
2.碰撞槽時間（重點講解）
假設公共總線媒體長度為S，幀在媒體上的傳播速度為0.7C（光速），網(wǎng)絡的傳輸率為R（bps），
幀長為L（bps），tPHY為某站的物理層時延；
則有：
碰撞槽時間=2S/0.7C+2tPHY
因為Lmin/R=碰撞槽時間
所以：Lmin =（2S/0.7C+2tPHY）×R（注意，原書中有錯?。?br>
Lmin稱為最小幀長度。
碰撞槽時間在以太網(wǎng)中是一個極為重要的參數(shù)，有如下特點：
（1）它是檢測一次碰撞所需的最長時間。
（2）要求幀長度有個下限。（即最短幀長）
（3）產(chǎn)生碰撞，就會出現(xiàn)幀碎片。
（4）如發(fā)生碰撞，要等待一定的時間。t=rT.（T為碰撞槽時間）
3.接收規(guī)則
（1）網(wǎng)絡上的站點，如不發(fā)送，則接收；
（2）接收后，首先判斷是否為幀碎片；
（3）識別目的地址；
（4）判斷FCS是否有效，若無效，丟棄；若有效，進行（5）步；
（5）確定長度字段時長度還是類型，以0600H為界；
（6）接收成功。解封后送到LLC層。
2.6選學內(nèi)容
2.6.1以太網(wǎng)時隙（slot time）
1.為什么要設置時隙？
（1）在以太網(wǎng)規(guī)則中，若發(fā)生沖突，則必須讓網(wǎng)上每個主機都檢測到。但信號傳播到整個介質(zhì)需要一定的時間。
（2）考慮極限情況，主機發(fā)送的幀很小，兩沖突主機相距很遠。在A發(fā)送的幀傳播到B的前一刻，B開始發(fā)送幀。這樣，當A的幀到達B時，B檢測到了沖突，于是發(fā)送阻塞信號。
（3）但B的阻塞信號還沒有傳輸?shù)紸，A的幀已發(fā)送完畢，那么A就檢測不到?jīng)_突，而誤認為已發(fā)送成功，不再發(fā)送。
（4）由于信號的傳播時延，檢測到?jīng)_突需要一定的時間，所以發(fā)送的幀必須有一定的長度。這就是時隙需要解決的問題。
2.下面我們來估計在最壞情況下，檢測到?jīng)_突所需的時間
（1）在上圖中，A和B是網(wǎng)上相距最遠的兩個主機，設信號在A和B之間傳播時延為τ，假定A在t時
刻開始發(fā)送一幀，則這個幀在t+τ時刻到達B，若B在t+τ－ε時刻開始發(fā)送一幀，則B在t+τ時就
會檢測到?jīng)_突，并發(fā)出阻塞信號。
（2）阻塞信號將在t+2τ時到達A.所以A必須在t+2τ時仍在發(fā)送才可以檢測到?jīng)_突，所以一幀的
發(fā)送時間必須大于2τ。
（3）按照標準，10Mbps以太網(wǎng)采用中繼器時，連接最大長度為2500米，最多經(jīng)過4個中繼器，因
此規(guī)定對于10Mbps以太網(wǎng)規(guī)定一幀的最小發(fā)送時間必須為51.2μs.
（3）51.2μs也就是512位數(shù)據(jù)在10Mbps以太網(wǎng)速率下的傳播時間，常稱為512位時。這個時間定
義為以太網(wǎng)時隙。512位時=64字節(jié)，因此以太網(wǎng)幀的最小長度為512位時=64字節(jié)。
3.沖突發(fā)生的時段
（1）沖突只能發(fā)生在主機發(fā)送幀的最初一段時間，即512位時=64字節(jié)的時段。
（2）當網(wǎng)上所有主機都檢測到?jīng)_突后，就會停發(fā)幀。
（3）512位時是主機捕獲信道的時間，如果某主機發(fā)送一個幀的512位時，而沒有發(fā)生沖突，以后
也就不會再發(fā)生沖突了，稱此為主機捕獲了信道。
4.中繼器與網(wǎng)橋和沖突的關系
（1）中繼器和沖突的關系：
中繼器不能隔離沖突，所以把中繼器相連的網(wǎng)段作為一個沖突域。
沖突退避算法限制了每個主機的退避時間從1個時隙到最多210=1024個時隙，因此，
由中繼器連接的多段以太網(wǎng)中，主機數(shù)一般不超過1024個。
（2）網(wǎng)橋和沖突的關系：
網(wǎng)橋能隔離沖突，因此，在主機數(shù)超過1024個時，可以通過網(wǎng)橋連接。
5.100Mbps和1000Mbps以太網(wǎng)的時隙
（1）100Mbps以太網(wǎng)的時隙：
100Mbps以太網(wǎng)的時隙仍為512位時，以太網(wǎng)規(guī)定一幀的最小發(fā)送時間必須為5.12μs.
（2）1000Mbps以太網(wǎng)的時隙
1000Mbps以太網(wǎng)的時隙增至512字節(jié)，即4096位時。
6.堅持退避算法
有三種CSMA堅持退避算法，如下圖：
（1）非堅持CSMA；
假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送；
假如介質(zhì)是忙的，等待一段隨機時間，重復第一步；
（2）1-堅持CSMA；
假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送；
假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，立即發(fā)送；
假如沖突發(fā)生，則等待一段隨機時間，重復第一步。
（3）P-堅持CSMA；
假如介質(zhì)是空閑的，則以P概率發(fā)送；而以（1-P）的概率延遲一個時間單位。時間單
位等于最大的傳播延遲時間。
假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，重復第一步。
假如發(fā)送被延遲一個時間單位，則重復第一步。
7.三種方法的比較：
非堅持1-堅持P-堅持
優(yōu)點當站點要發(fā)送時，只要介質(zhì)空閑，就立即發(fā)送。降低1-堅持的沖突概率，又減小介質(zhì)浪費。
缺點即使有幾個站有數(shù)據(jù)要發(fā)送，介質(zhì)仍可能處于空閑狀態(tài)。介質(zhì)利用率低。
假如有兩個或兩個以上的站點有數(shù)據(jù)要發(fā)送，沖突就不可避免。P值的選擇非常重要。
2.6.2載波監(jiān)聽多路介質(zhì)訪問/沖突檢測（CSMA/CD）
載波監(jiān)聽多路介質(zhì)訪問/沖突檢測協(xié)議已廣泛應用于局域網(wǎng)。其方法是：
