局域网的媒体访问

1、新华电脑专修学院新华电脑专修学院 第六课第六课 以太网通信标准及其访问机制以太网通信标准及其访问机制 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 引入 计算机网络分为两类：采用点到点连接的网络 和采用广播信道的网络。在所有广播网络中，关 键的问题是：当信道的使用产生竞争时，如何分 配信道的使用权？ 01 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 学习目标 1、什么是局域网？ 2、局域网的体系结构认识？ 3、局域网的媒体访问控制方法有几种？ 4、IEE802标准 5、以太网的技术认识？ 学习完本课程，您应该能够： 02 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 课程内容 局域网的特点局域网的特点 局域网的体系结构局域网的

2、体系结构 局域网的媒体访问控制方法局域网的媒体访问控制方法 IEE802标准标准 以太网的技术以太网的技术 03 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 学习重、难点分析 重点： 局域网的体系结构 IEE802标准 难点： 局域网的媒体访问控制方法 04 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 1、局域网的定义与发展过程 在较小的地理范围内，利用通信线路将许多数据 设备连接起来，实现彼此之间的数据传输和资源 共享的系统称为局域网。 它的发展般分为三个阶段： （1）60年代末至70年代初是萌芽阶段 。 （2）70年代中期是局域网发展的一个重要阶段。 （3）80年代初期是局域网走向大发展的时期。利 用光导纤维

3、作为通信介质构成的高速主干环网， 是目前许多局域网系统采用的一种结构形式。 局域网概述局域网概述 05 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 2、局域网特点 （1）地理范围有限。（2）通信速率高。 （3）可采用多种通信介质。（4）可靠性较高。 由局域网本身的特点决定局域网具有以下优点： （1）能够方便地共享网内资源，包括主机、外部设 备、软件、数据； （2）便于系统扩展； （3）提高了系统的可靠性、可用性、可维护性； （4）各设备位置可以灵活地调整和改变； （5）有较快的响应速度（数据传输率较高）。 06 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 局域网的应用局域网的应用 计算机局域网所具有的这些优点决定

4、了它在社会各 个领域有着广泛的应用，它可以用于办公自动化、 工业生产自动化、企业管理信息系统、生产过程实 时控制、军事指挥和控制系统、辅助教学系统、医 疗管理系统、银行系统、软件开发系统和商业系统 等方面，其中主要作用如下： 1. 办公自动化 2. 工业生产自动化 3. 应用于教育领域 4. 计算机协同工作技术 07 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 局域网的体系结构局域网的体系结构IEEE802参考模型参考模型 IEEE802参考模型是主要的局域网标准，该标准所 描述的局域网通过共享的传输介质通信。 应用层 物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 逻辑链路控制（LLC）层 介质访

5、问控制（MAC）层 物理层 OSI IEEE802 IEEE 802标准也遵循OSI参考模型 的分层原则，描述最低两层-物理层和 数据链路层的功能以及与网络层的接口 服务，其中数据链路层又分成两个子层： 介质访问控制子层（MAC）和逻辑链路 控制子层（LLC）。 LLC：负责将上层的数据转换成下层数据 传输的格式（帧），负责差错与流量控 制； MAC：管理底层的物理媒介，也就是解 决数据如何在底层发送的，采用什么样 的访问控制。 01 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 09 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 IEEE为美国电气电子工程师协会简称。IEEE为局域网制 订了多种标准，这些标准统称为

6、IEEE802标准，主要包括以下 内容： 1)IEEE802.1标准：对IEEE802系列标准做了介绍，并且 它对接口原语进行了规定。在这个标准中还包括局域网体系 结构，网络互联及网络管理与性能测试等内容。 2)IEEE802.2标准：定义了LLC(逻辑链路控制)协议，是 数据链路层的上半部分。 3)IEEE802.3标准：定义了CSMA/CD总线媒体访问控制子 层与物理层的规范。 4)IEEE802.4标准：定义了令牌总线(Token Bus)媒体访 问控制子层与物理层的规范。 局域网标准局域网标准IEEE 802 10 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 5)IEEE802.5标准：定义了令

