网络通信协议.ppt
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1、第5章 网络通信协议,本章任务 低层协议 中、高层协议,5.1 低层协议,低层是指物理层和数据链路层 数据链路层又被划分成两个子层:介质访问控制(MAC)子层和逻辑链路(LLC)子层。 介质访问控制子层是数据链路层的一个功能子层,它构成了数据链路层的下半部,直接与物理层相邻。它的主要功能是进行合理的信道分配,解决信道竞争问题。,逻辑链路子层也是数据链路层的一个功能子层。 逻辑链路LLC在介质访问控制MAC子层的支持下向网络层提供服务。 它的功能包括: 数据帧的组装与拆卸、帧的收发、差错控制、数据流控制和发送顺序控制等功能并为网络层提供两种类型的服务,面向连接服务和无连接服务。,5.1.1 以太
2、网协议 以太网(Ethernet)最初是由美国Xerox公司和Stanford大学联合开发于1975年推出的。 后来,由Xerox 、Intel和DEC公司合作于1980年9月第一次公布了Ethernet的的详细技术规范,成为世界上第一个局域网工业标准。,Ethernet采用的是争用型介质访问控制协议,即CSMA/CD。 CSMA/CD,即载波监听多路访问/冲突检测,它是一种争用型的介质访问控制协议。 IEEE:电气和电子工程师协会 IEEE802.3定义了两种类型的以太网,即基带类以太网和宽带类以太网。 例如: 10BASE系列以太网就是基带以太网。“10”代代表信号传输这率为10Mb/s,
3、“BASE”代表是基带信号,主要有 10BASE-5,10BASE-2,10BASET和 10BASE-F。,110Mb/s以太网 (1)10BASE-5 10BASE-5所采用的传输介质是50基带粗同轴电缆,所以10BASE-5又称为粗缆以太网。 “5”表示每一段电缆的最大长度为500m,当网段需要超过500m时,可采用中继器来延长网段。 (2)10BASE-2 10BASE-2又称为细缆以太网,是作为10BASES-5的一种替代方案而制订的。 (3)10BASE-T “T”代表双绞线星型网。10BASE-T与其他以太网标准有根大的不同。它采用以集线器为中心的星型拓扑结构,使用标准的RJ45
4、插头与三类或五类非屏蔽双绞线连接网卡和集线器。,(4)10BASE-FP 、10BASE-FL与10BASE-FB 10BASE-FP、10BASE-FL与10BASE-FB是IEEE8023物理层标准中的三种光纤介质标准,传输速率也为10Mbs。 10BASE-FP标准定义了无源集线器连接光纤的以太网,其基本结构与10BASE-T类似,采用星型拓扑结构,网卡与无源集线器之间用光纤连接起来,最大距离为500m 10BASE-FB标准将网卡与有源集线器之间用光纤连接起来,最大距离可达2000m。 10BASE-FL标准将以太网中继器的数目由最多4个扩大到6个,以便增加以太网的主干网长度。,210
5、0 Mbs 快速以太网 快速以太网是从10BASE-T发展而来的 保留着传统的10BASE系列Ethernet的所有特征,即相同的帧格式、相同的介质访问控制方法CSMA/CD、根同的组网方法,而把每个比特发送时间由100ns降至10ns。,100BASET定义了三种物理层标准: 100BASET4 100BASETX 100BASEFX,分别支持不同的传输介质。,(1)100BASE一T4 100BASET4是4对无屏蔽双绞线(UTP)电缆系统, 支持3类、4类和5类UTP电缆 UTP电缆连接器采用RJ45连接器、100BASET4定义了一种新的信号编码和收发技术,它采用8B6T编码技术,该技
6、术提高了以太网的速度。,(2)100BASETX 100BASETX是2对UTP电缆系统, 支持5类UTP和4类屏蔽双绞线(STP)电缆其中5类UTP电缆采用RJ45连接器,而4类STP电缆采用9芯D型(DB9)连接器。,(3)100BASEFX 100BASEFX是多模光纤系统,使用2芯62 .5125m光纤。 适用超长距离或易受电磁波干扰的环境。 100BASET网络采用以集线器为中心的星形拓扑结构,并规定了计算机节点与集线器之间的最大电缆长度:100BASET4和100BASETX均为100m 100BASEFX为400 m。并且100BASE T4、 100BASE TX和 100BA