每個站在發(fā)送幀期間，同時有檢測沖突的能力，一旦檢測到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)送一串阻塞信號，通知總線上各站沖突已發(fā)生，這樣通道的容量不致因白白傳送一損壞的幀而浪費。
2.6.3退避算法
在CSMA/CD算法中，在檢測到?jīng)_突并發(fā)完阻塞信號后，為降低再沖突的概率，需等待一個隨機過
程，然后再用CSMA算法發(fā)送。為了決定這個隨機時間，采用稱為二進制指數(shù)退避算法，算法如下：
（1）對每個幀，當?shù)谝淮伟l(fā)生沖突時，設置參量為L=2；
（2）退避間隔取1~L個時間片中的一個隨機數(shù)，1個時間片等于2a（雙向傳播時間=2a，
即：a=0.5）；
（3）當幀重復一次沖突時，則將參量L加倍；
（4）設置一個最大重傳次數(shù)，超過這個次數(shù)，則不再重傳，并報告出錯。
2.7物理層結(jié)構(gòu)功能
2.7.1編碼和譯碼技術
計算機直接輸出的碼為不歸零碼（NRZ），在以太網(wǎng)的物理層媒體上傳輸幀的二進制碼必須采用特殊的編碼。
在10BASEX上采用曼徹斯特碼。優(yōu)點為：
（1）傳輸?shù)拇a中包括了同步時鐘；
（2）能很方便的檢測到發(fā)生碰撞的現(xiàn)象，平均電平發(fā)生了變化。
（3）容易區(qū)分“1”、“0”。
2.7.2收發(fā)器
向媒體發(fā)送信號
從媒體接收信號
識別媒體是否存在信號（在總線上是否有載波）
識別碰撞（在總線上是否發(fā)生了碰撞）
四種10BASE以太網(wǎng)物理連接（P.28）
2.7.3四種10BASE以太網(wǎng)物理性能比較
四種10BASE以太網(wǎng)物理性能比較
10BASE510BASE210BASET10BASEFL
收發(fā)器外置設備內(nèi)置芯片內(nèi)置芯片內(nèi)置芯片
媒體Φ10，50Ω同軸電纜Φ5，50Ω同軸電纜3、4、5類不屏蔽雙絞線62.5/125
多模光纜
最長媒體段500m185m100m2km
拓撲結(jié)構(gòu)公共總線型公共總線型星型星型
中繼器/集線器中繼器中繼器集線器集線器
最大跨距/媒體段數(shù)2.5km/5925m/5500m/54km/2
網(wǎng)卡上連接端9芯D型AUIBNC，T頭RJ—45ST
2.8 10BASET以太網(wǎng)組網(wǎng)技術
2.8.1 10BASET以太網(wǎng)系統(tǒng)組成（P.30）
（1）雙絞線連接
（2）系統(tǒng)配置
HUB與網(wǎng)卡之間最長距離為100米，HUB數(shù)量最多為四個。任意兩站之間的距離不會超過500米。
（3）抗干擾能力（P.31）
正常情況：放大器有輸入時，在輸出雙絞線分別產(chǎn)生極性相反且幅度相等的差分信號，對于接收放大器，只有在差分信號輸入時，才有輸出；干擾時：會產(chǎn)生同極性且幅度相等的信號，此時，沒有輸出。起到了抗干擾作用。
2.8.2 10BASET集線器功能
（1）媒體上信號的再生和在定時
（2）檢測碰撞
（3）端口的擴展功能
（4）混合連接10BASE5與10BASET及10BASE2以太網(wǎng)系統(tǒng)
見P.33.
4B/5B碼：
16進制數(shù)4位2進制數(shù)4B/5B碼16進制數(shù)4位2進制數(shù)4B/5B碼
00000111108100010010
10001010019100110011
200101010010101010110
300111010111101110111
401000101012110011010
501010101113110111011
601100111014111011100
701110111115111111101
第3章高速以太網(wǎng)
高速以太網(wǎng)是當前最流行、并廣泛使用的局域網(wǎng)，包括100Mbps和1000Mbps局域網(wǎng)。
3.1概述
高速以太網(wǎng)是在10BASET和10BASEFL（光纖鏈路）技術基礎上發(fā)展起來的100Mbps傳輸速率的以太網(wǎng)，現(xiàn)廣泛使用100BASETX和10BASEFX，它們的拓撲結(jié)構(gòu)與10BASET和10BASEFL相同，并向下兼容。
10/100Mbps自適應局域網(wǎng)保證了從10Mbps向100Mbps平穩(wěn)過渡。
3.2高速以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與分類
1.體系結(jié)構(gòu)
MII：媒體獨立接口
2.四種不同的100Mbps以太網(wǎng)物理層結(jié)構(gòu)（P.35）
3.3高速以太網(wǎng)系統(tǒng)的組成
1.網(wǎng)卡與集線器的連接
（1）若網(wǎng)卡上內(nèi)置收發(fā)機，則用RJ—45連接器連接；
（2）若網(wǎng)卡上外置收發(fā)機，則在網(wǎng)卡上配置一個40芯MII連接器。
以上對雙絞線和光纜均一樣。安裝在站中的網(wǎng)卡也是一樣的。
2.媒體
注意：
（1）網(wǎng)卡或者外置收發(fā)器上必須配置9芯連接器，這和10Mbps以太網(wǎng)不同。
（2）屏蔽雙絞線的阻抗為150Ω。
（3）在全雙工情況下：
單摸光纜段可達40Km；
多摸光纜段可達2Km；
3.線器
（1）分類
按結(jié)構(gòu)劃分：共享型和交換型；
按媒體劃分：雙絞線和光纜；
按設備劃分：單臺非擴展型、疊堆型和廂體型。
3.4高速以太網(wǎng)組網(wǎng)技術
3.4.1高速以太網(wǎng)系統(tǒng)的跨距
1.速以太網(wǎng)碰撞時間槽（St）
St=2S/0.7C+2tPHY
考慮中繼器的時延tr，并考慮中繼器的個數(shù)為N，則有：
St=2S/0.7C+2N tr +2tPHY
所以：S=0.35（L/R-2N tr -2tPHY）
注意，L沒有變，但R比10Mbps大了10倍。所以S小了許多。
2.跨距
跨距實際上反映了一個碰撞域，具體值見P.39.
