《计算机网络基础与应用》

《计算机网络基础与应用》

天津大学管理学院

信息管理与信息系统系

郁雪

EmaiITo:yuki@tju.edu.cn

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TianjinUniversitySLIDE1

物理层与数据链路层

-位于物理层和数据链路层设备（以太网为例）

•网络接口卡

•中继器和集线器

•网桥和以太网交换机

OSI层次地址类型设备

传输层及以上应用程序进程地网关

址（端口）

网络层网络地址路由器

数据链路层MAC地址网桥、交换机

物理层无中继器、集线器

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物理层与数据链路层

(1)网络接口卡

也称网卡，NetworkInterface

Card,NICo又称网络适配器，是插在

计算机总线插槽内或某个外总接口上的

扩展卡，它与网络程序配合工作，负责

将要发送的数据转换为网络上其他设备

能够识别的格式，通过网络介质传输，

或从网络介质接口接收信息，转换成网

络程序能够识别的格式，提交给网络操

作系统

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物理层与数据链路层

-网卡的功能：实现了物理层与数据链路

层的功能，包括：

1、数据缓存

2、帧的封装与解封装

3、介质访问控制

4、串/并转换

5、数据编码与解码

6、数据的发送/接收

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物理层与数据链路层

-MAC地址

•以太网使用的MAC-48地址由两部分组成：3字节的

OUI(OrganizationallyUniqueIdentifier)+3

字节EUI(ExtendedUniqueIdentifier)。

第1字节第6字节

AC-DE-48-00-00-80

机构惟一标志符OUI-----------扩展标志符工

/、

✓/弟1弟2弟3弟4弟3弟b、、、、

1010110011011110)1001000000000000000000010000000

；SchoolofManagement

弋ATianjinUniversity

物理层与数据链路层

-网卡检查MAC地址

・网卡从网络上每收到一个MAC帧就首先用

硬件检查MAC帧中的MAC地址.

•如果是发往本站的帧则收下，然后再进行

其他的处理。

•否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。

•“发往本站的帧”包括以下三种帧：

-单播(unicast)帧(一•对一)

-广播(broadcast)帧(一'对全体)

-多播(multicast)帧(一对多)

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物理层与数据链路层

-两种不同的MAC帧格式

•常用的以太网MAC帧格式有两种标准：

-DIXEthernetV2标准

-IEEE的802.3标准

•最常用的MAC帧是以太网V2的格式。

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物理层与数据链路层

-以太网V2的MAC帧格式

字段用来标志上一层使用的是G型字段2字节

什么协议，以便把收到的MAC帧的

数据上交给上一层的这个协议。

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物理层与数据链路层

•以太网V2的MAC帧格式(cont)