7、牌环(Token Ring)媒体访问 控制子层与物理层的规范。 6)IEEE802.6标准：定义了城域网(MAN)媒体访问控制 子层与物理层的规范。 7)IEEE802.7标准：定义了宽带技术。 8)IEEE802.8标准：定义了光纤技术。 9)IEEE802.9标准：定义了语音与数据综合局域网技术。 10)IEEE802.10标准：定义了局域网安全性规范。 11)IEEE802.11标准：定义了无线局域网技术。 11 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 局域网与局域网与IEEE802标准标准 （2） 01 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 局域网的媒体访问控制方法局域网的媒体访问控制方法 n媒

8、体访问控制 局域网技术中的共享并不意味着多个帧可以 同时传输，在帧的传输过程中，发送计算机 独占整个电缆 为了确保传输媒体的访问和使用，实现对多 结点使用共享媒体接收和发送数据的控制， 连接到网络上的设备都必须遵守一定的规则。 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 局域网的媒体访问控制方法局域网的媒体访问控制方法 n媒体访问控制 局域网技术中的共享并不意味着多个帧可以 同时传输，在帧的传输过程中，发送计算机 独占整个电缆 为了确保传输媒体的访问和使用，实现对多 结点使用共享媒体接收和发送数据的控制， 连接到网络上的设备都必须遵守一定的规则。 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 局域网的媒体访问控制方

9、法局域网的媒体访问控制方法 n带冲突检测的载波侦听多路访问CSMA/CD 载波侦听：计算机在传输帧以前要检测总线 上的载波，等待以太网空闲。 冲突检测与重发:如果两台计算机同时传输, 冲突就会发生;计算机将使用指数重发来选择 哪台计算机传输.每台计算机在重发之前要延 迟一段随机时间,并在随后的冲突后,延迟加 倍。 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 局域网的媒体访问控制方法局域网的媒体访问控制方法 n媒体访问控制 局域网技术中的共享并不意味着多个帧可以 同时传输，在帧的传输过程中，发送计算机 独占整个电缆 为了确保传输媒体的访问和使用，实现对多 结点使用共享媒体接收和发送数据的控制， 连接到网络

10、上的设备都必须遵守一定的规则。 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 局域网的媒体访问控制方法局域网的媒体访问控制方法 n媒体访问控制 局域网技术中的共享并不意味着多个帧可以 同时传输，在帧的传输过程中，发送计算机 独占整个电缆 为了确保传输媒体的访问和使用，实现对多 结点使用共享媒体接收和发送数据的控制， 连接到网络上的设备都必须遵守一定的规则。 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 局域网的媒体访问控制方法局域网的媒体访问控制方法 n媒体访问控制 局域网技术中的共享并不意味着多个帧可以 同时传输，在帧的传输过程中，发送计算机 独占整个电缆 为了确保传输媒体的访问和使用，实现对多 结点使用共享媒体接

11、收和发送数据的控制， 连接到网络上的设备都必须遵守一定的规则。 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 CSMA/CD的规则如下：的规则如下： （1）若信道空闲，则发送信息帧，否则转第（2）步； （2）若信道忙，一直监听直到信道空闲，然后立即传 输； （3）若在传输过程中监听到冲突，则发出一个短小的 人为干扰信号，让所有的站点都知识发生了冲突并停 止传输； （4）发完人为干扰信号后等待一个随机时间，再次尝 试传输（从第（1）步开始重复）。 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 IEEE802标准标准 1CSMA/CD IEEE802.3 定义了带冲突检测的载波侦听多路访问 CSMA/CD方式。借助于这种

12、方式，两个 或多个站能共享一个公共的总线传输介 质。 CSMA/CD的工作机制可概括为： 先听后讲；边讲边听；冲突停止；延迟重 发。 2.令牌环网令牌环网IEEE802.5 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 CSMA/CD工作流程图 网卡准备发送 监听信道 （1） 发送数据和 监听信道 （4） 按后退算法等待 （6） 发送拥挤信号 （5） 信道空闲 （2） 发起新的发送 信道忙 （3） 检测出冲突 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 IEEE802标准标准 3、令牌总线局域网IEEE802.4 在物理总线上建立一个逻辑环。物理拓扑是总 线型，逻辑结构是环型。令牌