3.4.2自動協(xié)商與10M/100Mbps自適應功能
1.自動協(xié)商功能
（1）在使用雙絞線的環(huán)境中，網(wǎng)卡和集線器的端口RJ—45可支持多種工作模式，如：100Mbps的T2、Tx，也支持雙工方式。
（2）屏蔽雙絞線及光纜不支持自動協(xié)商功能；
（3）在加電后，首先在端口上進行自動協(xié)商，協(xié)商結(jié)果，獲得雙方擁有的最佳工作模式。
（4）發(fā)送快速鏈路脈沖（FLP），一旦協(xié)商成功，就不再發(fā)快速鏈路脈沖（FLP）。
（5）10M/100Mbps自適應功能
分幾種情況進行分析：
（1）原有的10BASET具有自動協(xié)商功能，得到協(xié)商結(jié)果。
（2）原有的10BASET不具有自動協(xié)商功能，由于在以往的10BASET系統(tǒng)中，媒體鏈路正常工作時，
始終存在正常鏈路脈沖（NLP），以檢測鏈路的完整性。因此可以適應。
（3）如果老的10BASET中使用3類UTP媒體，在新系統(tǒng)中則不能正常使用。
（4）在自動協(xié)商后，各端口的速率可能不同。
注意兩種不正常的情況：
（1）如果是3類屏蔽線，在10Mbps時正常，在100Mbps就可能不正常；
（2）如果集線器各端口上的速率不同，那么必須解決傳輸率不一致的問題，否則，系統(tǒng)不能正常運行。
3.4.3高速以太網(wǎng)與10BASET/FL組網(wǎng)性能比較
10BASET/FL100BASETX/FX
IEEE標準802.3i/j802.3u
拓撲結(jié)構(gòu)星型星型
傳輸率10Mbps100Mbps
媒體3、4、5類UTP、MMF5類UTP、STP、SMF、MMF
最長媒體段UTP：100m；MMF：2KmUTP、STP：100m；MMF：2Km；SMF：40Km
編碼：曼徹斯特碼4B/5BNRZI
幀結(jié)構(gòu)符合DIX802.3標準符合DIX、802.3標準
CSMA/CD同上同上
碰撞槽時間51.2μs（512bit）5.12μs（512bit）
碰撞域范圍UTP：500m（四個中繼器）2個中繼器：UTP、STP：205m；MMF：228m；
UTP+MMF：216m；無中繼器：UTP：100m；MMF：412m，
3.4.4高速以太網(wǎng)典型組網(wǎng)方案
S——交換機
3.5千兆位以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與分類
3.5.1千兆位以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和功能模塊
1.體系結(jié)構(gòu)
2.功能模塊
PHY層中包括了：
（1）編碼/譯碼；
（2）收發(fā)器；
包括長波光纖激光傳輸器；波長：1270nm~1355nm
短波光纖激光傳輸器；波長：770nm~860nm
銅纜收發(fā)器。
（3）媒體。
3.5.2千兆位以太網(wǎng)按PHY層分類
1.1000BASEX類
（1）1000BASECX
1000BASECX是一種短距離屏蔽銅纜，最長距離為25m.
連接器為9芯。但只用了四芯，1、5、6、9
該纜的特性阻抗為150Ω。
（2）1000BASELX
使用長波激光，可驅(qū)動單模光纖，也可驅(qū)動多模光纖
對于多模：最長距離為550m；
對于單摸：全雙工模式下，最長距離為3Km.
（3）1000BASESX
僅支持多模光纖。
波長工作方式最長距離
62.5μm全雙工300m
50μm全雙工525m
2.1000BASET（雙絞線）
最長距離：100m；
需要專門的、更先進的編碼/譯碼方案。
特殊的驅(qū)動電路方案。
3.6千兆位以太網(wǎng)組網(wǎng)技術
3.6.1千兆位以太網(wǎng)組網(wǎng)跨距
1.無中繼器連接（P.46）
2.有中繼器連接
3.6.2幀擴展技術
最小幀長度越長，則半雙工模式的網(wǎng)絡系統(tǒng)跨距越大。
1.各種速率下的位長：速率10Mbps100Mbps1000Mbps
位長512比特512比特512字節(jié)（4096比特）當千兆以太網(wǎng)的幀達不到512字節(jié)時，必須添加擴展位。
2.100Mbps和1000Mbps以太網(wǎng)的時隙
（1）100Mbps以太網(wǎng)的時隙：
100Mbps以太網(wǎng)的時隙仍為512位時，以太網(wǎng)規(guī)定一幀的最小發(fā)送時間必須為5.12μs.
（2）1000Mbps以太網(wǎng)的時隙
1000Mbps以太網(wǎng)的時隙增至512字節(jié)，即4096位時。
3.6.3幀突發(fā)技術
幀突發(fā)在千兆以太網(wǎng)上是一種可選功能，它使一個站或一個服務器一次能連續(xù)發(fā)送多個幀。
1.幀突發(fā)技術：
（1）當一個站點需要發(fā)送很多短幀時，該站點先試圖發(fā)送第一幀，該幀可能是附加了擴展位的幀；
（2）一旦第一個幀發(fā)送成功，則具有幀突發(fā)功能的該站就能夠繼續(xù)發(fā)送其它幀，直到幀突發(fā)的總長度達到1500字節(jié)為止。
（3）為了使得在幀突發(fā)過程中，媒體始終處于“忙狀態(tài)”，必須在幀間的間隙時間中，發(fā)送站發(fā)送非“0”、“1”數(shù)值符號，以避免其它站點在幀間隙時間中占領媒體而中斷本站的幀突發(fā)過程。
（4）在幀突發(fā)過程中只有第一個幀在試圖發(fā)出時可能會遇到媒體忙或產(chǎn)生碰撞，在第一個幀以后的成組幀的發(fā)送過程中再也不可能產(chǎn)生碰撞。
（5）如果第一幀恰恰是一個最長幀，即1518字節(jié)，則標準規(guī)定幀突發(fā)過程的總長度限制在3000字節(jié)范圍內(nèi)。
局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與標準
局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)
局域網(wǎng)的傳輸媒體
局域網(wǎng)的互連
1.1概述
1.1.1局域網(wǎng)的普及
一個微機系統(tǒng)應用于學校、辦公樓、工廠、企業(yè)等場合，這些系統(tǒng)互連起來，實現(xiàn)系統(tǒng)之間交換數(shù)據(jù)和共享昂貴的的資源。
（1）主要包括與其它用戶交換報文、共同訪問公共文件和數(shù)據(jù)資源；
（2）實現(xiàn)硬件資源的共享，例如共享大容量存儲器和高性能激光打印機等。
1.1.2局域網(wǎng)的定義
在一個小區(qū)范圍內(nèi)，將分散的微機系統(tǒng)互連起來，實現(xiàn)資源的共享合同型，便構(gòu)成了局域網(wǎng)
（LAN）。幾點說明：
（1）局域網(wǎng)終端設備：又稱為數(shù)據(jù)通信設備。主要包括：微機、服務器、終端、外圍設備、傳感器（如溫度、濕度、安全報警傳感器等），數(shù)字電話、數(shù)字電視發(fā)送和接收機以及傳真機等。
當然不是所有的LAN都能配置上述設備。
（2）局域網(wǎng)的地理覆蓋一般可達幾十公里范圍；
（3）局域網(wǎng)在傳輸媒體上的數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps、100Mbps及1000Mbps.