7、SE FX可以通过一个集线器实现混合连接,集成到同一网络中。,3千兆以太网 千兆以太网是由千兆位以太网联盟开发的 1Gbs (1000 Mbs)以太网技术,千兆以太网标准中MAC子层仍采用CSMACD协议但对MAC层规范进行了重定义,以维持适当的网络传输距离。 千兆以太网标准分成两个部分:IEEE802.3z和IEEE802.3ab。,(1)IEEE 802.3z 它定义的传输介质为光纤和宽带同轴电缆。 (2) IEEE 802.3ab 它定义的传输介质为 5类 UTP电缆,传输距离为100m。 千兆以太网采用以交换机为中心的星形拓扑结构,主要用于交换机与交换机之间或者交换机与企业超级服务器之
8、间的高速网络连接。,5.1.2 令牌网协议 令牌网协议涉及到两个标准:IEEE802.4和IEEE802.5, IEEE802.4适用于令牌总线网 IEEE802.5适用于令牌环网。,5.1.3 其它协议 1光纤分布式数据接口(FDDI) 光纤分布式数据接口 FDDI(Fiber Distributed Data Interface)是一种采用令牌传递访问控制协议、环形拓扑结构和光纤介质的 100 Mb/s高速局域网。 因此, FDDI可以看作是一种高速令牌环网。,2异步传输模式(ATM) 异步传输模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)就是建立在电路交换和分组交换的
9、基础上的一种面向连接的快速分组技术,它采用定长分组(信元)作为传输和交换的单位。 ATM以信元为传输基本单位。 信元有信头和信息段组成。 ATM通过信头来识别通路 。 PS. 自动柜员机(ATM)是Automatic Teller Machine的缩写,ATM的主要优点有: (1)选择固定长度的信元作为信息传输的单位,有利于带宽高速交换。 (2)能支持不同速率的各种业务。 (3)所有信息在最低层是以面向连接的方式传送,保持了电路交换在实时性和服务质量方面的优点。 (4)ATM使用光纤信道传输,明显提高信元在网络中的传送速率。,5.2 中、高层协议,5.2.1 NetBEUI协议 NetBEUI
10、协议它的全称是:NetBIOS Extend User Interface,即NetBIOS用户扩展接口。 由于NetBIOS和NetBEUI都不能提供OSI的所有层的服务,当与OSI模型比较时,常与其他协议群,如IPX/SPX或TCP/IP配对使用。,图5-3 NetBIOS和NetBEUI与OSI模型的比较,NetBIOS不包括网络层,因而不能进行路由选择。,5.2.2 IPX/SPX协议 IPX/SPX最初是由X e r o x开发的一种协议,在20世纪80年代由Novell进行修改并应用于它的NetWare网络操作系统。 IPX/SPX协议群包含了许多属于OSI模型不同层的子协议,图5
11、-4给出了IPX/SPX子协议与OSI模型的大致对应关系。,图5-3 IPX/SPX与OSI模型比较,(1) IPX IPX(Internet Packet Exchange Protocol),即互联网分组交换协议,它作用于OSI模型的网络层,提供路由和网际服务。 (2) SPX SPX(序列包交换)协议属于OSI模型的传输层,它与I P X协议共同作用以确保数据被完整的、无错的接受。,(3) SAP SAP(服务广告协议)作用于OSI模型的应用层、表示层、会话层,直接运行于IPX协议之上。 例如,一个用作打印服务器的服务器可以使用SAP协议有效地通知网络中的每个节点,“我可以帮助你打印。”
12、 (4) NCP NCP(NetWare核心协议)处理客户机与服务器之间的服务请求,如打印和文件访问。 I P X地址包括两个部分:网络地址(也被称为外部网络号)以及节点地址。,5.2.3 TCP/IP协议 TCP/IP协议产生于20世纪70年代后期,当时美国的ARPA(高级研究计划局)为实现异种网之间的互连和互通,大力资助互连网技术的研究和开发,从而导致了TCP/IP的出现和发展。,TCP/IP模型分成了四个层次的结构: 主机网络层、互联层、传输层、应用层。 主机-网络层:大致对应于OSI模型的数据链路层和物理层。该层处理数据的格式化以及将数据传输到网络电缆。 互连层:对应于OSI模型的网络
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