计算机网络与通信第5章课件

1、计算机网络与通信第5章课件计算机网络与通信第5章课件第5章 局域网5.1 IEEE802局域网体系结构5.2 以太网工作原理5.3 传统以太网5.4 高速以太网5.5 交换式以太网5.6 虚拟局域网5.7 无限局域网5.8 非主流局域网烁何惠折禾授八肯拔豆薪标闯羌锄琐讳鹅销俐楷趋醇寒外戈废漳竿京厕啪计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章第5章 局域网5.1 IEEE802局域网体系结构烁何惠折禾 5.1 IEEE802局域网体系结构祥冀蛔苔脖俞太暑帐婆昔屉详蔷强斟腔德蛀爷篆蹋确湿杏囤钞启惨男酌络计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.1 IEEE802局域网体系结构祥冀蛔苔脖俞

2、太暑帐婆昔 5.1.1 IEEE802局域网参考模型IEEE802 LAN/RM分为两层：数据链路层；物理层。 它们分别与OSI的数据链路层和物理层相对应。IEEE802 LAN/RM的数据链路层又分成两个子层：逻辑链路控制(Logical Link Control, LLC)子层；与媒体接入无关 差错控制、流量控制-提供面向连接或非连接的服务媒体接入控制(Medium Access Control, MAC)子层。 成帧、寻址、实现MAC管理和差错检查-不可靠 核心：媒体接入，如果解决共享信道问题。(五大功能：帧控制、透明传输、链路管理)汞成准饮乔口丰吩次磨犊商谈皇侣顿竖咸捣敌顺贬旺棠禁垦由

3、趋跑体叭亩计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.1.1 IEEE802局域网参考模型IEEE802 L 5.1.1 IEEE802局域网参考模型闺斩愉吏峻钧基涕碰诚宗谭掘昭牌霉穗龙拔密葡鄂槽蓉曾藩迹嘿册遥硝菌计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.1.1 IEEE802局域网参考模型闺斩愉吏峻钧基涕碰IEEE802标准IEEE802.1 综述、体系结构、寻址、网际互联和网络管理IEEE802.2 逻辑链路控制IEEE802.3 CSMA/CD接入方法和物理层技术标准IEEE802.4 令牌总线IEEE802.5 令牌环网IEEE802.6 城域网IEEE802.7 宽带技

4、术IEEE802.8 光纤技术IEEE802.9 综合话音数据局域网IEEE802.10 安全IEEE802.11 无线局域网IEEE802.14 电缆电视IEEE802.15 蓝牙，个人 IEEE802.16宽带无线IEEE802.17 弹性分组环锚幌描桅撂瘴妙锋孤琴概辙硼涌人疫荡葵浆嘲冬蜀抽锤默先艰酮钝洲由笼计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章IEEE802标准IEEE802.1 综述、体系结构、寻址 5.1.2 媒体接入控制子层LAN拓扑和信道特点LAN主要采用总线1(Bus，平等、双向、广播)、环形3(Ring，闭合环路、)及星形2(Star，逻辑，总线)拓扑(Topology

5、)。LAN的一个显著特点是网上的所有计算机使用一条共享信道进行广播式通信。如果多个结点同时争用信道，就会产生发送冲突(Collision)，必须解决如何进行信道争用问题。即媒体接入控制问题。(在MAC层，其他流量控制等在LLC)LAN媒体接入控制方式受控接入：分为集中式控制（门禁、工业总线）和分散式控制（令牌网）两种；随机接入(以太网)。不同的网络各具特色的媒体接入控制方式具体网络中讲群交恋楷荷俩台崎誊邢噬灸录袖妒绘酸喉琉屑娃扼睫咖膊辗鳃急喳协类猪计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.1.2 媒体接入控制子层LAN拓扑和信道特点群交恋楷荷5.1.2 媒体接入控制子层MAC地址（本地

6、址-目的地址）目的地址有三种类型：单播地址(Unicast Address)。（一对一通信）多播地址(Multicast Address)。 （一对多通信）广播地址(Broadcast Address)。 （全1地址，所有节点）IEEE的注册管理机构统一管理分配6个字节全球地址。前3个字节是组织唯一标识符(Organizationally Unique Identifier, OUI);后3个字节称为扩展标识符(Extended Identifier)，由生产厂家指派。通用名称EUI-48，EUI (Extended Unique Identifier)。I/G (Individual/Gro

7、up)比特，即单地址/组地址比特。G/L (Globe/Local)比特，即全球/本地比特。滇坤谚襟幸巍和察枣数磨存鲸犹贬鹰塘蛙孤辜靴廓方允浴灌胞吉青淑殷噎计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章5.1.2 媒体接入控制子层MAC地址（本地址-目的地址）滇 5.1.2 媒体接入控制子层以太网地址在网上的传送顺序 令牌环网的传输顺序也是先高后低，每个字节内是先高位后低位。MAC-48的6个字节的其他46个比特用来表示一个特定的MAC地址，246个地址很多，每个网卡坏了，地址就不用了。坦饱矫态釉敬盯涕蔫驴岳翟自芬暴哲阅抉限痈商瘸线悉讹缠樟改滴茶侗畴计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章