1.1.3局域網(wǎng)的技術要素
體系結(jié)構(gòu)與標準
傳輸媒體
拓撲結(jié)構(gòu)
數(shù)據(jù)編碼
媒體訪問控制MAC
邏輯鏈路控制LAC
1.2局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與標準
1.2.1局域網(wǎng)參考模型
LAN參考模型是以IEEE802（國際電工電子工程師協(xié)會）標準的工作文件為基礎，并且采用參考模型來分析這一問題。
1.局域網(wǎng)存在的四個特征
（1）它用帶地址的幀來傳送數(shù)據(jù)；
（2）不存在中間交換，所以不要求路由選擇。
（3）數(shù)據(jù)傳輸各層的對應內(nèi)容：
第一層：物理層，比特傳輸；
第二層：數(shù)據(jù)連路層，組成幀，并進行一定的控制，主要包括：尋址、排序、流量控制、差錯控制等。
第三層：網(wǎng)絡層，完成路由選擇。
（4）層二和層三的區(qū)別
層二是通過單個鏈路完成其功能，層三是通過數(shù)個鏈路完成的。
2.域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)
3.局域網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳遞（二層和三層）
（1）最上層接收來自所連接的站的發(fā)送信息；
（2）通過服務訪問點（SAP）向下層交換信息，SAP是相鄰層的邏輯接口；
（3）發(fā)送時將數(shù)據(jù)組裝帶有地址的差錯檢測字段的幀；
（4）接收時拆卸幀，完成地址識別和差錯檢測；
（5）管理鏈路上的通信。
4.物理層的主要功能
（1）信號的編碼和譯碼；
（2）前導碼的生成和除去（前導碼用于幀同步）；
（3）比特的發(fā)送和接收。
1.2.2局域網(wǎng)媒體訪問控制
1.么是MAC？
所有局域網(wǎng)均由共享該網(wǎng)絡傳輸能力的多個設備組成。需要有某些方法控制對傳輸媒體的訪問，
以便兩個特定的設備在需要時可以交換數(shù)據(jù)。
2.體訪問技術中的“方法”
“方法”分為兩種，指控制是在集中方式下還是在分布方式下來實現(xiàn)。
（1）集中方式：
某個控制器被指定擁有訪問網(wǎng)絡的控制權，此時，希望發(fā)送的某個站必須等待，直到他收到該控制器的準許，該站才允許發(fā)送。
（2）分布方式：
由各個站集體地完成媒體訪問控制功能，動態(tài)地確定站的發(fā)送順序。
（3）集中方式方案的優(yōu)點和缺點：
優(yōu)點a.可提供諸如優(yōu)先權、保證帶寬，具有較大的控制訪問能力。
b.允許每個站有盡可能簡單的邏輯；
c.避免了協(xié)調(diào)問題。
缺點：a.會出現(xiàn)影響全網(wǎng)的單點故障；
b.會發(fā)生瓶頸作用，時效率降低。
分布方式方案的優(yōu)點和缺點：正好與集中式相反。
3.訪問控制技術的分類
主要按同步和異步進行劃分。
（1）同步技術：
每個連接均被分配一個專用規(guī)定的傳輸容量。這種方式在局域網(wǎng)中不是最佳的，因為每個站發(fā)送數(shù)據(jù)是隨機的。
（2）異步技術：
根據(jù)各站的發(fā)送情況分配傳輸容量，異步技術可進一步劃分為：循環(huán)、預約、競爭三種情況。
1.異步技術三種方法
（1）循環(huán)：
給每個站輪流發(fā)送的機會，在此機會里，某站可以謝絕發(fā)送，或發(fā)送一定限度的信息。此限度為每個站每次發(fā)送的最大數(shù)據(jù)量或最大時間量來表示。
（2）預約：
對于平穩(wěn)流式的業(yè)務，預約技術是相當合適的。即將媒體（介質(zhì)）上的時間劃分為許多時隙，當某站需要發(fā)送信息時，提前預約時隙。
（3）競爭：
對于突發(fā)式業(yè)務，競爭技術通常是合適的，各個站采取簡單的競爭方式進行競爭發(fā)送數(shù)據(jù)。常用的方式為循環(huán)和競爭方式。
1.2.3局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制LLC
1.LAN的LLC與傳統(tǒng)鏈路層的區(qū)別：
（1）它必須支持鏈路的多路訪問特性；
（2）它可利用MAC子層來實現(xiàn)鏈路訪問中的某些功能；
（3）它必須提供某些屬于三層的功能。
2.LLC的主要功能：
（1）端到端的差錯控制功能；
（2）端到端的流量控制功能；
（3）完成無連接服務功能；
（4）完成面向連接服務功能；
（5）能進行復用，即多個不同的端點的數(shù)據(jù)在同一信道上傳輸。
3.服務訪問點（SAP）
SAP在每層中有若干個點，分別用SAP1、SAP2……SAPn表示，每個SAP屬于某站，但它又在LLC層有若干個SAP，每個SAP均由一個自己的地址，例如A點LLC層的SAP，可簡單表示為：（A，1），如下圖。下面來看各站的SAP之間是如何通信的。
如上圖，假設站A內(nèi)有一個應用X，希望將電文發(fā)送給站C內(nèi)的一個進程，（A為某PC內(nèi)的報告生成程序，C為一臺打印機和一個簡單的打印機驅(qū)動器）
（1）站A的鏈路發(fā)送一個“連接請求”，的若干控制比特的幀，該幀內(nèi)含源地址（A，1—X），目的地址（C，1—M），及其它的控制比特。
（2）LAN將該幀傳遞給C站；
（3）如果“C”站空閑，就返回一個“接受連接”幀，（如果不空閑，這需要等待）；
（4）當A站與C站建立連接后，就可以利用站A的LLC將來自X的全部數(shù)據(jù)組裝成幀，每幀均含源地址和目的地址；
（5）在此段時間，所有尋找（A，1）的幀均被拒絕，除非是來自（C，1）的幀。同樣（C，1）的尋找?guī)脖唬–，1）拒絕，字節(jié)收（A，1）的幀。
（6）以上方式被稱為面向連接服務。
在以上進行數(shù)據(jù)交換的同時，各站的其它SAP之間可以同時傳遞消息，例如，進程Y可以連接到
（A，2），并與（B，1）交換數(shù)據(jù)，這就是一個復用的例子。
1.2.4尋址
1.信涉及三個因素：進程、主機、網(wǎng)絡
（1）進程是進行通信的基本實體，（也就是指軟件程序）。我們舉例說明兩個站之間的進程是如何傳遞的。（例如A站和B站）
A站的進程通過PC機，然后通過網(wǎng)絡與B站進程進行連接，并交換數(shù)據(jù)。進程在PC機上進行。
（2）主機
（3）網(wǎng)絡
2.通信（含尋址）的過程
MH：必須包含一個用來唯一地標識局域網(wǎng)上某個站的目的地址，因為對于每一個可接收的站必須讀出“目的地址”，如果和本站地址不同，則向下一站傳送；如果和本站地址相同，則MAC實體標剝除MH和MT，并且將剩余的LLC—PDU向上傳遞，LLC子層的標頭LH中必須包含SAP地址，以便LLC可將該數(shù)據(jù)交付給哪個SAP.
MAC地址：表識局域網(wǎng)中的一個站；
LLC地址：表識LLC上的某個SAP（某個用戶）。
3.SAP的分布
（1）在每兩層之間均有SAP（服務訪問點），物理層上沒有SAP.