-在帧的前面插入的8字节中的第一个字段共7个

字节，是前同步码，用来迅速实现MAC帧的比特同

步。第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就

是MAC帧。_____________________

IP数据报IP层

字节66246~15004

犍舱勺地址源地址

类型数据FCSMAC层

丁

8字节MAC帧物理层

7字节为了达到比特同步,

10101010101010•­•10101010101010101011在传输媒体上实际传送的

前同步码帧开始

定界符要比MAC帧还多8个字节

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Tianj■i"n一一UniversitySLIDE9

物理层与数据链路层

-无效的MAC帧

•帧的长度不是整数个字节；

•用收到的帧检验序列FCS查出有差错；

•数据字段的长度不在46〜1500字节之间。

•有效的MAC帧长度为64〜1518字节之

间。

•对于检查出的无效MAC帧就简单地丢弃。

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物理层与数据链路层

（2）中继器（repeater）和集线器（hub）

1.在同一广播域内扩展网络的需要延长物理信

号的传输距离；但是增加网段内工作站数量

（受电缆段可接入站数和设备端口数限制，代

价：单站平均传输能力下降）

2.以10Mbps以太网标准为例：

10Base-T:UTP,设备间最大传输距离100米

10Base2:细同轴电缆（直径5mm）,最大传输距离185米,

单段电缆上允许连接工作站数30

10Base5:粗同轴电缆（直径10mm）,最大传输距离500

米

10Base-FL:多模光纤，最大传输距离2Km

_________________SchoolofManagement

&5TianjinUniversity

物理层与数据链路层

-工作原理

■工作于网络的物理层，用于互联两个相同类型

的网段（如：两个以太网段），它在物理层内

实现透明的二进制比特复制，补偿信号衰减，

即中继器接收从一个网段传来的所有信号，进

行放大后发送到下一个网段。

nnnTerminatorAHH

寸丁苫L嬴ater'i工丁|于

JJJ上J工U

TerminatorTerminato

=11J」

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物理层与数据链路层

-中继器具有如下特性

(1)中继器仅作用于物理层。

(2)只具有简单的放大、再生物理信号的功能。

(3)由于中继器工作在物理层，在网络之间实现的是物理

层连接，因此中继器只能连接相同的局域网。

(4)中继器可以连接相同或不同传输介质的同类局域网。

(5)中继器将多个独立的物理网连接起来，组成一个大的

物理网络。

(6)由于中继器在物理层实现互联，所以它对物理层以上

各层协议完全透明，也就是说，中继器支持数据链路及

其以上各层的所有协议。

注意：不能无限制的连接中继器，不能形成环路！

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物理层与数据链路层

集线器(Hub)

-集线器HUB是对网络进行集中管理的最

小单元。用集线器构成的网络是一个星

形拓扑结构的网络。

-工作原理：

(1)工作在物理层

(2)将某个端口信号收集放大后送到另外

一个端口

(3)网络核心，构成网络的冲突域

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物理层与数据链路层

-集线器工作在物理层

■所有设备在同一冲突域

■所有设备在同一广播域

■所有设备共享总带宽

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物理层与数据链路层

-用集线器扩展局域网

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物理层与数据链路层

-传统以太网存在的问题

(1)冲突(collision)：在以太网中,

当两个节点同时传输数据时，从两个设备

发出的帧将会碰撞，在物理介质上相遇，

彼此数据都会被破坏。

(2)冲突域：由网络连接起来的这样一组

计算机的集合，当其中任意两台计算机同

时发送数据时，发送的数据就会产生冲突。

(3)广播域：由网络连接起来的这样一组

计算机的集合，如果组中某一台计算机发

送了一个广播帧，则组中其他计算机接收。

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物理层与数据链路层

-传统以太网属于共享网络介质，所有网

络设备在同一冲突域，所以随着节点的

增加，网络带宽逐渐下降。

解决方案：

(1)提高带宽

(2)减少共享介质网络中的站点数量，

即微段微化

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物理层与数据链路层

-在共享介质网络时，由于网络所含节点

数过多，将影响网络的运行速度，而将

处于同一物理网络中的节点按某种方式

分为若干个子网，即网段微化，可以使

某时刻一部分节点可以并行。

物理层与数据链路层

(3)网桥(Bridge)

-网桥工作在数据链路层，它根据MAC

帧的目的地址对收到的帧进行转发。

-网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一

个帧时，并不是向所有的端口转发此帧,

而是先检查此帧的目的MAC地址，然

后再确定将该帧转发到哪一个端口。

-网桥可以隔离冲突域

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物理层与数据链路层

-网桥的自学习功能:通过从桥接器各端

口上收到帧的源地址积累网站所处网段

的信息。如果事先未进行人工设置，桥

接器也可以首先采用中继器的全广播方

式，直到在其过滤地址表中积累了接收

帧中的目的地址信息为止。

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物理层与数据链路层

网桥站地址端口

站表1

②1

③1

端口管理网桥协议\④2

软件实体⑤2

⑥2

*

端口1»缓存------端口2

网桥

11

网段A网段B

①②n⑤nn

n—In—In—!!!