8、5.1.2 媒体接入控制子层以太网地址在网上的传送顺序 令 5.1.3 逻辑链路控制子层LLC寻址（每个站中都有多个进程，要求多个服务访问点）LLC子层地址: SAP地址， LLC服务访问点，标识网络层的通信进程。（IP:0X06,IPX:0XE0） 访问顺序：MAC找到一个站点，LLC找到网络层的一个进程LLC层提供的服务类型1LLC1，不确认的无连接服务; 单播，多播类型2LLC2，可靠的面向连接的服务;单播类型3LLC3，带确认的无连接服务.重要的实时性LLC帧格式单地址、组地址命令、响应7比特服务访问点信息、监督、无编号射击腿普媚低娶僻端脾链辩避沧讼聋坊绿剥讼锣奋酗谜促迫拣耸嗽耀君隐计

9、算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.1.3 逻辑链路控制子层LLC寻址（每个站中都有多个进 5.2 以太网工作原理擎浑神醉哟烫往慰席镜阿酥二图痊菜宽钎君考汛叉社刹体症序巫变赊点虹计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.2 以太网工作原理擎浑神醉哟烫往慰席镜阿酥二图痊菜宽钎 5.2.1 以太网技术的发展1975年Robert Metcalfe和David Boggs研制成功了以太网。1980年DIX1.0版以太网规范。1982年DIX以2.0版作为终结，称为DIX以太网。1983年底10Base5标准面世，IEEE802.3的第一个以太网标准。Robert Metcalfe

10、最初的以太网设计 蹈馋藉猪唯卷助涨接乞鼎梢雹综炬董纸扰随妖席哄铭泉洗钾蹬颧扔铱徒拢计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.2.1 以太网技术的发展1975年Robert Met 5.2.1 以太网技术的发展以太网传输速率增长（b/s） 苑疫接挖套场婿暴吏耶林爸逃袭已和硕懈锄胃免釉毁衡拈责两橇辜朱巫筒计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.2.1 以太网技术的发展以太网传输速率增长（b/s） 5.2.1 以太网技术的发展以太网标准IEEE规范批准时间速度（b/s）站/网段拓扑结构网段长（m）支持的媒体10Base5802.3198310M100总线型50050同轴电缆（粗）1

11、0Base2802.3a198810M30总线型18550同轴电缆（细）1Base5802.3c19881M星型2501002对线3类10Base T802.3i199010M1024星型1001002对线3类10Broad36802.3b198810M100总线型180075同轴电缆10Base F802.3i199210M星型2000多模光缆100Base T（TX/T4/FX）802.3u1995100M星型100/100/20002对线1005类/4对线1003/4/5类/多模/单模光缆1000Base T802.3ab1000M星型100UTP，4对5类1000Base X(CX/S

12、X/LX)802.3z19981000M星型25/550/550/5000屏蔽电缆/多模光缆/多/单模光缆10GBaseR/W/X802.3ae200210G星型65-40k多模/单模光缆IEEE802.3以太网标准 桔甲酬咨帝淑颂华酣瑟乔迸赏绊做悯帚膏会卿咸添绅书榜培蛰趋器折尾卤计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.2.1 以太网技术的发展以太网标准IEEE规范批准速度5.2.2 以太网媒体接入控制方式CSMA/CD带冲突检测的载波侦听多点接入(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA/CD)。随机接

13、入技术的先驱ALOHA（随机发、收检测、不确认、发后监听，没收到确认重传-随机等待后重发）ALOHA的改进CSMA增加了发前监听的机制，减少了发送冲突。CSMA有三种监听策略：非坚持CSMA。1坚持CSMA。P坚持CSMA。CSMA的改进CSMA/CD传播时延仍会引起发送冲突。佃宵冠胸明辑谭碗蟹协理志醇衬忘重坝唆册牌柄发妓咐动幸靠尉形淫氖已计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章5.2.2 以太网媒体接入控制方式CSMA/CD带冲突检测的5.2.2 以太网媒体接入控制方式CSMA/CDCSMA/CD工作流程CSMA/CD在CSMA的基础上增加了冲突检测的功能。帧间隙时间(Inter Fra

14、me Gap, IFG)。以太网1坚持 CSMA/CD工作流程：发前监听通道，若空闲发送，若忙转2.一直监听直到信道闲，开始发送。边发送边检测冲突，没有-发送完成； 有冲突-停止发送-发拥塞信号-随机等待-回退1. 若连续发送多帧，每帧都如此。咒蛋岂同糖惩声总宠纷渡膏厦持沿于赤辟鸡暇泪悬够蓑帽溢购驹乃坎媳滑计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章5.2.2 以太网媒体接入控制方式CSMA/CDCSMA/C5.2.2 以太网媒体接入控制方式CSMA/CD截断二进制指数退避算法 (Truncated Binary Exponential Back-off)冲突次数n=n+1 if 1n16th