（2）在網(wǎng)絡接口單元（NIU）上的每個終端接口都具有一個唯一的SAP；
（3）組地址：
某用戶希望將數(shù)據(jù)發(fā)送給特定NIU上的所有終端用戶，或者給整個局域網(wǎng)上的所有終端用戶，這就需要組地址。
a.廣播方式；
b.多址方式。
4.局域網(wǎng)尋址的多種方式
MAC地址LLC用戶地址（服務訪問點）
單個單個
單個多址
單個廣播
多址廣播
廣播廣播
多址單個
多址多址
廣播單個
廣播多址
1.2.5局域網(wǎng)標準
1.3局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)
1.3.1星型拓撲結(jié)構(gòu)
特點：
（1）每個站由點到點鏈路連接到公共中心；
（2）任意兩站之間的通信均要通過中心點；
（3）中心點可以是一個中繼器，也可以是一個局域網(wǎng)的交換機；
（4）發(fā)送數(shù)據(jù)的站以幀的形式進入中心點，以幀中的目的地址到達目的站點。
（5）目前局域網(wǎng)系統(tǒng)中均采用星型拓撲結(jié)構(gòu)。
1.3.2環(huán)形
特點：
（1）由一組轉(zhuǎn)發(fā)器（又稱為中繼器）通過點到點鏈路連接成封閉的環(huán)所構(gòu)成。
（2）以幀的方式傳輸數(shù)據(jù)，循環(huán)一周，在起始位除去。
（3）有令牌的站才可以發(fā)送幀。
1.3.3總線和樹型
樹型特點：傳輸媒體是不構(gòu)成閉合環(huán)路的分支電纜，也即在樹型網(wǎng)絡中，任意兩個終端之間只有唯一的一條路徑。
總線型特點：只有傳輸媒體，沒有交換機，也沒有轉(zhuǎn)發(fā)器。
1.4局域網(wǎng)的傳輸媒體
傳輸媒體主要有雙絞線、同軸電纜和光纖。
1.4.1雙絞線
1.物理描述
2.傳輸特性
（1）對模擬信號，約每5~6Km需要一個放大器；
（2）對低頻數(shù)字信號，每2~3Km需用一個轉(zhuǎn)發(fā)器。
1.4.2同軸電纜
分類：
（1）CATV系統(tǒng)中使用75Ω電纜，主要用于寬帶FDM模擬信號及高速數(shù)據(jù)。
（2）基帶數(shù)字信號使用50Ω電纜，對于模擬信號可達300MHz~400MHz，每個電視信道分配6MHz的帶寬。
（3）帶寬和速率的關系：
對于5Mbps或更高的速率可設定1Hz/1bps，如6MHzTV信道——5Mbp速率。
對于較低速率可設計2 Hz/1bps；
目前用整條同軸電纜（75Ω）傳送數(shù)據(jù)，可達50Mbps，距離一般為1Km左右。
1.4.3光纜
傳輸特性：1014Hz~1015Hz范圍起波導作用。
多模：小角度的入射光纖被反射并沿光纖傳播，其余光纖被周圍媒體所吸收。
單模：纖芯半徑降低到波長的量級時，只有單個角度或單個模，即只有軸向光束能通過。
1.4.4無線傳輸媒體
分類：
（1）射頻（RF）：900MHz、2.4GHz、5.8GHz（無需申請的頻率）
（2）紅外線（IR）800mm~900mm波段，地域范圍可達數(shù)十米，可獲得10Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率。
散射IR（DFIR）：范圍較小，但收發(fā)之間可有障礙物；
直射IR（DBIR） ：范圍較大，但收發(fā)之間不能有障礙物。
1.5局域網(wǎng)的互連
局域網(wǎng)的互連主要通過以下設備實現(xiàn)：
（1）中繼器（又稱轉(zhuǎn)發(fā)器，在物理層實現(xiàn)互連）；
（2）網(wǎng)橋（又稱橋接器，在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)互連）；
（3）路由器（在網(wǎng)絡層實現(xiàn)互連）；
（4）網(wǎng)關（又稱網(wǎng)間連接器，在傳輸層及以上實現(xiàn)互連）。
1.5.1中繼器
中繼器，又稱重發(fā)器，主要是將信號再生放大，主要作用為：
（1）將沖突域延長、擴大；
（2）但不能將電路形成環(huán)路；中繼的個數(shù)有限，主要為時延及負荷情況；
（3）多口中繼器又稱為集線器，可分為電纜中繼器（雙絞線、同軸電纜）和光纜中繼器。
1.5.2集線器
集線器又稱為集中器，用它作為一個中心節(jié)點，可連接多個傳輸媒體。集線器分為有源集線器，無源集線器和智能集線器。
1.5.3網(wǎng)橋
用于連接兩個或兩個以上具有相同通信協(xié)議、傳輸媒體及尋址結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)網(wǎng)間的互連設備。
（1）網(wǎng)橋有它的軟件和硬件。網(wǎng)橋需要有足夠大的RAM（存儲器）緩沖區(qū)，用于擴展網(wǎng)絡距離和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到另一個目的網(wǎng)工作站。
（2）網(wǎng)橋具有尋址和路徑選擇功能；網(wǎng)橋?qū)V播信息不能識別，也不能過濾；
（3）網(wǎng)橋又分為本地網(wǎng)橋和遠程網(wǎng)橋。
本地網(wǎng)橋：指所連接的兩個LAN間的距離在所允許的最大傳輸媒體長度之內(nèi)的網(wǎng)橋。連接兩個LAN
只需一個網(wǎng)橋。
遠程網(wǎng)橋：必須加上調(diào)制解調(diào)器，而且連接兩個LAN時需要兩個網(wǎng)橋。
1.5.4路由器
1.主要功能：
（1）選擇最佳的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的路徑，建立非常靈活的連接，均衡網(wǎng)絡負載。
（2）利用通信協(xié)議本身的流控來控制數(shù)據(jù)傳輸，解決擁擠問題；
（3）具有判斷需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)分組的功能，判定某數(shù)據(jù)是否需轉(zhuǎn)發(fā)。
2.路由器分為：
（1）單協(xié)議路由器：對具有相同網(wǎng)絡層協(xié)議的網(wǎng)絡互連；
（2）多協(xié)議路由器：對具有多種網(wǎng)絡層協(xié)議的網(wǎng)絡互連。
1.5.5網(wǎng)關（又稱高層協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)器）
用途：用于不同類型且差別較大的網(wǎng)絡系統(tǒng)間的互聯(lián)。
第2章以太網(wǎng)
以太網(wǎng)是最早使用的局域網(wǎng)，也是目前使用最廣泛的網(wǎng)絡產(chǎn)品。
以太網(wǎng)有10Mbps、100Mbps和1000Mbps的網(wǎng)絡。以星型為主。交換型以太網(wǎng)
逐漸代替了共享型以太網(wǎng)，并使用了全雙工以太網(wǎng)技術。
2.1概述
1. 20世紀70年代中期，Xerox公司制定了以太網(wǎng)協(xié)議并進行實驗，速率為2.94Mbps；
2.1980年，Xerox、Intel和DEC三公司聯(lián)合發(fā)表DIX80，即以太網(wǎng)的標準；
3.1981年6月，IEEE802 LAN標準委員會成立；
4.1985年，IEEE802 LAN標準委員會正式通過了局域網(wǎng)標準。
5.傳統(tǒng)的以太網(wǎng)的核心思想是在共享的公共傳輸媒體上以半雙工傳輸模式工作，網(wǎng)絡的站點在同一
時刻要么發(fā)送數(shù)據(jù)，要么接收數(shù)據(jù)，而不能同發(fā)送和接收。