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物理层与数据链路层

-网桥在转发表中登记以下三个信息

•站地址：登记收到的帧的源MAC地址。

•端口：登记收到的帧进入该网桥的端口号。

・时间：登记收到的帧进入该网桥的时间。

-转发表中的MAC地址是根据源MAC地

址写入的，但在进行转发时是将此MAC

地址当作目的地址。

-如果网桥现在能够从端口x收到从源

地址A发来的帧，那么以后就可以从

端口x将帧转发到目的地址Ao

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物理层与数据链路层

-网桥的工作过程

了一口二］；,，।

LAN2

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物理层与数据链路层

-网桥的不足

(1)广播风暴

•网桥中有一张“端口一结点地址表”，用于存储收到过的所

有地址信息。但由于实际的“端口一结点地指表”的存储能

力有限，当没有存储的结点地址信息出现时，网桥就将该数

据帧从除输入端口之外的其他所有端口中广播出去。这种盲

目发送数据帧的做法，造成“广播风暴”。

(2)增加网络时延

•网桥在互联不同的局域网时，需要对接收到的帧进行重新格

式化，以适合另一个局域网MAC子层的要求，还要重新对新

的帧进行差错校验计算，这就造成了时延的增加。

(3)帧丢失

•当网络上的负荷很重时，网桥会因为缓存的存储空间不够而

发生溢出，造成帧丢失。

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物理层与数据链路层

-为解决网桥的一些缺点，提出以太网交

换机技术，工作在数据链路层上，提供

存储转发功能，交换机内部使用矩阵将

LAN分成多个独立的网段。在多端口间

无冲突交换帧。

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物理层与数据链路层

(4)以太网交换机(Switch)一多端口网桥

现代以太网技术

-以非屏蔽双绞线和交换机构建的星形网络

•典型代表：Switch网络，工作在第二层

(帧)

•Switch基于MAC地址转发/过滤

•利用CSMA/CD机制来避免冲突

•利用缓存机制来解决端口冲突

•支持全双工

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物理层与数据链路层

-交换机运行在数据链路层

□□

每端口有自己的冲突域

所有的端口都在同一广播域

广播信息向所有端口转发

每个端口独享带宽

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物理层与数据链路层

交换机运行在数据链路层(cont)

