计算机网络基础微课版- 课件 模块四：主题2介质访问技术

局域网技术

主讲人：XXX计算机网络基础学习提示2134主题：

局域网体系结构、介质访问技术、帧格式与操作、以太网技术、交换式局域网、虚拟局域网、无线局域网网络体系结构和网络协议的概念

计算机网络的工作过程和实现（Implementation）技术OSI参考模型、TCP/IP参考模型的比较2

学习目标知识目标本节目标1. 掌握CSMA/CD的工作原理。2. 了解CSMA/CD的工作特点。3. 掌握网卡的主要功能。通过分析以太网的工作原理，引导学生明白竞争和谦让、效率和规则在社会生活中的重要性。素质目标技能目标能够借助网络仿真工具探索以太网冲突问题。课前评估在如图所示的开会场景中，如果有多个人同时讲话，会造成混乱无法听清对方在讲什么，这种现象在网络中称为冲突。要解决这个问题，可以采用两种策略，一种是按顺时针或逆时针方向轮流发言；另外一种是确认没有他人说话时才能发言。这种策略在计算机网络中，称为介质访问控制方法，分别称为__________和__________。主题二：介质访问技术学习目标了解层次结构的好处；理解协议对网络通信的作用和遵守协议栈的意义；掌握计算机网络体系结构的概念。6

CSMA/CD协议安徽桐城的“六尺巷”的典故成为历史佳话，其昭示了谦和礼让的中华民族美德。是通过后退、谦让化解“冲突”的典范CSMA/CD协议8

为什么要解决多个节点访问介质问题传统局域网是“共享”式局域网，所有结点都是半双工的，发送或接收数据是通过共享介质以“广播”方式传送，因此出现“冲突(Collision)”是不可避免的，“冲突”会造成传输失败，必须解决多个结点访问总线的介质访问控制(MediumAccessControl，MAC)问题。所有的LAN具有相同的LLC子层及不同的MAC子层和物理层在传统局域网结构中，连接动态计算机的同轴电缆被称为“共享介质”，所以这种局域网称为“共享式局域网”CSMA/CD协议9

争用型介质访问控制协议：在以太网(Ethernet)中，任何结点都没有事先预约发送，所有结点发送都是随机的，而且网络中没有集中的管理控制，所有结点平等地竞争发送时间。如CSMA/CD方式，介质访问控制方法需要解决3个问题：什么时候发送数据？如何发现冲突？发生冲突怎么办？确定型介质访问控制协议：如令牌（Token）方式，类似于击鼓传花。CSMA/CD协议10

CS(CarrierSense)载波侦听--在发送数据之前进行监听，以确保线路空闲，减少冲突的机会CSMA/CD的工作原理MA(MultipleAccess)多路访问--每个站点发送的数据，可以同时被多个站点接收CD(CollisionDetection)冲突检测—若网上有两个或者两个以上工作站同时发送数据，在总线上就会出现冲突。，或者称为“碰撞”。CSMA/CD协议11

CSMA/CD的工作原理总结：先听后发→边听边发→冲突等待→空闲发送CSMA/CD协议12

第2种情况：可能一个节点已经发送了数据，但由于信号传输的时延，使得信号在达到目的地时，另一个较远的节点没有侦听到该信号而发送了自己的帧所导致的冲突理解：为什么在发送的过程中还会产生冲突？第1种情况：可能两个或多个站点都同时检测到网络空闲，然后几乎在同一时刻开始传输数据就会产生冲突CSMA/CD协议13

CSMA/CD的工作特点主要优点：采用的是一种“有空就发”的竞争型访问策略，实现算法简单；网络维护方便，删除节点容易；轻负载时，执行效率高主要缺点：不具有某些场合要求的优先权；重负载时，传输效率和有效带宽降低；CSMA/CD无法完全消除冲突。网络竞争的不确定性，使得网络延时变得难以确定解决冲突的一种办法：将网络分段，减少每个网段中站点数量，使冲突的概率减少，从而增加网络的总体带宽课后练习14

1.采用CSMA/CD介质访问控制方法的局域网适用于办公自动化环境。这类局域网在（

）网络通信负荷情况下表现出较好的吞吐率与延迟特性。A.较高 B.较低 C.中等 D.不限定2.具有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）技术，一般用于（

）拓扑结构。A.网状网络 B.总线型网络C.环型网络 D.星型网络3.CSMA/CD方法用来解决多节点如何共享公用总线传输介质的问题，网中（

）。A.不存在集中控制的节点 B.存在一个集中控制的节点C.存在多个集中控制的节点 D.可以有也可以没有集中控制的节点课后练习15

4.CSMA/CD的中文名称( )。5.CSMA/CD遵循“先听后发，( )，（ )，随机重发”的原理控制数据包的发送。6.在CSMA／CD网络中，（

）时会发生冲突。A．监听到线路空闲立即发送 B．监听到线路空闲随机等待一段时间再C．不监听，随时发送 D．不管如何，都有可能7.对于使用CSMA/CD介质访问控制方法叙述错误的是( )。A.信息帧在信道上以广播方式传播。B.站点只有检测到信道上没有其他站点发送的载波信号时，才能发送自己的帧。C.当两个站点同时检测到信道空闲后，同时发送自己的信息帧，则肯定发生冲突。D.当两个站点先后检测到信道空闲后，先后发送自己的信息帧，则肯定不发生冲突。课后练习16

8.CSMA/CD属于通信信道的固定分配信道共享方式。

（

）9.关于CSMA/CD，下面描述正确的是（

）A．CSMA/CD主要用于解决IP地址与域名的映射B．CSMA/CD主要用于解决网络中的冲突C．CSMA/CD主要用于解决运输层的连接D．CSMA/CD主要用于解决网络层的寻址10.简述CSMA/CD的主要原理。以太网网卡简介17

网卡与传输介质的接口

以太网网络收发器实现结点与总线传输介质的电信号连接,完成数据发送与接收、突检测功能。

目前常用的方法是网卡通过RJ-45接口用非屏蔽双绞线连接到以太网交换机或集线器接入以太网中。网卡与主机的接口

网卡要插入联网计算机的I/O扩展槽中，作为计算机的一个外设来工作。网卡在