6.交換型和全雙工以太網(wǎng)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了站點獨占傳輸媒體并同時收發(fā)數(shù)據(jù)。
2.2以太網(wǎng)標準系列
年份代號標準類型
198210BASE5802.3粗同軸電纜
198510BASE2802.3a細同軸電纜
199010BASET802.3I雙絞線
199310BASEF802.3j光纖
1995100BASET802.3u雙絞線
1997全雙工以太網(wǎng)802.3x雙絞線、光纖
19981000BASEX802.3z短屏蔽雙絞線、光纖
20001000BASET802.3ab雙絞線
2.3以太網(wǎng)的功能模塊
2.4幀結(jié)構(gòu)
2.4.1以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)
7 1 6 6 2 46~1500 4
前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）類型
（TYPE）數(shù)據(jù)區(qū)（DATA）幀檢驗序列（FCS）
1.前導碼
為101010……，共56位，為了同步。
2.幀首定界符（SFD）
為10101011，表示一幀開始。
3.目的地址（DA）
為MAC的物理地址，共6字節(jié)。又分為單地址、多地址和廣播地址。
（1）單地址：最高位是“0”；
（2）多地址和廣播地址：最高位是“1”。（廣播地址時，DA同時為全“1”代碼）
4.源地址（SA）
同上
5.類型（TYPE）
主要說明高層所使用的協(xié)議類型，如IP地址。
6.數(shù)據(jù)區(qū)（DATA）
它的范圍為：46~1500字節(jié)，如不夠46字節(jié)，則必須填充到46字節(jié)。
7.幀檢驗序列（FCS）
FCS是通過計算除前導碼、SFD和FCS以外的內(nèi)容得到的。
2.4.2以太網(wǎng)與IEEE802.3（CSMA/CD標準）幀結(jié)構(gòu)的比較
7 1 6 6 2 46~1500 4
前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）類型
（TYPE）數(shù)據(jù)區(qū)（DATA）幀檢驗序列（FCS）
以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)
7 1 2/6 2/ 6 2 46~1500 0~46 4
前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）長度（L）
邏輯鏈路層協(xié)議單元LLC—PDU填充字段PAD幀檢驗序列（FCS）
IEEE802.3（CSMA/CD標準）幀結(jié)構(gòu)
說明：如果LLC—PDU 46字節(jié)，則發(fā)送站的MAC子層自動填“0”代碼于填充段PAD中。
以太網(wǎng)與IEEE802.3的區(qū)別：
比較以太網(wǎng)IEEE802.3
數(shù)據(jù)段直接為網(wǎng)絡層的分組為LLC—PDU
長度/類型類型（值大于1536D）長度（值小于1536D）
以太網(wǎng)幀IEEE802.3幀
DA段在最高位有意義：區(qū)分單址還是多址在最高兩位有意義次高位“0”：全局管理次高位“1”：局部管理廣播地址DA段，次高位“1”DA段，次高位“1”
2.5媒體訪問控制技術
1.發(fā)送規(guī)則
2.碰撞槽時間（重點講解）
假設公共總線媒體長度為S，幀在媒體上的傳播速度為0.7C（光速），網(wǎng)絡的傳輸率為R（bps），
幀長為L（bps），tPHY為某站的物理層時延；
則有：
碰撞槽時間=2S/0.7C+2tPHY
因為Lmin/R=碰撞槽時間
所以：Lmin =（2S/0.7C+2tPHY）×R（注意，原書中有錯?。?br>
Lmin稱為最小幀長度。
碰撞槽時間在以太網(wǎng)中是一個極為重要的參數(shù)，有如下特點：
（1）它是檢測一次碰撞所需的最長時間。
（2）要求幀長度有個下限。（即最短幀長）
（3）產(chǎn)生碰撞，就會出現(xiàn)幀碎片。
（4）如發(fā)生碰撞，要等待一定的時間。t=rT.（T為碰撞槽時間）
3.接收規(guī)則
（1）網(wǎng)絡上的站點，如不發(fā)送，則接收；
（2）接收后，首先判斷是否為幀碎片；
（3）識別目的地址；
（4）判斷FCS是否有效，若無效，丟棄；若有效，進行（5）步；
（5）確定長度字段時長度還是類型，以0600H為界；
（6）接收成功。解封后送到LLC層。
2.6選學內(nèi)容
2.6.1以太網(wǎng)時隙（slot time）
1.為什么要設置時隙？
（1）在以太網(wǎng)規(guī)則中，若發(fā)生沖突，則必須讓網(wǎng)上每個主機都檢測到。但信號傳播到整個介質(zhì)需要一定的時間。
（2）考慮極限情況，主機發(fā)送的幀很小，兩沖突主機相距很遠。在A發(fā)送的幀傳播到B的前一刻，B開始發(fā)送幀。這樣，當A的幀到達B時，B檢測到了沖突，于是發(fā)送阻塞信號。
（3）但B的阻塞信號還沒有傳輸?shù)紸，A的幀已發(fā)送完畢，那么A就檢測不到?jīng)_突，而誤認為已發(fā)送成功，不再發(fā)送。
（4）由于信號的傳播時延，檢測到?jīng)_突需要一定的時間，所以發(fā)送的幀必須有一定的長度。這就是時隙需要解決的問題。
2.下面我們來估計在最壞情況下，檢測到?jīng)_突所需的時間
（1）在上圖中，A和B是網(wǎng)上相距最遠的兩個主機，設信號在A和B之間傳播時延為τ，假定A在t時
刻開始發(fā)送一幀，則這個幀在t+τ時刻到達B，若B在t+τ－ε時刻開始發(fā)送一幀，則B在t+τ時就
會檢測到?jīng)_突，并發(fā)出阻塞信號。
（2）阻塞信號將在t+2τ時到達A.所以A必須在t+2τ時仍在發(fā)送才可以檢測到?jīng)_突，所以一幀的
發(fā)送時間必須大于2τ。
（3）按照標準，10Mbps以太網(wǎng)采用中繼器時，連接最大長度為2500米，最多經(jīng)過4個中繼器，因
此規(guī)定對于10Mbps以太網(wǎng)規(guī)定一幀的最小發(fā)送時間必須為51.2μs.
（3）51.2μs也就是512位數(shù)據(jù)在10Mbps以太網(wǎng)速率下的傳播時間，常稱為512位時。這個時間定
義為以太網(wǎng)時隙。512位時=64字節(jié)，因此以太網(wǎng)幀的最小長度為512位時=64字節(jié)。
3.沖突發(fā)生的時段
（1）沖突只能發(fā)生在主機發(fā)送幀的最初一段時間，即512位時=64字節(jié)的時段。
（2）當網(wǎng)上所有主機都檢測到?jīng)_突后，就會停發(fā)幀。
（3）512位時是主機捕獲信道的時間，如果某主機發(fā)送一個幀的512位時，而沒有發(fā)生沖突，以后
也就不會再發(fā)生沖突了，稱此為主機捕獲了信道。
4.中繼器與網(wǎng)橋和沖突的關系
（1）中繼器和沖突的關系：
中繼器不能隔離沖突，所以把中繼器相連的網(wǎng)段作為一個沖突域。
沖突退避算法限制了每個主機的退避時間從1個時隙到最多210=1024個時隙，因此，
由中繼器連接的多段以太網(wǎng)中，主機數(shù)一般不超過1024個。
（2）網(wǎng)橋和沖突的關系：
網(wǎng)橋能隔離沖突，因此，在主機數(shù)超過1024個時，可以通過網(wǎng)橋連接。
5.100Mbps和1000Mbps以太網(wǎng)的時隙
（1）100Mbps以太網(wǎng)的時隙：
100Mbps以太網(wǎng)的時隙仍為512位時，以太網(wǎng)規(guī)定一幀的最小發(fā)送時間必須為5.12μs.