-地址学习

•端口号/MAC地址映射表”的建立和维护

-转发或过滤

・根据目标MAC地址决定是转发或是过滤，以

及将帧转发到哪个端口

-循环避免

•生成树协议STP

•物理冗余链路可以增强局域网的可靠性，而

STP可以阻止循环带来的拥塞

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物理层与数据链路层

-交换机的地址学习

MAC地址表

0260.8c01.22220260.8c01.4444

•最初开机时交换机的动态MAC地址表是空的

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物理层与数据链路层

MAC地址表

0260.8c01.22220260.8c01.4444

•主机A发送数据帧给主机C

•交换机通过学习数据帧的源MAC地址，记录下主机A的

MAC地址对应端口E0

•该数据帧转发到除端口E0以外的其它所有端口

•未知单播帧以泛洪方式处理

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物理层与数据链路层

MAC地址表

E0:0260.8c01.1111

E3:0260.8c01.4444

0260.8c01.22220260.8c01.4444

•主机D发送数据帧给主机C

•交换机通过学习数据帧的源MAC地址，记录下主机D

的MAC地址对应端口E3

•该数据帧转发到除端口E3以外的其它所有端口

•未知单播帧以泛洪方式处理

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物理层与数据链路层

E0:0260.8c01.1111

E2:0260.8c01.2222

0260.8c01.22220260.8c01.4444

•交换机A发送数据帧给主机C

•在地址表中有目标主机，数据帧不会泛洪而直接转发

•已知单播帧以点到点的方式处理，因此可以节省交换

机其它端口下的可用带宽

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TianjinUniversitySLIDE34

物理层与数据链路层

-用以太网交换机扩展局域网

万维网BI

服务器

电子邮件

服务器

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TianjinUniversitySLIDE35

物理层与数据链路层

设备冲突域广播域

集线器所有端口处于同一冲所有端口处于同一广

突域播域

网桥每个端口处于同一冲所有端口处于同一广

突域播域

交换机每个端口处于同一冲可配置的（划分VLAN）

突域广播域

路由器每个端口处于同一冲每个端口处于同一广

突域播域

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物理层与数据链路层

冲突域144

广播域114

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TianjinUniversitySLIDE37

物理层与数据链路层

・数据链路层的典型协议-PPP协议

-高级数据链路控制(High-LevelData

LinkControl或简称HDLC),是一个在

同步网上传输数据、面向比特的数据

链路层协议，它是由国际标准化组织

(ISO)根据IBM公司的SDLC(Synchronous

DataLinkControl)协议扩展开发而成

的.

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TianjinUniversitySLIDE38

物理层与数据链路层

-HDLC的帧结构

比特888可变168

标志地址控制信息帧检验序列标志

FACInfoFCSF

FCS检验区间-------

透明传输区间

・标志字段F(Flag)为6个连续1加上

两边各一个0共8bit。在接收端只要找

到标志字段就可确定一个帧的位置。

•帧检验序列FCS字段共16bito所检验

的范围是从地址字段的第一个比特起，到

信息字段的最末一个比特为止。

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TianjinUniversitySLIDE39

物理层与数据链路层

-HDLC的透明传输

•HDLC采用零比特填充法使一帧中两个F

字段之间不会出现6个连续lo

•在发送端，当一串比特流数据中有5个连

续1时，就立即填入一个Oo

•在接收帧时，先找到F字段以确定帧的边

界。接着再对比特流进行扫描。每当发现

5个连续1时，就将其后的一个0删除,

以还原成原来的比特流。

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TianjinUniversitySLIDE40

物理层与数据链路层

数据中某一段比特组合恰好01001111110001010

出现和F字段一样的情况

会被误认为是F字段

O

发送端在5个连1之后A

A

填入。比特再发送出去U

O

在接收端将5个连1之后010011111010001010

的0比特删除，恢复原样

在此位置删除填入的0比特

1.采用零比特填充法就可传送任意组合的比特流，

或者说，就可实现数据链路层的透明传输。

2.当连续传输两个帧时，前一个帧的结束标志字段

F可以兼作后一帧的起始标志字段。

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物理层与数据链路层

-Internet的典型数据链路层协议----点到点

协议(PPP-Point-to-PointProtocol)

•现在全世界使用得最多的数据链路层协议是点对

点协议PPP(Point-to-PointProtocol)。

■用户使用拨号电话线接入因特网时，一般都是使

用PPP协议。

•1992年制订了PPP协议。经过1993年和1994

年的修订，现在的PPP协议已成为因特网的正式

标准[RFC1661]O

•链路控制协议LCP(LinkControIProtocol)o

•网络控制协议NCP(NetworkControIProtocoI)o

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TianjinUniversitySLIDE42

物理层与数据链路层

用户拨号上网示意图

用户家庭因特网服务提供者(ISP)

至

1吏用TCP/IP的因

PC机特

客户进程网

拨号电话线

调制温.调茸底南记可iP的一

------------------「PPP连接

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TianjinUniversitySLIDE43

物理层与数据链路层

-PPP协议的帧格式

•PPP的帧格式和HDLC的相似。

・标志字段F仍为0x7E（符号“Ox”表示

后面的字符是用十六进制表示。十六进制

的7E的二进制表示是oninio）o

•地址字段A只置为OxFF。地址字段实际

上并不起作用。

•控制字段C通常置为0x03。

•PPP是面向字节的，所有的PPP帧的长度

都是整数字节。

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TianjinUniversitySLIDE44

物理层与数据链路层

-PPP协议的帧格式(cont)

