第7讲局域网.ppt
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1、第 7 讲 局域网(1),知识回顾,数据链路层功能 差错控制 透明传输 帧定界 流量控制,本讲内容和教学目标,了解局域网的拓扑结构和共享媒体 了解适配器的作用 理解CSMA/CD协议的工作原理 掌握二进制指数类型退避算法,局域网,局域网最主要的特点是:网络为一个单位/组织所拥有,且地理范围和站点数目均有限。 局域网具有如下的一些主要优点 具有广播功能,从一个站点可很方便地访问全网。局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。 便于系统的扩展和逐渐地演变,各设备的位置可灵活调整和改变。 提高了系统的可靠性、可用性和残存性。,局域网的拓扑,匹配电阻,集线器,干线耦合器,总线网,星形网,
2、树形网,环形网,星型(Star)拓扑结构,特点: 集中控制 中心交换节点功能复杂,但其他通信节点负荷相对较轻。 建设成本较大 可扩展性好,环型(Ring),由一组转发器通过点对点连接成环路构成。常采用令牌方式控制媒体访问。 环形拓扑的优点: 电缆长度短。 增加或减少工作站时,仅需简单的连接操作 可使用光纤。 环形拓扑的缺点: 节点的故障会引起全网故障。 故障检测困难。 环形拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传达室递的方式,在负载很轻时,信道利用率相对来说就比较低。,总线型(Bus),通信网络只是传输媒体 成本低 分散控制 常采用CSMA/CD或Token方式进行媒体访问控制 广播型网络,对于
3、共享媒体型网络,网络的拓扑结构和媒体访问控制协议很重要。设计一个好的媒体访问控制协议有三个基本要求:简单、有效的通道利用率、对用户的公平合理。,树型,其它网络拓扑结构-网状(Mesh),网络复杂 连接成MN,媒体共享技术,静态划分信道 频分复用 时分复用 波分复用 码分复用 动态媒体接入控制(多点接入) 随机接入 受控接入 ,如多点线路探询(polling),或轮询。,以太网的两个标准,DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品(以太网)的规约。 IEEE 的 802.3 标准。 IEEE是电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electr
4、onics Engineers)的简称. DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准只有很小的差别,因此可以将 802.3 局域网简称为“以太网”。 严格说来,“以太网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网 。IEE802将数据链路层分为LLC子层和MAC子层 太网所提供的服务主要对应于OSI参考模型的第一和第二层,即物理层和逻辑链路层;而IEEE 802.3则主要是对物理层和逻辑链路层的通道访问部分进行了规定。 http:/en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802,IEEE 802 Architecture,IEEE 80
5、2协议1-6,IEEE组织主要负责有关电子和电气产品的各种标准的制定。IEEE于1980年2月成立了IEEE 802委员会,专门研究和指定有关局域网的各种标准。 802.1-高层及其交互工作。提供高层标准的框架,包括端到端协议、网络互连、网络管理、路由选择、桥接和性能测量。 802.2-连接链路控制LLC,提供OSI数据链路层的高子层功能,提供LAN 、MAC子层与高层协议间的一致接口。 802.3-以太网规范,定义CSMA/CD标准的总线介质访问控制(MAC)子层和物理层规范。 802.4-令牌总线网。定义令牌总线(Token Bus)介质访问控制(MAC)子层和物理层规范。 802.5-令
6、牌环线网,定义令牌传环(Token Ring)介质访问控制(MAC)子层和物理层规范。 802.6-城域网MAN,定义城域网(MAN)的介质访问控制(MAC)子层和物理层规范(DQDB分布队列双总线)。,IEEE802协议7-21,802.7-宽带技术咨询组,为其他分委员会提供宽带网络技术的建议和咨询。 802.8-光纤技术咨询组,为其他分委员会提供使用有关光纤网络技术的建议和咨询。 802.9-综合话音/数据局域网(IVD LAN )。定义综合话音/数据终端访问综合话音/数据局域网(包括IVD LAN、MAN、WAN )的媒体访问控制(MAC)子层和物理层规范。 802.10-可互操作局域网
7、安全标准(SILS )。定义局域网互连安全机制。 802.11-无线局域网。定义自由空间媒体的媒体访问控制(MAC)子层和物理层规范。 802.12-按需优先(100VG-ANYLAN )。定义使用按需优先访问方法的100Mpbs 的以太网标准。 802.14-定义了电缆调调制解调器(cable modem)标准。 802.15-定义了近距离个人无线网络标准。 802.16-定义了宽带无线局域网标准。 目前,IEEE标准802.1-802.6 已成为ISO的国际标准ISO8802-18802-6。 802.17 (弹性分组环 (Resilient Packet Ring) 802.18:无线管
8、制 Radio Regulatory TAG 802.19:共存 Coexistence TA 802.20:移动宽带无线接入 Mobile Broadband Wireless Access (MBWA) 802.21:媒质无关切换 Media Independent Handoff,数据链路层的两个子层,为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准,802 委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层: 逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层 媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层。 与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层,
9、而 LLC 子层则与传输媒体无关,不管采用何种协议的局域网对 LLC 子层来说都是透明的,局域网对 LLC 子层 是透明的,局 域 网,网络层,物理层,站点 1,网络层,物理层,数据 链路层,站点 2,LLC 子层看不见 下面的局域网,LLC的功能,提供三种服务: 无连接的服务 面向连接的服务 复用 差错控制与流量控制 类似于HDLC协议,以后一般不考虑 LLC 子层,由于 TCP/IP 体系经常使用的局域网是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 标准中的几种局域网,因此现在 802 委员会制定的逻辑链路控制子层 LLC(即 802.2 标准)的作用已经不大了。 很多厂商生产的
10、适配器上就仅装有 MAC 协议而没有 LLC 协议。,适配器的作用,网络接口板又称为通信适配器(adapter)或网络接口卡 NIC (Network Interface Card),或“网卡”。 适配器的重要功能 进行串行/并行转换。 对数据进行缓存。 在计算机的操作系统安装设备驱动程序。 实现以太网协议。,计算机通过适配器 和局域网进行通信,硬件地址,至局域网,适配器 (网卡),串行通信,CPU 和 存储器,生成发送的数据 处理收到的数据,把帧发送到局域网 从局域网接收帧,计算机,IP 地址,并行 通信,Star Layout - Bus Topology,多路访问协议,对于广播信道,需要
11、解决信道分配问题,信道的分配方案有: 静态分配:如传统的FDM或TDM,如果有N个用户,把带宽或时间分成N份,每个用户静态地占用一个。缺点是不能有效地处理突发数据,有的用户无通信量时白白浪费资源。 动态分配:异步时分多路复用。分为两种: 随机访问(争用,contention):只要有数据,就可直接发送,发生冲突后再采取措施解决冲突。适用于负载轻的网络,负载重时效率低。 控制访问:发送站点必须先获得发送的权利,再发送数据,不会发生冲突。在负载重的网络中可获得很高的信道利用率。主要有轮转(round-robin)和预约(reservation)两种方式。,争用协议一:ALOHA协议,20世纪70年
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