（2）1000Mbps以太網(wǎng)的時隙
1000Mbps以太網(wǎng)的時隙增至512字節(jié)，即4096位時。
6.堅持退避算法
有三種CSMA堅持退避算法，如下圖：
（1）非堅持CSMA；
假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送；
假如介質(zhì)是忙的，等待一段隨機時間，重復第一步；
（2）1-堅持CSMA；
假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送；
假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，立即發(fā)送；
假如沖突發(fā)生，則等待一段隨機時間，重復第一步。
（3）P-堅持CSMA；
假如介質(zhì)是空閑的，則以P概率發(fā)送；而以（1-P）的概率延遲一個時間單位。時間單
位等于最大的傳播延遲時間。
假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，重復第一步。
假如發(fā)送被延遲一個時間單位，則重復第一步。
7.三種方法的比較：
非堅持1-堅持P-堅持
優(yōu)點當站點要發(fā)送時，只要介質(zhì)空閑，就立即發(fā)送。降低1-堅持的沖突概率，又減小介質(zhì)浪費。
缺點即使有幾個站有數(shù)據(jù)要發(fā)送，介質(zhì)仍可能處于空閑狀態(tài)。介質(zhì)利用率低。
假如有兩個或兩個以上的站點有數(shù)據(jù)要發(fā)送，沖突就不可避免。P值的選擇非常重要。
2.6.2載波監(jiān)聽多路介質(zhì)訪問/沖突檢測（CSMA/CD）
載波監(jiān)聽多路介質(zhì)訪問/沖突檢測協(xié)議已廣泛應用于局域網(wǎng)。其方法是：
每個站在發(fā)送幀期間，同時有檢測沖突的能力，一旦檢測到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)送一串阻塞信號，通知總線上各站沖突已發(fā)生，這樣通道的容量不致因白白傳送一損壞的幀而浪費。
2.6.3退避算法
在CSMA/CD算法中，在檢測到?jīng)_突并發(fā)完阻塞信號后，為降低再沖突的概率，需等待一個隨機過
程，然后再用CSMA算法發(fā)送。為了決定這個隨機時間，采用稱為二進制指數(shù)退避算法，算法如下：
（1）對每個幀，當?shù)谝淮伟l(fā)生沖突時，設置參量為L=2；
（2）退避間隔取1~L個時間片中的一個隨機數(shù)，1個時間片等于2a（雙向傳播時間=2a，
即：a=0.5）；
（3）當幀重復一次沖突時，則將參量L加倍；
（4）設置一個最大重傳次數(shù)，超過這個次數(shù)，則不再重傳，并報告出錯。
2.7物理層結(jié)構(gòu)功能
2.7.1編碼和譯碼技術
計算機直接輸出的碼為不歸零碼（NRZ），在以太網(wǎng)的物理層媒體上傳輸幀的二進制碼必須采用特殊的編碼。
在10BASEX上采用曼徹斯特碼。優(yōu)點為：
（1）傳輸?shù)拇a中包括了同步時鐘；
（2）能很方便的檢測到發(fā)生碰撞的現(xiàn)象，平均電平發(fā)生了變化。
（3）容易區(qū)分“1”、“0”。
2.7.2收發(fā)器
向媒體發(fā)送信號
從媒體接收信號
識別媒體是否存在信號（在總線上是否有載波）
識別碰撞（在總線上是否發(fā)生了碰撞）
四種10BASE以太網(wǎng)物理連接（P.28）
2.7.3四種10BASE以太網(wǎng)物理性能比較
四種10BASE以太網(wǎng)物理性能比較
10BASE510BASE210BASET10BASEFL
收發(fā)器外置設備內(nèi)置芯片內(nèi)置芯片內(nèi)置芯片
媒體Φ10，50Ω同軸電纜Φ5，50Ω同軸電纜3、4、5類不屏蔽雙絞線62.5/125
多模光纜
最長媒體段500m185m100m2km
拓撲結(jié)構(gòu)公共總線型公共總線型星型星型
中繼器/集線器中繼器中繼器集線器集線器
最大跨距/媒體段數(shù)2.5km/5925m/5500m/54km/2
網(wǎng)卡上連接端9芯D型AUIBNC，T頭RJ—45ST
2.8 10BASET以太網(wǎng)組網(wǎng)技術
2.8.1 10BASET以太網(wǎng)系統(tǒng)組成（P.30）
（1）雙絞線連接
（2）系統(tǒng)配置
HUB與網(wǎng)卡之間最長距離為100米，HUB數(shù)量最多為四個。任意兩站之間的距離不會超過500米。
（3）抗干擾能力（P.31）
正常情況：放大器有輸入時，在輸出雙絞線分別產(chǎn)生極性相反且幅度相等的差分信號，對于接收放大器，只有在差分信號輸入時，才有輸出；干擾時：會產(chǎn)生同極性且幅度相等的信號，此時，沒有輸出。起到了抗干擾作用。
2.8.2 10BASET集線器功能
（1）媒體上信號的再生和在定時
（2）檢測碰撞
（3）端口的擴展功能
（4）混合連接10BASE5與10BASET及10BASE2以太網(wǎng)系統(tǒng)
見P.33.
4B/5B碼：
16進制數(shù)4位2進制數(shù)4B/5B碼16進制數(shù)4位2進制數(shù)4B/5B碼
00000111108100010010
10001010019100110011
200101010010101010110
300111010111101110111
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第3章高速以太網(wǎng)
高速以太網(wǎng)是當前最流行、并廣泛使用的局域網(wǎng)，包括100Mbps和1000Mbps局域網(wǎng)。
3.1概述
高速以太網(wǎng)是在10BASET和10BASEFL（光纖鏈路）技術基礎上發(fā)展起來的100Mbps傳輸速率的以太網(wǎng)，現(xiàn)廣泛使用100BASETX和10BASEFX，它們的拓撲結(jié)構(gòu)與10BASET和10BASEFL相同，并向下兼容。
10/100Mbps自適應局域網(wǎng)保證了從10Mbps向100Mbps平穩(wěn)過渡。
3.2高速以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與分類
1.體系結(jié)構(gòu)
MII：媒體獨立接口
2.四種不同的100Mbps以太網(wǎng)物理層結(jié)構(gòu)（P.35）
3.3高速以太網(wǎng)系統(tǒng)的組成
1.網(wǎng)卡與集線器的連接
（1）若網(wǎng)卡上內(nèi)置收發(fā)機，則用RJ—45連接器連接；
（2）若網(wǎng)卡上外置收發(fā)機，則在網(wǎng)卡上配置一個40芯MII連接器。
以上對雙絞線和光纜均一樣。安裝在站中的網(wǎng)卡也是一樣的。
2.媒體
注意：
（1）網(wǎng)卡或者外置收發(fā)器上必須配置9芯連接器，這和10Mbps以太網(wǎng)不同。
（2）屏蔽雙絞線的阻抗為150Ω。
（3）在全雙工情況下：
單摸光纜段可達40Km；
多摸光纜段可達2Km；
3.線器
（1）分類
按結(jié)構(gòu)劃分：共享型和交換型；
按媒體劃分：雙絞線和光纜；
按設備劃分：單臺非擴展型、疊堆型和廂體型。
3.4高速以太網(wǎng)組網(wǎng)技術
3.4.1高速以太網(wǎng)系統(tǒng)的跨距
1.速以太網(wǎng)碰撞時間槽（St）
St=2S/0.7C+2tPHY
考慮中繼器的時延tr，并考慮中繼器的個數(shù)為N，則有：
St=2S/0.7C+2N tr +2tPHY
所以：S=0.35（L/R-2N tr -2tPHY）
注意，L沒有變，但R比10Mbps大了10倍。所以S小了許多。
2.跨距
跨距實際上反映了一個碰撞域，具體值見P.39.