先发送

字节1112不超过1500字节21

V----------------------------------PPP帧-------------------------

•PPP有一个2个字节的协议字段。

•当协议字段为0x0021时，PPP帧的信息字段就

是IP数据报。

•若为0xC021,则信息字段是PPP链路控制数据。

•若为0x8021,则表示这是网络控制数据。

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TianjinUniversitySLIDE45

物理层与数据链路层

1.透明传输问题

字符填充法

-将信息字段中出现的每一个0x7E字节

转变成为2字节序列(0x7D,0x5E)o

-若信息字段中出现一个0x7D的字节，

则将其转变成为2字节序列(0x7D,

0x5D)o

-若信息字段中出现ASCII码的控制字符

(即数值小于0x20的字符)，则在该

字符前面要加入一个0x7D字节，同时

将该字符的编码加以改变。

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TianjinUniversitySLIDE46

物理层与数据链路层

2.不提供使用序号和确认的可靠传输

PPP协议之所以不使用序号和确认机制是出

于以下的考虑：

-在数据链路层出现差错的概率不大时，使

用比较简单的PPP协议较为合理。

-在因特网环境下，PPP的信息字段放入的

数据是IP数据报。数据链路层的可靠传

输并不能够保证网络层的传输也是可靠的O

-帧检验序列FCS字段可保证无差错接受。

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TianjinUniversitySLIDE47

物理层与数据链路层

PPP工作过程

1.当用户拨号接入ISP时，路由器的调制解

调器对拨号做出确认，并建立一条物理连接。

2.PC机向路由器发送一系列的LCP分组（封

装成多个PPP帧）。

3.这些分组及其响应选择一些PPP参数，和

进行网络层配置，NCP给新接入的PC机分

配一个临时的IP地址，使PC机成为因特

网上的一个主机。

4.通信完毕时，NCP释放网络层连接，收回原

来分配出去的IP地址。接着，LCP释放数

据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。

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TianjinUniversitySLIDE48

物理层与数据链路层

-讨论

•PPP的设计意图是定义一个能够在点到点线

路上运送多种网络协议的数据报的数据链

路层协议。

•因此，PPP还必须涉及与网络层间的数据交

换问题，必须具备就数据链路层支持的网

络协议进行协商并进行相应配置的能力。

这就是在PPP中需要涉及网络控制协议

(NCP)的原因。NCP是数据链路层支持对

多种网络协议进行配置协商的手段。

•LCP为数据链路的建立与终止、控制、配置

协商等提供了一种通用机制。

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TianjinUniversitySLIDE49

局域网基础

•局域网技术（以太网基础）

局域网LAN是由众多处于相近物理空间内的信

息点，通过相关高速链路介质与网络设备连接

构成的网络。

LAN的特点：

1.跨越一个物理上有限的距离（一般在10km以内）

2.为一个单位或组织拥有

3.传输速率高（1〜100M〜1000Mbps）

4.误码率低（10-8〜10-11间）

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TianjinUniversitySLIDE50

局域网基础

•以太网的发展

-Ethernet的核心技术是CSMA/CD介质访问控制方法；

-随机争用技术起源于夏威夷大学校园网ALOHA；

-70年代，Xerox公司开始Ethernet实验网的研究，

宣布了Ethernet产品；CSMA/CD;随机争用

-80年代初，Xerox>DEC与Intel联合宣布Ethernet

V2.0规范；

-在此基础上，IEEE802工作组于1982年制定了第一个

IEEE的以太网标准（编号为802.3）；

-90年代，lOBase-T标准使得Ethernet性能价格比大

大盘IWJ;

-目前，交换式Ethernet与最高速率为10Gb/s的高速

Ethernet的出现，更确立了它在局域网中的主流地位。

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TianjinUniversitySLIDE51

局域网基础

-LAN体系结构：1980年2月——IEEE802课题组

局域网标准化

0SI参考模型

传输媒体传输媒体

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局域网基础

-介质访问控制子层(MACSub-layer)

①共享介质的利弊

-优点：容易实现对连接到同一通信介质上的设备“广

播”

