第3章-局域网技术.ppt
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1、计算机网络高级教程,1,吴功宜 编著,“十一五”国家重点图书 计算机科学与技术学科前沿丛书 计算机科学与技术学科研究生系列教材(中文版) 计算机网络 高级教程,计算机网络高级教程,2,第3章 局域网技术,计算机网络高级教程,3,局域网技术发展的过程,计算机网络高级教程,4,802参考模型与OSI参考模型的对应关系,计算机网络高级教程,5,IEEE 802协议结构(1),计算机网络高级教程,6,IEEE 802协议结构(2),计算机网络高级教程,7,不同通信负荷的3种局域网实际数据传输速率的比较,计算机网络高级教程,8,最早的Ethernet原理设计图,计算机网络高级教程,9,802.3协议结构
2、与实际 10BASE-5结构的比较,计算机网络高级教程,10,Ethernet协议结构,计算机网络高级教程,11,发送流程与接收流程图,计算机网络高级教程,12,CSMA/CD的结点工作状态图,计算机网络高级教程,13,Ethernet网卡电路结构,计算机网络高级教程,14,Ethernet网卡,计算机网络高级教程,15,计算机接入 局域网的结构,计算机网络高级教程,16,Ethernet帧结构的比较,计算机网络高级教程,17,用集线器连接多 个结点的Ethernet,计算机网络高级教程,18,Fast Ethernet介质专用接口MII,计算机网络高级教程,19,十六进制数0F对应的4B/5
3、B编码值,计算机网络高级教程,20,MLT-3信号的编码过程,计算机网络高级教程,21,全双工与半双工工作模式,如果要实现全双工工作,主机需要通过网卡的两个通道 ; 支持全双工模式的Fast Ethernet的拓扑构型一定是星形 ; 采取全双工、点-点连接方式的Fast Ethernet的介质覆盖距离将不受冲突窗口的大小限制 ; 支持全双工方式的交换机可以自由混接不同速率的网卡,并实现不同速率之间的交互。,计算机网络高级教程,22,10Mbps与100Mbps速率自动协商功能,自动确定非屏蔽双绞线的远端连接设备使用的是半双工(CSMA/CD)的10Mbps工作模式,还是全双工的100Mbps工
4、作模式; 向其它结点发布远端连接设备的工作模式; 与远端连接设备交换工作模式相关参数,协调和确定双方的工作模式; 自动协商功能自动选择共有的最高性能的工作模式。,计算机网络高级教程,23,讨论:,自动协商功能只能用于使用双绞线的Ethernet; 自动协商过程需要在500ms内完成; 按工作模式性能从高到低,这些协议的优先级从高到低的排序是: 100BASE-TX或100BASE-FX全双工模式 100BASE-T4 100BASE-TX半双工模式 10BASE-T全双工模式 10BASE-T半双工模式,计算机网络高级教程,24,10Mbps与100Mbps速率自动协商功能带来的限制,在100
5、BASE-T半双工模式下,它仍然执行CSMA/CD工作机制,冲突窗口大小是不变的,由于发送速率提高了10倍,则双绞线长度的最大长度应减小为10BASE-T时的1/10; 在100BASE-T全双工模式下,它采取点-点连接、独占双绞线的工作方式,已不需要受CSMA/CD机制的限制,因此10BASE-T全双工模式可以支持更大范围内组网的需求。,计算机网络高级教程,25,基本链路代码字的结构,S0-S4=00001表示使用的是IEEE 802.3协议; A0位表示10BASE-T半双工; A1位表示10BASE-T全双工; A2位表示100BASE-T半双工;,A3位表示100BASE-TX全双工;
6、 A4位表示10BASE-T4半双工; A5位表示支持帧流控; RF位表示远端故障; ACK位表示确认。,计算机网络高级教程,26,Gigabit Ethernet对802.3协议的调整,冲突窗口时间的改变 CSMA/CD机制要求发送结点在一个冲突窗口,即发送512bit的时间(51.2s)内检测出是否发生冲突,因此冲突窗口的时间长短直接影响到一个网段的最大长度 ; 802.3z标准将发送512bit的时间修改为512byte的时间,从而扩大了Gigabit Ethernet网段的最大长度 。,计算机网络高级教程,27,载波扩展与短帧的发送,IEEE 802.3z标准规定: 传统Etherne
7、t中的帧长度在64B1518B; 在半双工Gigabit Ethernet中,如果要发送长度在64B512B之间的帧,这时就需要采用载波扩展方法。,计算机网络高级教程,28,帧突发处理,在1000Mbps传输速率的情况下,如果需要获得高的服务质量,半双工状态与CSMA/CD的机制不可取; 推荐采用点-点连接的全双工模式。,计算机网络高级教程,29,千兆介质专用接口 GMII的结构,计算机网络高级教程,30,Gigabit Ethernet,计算机网络高级教程,31,10Gbps Ethernet,帧格式与10Mbps、100Mbps和1Gbps Ethernet的帧格式相同; 保留IEEE 8
8、02.3标准对Ethernet最小帧长度和最大帧长度的规定; 传输介质不再使用铜质的双绞线,而只使用光纤,以便能在城域网和广域网范围内工作; 只工作在全双工方式,不需要使用CSMA/CD工作机制,传输距离不再受冲突检测的限制。,计算机网络高级教程,32,10Gbps Ethernet对802.3协议的调整,10Gb/s Ethernet对帧的修改只是针对封装到OC-192帧时,它只对物理层的传输过程有效; 这个封装与拆分OC-192帧的过程,对源节点和目的结点的MAC层是透明的。,计算机网络高级教程,33,10Gbps Ethernet的 帧发送与接收过程,计算机网络高级教程,34,10Gbp
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