数据通信与计算机网络--06局域网技术

第6讲局域网技术(一)第6讲局域网技术课时授课计划课程内容第6讲局域网技术(一)内容：局域网模型CSMA/CDIEEE802.3标准目的与要求：掌握局域网模型；理解CSMA/CD工作原理；了解802.3标准重点与难点：重点：局域网模型、CSMA/CD；难点：CSMA/CD工作原理。第6讲局域网技术(一)课堂讨论：CSMA/CD工作原理？现代教学方法与手段：投影PowerPoint幻灯课件复习（提问）：停等协议？选择重传协议？第6讲局域网技术(一)第4章局域网和城域网4.1局域网概述4.2局域网参考模型4.3CSMA/CD和IEEE802.3标准第6讲局域网技术(一)4.1局域网概述LAN的特点覆盖范围小房间、建筑物、园区范围距离≤25km高传输速率10Mbps～1000Mbps低误码率10-8～10-10采用总线、星形、环形拓扑双绞线、同轴电缆、光纤为一个单位所拥有，自行建设，不对外提供服务hubhubhubSwitchServerfarmstationstationsstations第6讲局域网技术(一)4.1局域网概述2.局域网的关键技术拓扑结构（逻辑、物理）总线型、星型、环型、树型介质访问方法按协议实现信道共享:CSMA/CD和Token-passing信号传输形式基带、宽带第6讲局域网技术(一)LAN典型拓扑结构总线型:所有结点都直接连接到共享信道星型:所有结点都连接到中央结点环型:结点通过点到点链路与相邻结点连接BusStarRingABCCADCBABCAT第6讲局域网技术(一)4.2局域网参考模型局域网体系结构：1.IEEE802局域网的发展需要，1980年2月成立IEEE802委员会。5年中制定了一系列局域网标准，称为IEEE802标准。它在OSI/RM、TCP/IP（广域网）之后，局域网不用网络层。2.分层按IEEE802标准，局域网体系结构由物理层、介质访问控制子层（MAC-MediaAccessControl）和逻辑链路子层LLC(LogicalLinkControl)组成第6讲局域网技术(一)IEEE802标准范围应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层OSI参考模型传输媒体物理层物理层传输媒体MAC子层LLC子层MAC子层LLC子层高层协议局域网参考模型高层协议高层协议IEEE802局域网参考模型第6讲局域网技术(一)1、OSI/RM的物理层与局域网模型的物理层相当2、OSI/RM的数据链路层与局域网模型的LLC+MAC相当3、LLC层与传输介质无关，对于各种不同类型的局域网都是适合的；MAC层与传输介质有关，它和网络的拓扑形式、传输介质的类型有直接关系；4、LLC层的主要作用：帧发送、接受，流量控制等MAC层的主要作用：介质接入控制和对信道资源的分配；装/拆帧、CRC校验；说明：第6讲局域网技术(一)IEEE802局域网标准IEEE802委员会于1984前后年公布了五项标准：IEEE802.1-IEEE802.5，最新的千兆以太网技术目前也已标准化。IEEE802.1—局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联IEEE802.2—逻辑链路控制LLCIEEE802.3—CSMA/CD访问方法和物理层规范，主要包括如下几个标准：IEEE802.3—CSMA/CD介质访问控制标准和物理层规范：定义了四种不同介质10Mbps以太网规范：10BASE2、10BASE5、10BASET、10BASEFIEEE802.3u—100Mbps快速以太网标准，现已合并到802.3IEEE802.3z—光纤介质千兆以太网标准规范IEEE802.3ab—传输距离为100米的5类无屏蔽双绞线介质千兆以太网标准规范第6讲局域网技术(一)IEEE802局域网标准IEEE802.4—TokenPassingBUS（令牌总线）IEEE802.5—TokenRing（令牌环）访问方法和物理层规范IEEE802.6—城域网访问方法和物理层规范IEEE802.7—宽带技术咨询和物理层课题与建议实施IEEE802.8—光纤技术咨询和物理层课题IEEE802.9—综合声音／数据服务的访问方法和物理层规范IEEE802.10—安全与加密访问方法和物理层规范IEEE802.11—无线局域网访问方法和物理层规范，包括IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11c和IEEE802.11q标准。