-缺点：必须解决何时由哪个工作站或设备在此共享介

质上发送数据以及如何避免连接到同一通信介质上的

两个或两个以上网络设备同时发送数据的问题，即需

要介质访问控制(MAC-MediumAccessControl)o

②典型MAC技术——提供无连接服务

-载波侦听多路复用/冲突检测类技术(CSMA/CD,

CSMA/CA)：以太网(IEEE802.3)

-利用“准发送分组”(Token)控制方式：802.4-令

牌总线(TokenBus)和802.5-令牌环(TokenRing或

HDDI)o

京§SchoolofManagement

JTianjinUniversity

局域网基础

-IEEE802标准系列

IEEE802.1概述、体系结构、网络互连

IEEE802.2LLC

IEEE802.3CSMA/CD

IEEE802.4TokenBus

IEEE802.5TokenRing

IEEE802.6MAN标准

IEEE802.7宽带技术

802.2LLC

数据链路层

802.3802.4802.5802.6802.9802.11DN........

CSMA/CDTokenBusTokenRingMANjISDN无线物理层

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TianjinUniversitySLIDE54

局域网基础

-传统以太网

•802.3——同轴电缆Ethernet

•802.3a---细缆Ethernet

•802.3i——双绞线

•802.3j——光纤

-快速以太网FE

•802.3u——双绞线，光纤

一千兆以太网GE

•IEEE802.3z——屏蔽短双绞线、光纤

•IEEE802.3ab——双绞线

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局域网基础

802.3布线介质标准IOBase5

-10Base5粗同轴1

-10Base2细同轴数据率（MbPs）Base基带

lOBaseT双绞线

lOBaseFMMF段最大长度（百米）或

介质类型（T,F,X）

lOOBaseT双绞线

-lOOBaseFMMF/SMF

-lOOOBaseX屏蔽短双绞线/MMF/SMF

-lOOOBaseT双绞线

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局域网基础

-局域网的拓扑

星形拓扑匹配电阻

干线耦合器

SchoolofManagement树形拓扑

TianjinUniversitySLIDE57

局域网基础

(1)什么是以太网(Ethernet)?

-满足IEEE802.3协议的局域网称为以太

网

-以太网的拓朴结构：总线型、星型

-以太网的访问控制方式：CSMA/CD

-以太网是广播网络，即所有结点都可以

通过总线传输介质以“广播”方式发送

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TianjinUniversitySLIDE58

局域网基础

-CSMA/CD介质访问控制技术

-CSMA即载波侦听多路访问和冲突检测CD

・总线型局域网中，当某一个节点要发送数

据时，它首先要先去检测网络上的介质是

否有数据正在传送，然后决定是否将数据

送上网络。如果没有任何数据在传送（即

处于空闲状态），则立即抢占信道发送数

据；如果信道正忙（即处于忙碌状态），

则需要等待直至信道空闲再发数据

•往往同时会有多个节点侦听到信道空闲并

发送数据，这就可能发生冲突。冲突怎么

办？

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TianjinUniversitySLIDE59

局域网基础

•CSMA/CD方法的出现是因为CSMA方法有一个

最主要的缺点，那就是如果两台计算机都检

测出传输介质空闲的状态，就会几乎同时都

开始传送数据，碰撞(collision)就发生了。

-冲突检测CD

•网络数据发生碰撞时，网络的电压会升高，

此时网络的电压值大于不同时传送数据时计

算机上的电压值，因此可得知发生了碰撞。

•当网络中所有传输设备都探测到冲突的产生,

每个设备都会进行一种算法，回退算法，等

待一个随机时间后再次接入网络

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TianjinUniversitySLIDE60

局域网基础

•CSMA/CD机制特点小结：先听后发、边听

边发、冲突停止、随机延迟后重发

1.适配器从网络层获得一个分组，加上以

太网的首部和尾部，组成以太网帧，放

入适配器的缓存中，准备发送

2.若适配器检测到信道空闲，就发送这个

帧，若检测到信道忙，则继续检测直到

信道转为空闲，然后发送这个帧

3.在发送过程中继续检测信道，若检测到

碰撞，则中止数据的发送

4.在中止发送后，适配器执行回退算法，

等待一个随机比特时间后，返回步骤2

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TianjinUniversitySLIDE61

局域网基础

-以太网是一种广播传输技术

•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。

•广播信号不受任何数据链路层设备影响。

•广播地址——OxFFFF.FFFF.FFFFO广播地

址可以让局域网上的所有设备接收到同一

个帧。

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局域网基础

-以太网是一种广播传输技术(cont)