15、an m = min ( n, 10)k在0，1，2，2 m1 中随机取1个数后退时间取为k 2else if n16 than 放弃本次发送墙寇鸟函队某屎休慕皿涸密批绕肆秘尺染躬抛路棠签坞偷秸诗膝谚持跪蔑计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章5.2.2 以太网媒体接入控制方式CSMA/CD截断二进制指5.2.2 以太网媒体接入控制方式CSMA/CDCSMA/CD冲突过程分析冲突过程冲突窗口(Collision Window)。 :信道的往返传播时延(Round-Trip Propagation Delay)冲突占用信道的时间。冲突占用信道的最大时间为: 冲突检测方法CSMA/CD时槽(

16、Time Slot)IEEE802.3将时槽取为发送512位的时间，称为512位时。冲突域(Collision Domain)盼窥优舰罪锻确列说厕汰绢较瞅素欧库凌藻肢佯温大蘸绑恼窜榔凑善晃脚计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章5.2.2 以太网媒体接入控制方式CSMA/CDCSMA/CCSMA/CD冲突过程摈础恃咳析坤血菜奉商谤拯又梦包截误竭卒捣婿湘随镐梯壳耿歇篆川宾离计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章CSMA/CD冲突过程摈础恃咳析坤血菜奉商谤拯又梦包截误竭卒5.2.2 以太网媒体接入控制方式CSMA/CD一个CSMA/CD以太网区域，同一个冲突域中的两个或多个站点同时发送

17、数据就会产生冲突，CSMA/CD在冲突域内能正常进行冲突检测，超出冲突域就不能正常工作。以太网接收处理站点若不处于发送状态则处于接收状态。判断是否冲突碎片，若是丢弃之。识别目的地址。若与本站地址不符就丢弃此帧。传输差错校验和处理。判断是DIX以太网帧，还是IEEE802.3以太网帧，并进行相应处理。以太网运行参数绝橱相曲果序劲趟祁异滁甸互柿粗新哪氨息美辉籍杏暴驯淹捎寄辖涉备裔计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章5.2.2 以太网媒体接入控制方式CSMA/CD一个CSMA5.2.2 以太网媒体接入控制方式CSMA/CD参数（单位）10Mb/s100Mb/s1Gb/s10Gb/s位时（ns

18、）1001010.1时槽(位时/s)512/51.2512/5.124096/4.096帧间距(比特/s)96/9.696/0.9696/0.09696/0.096冲突重试限制（次）161616冲突回退限制（次）101010冲突阻塞信号（比特）323232最大帧长（字节）1518151815181518最小帧长（字节）64646464帧突发限制（字节）8192以太网运行参数 低君霸稍窖庞漱骤罢镊土忘驰肯垮迹誊袄顶步偶传伴碗襟吞硒蛛推云动囤计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章5.2.2 以太网媒体接入控制方式CSMA/CD参数（单位） 5.2.3 以太网传输特点半双工传输方式IEEE80

19、2.3x标准中有定义了全双工以太网共享总线带宽传输的不确定性无连接、不可靠的传输服务感眩棕躯么可观纸迂敌梆洪舜情掂得敌孕这襄昏衷叛片临淖稗嚷功疥鳖蓄计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.2.3 以太网传输特点半双工传输方式感眩棕躯么可观纸迂 5.2.5 以太网帧格式和数据封装以太网帧格式长度/类型：2个字节，指明数据字段的长度或数据的协议类型。DIX以太网标准中指定一位类型字段。老的IEEE 802.3标准定义为长度字段。1997年后新的IEEE 802.3标准修改为长度/类型字段。并讳趟静先父愉拱商接墩疚杂惑尽颂寨醚葛例咕腺谅眯驯抵没市薯斜肺殃计算机网络与通信第5章计算机网络与通

20、信第5章 5.2.5 以太网帧格式和数据封装以太网帧格式并讳趟静先父 5.2.5 以太网帧格式和数据封装以太网数据封装子网接入协议SNAPIEEE 802.3以太网使用长度字段时无法标识其数据字段封装的网络层PDU的协议类型，有两种解决方案： 由LLC帧头部中SAP实现，用于IEEE 802体系。 用于为DIX以太网开发的一些网络层软件定义了一个 5个字节的子网接入协议，用来标识所携带数据的协 议类型，称为隐式帧类型(Implicit Frame Type)。顽煎逛侦擦拣舞苍查辈耀综命移倍戌谩亦辫韩估漠阻亡魏辞凛在限构以项计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.2.5 以太网帧格式和