3.4.2自動協(xié)商與10M/100Mbps自適應功能
1.自動協(xié)商功能
（1）在使用雙絞線的環(huán)境中，網(wǎng)卡和集線器的端口RJ—45可支持多種工作模式，如：100Mbps的T2、Tx，也支持雙工方式。
（2）屏蔽雙絞線及光纜不支持自動協(xié)商功能；
（3）在加電后，首先在端口上進行自動協(xié)商，協(xié)商結(jié)果，獲得雙方擁有的最佳工作模式。
（4）發(fā)送快速鏈路脈沖（FLP），一旦協(xié)商成功，就不再發(fā)快速鏈路脈沖（FLP）。
（5）10M/100Mbps自適應功能
分幾種情況進行分析：
（1）原有的10BASET具有自動協(xié)商功能，得到協(xié)商結(jié)果。
（2）原有的10BASET不具有自動協(xié)商功能，由于在以往的10BASET系統(tǒng)中，媒體鏈路正常工作時，
始終存在正常鏈路脈沖（NLP），以檢測鏈路的完整性。因此可以適應。
（3）如果老的10BASET中使用3類UTP媒體，在新系統(tǒng)中則不能正常使用。
（4）在自動協(xié)商后，各端口的速率可能不同。
注意兩種不正常的情況：
（1）如果是3類屏蔽線，在10Mbps時正常，在100Mbps就可能不正常；
（2）如果集線器各端口上的速率不同，那么必須解決傳輸率不一致的問題，否則，系統(tǒng)不能正常運行。
3.4.3高速以太網(wǎng)與10BASET/FL組網(wǎng)性能比較
10BASET/FL100BASETX/FX
IEEE標準802.3i/j802.3u
拓撲結(jié)構(gòu)星型星型
傳輸率10Mbps100Mbps
媒體3、4、5類UTP、MMF5類UTP、STP、SMF、MMF
最長媒體段UTP：100m；MMF：2KmUTP、STP：100m；MMF：2Km；SMF：40Km
編碼：曼徹斯特碼4B/5BNRZI
幀結(jié)構(gòu)符合DIX802.3標準符合DIX、802.3標準
CSMA/CD同上同上
碰撞槽時間51.2μs（512bit）5.12μs（512bit）
碰撞域范圍UTP：500m（四個中繼器）2個中繼器：UTP、STP：205m；MMF：228m；
UTP+MMF：216m；無中繼器：UTP：100m；MMF：412m，
3.4.4高速以太網(wǎng)典型組網(wǎng)方案
S——交換機
3.5千兆位以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與分類
3.5.1千兆位以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和功能模塊
1.體系結(jié)構(gòu)
2.功能模塊
PHY層中包括了：
（1）編碼/譯碼；
（2）收發(fā)器；
包括長波光纖激光傳輸器；波長：1270nm~1355nm
短波光纖激光傳輸器；波長：770nm~860nm
銅纜收發(fā)器。
（3）媒體。
3.5.2千兆位以太網(wǎng)按PHY層分類
1.1000BASEX類
（1）1000BASECX
1000BASECX是一種短距離屏蔽銅纜，最長距離為25m.
連接器為9芯。但只用了四芯，1、5、6、9
該纜的特性阻抗為150Ω。
（2）1000BASELX
使用長波激光，可驅(qū)動單模光纖，也可驅(qū)動多模光纖
對于多模：最長距離為550m；
對于單摸：全雙工模式下，最長距離為3Km.
（3）1000BASESX
僅支持多模光纖。
波長工作方式最長距離
62.5μm全雙工300m
50μm全雙工525m
2.1000BASET（雙絞線）
最長距離：100m；
需要專門的、更先進的編碼/譯碼方案。
特殊的驅(qū)動電路方案。
3.6千兆位以太網(wǎng)組網(wǎng)技術
3.6.1千兆位以太網(wǎng)組網(wǎng)跨距
1.無中繼器連接（P.46）
2.有中繼器連接
3.6.2幀擴展技術
最小幀長度越長，則半雙工模式的網(wǎng)絡系統(tǒng)跨距越大。
1.各種速率下的位長：速率10Mbps100Mbps1000Mbps
位長512比特512比特512字節(jié)（4096比特）當千兆以太網(wǎng)的幀達不到512字節(jié)時，必須添加擴展位。
2.100Mbps和1000Mbps以太網(wǎng)的時隙
（1）100Mbps以太網(wǎng)的時隙：
100Mbps以太網(wǎng)的時隙仍為512位時，以太網(wǎng)規(guī)定一幀的最小發(fā)送時間必須為5.12μs.
（2）1000Mbps以太網(wǎng)的時隙
1000Mbps以太網(wǎng)的時隙增至512字節(jié)，即4096位時。
3.6.3幀突發(fā)技術
幀突發(fā)在千兆以太網(wǎng)上是一種可選功能，它使一個站或一個服務器一次能連續(xù)發(fā)送多個幀。
1.幀突發(fā)技術：
（1）當一個站點需要發(fā)送很多短幀時，該站點先試圖發(fā)送第一幀，該幀可能是附加了擴展位的幀；
（2）一旦第一個幀發(fā)送成功，則具有幀突發(fā)功能的該站就能夠繼續(xù)發(fā)送其它幀，直到幀突發(fā)的總長度達到1500字節(jié)為止。
（3）為了使得在幀突發(fā)過程中，媒體始終處于“忙狀態(tài)”，必須在幀間的間隙時間中，發(fā)送站發(fā)送非“0”、“1”數(shù)值符號，以避免其它站點在幀間隙時間中占領媒體而中斷本站的幀突發(fā)過程。
（4）在幀突發(fā)過程中只有第一個幀在試圖發(fā)出時可能會遇到媒體忙或產(chǎn)生碰撞，在第一個幀以后的成組幀的發(fā)送過程中再也不可能產(chǎn)生碰撞。
（5）如果第一幀恰恰是一個最長幀，即1518字節(jié)，則標準規(guī)定幀突發(fā)過程的總長度限制在3000字節(jié)范圍內(nèi)。
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