数据通信与计算机网络局域网技术

第6讲局域网技术

课时授课计划课程内容内容：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。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hubhubhubSwitchServerfarmstationstationsstations4.1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BusStarRingABCCADCBABCAT4.2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：IEEE802局局域网网标准准IEEE802委员员会于于1984前后后年公公布了了五项项标准准：IEEE802.1-IEEE802.5，最最新的的千兆兆以太太网技技术目目前也也已标标准化化。IEEE802.1—局域域网概概述、、体系系结构构、网网络管管理和和网络络互联联IEEE802.2—逻辑辑链路路控制制LLCIEEE802.3—CSMA/CD访访问方方法和和物理理层规规范，，主要要包括括如下下几个个标准准：IEEE802.3—CSMA/CD介质质访问问控制制标准准和物物理层层规范范：定定义了了四种种不同同介质质10Mbps以太太网规规范：：10BASE2、10BASE5、10BASET、10BASEFIEEE802.3u——100Mbps快速速以太太网标标准，，现已已合并并到802.3IEEE802.3z——光光纤介介质千千兆以以太网网标准准规范范IEEE802.3ab——传输输距离离为100米的的5类类无屏屏蔽双双绞线线介质质千兆兆以太太网标标准规规范IEEE802局局域网网标准准IEEE802.4—TokenPassingBUS（（令牌牌总线线）IEEE802.5—TokenRing（令令牌环环）访访问方方法和和物理理层规规范IEEE802.6—城域域网访访问方方法和和物理理层规规范IEEE802.7—宽带带技术术咨询询和物物理层层课题题与建建议实实施IEEE802.8—光纤纤技术术咨询询和物物理层层课题题IEEE802.9—综合合声音音／数数据服服务的的访问问方法法和物物理层层规范范IEEE802.10—安全全与加加密访访问方方法和和物理理层规规范IEEE802.11—无线线局域域网访访问方方法和和物理理层规规范，，包括括IEEE802.11a、、IEEE802.11b、、IEEE802.11c和和IEEE802.11q标准准。IEEE802.12—100VG-AnyLAN快速速局域域网访访问方方法和和物理理层规规范802.10安安全全与加加密802.1局局域网网概述述、体体系结结构、、网络络互连连与网网络管管理802.2逻逻辑链链路控控制LLC802.3CSMA/CD物理层层802.4令牌总线物理层层802.5令牌环环物理层层802.6城域网网物理层层802.9语音数数据综合合局域网网802.11无线局域网网802.12100VG-AnyLAN802.7宽宽带技技术802.8光光纤技技术数据链路层层物理层层（1））物理理层物理层层的主主要作作用是是确保保二进进制位位信号号的正正确传传输，，包括括位流流的正正确传传送与与正确确接收收。局局域网网物理理层制制定的的标准准规范范主要要有如如下一一些内内容局域网网传输输介质质与传传输距距离。。物理接接口的的机械械特性性、电电气特特性、、性能能特性性和规规程特特性。。传输信信号的的编码码方案案，局局域网网常用用的编编码方方案有有：曼曼彻斯斯特码码、差差分曼曼彻斯斯特码码、非非归零零码、、4B/5B码码、8B/6T和8B/10B等等。错误校校验码码以及及同步步信号号的产产生与与删除除。传输速速率拓扑结结构信令方方式LAN三层层功能能（2））MAC子子层（（介质质访问问控制制）MAC是数数据链链路层层的下下半部部，它它直接接与物物理层层相邻邻。主要功能：：是进行合合理的信道道分配，解解决信道竞竞争问题。。它在支持LLC子层层中，完成成介质访问问控制功能能，为竞争争的用户分分配信道使使用权，并并具有管理理多链路的的功能。MAC子层层为不同的的物理介质质定义了介介质访问控控制标准。。目前,IEEE802已规定定的介质访访问控制标标准有带冲冲突检测的的载波监听听多路访问问(CSMA/CD)、令牌牌环(Token-Ring)和令令牌总线(Token-Bus)等等。（3）LLC子层（（逻辑链路路控制）LLC也是是数据链路路层的一个个功能子层层。LLC子层层的功能包包括：数据帧的组组装与拆卸卸、帧的收收发、差错错控制、数数据流控制制和发送顺顺序控制；；为网络层层提供两种种类型的服服务，面向向连接服务务和无连接接服务。LLC在MAC子层层的支持下下向网络层层提供服务务。可运行于所所有802局域网网和城域网网协议之上上的数据链链路协议，，LLC子子层与传输输介质无关关，它独立立于介质访访问控制方方法，隐藏藏了各种802网络络之间的差差别，向网网络层提供供一个统一一的格式和和接口。局域网的通通信方式广播与广播播域错误的信号号流动方式式正确的信号号流动方式式广播(Broadcast)：一台计算算机发出信信号，直接接连到这台台计算机所所在介质段段上的所有有其它计算算机和网络络设备都能能收到信号号。广播域：一台计算算机发出广广播信号，，能收到该该广播信号号的以太网网的范围。。广播与广播信号，广播信号号不受任何何数据链路路层设备影影响。CSMA：：载波监听听多点访问问工作原理：：发送前监听听。每个站站点在发送送数据之前前要监听信信道上是否否有数据在在传送。若若有，则此此站不能发发送，需等等待一段时时间后重试试。载波监听策策略：非坚持持CSMA：一旦监监听到信道道忙，就不不再监听；；延迟一个个随机时间间后再次监监听。坚持CSMA：：监听到信信道忙时，，仍继续监监听，直到到信道空闲闲。1-坚持CSMA：：一听到信信道空闲就就立即发送送数据p-坚持CSMA：：听到信道道空闲时，，以概率p发送数据据（以概率率1-p延迟一段时时间后再发发送）CSMA技技术不能解解决发送中中出现的冲冲突现象。。冲突(碰撞撞)Collision以太网上由由于多台计计算机争用用传输介质质，两台或或以上计算算机发出的的信号在同同一段介质质上叠加，，而引起的的信号错误误。CSMA/CD—带冲突检检测的载波波监听多点点访问工作原理：发送前先先监听信道道是否空闲闲，若空闲闲则立即发发送数据。。在发送时时，边发边边继续监听听。若监听听到冲突，，则立即停停止发送。。等待一段段随机时间间（称为退退避）以后后，再重新新尝试。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。CSMA/CD的流流程图媒体忙？发送帧碰撞？发送完？发送JamN≥16?YesNoNoYes发送成功Yes发送失败No延迟随机时时间NoYes发送帧碰撞次数N++课堂小结掌握下面的的术语LAN、LL