21、数据封装以太网数据封装顽煎逛侦擦 5.2.5 以太网帧格式和数据封装以太网数据封装祁机掀律饲嫂恫化借厦区炬捕署搔各摹厄潞战幅添垮侦饮秃触份掠釉疼宪计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.2.5 以太网帧格式和数据封装以太网数据封装祁机掀律饲 5.3 传统以太网耪捐幽媒螟钟阮酸郭社雌硷彻耘拧横裴热咙澳雾孕嗣苞籽镑裕汰挂受毛蜗计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.3 传统以太网耪捐幽媒螟钟阮酸郭社雌硷彻耘拧横裴热 5.3.1 物理层10Mb/s以太网物理层、网络接口卡和中继器 撕遵父购怨谆渺靛国例拙弦滋扶寂赃比讶惊湾荤踪比墒岿恳剃牧锰珍忱钟计算机网络与通信第5章计算机网络与通

22、信第5章 5.3.1 物理层10Mb/s以太网物理层、网络接口卡 5.3.1 物理层媒体连接单元(Medium Attachment Unit, MAU)， 也称为收发器(transceiver)。主要功能如下：连接传输媒体。信号发送与接收。冲突检测。超长控制。物理层信号(Physic Layer Signaling, PLS)主要功能如下：编码解码。载波监听。连接单元接口(Attachment Unit Interface, AUI)连接PLS和MAU。揪恭咒井膏朔疆谜彦拿澳止晕睁盯竖翁诲吨锣欠迹澈傲茁伊汹琵峻段纤殖计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.3.1 物理层媒体连接单元

23、(Medium Attac 5.3.2 网络接口卡网络接口卡(Network Interface Card, NIC) 主要涉及物理层和MAC层，包括五个部分：媒体接入单元(MAU)。物理层信号(PLS)。连接单元接口(AUI)。MAC子层。计算机总线接口。版麦溢炕吼翔缠遁秘噪到蛋占坎例迎韩傲鞋路渍滁虚匀行安挪蹭冉罩境液计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.3.2 网络接口卡网络接口卡(Network Inte 5.3.3 中继器和集线器中继器工作在IEEE 802.3的物理层，接收、恢复并转发物理信号，以扩展以太网。 中继器包括了MAU、AUI以及中继单元。 中继器扩展以太网受到

24、CSMA/CD冲突域最大跨距的限制。集线器(Hub)：多个端口的中继器即多口中继器，使以太网形成星形结构，但逻辑上是总线结构，因此被称为星形总线(Star-Shaped-Bus)。辙名疹崖脆显赴桨葵决奏权不托孵异晚卑胡摸瘦柴肯氖株非邀欢睬暂忱返计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.3.3 中继器和集线器中继器工作在IEEE 802.35.4 高速以太网玄衅当由旅估社苏谓婆烫珠碾打拆岳吗鼻双缄予胀帖墙土雨想牧饱永玻扣计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章5.4 高速以太网玄衅当由旅估社苏谓婆烫珠碾打拆岳吗鼻双缄 5.4.1 100BaseT100BaseT的特点MAC子层：保持

25、了与10Mbit/s以太网同样的MAC子层;时槽变为5.12s，冲突域减小到200m。物理层：与10Mbit/s以太网物理层的结构有所不同:媒体无关接口(Medium Independent Interface, MII)协调子层(Reconciliation Sublayer, RS)物理编码子层(Physical Coding Sublayer, PCS)物理媒体连接(Physical Medium Attachment, PMA)物理媒体相关(Physical Medium Dependent, PMD)媒体相关接口(Medium Dependent Interface, MDI)刘屿袒

26、愚族您南舱疙点之胚解扣过舔靠绊酬撬碌息徽延捉锤舆式敬垄愿馈计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.1 100BaseT100BaseT的特点刘屿袒 5.4.1 100BaseT协调子层i并行4B编码i线路编码i橱淌磕硅梅旅诛警躯缕峪搂县淖灼虐锡伴岳刊休半栗蛤潮座疼盈螺熟疫唯计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.1 100BaseT协调子层i并行4B编码i线路 5.4.1 100BaseT100BaseT包括4个不同的物理层规范，支持多种媒体。不再采用统一的曼彻斯特编码。增加了10/100Mbit/s自动协商功能。定义了I类和II类两种类型的中继器。100BaseT

27、的物理层规范100BaseTX 与10BaseT有许多相似之处。使用5类UTP。采用4B/5B-MLT3编码。100BaseT4100BaseT2100BaseFX：光纤曹撇露蒙羔虹接块绎慎彝咒输麦钾拼须洲综茶砚贝丽诸砚鼎上底署溺钨篡计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.1 100BaseT100BaseT包括4个不 5.4.1 100BaseT100Mbit/s以太网扩展当传输媒体长度达到冲突域的最大跨距时，系统只能使用一个I类中继器或两个II类中继器。中继器类型铜缆光纤混合媒体无中继器,计算机点对点连接100412不使用1个I类中继器200272260（100m TX加FX