•网络上所有的设备都可以检测到所有沿着

网络介质传输的帧

•只有自身MAC地址与帧所携带的MAC地址匹

配，设备才能将帧复制到自身的缓冲器

•如果MAC地址匹配，该帧就可以被复制和传

输到第三层，检查IP地址是否匹配

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局域网基础

-帧格式

71662111-2variable4

IEEEDest.Source

PreambleSDLengthDSAPSSAPControlDataFCS

EthernetAddressAddress

J7

802.2

11166111-2variable4

IEEEDest.Source

SDACFDDSAPSSAPControlDataFCSEDFS

(AddressAddress

TokenRin■

)

802.5

802.2802.5

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局域网基础

-以太网的关键设备

•1990年问世的交换式集线器(switching

hub),可明显地提高局域网的性能。

•交换式集线器常称为以太网交换机(switoh)

或第二层交换机(表明此交换机工作在数

据链路层)。

•以太网交换机通常都有十几个端口。因此，

以太网交换机实质上就是一个多端口的网

桥，可见交换机工作在数据链路层。

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局域网基础

-以太网交换机的特点

•以太网交换机的每个端口都直接与主机相

连，并且一般都工作在全双工方式。

•交换机能同时连通许多对的端口，使每一

对相互通信的主机都能像独占通信媒体那

样，进行无碰撞地传输数据。

•以太网交换机由于使用了专用的交换结构

芯片，其交换速率就较高。

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局域网基础

10BTFull-DuplexOperation

ReceiveReceive

Transmit.Jransmit-

Full-DuplexNICFull-DuplexNIC

-不会发生碰撞；所以，时间不会浪费在重传

帧上。

-不必等其他机器发送。

-每个方向都有10M带宽，增加了可用的带宽。

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局域网基础

•虚拟局域网（VLAN）

-利用交换机对帧传输的控制能力，在网

络的物理拓扑结构基础上建立多个逻辑

网络

-VLAN的划分可以突破物理位置的限制，

依据网络的功能和应用等因素来进行

-一个VLAN可以被看作一个广播域，VLAN

内的站点间可以直接进行通信，而不同

VLAN内的站点则需要借助路由器进行通

信

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局域网基础

7

^wn=j2A4

：

VLAN1VLAN2VLAN3

口B2tc2

7交换机RQ

j-jI-

以太网二iAp>=4；q,、一°，

交换机尸

raw三个虚拟局域网VLANi,VLAN2

交换机和VLAN3的构底

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局域网基础

•虚拟局域网（VLAN）

-当Bl向VLAN2工作组内成员发送数

据时，工作站B2和B3将会收到广播

的信息。

-B1发送数据时，工作站Al,A2和C1

都不会收到B1发出的广播信息。

-虚拟局域网限制了接收广播信息的工作

站数，使得网络不会因传播过多的广播

信息（即“广播风暴”）而引起性能恶化。

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局域网基础

・VLAN的优点

-隔离网络广播风暴

-增强了网络安全性

-简化网络管理和维护

-提高网络性能

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局域网基础

•令牌总线网-TokenBus(IEEE802.4)

-总线局域网的争用总线策略不能保证对

每个站点公平，不能保证最长等待时间。

另外，802.3帧没有优先级别，使得它

不适用于工厂等一些对时间有严格要求

的实时控制系统。

-802.4提出了令牌总线网，既有802.3的

可靠性,又有环网能确知最坏情况的特

性。

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-网络结构

故障

:1::7T

rMd._