IEEE802.12—100VG-AnyLAN快速局域网访问方法和物理层规范第6讲局域网技术(一)802.10安全与加密802.1局域网概述、体系结构、网络互连与网络管理802.2逻辑链路控制LLC802.3CSMA/CD物理层802.4令牌总线物理层802.5令牌环物理层802.6城域网物理层802.9语音数据综合局域网802.11无线局域网802.12100VG-AnyLAN802.7宽带技术802.8光纤技术数据链路层物理层第6讲局域网技术(一)（1）物理层物理层的主要作用是确保二进制位信号的正确传输，包括位流的正确传送与正确接收。局域网物理层制定的标准规范主要有如下一些内容局域网传输介质与传输距离。物理接口的机械特性、电气特性、性能特性和规程特性。传输信号的编码方案，局域网常用的编码方案有：曼彻斯特码、差分曼彻斯特码、非归零码、4B/5B码、8B/6T和8B/10B等。错误校验码以及同步信号的产生与删除。传输速率拓扑结构信令方式LAN三层功能第6讲局域网技术(一)（2）MAC子层（介质访问控制）MAC是数据链路层的下半部，它直接与物理层相邻。主要功能：是进行合理的信道分配，解决信道竞争问题。它在支持LLC子层中，完成介质访问控制功能，为竞争的用户分配信道使用权，并具有管理多链路的功能。MAC子层为不同的物理介质定义了介质访问控制标准。目前,IEEE802已规定的介质访问控制标准有带冲突检测的载波监听多路访问(CSMA/CD)、令牌环(Token-Ring)和令牌总线(Token-Bus)等。第6讲局域网技术(一)（3）LLC子层（逻辑链路控制）LLC也是数据链路层的一个功能子层。LLC子层的功能包括：数据帧的组装与拆卸、帧的收发、差错控制、数据流控制和发送顺序控制；为网络层提供两种类型的服务，面向连接服务和无连接服务。LLC在MAC子层的支持下向网络层提供服务。可运行于所有802局域网和城域网协议之上的数据链路协议，LLC子层与传输介质无关，它独立于介质访问控制方法，隐藏了各种802网络之间的差别，向网络层提供一个统一的格式和接口。第6讲局域网技术(一)局域网的通信方式广播与广播域错误的信号流动方式正确的信号流动方式第6讲局域网技术(一)第6讲局域网技术(一)广播(Broadcast)：一台计算机发出信号，直接连到这台计算机所在介质段上的所有其它计算机和网络设备都能收到信号。广播域：一台计算机发出广播信号，能收到该广播信号的以太网的范围。广播与广播信号，广播信号不受任何数据链路层设备影响。第6讲局域网技术(一)CSMA：载波监听多点访问工作原理：发送前监听。每个站点在发送数据之前要监听信道上是否有数据在传送。若有，则此站不能发送，需等待一段时间后重试。载波监听策略：非坚持CSMA：一旦监听到信道忙，就不再监听；延迟一个随机时间后再次监听。坚持CSMA：监听到信道忙时，仍继续监听，直到信道空闲。1-坚持CSMA：一听到信道空闲就立即发送数据p-坚持CSMA：听到信道空闲时，以概率p发送数据（以概率1-p延迟一段时间后再发送）CSMA技术不能解决发送中出现的冲突现象。第6讲局域网技术(一)冲突(碰撞)Collision以太网上由于多台计算机争用传输介质，两台或以上计算机发出的信号在同一段介质上叠加，而引起的信号错误。第6讲局域网技术(一)CSMA/CD—带冲突检测的载波监听多点访问工作原理：发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送数据。在发送时，边发边继续监听。若监听到冲突，则立即停止发送。等待一段随机时间（称为退避）以后，再重新尝试。•CSMA/CD可归结为四句话：发前先侦听，空闲即发送，边发边检测，冲突时退避。第6讲局域网技术(一)CSMA/CD的流程图媒体忙？发送帧碰撞？发送完？发送JamN≥16?YesNoNoYes发送成功Yes发送失败No延迟随机时间NoYes发送帧碰撞次数N++第6讲局域网技术(一)课堂小结掌握下面的术语LAN、LLC、MAC、MAC地址、物理地址广播、CSMA、CD、帧掌握局域网参考模型理解CSMA/CD的工作原理第6讲局域网技术(一)Homework预习第四章中的令牌环和令牌总线访问控制方法