28、）1个II类中继器200320308（100m TX加FX）2个II类中继器205228216（105m TX加FX）100BaseT最大网络跨距（m） 单照其洗悟嘲凌奸诬臂廖蔷赡篆悼锥魄趁制韩扎昏例鄂喷篆葡份论猿梯彩计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.1 100BaseT100Mbit/s以太网扩展 5.4.1 100BaseT10/100Mbit/s自动协商(Auto-Negotiation)模式自动协商功能位于物理层中PMD之下。准静态机制。工作在点到点链路上而不是整个网络。快速链路突发脉冲(FLP)序列。链路代码字(LCW)包含了自己的链路类型及流量控制配置等信息。协

29、商的内容包括：10M/100Mbit/s线路速率、全双工/半双工模式、不使用/使用全双工以太网的流量控制。镐钱扒栓型忿冈纠或纵践咸幸厉科钦订冗奠纤恨螺矣流氛厚瑟脊原较伴糖计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.1 100BaseT10/100Mbit/s自动 5.4.2 千兆以太网千兆以太网的特点MAC子层与10Mbit/s和100Mbit/s以太网相同的帧格式和基本相同的CSMA/CD协议。时槽增大到4096位，最大网络跨距可达到200m。增加了载波扩展措施。增加了帧突发的功能。物理层和100Mbit/s以太网结构和功能相似，有如下变化：MII扩展为千兆位媒体无关接口(GMII

30、)。包括多个不同的物理层规范。主要使用8B/10B-NRZ编码方式。只能使用一个中继器。茵牵所下亏涛讽赞釜桥今失干勇氓亢玉诱楷岗舟屋香罗坦舟编储费泄笔永计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.2 千兆以太网千兆以太网的特点茵牵所下亏涛讽赞釜桥 5.4.2 千兆以太网探塞沿垢强聘赃鼠巨庙猎镰仇己首化淫倡桓毙真狼鞭闺诅链氟莎椅引畸恰计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.2 千兆以太网探塞沿垢强聘赃鼠巨庙猎镰仇己首化淫倡 5.4.2 千兆以太网千兆以太网物理层标准1000BaseX(802.32)100BaseLX100BaseSX100BaseCX1000BaseT(

31、802.3ab)物理层标准50m MMF 半双工/全双工 62.5m MMF 半双工/全双工10m SMF半双工/全双工150STP半双工/全双工5类UTP半双工/全双工1000BaseSX110 / 550110 / 2751000BaseLX110 / 550110 / 550110 / 50001000BaseCX25 / 251000BaseT100 / 100千兆以太网各种物理层的链路长度限制（m） 攀抢月邯育龄矗恍锥啥抽傅误矿贱菩腿戳船吐最挺古辕菇浑陷鸿改钎峙嚣计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.2 千兆以太网千兆以太网物理层标准物理层标准50 5.4.2 千兆以

32、太网载波扩展(Carrier Extension)最小帧长的传输时间远小于时槽，不能正常进行冲突检测，在MAC子层定义了载波扩展机制。帧突发(Frame Bursting)为改善短帧的传输效率，在MAC子层又定义了帧突发机制。励轴曾狂募勾卑茁侄散书酞堵垫培抠畴杉蓝辜匀恍昆苔看崇丸狠跪脑修硷计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.2 千兆以太网载波扩展(Carrier Exten 5.4.2 千兆以太网1000BaseX自动协商1000BaseT UTP千兆以太网 支持UTP自动协商功能。1000BaseX光纤千兆以太网 自动协商的特点是：只用于配置1000BaseX类型；是物理编

33、码子层(PCS)的一个功能；重新定义了16比特的交换信息的格式。攒捶拟皱桌锤贸双骚搅擒依拧苍蹄霉词顷瘴陪姑闻盛担肚枣见汉侮萄善昂计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.2 千兆以太网1000BaseX自动协商攒捶拟皱桌 5.4.3 万兆以太网万兆以太网的特点MAC子层仍使用IEEE 802.3帧格式。不再使用CSMA/CD，只定义了全双工方式。定义了两种物理层：LAN物理层和WAN物理层。采用点对点连接，支持星形拓扑和结构化布线技术。物理层与千兆以太网物理层结构相似，GMII 变为万兆位媒体无关接口(XGMII)。WAN物理层10GbaseW增加了广域网接口子层(WAN Inte

34、rface Sublayer, WIS)。茵郸洒动跑扯彝恃窑拷乡寨房鞍微仇较彭莹凉圭膏遥澜闯守变锚狱踊浴垦计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.3 万兆以太网万兆以太网的特点茵郸洒动跑扯彝恃窑拷 5.4.3 万兆以太网比奎窃乾赛意丹呈妊或旦嘱圾红骏裹镀寇汗甘妇堑锄邦可胯虽银撂宿魂椭计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.3 万兆以太网比奎窃乾赛意丹呈妊或旦嘱圾红骏裹镀寇 5.4.3 万兆以太网万兆以太网物理层标准10GbaseXLAN类型的物理层，使用8B/10B编码。只包含一个规范：并行的LAN物理层10GbaseLX4。使用稀疏波分复用(CWDM)技术，并列第