13、传递的顺序与站 的物理位置无关。 令牌总线使用宽带同轴电缆，速度可达到1.5或 10Mbps，媒体访问控制方式为控制令牌。 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 如图所示的7个站中，站C未工作，剩下的6个站在逻 辑上组成了一个令牌网。令牌的传递顺序与站的物理位置 无关，在图中是按照AFEBGDA的顺序传递 的。 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 IEEE802标准标准 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 IEEE 802.3以太网几种标准 （1）10Base-5（粗缆以太网） （2）10Base-2（细缆以太网） （3）10Base-T（双绞线以太网） （4）10Base-F（光纤以太网） （5）1

14、00Base-TX（使用5类UTP的快速以太网） （6）100Base-FX（使用光纤的快速以太网） （7）100Base-T4（使用4对5类UTP的快速以太网） （8）100Base-T2（使用2对5类UTP的快速以太网） （9）1000Base-SX（使用1对短波长光光纤的千兆以太网） 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 现有产品对以太网标准支持情况现有产品对以太网标准支持情况 在工程实践中，标准需产品的支持。就以 太网而言，目前生产的10M和100Mbs网卡、集 线器和交换机一般都支持10Base-5、10Base-2、 10Base-T、10Base-F、100Base-TX和100Ba

15、se- FX等几个标准。而支持100Base-T4和100Base- T2标准的设备则比较少。此外，目前生产的多 数1000M设备一般同时支持1000Base-TX、 1000Base-SX和1000Base-FX标准。 需要指出的是，不同速度的以太网具有高度的兼 容性，同一以太网中可存在多种数据传输速度。 在组建以太网的过程中，不必考虑帧结构的兼 容性。 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 10BASE510BASE210BASE-F10BASE-T 最大网段长度500m185m 500,1000或 2000m 100m 拓扑结构总线型总线型星型星型 介质50粗缆50细缆多模光缆100、UTP

16、 连接器NIC-DB-15RG-58STRJ-45 介质挂接方法 MAU栓接同轴 线缆 外接或在NIC 中 外接或在NIC中外接或在NIC中 站/网段10030 10BASE-FP为33， FB、FL或 FOIRL为 2个中继器 2（NIC和中继 器） 最大网段数5555 10Mbps以太网物理层比较 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 5-4-3规则 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 技术发送接收电压 10BASE-T1,23,62.5V0.3V 100BASE- TX 1,23,61.050mV 100BASE- T4 1,2/4,5/7,83,6/4,5/7,83.5V0.35V 100B

17、ASE- T2 1,2/3,61,2/3,61.81V0.1V 线缆对数和线路电压比较 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 技术技术半半/全双工操作全双工操作最低线缆要求最低线缆要求最大距离最大距离 100BASE-TX 全双工和半双全双工和半双 工工 Cat5，2对对100米米 100BASE-T4半双工半双工Cat3，4对对100米米 100BASE-FX 全双工和半双全双工和半双 工工 62.5/125mMMF 130米、米、160 米或米或24米米 100BASE-T2 半双工或全双半双工或全双 工工 Cat3，2对对100米米 快速以太网工程指标技术和拓扑结构对比快速以太网工程指标技术

18、和拓扑结构对比 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 千兆以太网物理拓扑千兆以太网物理拓扑 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 新华电脑专修学院新华电脑专修学院 以太网以太网快速以太网快速以太网千兆以太网千兆以太网 编码方式编码方式曼彻斯特编码曼彻斯特编码4B/5B、8B/6T8B/10B 工作频率工作频率20MHz31.25MHz125MHz 双工方式双工方式半双工半双工/全双工全双工半双工半双工/全双工全双工 半双工半双工/全双工全双工 （半双工常用）（半双工常用） 时间槽时间槽512位时间位时间512位时间位时间512字节时间字节时间 帧间间隔帧间间隔9.6s0.96s0.096s 最大帧长度最大帧长度1518字节字节1518字节字节1518字节字节 最小帧长度最小帧长度64字节字节64字节字节512字节字节 重发上限重发上限16次次16次次16次次 后退上限后退上限10次次10次次10次次 阻塞序列阻塞序列32位位32位位32位位 千兆以太网主要技术参数 新华电脑专修学院新