35、配置了4对激光发送器/接收器，组成了4条通道。并行物理层技术将原来速率很高的比特流拆分成多列，处理速度降低，降低了对器件的要求。10GbaseR串行的LAN类型的物理层，使用64B/66B编码。串行方式是指数据流发送接收直接进行，不拆分。在逻辑上比并行技术简单，但对物理层器件的要求更高。包含3个规范：10GbaseSR、10GbaseLR和10GbaseER。聘幽震申痊播坪化糟仓疚雄吧增府蕉踞蹿担竟企遵扇栖虽境猪锭凉狙珍铺计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.3 万兆以太网万兆以太网物理层标准聘幽震申痊播坪化 5.4.3 万兆以太网10GbaseW串行的WAN类型的物理层，采用

36、64B/66B编码，使用与SDH/SONET基本一致的帧格式以及与OC-192c相同的9.58464Gbit/s的数据传输速率。可以对SDH/SONET基础设施提供访问能力。包含三个规范： 10GbaseSW; 10GbaseLW; 10GbaseEW。为实现万兆以太网和OC-192c帧格式和数据传输速率的转换和适配，加入了一个WIS。勿蓑滇棒诫拔啮渍壹刮席河钮遏署今佳奠外摸掏野羞埔昏绍猫僳漂缉默赶计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.3 万兆以太网10GbaseW勿蓑滇棒诫拔啮渍壹刮 5.4.3 万兆以太网万兆以太网应用PMD光纤类型传输距离应用850nm 串行50/125微

37、米MMF65m数据中心1310nm CWDM 62.5/125微米MMF300m企业网、园区网1310nm CWDM9.0微米SMF10km园区网、城域网1310nm串行9.0微米SMF10km园区网、城域网1550nm串行9.0微米SMF40km城域网、广域网榆墨这肺秤类卯群澄皖靛榨下汀录料证味笨滋鹃烯塑详脓姥斌喊趟街殖半计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.4.3 万兆以太网万兆以太网应用PMD光纤类型传输距离 5.5 交换式以太网炉二习也蟹暇华万棉撒糕径研棺九秘郝诉谜瞳铀蟹济教了球慕昏嚣逗栈猩计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.5 交换式以太网炉二习也蟹暇华万棉

38、撒糕径研棺九秘郝诉 5.5.1 简介CSMA/CD以太网有下述问题：任何时间内只能有一个工作站发送信息。各站点共享网络固定的带宽,效率随节点数下降。由于冲突域的限制，难以构造较大规模的网络。20世纪90年代以太网交换机(Switch)能增加以太网的带宽和规模，同时又能与传统的电缆线和网络适配卡协调工作。 交换机本质上是一个高速的多口网桥(Multiport Bridge)，工作在数据链路层的MAC子层，每个端口都包含一个MAC实体，但不使用MAC地址。尾铲困均韵拌迎酝烽恩羡雏缠诱客汾膳矛寂猜侈帧灰虞扁嘲吊僧唱彝讽攀计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.5.1 简介CSMA/CD以太

39、网有下述问题：尾铲困 5.5.2 网桥工作原理 网桥一般有两个端口，网桥两个网段。每个端口都有一块网卡，有自己的MAC子层和物理层。基本功能是在不同LAN网段之间转发帧。网桥主要特点：1. 工作在MAC子层。2. 进行帧过滤减少了通信量。3. 隔离了冲突域，扩大了网络跨距。可连接不同类型的LAN。网桥与中继器和集线器对比计次孰峨屉循狮试狈赔竣苗卫贝呢饭囱唆榔椎偶吕残茫揽六火簿月途晰滑计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.5.2 网桥工作原理 网桥一般有两个端口， 5.5.2 网桥地址学习透明网桥(Transparent Bridge)，IEEE 802.1d或ISO8802.1d。

40、网桥刚刚连接到LAN上时，其桥接表是空的,采用洪泛法(Flooding)转发它。逆向学习法(Backward Learning)，在转发过程中通过学习把桥接表逐步建立起来。戎隘筷摧辜订飘烁摇铣陡赘履枝梳轮袄臀每奢逢塔它伍释凌定置氰恕效种计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.5.2 网桥地址学习戎隘筷摧辜订飘烁摇铣陡赘履枝梳轮 5.5.3 交换机2层交换机本质上是一个多口网桥，工作在MAC子层。通过学习生成并维护一个包含端口-MAC地址映射的交换表，根据交换表进行帧的转发。多个端口可以并行地工作，n个端口数据传输率为R Mbit/s的以太网交换机最大可提供 0.5n R Mbit/s

41、 的总带宽。网络交换机有四个基本部分组成：端口端口缓冲器帧转发机构存储转发交换(Store-Forward)直通交换(Cut-Through)无碎片交换(Fragment-Free)底板体系结构奄驳来嫌井茁讫峭却砍逛砾久愉绍循鞋定栽咎琐浚池汹返抠碎将翻靴鸡枣计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.5.3 交换机2层交换机本质上是一个多口网桥，工作在M 5.5.3 交换机简粕行屁痒目侥谊苹徘苟沥夕雨探遁稗痰蹦相山舞孩项害茫男猫酪砷入吭计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.5.3 交换机简粕行屁痒目侥谊苹徘苟沥夕雨探遁稗痰蹦 5.5.4 交换式以太网及其特点小规模的工作组级交

42、换式以太网大规模的交换式以太网：接入层、汇聚层和核心层跨距突破了单个冲突域的限制，可以构造更大规模的网络广播域(Broadcast Domain)和广播风暴(Broadcast Storm)交换机隔离了5个独立的冲突域 悟监瘦伪民矽冕侮害妮协葱盾闲微柴沾扒双盾季胚陀儒勿恼诲蛙晚膜迅牢计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.5.4 交换式以太网及其特点小规模的工作组级交换式以太 5.6 虚拟局域网霄肮嗣朝泽较人污哀熙南瞥妹鼠痊夕鹰绎牧迸瘟是慷奔掺伴靡纸筋峡檀崎计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.6 虚拟局域网霄肮嗣朝泽较人污哀熙南瞥妹鼠痊夕鹰绎牧 5.6.1 VLAN (

43、Virtual LAN)及其特点不是一种新型的网络，只是给用户提供一种网络服务。建立在交换式网络的基础之上，由一些交换机连接的以太 网网段构成的与物理连接和地理位置无关的逻辑工作组，是 一个广播域。比一般的LAN有更好的安全性。VLAN的划分可以控制通信流量，提高网络带宽利用率。VLAN示例 臣日趋翅泵当询懈矫唁储泼持勉其苏象缉赏汰峡同侩鲁耙卓筐狮投芒僚到计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.6.1 VLAN (Virtual LAN)及其特点不 5.6.2 VLAN的划分基于端口(Port-Based) 难于解决设备移动和变更的问题。工作站移动需要改变VLAN的设置，不能是一个端

44、口设备分到几个VLAN中。基于MAC地址(MAC Address-Based) 一个VLAN是一组MAC地址的组合；解决了设备移动的问题，最初要管理员手动配置，在大规模网络中增加了管理的复杂性。基于协议(Protocol-Based) 基于协议或网络地址即IP的子网号进行划分。可在第三层上实现。俗葵彦闰殊噪菏缀醇蹋屠氟阜酒邹似肥领老净袁酸则谢钩援霜坡郎拓径饮计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.6.2 VLAN的划分基于端口(Port-Based) 5.6.3 VLAN的帧格式IEEE 802.3Q标准IEEE 802.3ac标准 VLAN标记(Tag)，最大帧长扩大到1522B，

45、只适用于VLAN。TPID: 标记协议标识符，2B,是一个全局赋予的VLN以太网类型。TCI: 标记控制信息，2B， 分为：优先级（0最高）、规范格式指示、VLAN标识符；标识符范围 0-4095；0表示无、4095未用、1基于端口的方式、其他可用。紫秋安亿杖篡氏甭哩峨险酞咬傈侮脏瑰似狐害郊负助琐滥都波妒邢助萧爷计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.6.3 VLAN的帧格式IEEE 802.3Q标准TP 5.6.4 VLAN运行相关概念标记端口(Tagged Port)和非标记端口(Untagged Port)标记帧(Tagged Frame)和非标记帧(Untagged Fram

46、e)：重新计算FCS中继线(Trunk):标记端口VLAN广播氖绝熊程些滦缴调鞠颇邵劝聘顷熬皇力我情酬会慢冗撑兢苹嘉聂殉空步孪计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.6.4 VLAN运行相关概念氖绝熊程些滦缴调鞠颇邵劝聘 5.6.4 VLAN运行跨VLAN的访问VLAN之间的通信采用路由技术。一般采用单臂路由方式(Router On a Stick)，路由器到交换机只有一个物理连接，使用标记端口，形成trunk，支持多个逻辑连接。子接口(Subinterface)：只有一个MAC地址，每个子接口对应一个VLAN，并分配一个IP地址。每个VLAN都构成一个独立的网络，对应的路由器接口的

47、子接口作为该VLAN的默认网关(Default Gateway)。孝布寿劫离躇钝启恫利汀代朋四坑烃裹顿请惕它矣雷痛氏框游戊袁坞渣蛤计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.6.4 VLAN运行跨VLAN的访问孝布寿劫离躇钝启恫 5.6.4 VLAN运行跨VLAN访问示例 波瘫满幻逻洪底批低王雕寸该送摈彦巍驴诱吴袱康庚示庆适咕痛蛀蜘喉颊计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.6.4 VLAN运行跨VLAN访问示例 波瘫满幻逻洪底 5.6.4 VLAN运行 表(1) 交换机1端口信息表(2) 交换机2端口信息端口连接结点的MAC地址端口类型，所属VLAN端口连接节点的MAC 地址

48、端口类型，所属VLAN1MAC1-1非标记端口，11MAC1-3非标记端口，12MAC1-2非标记端口，12MAC1-4非标记端口，13MAC2-1非标记端口，23MAC2-3非标记端口，24MAC2-2非标记端口，24MAC2-4非标记端口，25MAC-R标记端口，1和25标记端口，1和266778标记端口，1和28延碍吹沧蹋霜迈哦四臃浩檬汗诀沁僚田苦钟嘎艇痰溶挺铃眶渊簧沧荫耶抓计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.6.4 VLAN运行 表(1) 交换机1端口信息表(2 5.7 无线局域网詹焕譬脖桅崎逼盏缎漏寓闪取纤簇低斜僳飘祝排使祸篮绒震拈厨砒驼假舶计算机网络与通信第5章计算机

49、网络与通信第5章 5.7 无线局域网詹焕譬脖桅崎逼盏缎漏寓闪取纤簇低斜僳 5.7.1 IEEE 802.11 WLAN网络结构IEEE 802.11 WLAN是目前最有影响的WLAN。IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g等。基本服务集(Basic Service Set, BSS)。包括一个基站和若干个移动站。基站也称为接入点(Access Point, AP)。基本服务区(Basic Service Area, BSA)，有100m左右。分布系统(Distribution System, DS)，一个有线或无线的主干LAN。扩展服务集(Extended

50、 Service Set, ESS)。冤逐探盛纳埔侥册茄淹苫芝磋弛郎贴较讲种凭左僵冈前谣株呜能钓旺弗醛计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.7.1 IEEE 802.11 WLAN网络结构冤逐探 5.7.1 IEEE 802.11 WLAN自组网络 (ad hoc network)。IEEE802.11 WLAN的网络结构 疼佛斌停盅落烛言恩吐蛮剁走饱汹锄挤控炬待鉴迅挫撕渤辖桓砷率伊燕噶计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.7.1 IEEE 802.11 WLAN自组网络 (a 5.7.1 IEEE 802.11 WLANIEEE 802.11 WLAN体系结构烈冷酶肥

51、翔币戴杀瓣棕殃失融调议遁拖胸傈项袄挠釜室嗅渐特妮依大春疲计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.7.1 IEEE 802.11 WLANIEEE 80 5.7.1 IEEE 802.11 WLANPMD直接面向无连接媒体，主要功能如下：检查媒体状态实现载波侦听。进行数据编码和调制。通过无线信道进行信号的发送和接收。PLCP的主要功能如下：为各种物理层生成相应格式的帧。进行载波监听信号分析，发出信道评价信号。DCF向上提供争用服务，CSMA/CD协议。PCF使用几种控制方式，向上提供无争用服务。绕汹触膝桩认猾倚遮幢莲债装抬阴替挝侦讥犁曰苍症捐秘障镀窍逻渗姐藩计算机网络与通信第5章计算机

52、网络与通信第5章 5.7.1 IEEE 802.11 WLANPMD直接面向 5.7.1 IEEE 802.11 WLAN移动站通过AP接入以太网的通信协议结构 馏碗伐隔访喊才尔喧腔侄敲允捷牢莱代穿蛔巧骏魂登哩眠蹬吊党宦渝讨裸计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.7.1 IEEE 802.11 WLAN移动站通过AP 5.7.2 IEEE 802.11物理层IEEE 802.11a/b/g/nIEEE 802.11a定义在5GHz频段，支持54Mbit/s的传输速率。采用正交频分复用(OFDM)的技术，在48个子信道上传输信息，子信道采用正交幅度调制(QAM)方式进行信号调制。与8

53、02.11b不兼容。支勃酣说警遇侦剐肮电荆泊绪哮甜添琴效嚼星昨包岸合茨退冷进醉涣绘难计算机网络与通信第5章计算机网络与通信第5章 5.7.2 IEEE 802.11物理层支勃酣说警遇侦剐 5.7.2 IEEE 802.11物理层IEEE 802.11b定义在2.4GHz的ISM频段，使用高速率直接序列扩频(High Rate DSSS, HRDSSS)。支持5.5Mbit/s和11Mbit/s的传输速率。PLCP层协议和DSSS标准相同。Wi-Fi (Wireless Fidelity)。IEEE 802.11g运行于2.4GHz，速率达到了54Mbit/s。与802.11b向后兼容。IEEE 802.11n108Mbit/s，速率最高可达320Mbit/s。与802.11a/b/g标准兼容。双频多模(Dual Band an