计算机网络(andrewstanenbaum)复习

COMPUTERNETWORKS

FOURTHEDITION

AndrewS.Tanenbaum

1Introduction

学习目的：了解计算机网络发展历史、计算机网络的分类、网络

体系结构(OSI/RM、TCP/IP)、计算机网络相关的基本概念和

交换技术等。

学习重点：熟练掌握计算机网络、网络协议、网络体系结构等三

个重要概念。

学习难点：掌握三种交换技术之间的异同。

ComputerNetwork:Acollectionofautonomouscomputers(自

主计算机)interconnected.

ComputerNetworkiscomposedofhosts,protocolsand

communication-subnet.

•Thedevelopmentofcomputernetwork:(additional)

(1)First,Terminal-orientednetwork.

Computingtechnologycombinewithcommunication

technology.

Circuit-exchange(电路交换)：Connectionestablishment,Data

transform,Connectionrelease.

(2)Second,Packet-exchangenetwork:1969.11,ARPANET

CompareCircuit-exchange,Packet-exchangeand

Message-exchange

(3)Architectureofnetwork:

ISO:OSI/RM（开放系统互连基本参考模型,Referencemodel）

Internet:TCP/IP

IBM:SNA（系统网络体系结构），1974,thefirstarchitectureof

network

Digital:DNA（Distributednetworkarchitecture,分布式系统体

系结构）

1.1UsesofComputerNetworks

1.1.1BusinessApplication

Thegoalsofthecomputernetwork:

（l）Resourcesharing（hardwareandsoftware资源共享）

（2）Highreliability（高可靠性）

（3）Savingmoney（节约经费）

（4）Expansion（可扩充性）

（5）Communicationmedium（通信手段）

1.1.2PublicApplication

（1）Accesstoremoteinformation（访问远程信息）

（2）Persontompersoncommunication（个人间通信）

（3）Interactiveentertainment（交互式娱乐）

（4）E—commerce（电子商务）

（5）Mobileusers（移动用户）

1.1.3SocialIssues

1.2NetworkHardware

Broadlyspeaking（从广义上讲），twotypesoftransmission

technology:

1.Broadcastlinks

2.Point-to-pointlinks

Broadcastnetwork（广播式网络）：broadcastingand

multicasting

Point-to-pointnetwork（点至U点网络）：packet-

transmission（分组转发）androuting—algorithms（路由选择）

1.2.1LocalAreaNetworks（局域网）

threecharacteristics:（l）Size（范围）（2）transmission

technology（传输技术）（3）topology（拓扑结构）

1.2.2MetropolitanAreaNetworks（城域网）

1.2.3WideAreaNetworks（广域网）

SubnetRouter

LAN

1.2.4WirelessNetworks

(l)Systeminterconnection

(2)WirelessLANs

(3)WirelessWANs

1.3NetworkSoftware

1.3.1ProtocolHierarchies(协议分层)

Toreducetheirdesigncomplexity,mostnetworksareorganized

asastackoflayersorlevels.

•MeritofProtocolHierarchies,分层的优点)

(1)Independenceoflayers:Theselayersarerelative

independence.(各层之间是相对独立的)

(2)Ifanylayerischanged,otherlayersarenotaffected,sofar

asnotchanginginterface.(灵活性好)

(3)Eachlayercanberealizedinrighttechnology.(结构上可以

分割开)

(4)Itiseasytorealizeandmaintain.(易于实现和维护)

（5）Standardization（能促进标准化工作）

•DefectofProtocolHierarchies^分层的缺点）

（l）Somefunctionsmayberealizedreduplicatively.（功能重复实

现，资源浪费）

（2）Thenumberoflayerisnotcertain.（层次数难以确定）

Host1Host2

Alistofprotocolsusedbyacertainsystem,oneprotocolper

layer,iscalledaprotocolstack.

Protocolisanagreementbetweenthecommunicatingpartieson

howcommunicationistoproceed.

***Protocol>ServiceandSAP***

Networkarchitectureisasetoflayersandprotocols.

Alistofprotocolsusedbyacertainsystem,oneprotocolper

layer,iscalledaprotocolstack.

Layer

SourcemachineDestinationmachine

1.3.2DesignIssuesfortheLayers

⑴Amechanismforidentifyingsendersandreceivers.

（2）Therulesfordatatransfer:simplexcommunication（单工通

信）、half-duplexcommunication半双工通信）、full-duplex

communication（全双工通信）.

（3）Errorcontrol（差错控制）

（4）Flowcontrol（流量控制）

（5）Disassembling（分害U）andgathering（合并）messages

（6）Multiplexing（多路复用）anddemultiplexing（多路分用、解多

路复用）

（7）Routin虹路由选择）

1.3.3Connection-OrientedandConnectionlessServices

T\peofconnectionServiceExample

ReliablemessagestreamSequenceofpages

Connection-orientedReliablebytestreamRemotelogin

UnreliableconnectionDigitizedvoice

UnreliabledatagramElectronicjunkmail

ConnectionlessAcknowledgeddatagramRegisteredmail

Request-replyDatabasequery

连接类型服务类型应用实例

可靠的消息流页码序列

面向连接的服务可靠的字节流远程登陆

不可靠的连接数字化的声音

不可靠的数据报电子方式的函件

无连接服务有确认的数据报挂号邮件

问答数据查询

1.3.4ServicePrimitives(月艮务原语)

PrimitiveMeaning

LISTENBlockwaitingforanincomingconnection

CONNECTEstablishaconnectionwithawaitingpeer(对等进程)

RECEIVEBlockwaitingforanincomingmessage

SENDSendamessagetothepeer

DISCONNECTTerminateaconnection

原语含义

请求request一个实体希望得到完成某些操作的服务

指示indication通知一个实体，有某个事件发生

响应response一个实体希望响应一个事件

证实confirm返回对先前请求的响应

1.3.5TheRelationshipofServicesandProtocols

(1)Aserviceisasetofprimitives(operations)thatalayer

providestothelayeraboveit.

(2)Aprotocolisasetofrulesgoverningtheformatandmeaning

ofthepackets,ormessagesthatareexchangedbythepeerentities

withinalayer.

(3)Protocolishorizontal,andserviceisvertical.

1.4ReferenceModels

1.4.1TheOSIReferenceModel

TheOSImodelhassevenlayers.Thepartitionedprinciples:

(1)Alayershouldbecreatedwhereadifferentlevelof

abstractionisneeded.

(2)Eachlayershouldperformawelldefinedfunction.

(3)Thefunctionofeachlayershouldbechosenwithaneye

towarddefininginternationallystandardizedprotocols.

(4)Thelayerboundariesshouldbechosentominimizethe

informationflowacrosstheinterfaces.

(5)Thenumberoflayersshouldbelargeenoughthatdistinct

functionsneednotbethrowntogetherinthesamelayeroutof

necessity,andsmallenoughthatthearchitecturedoesnotbecome

unwieldy(庞大的).

1.Functionsofeachlayer

LayerNameofunit

exchanged

APDU

PPDU

SPDU

TPDU

Packet

Frame

Bit

(l).ThePhysicalLayer:Totransmitbits

Suchasmechanicalcharacteristic,electricalcharacteristic,

timecharacteristicandfunctioncharacteristic.

(2).TheDataLinkLayer:Totransformdataframeswithout

errors.

⑶.TheNetworkLayer:howtoroutefromsourceto

destination.(transmitpacket)

⑷.ThetransportLayer:themostimportantlayer.Toaccept

datafromthesessionlayer,splititupintosmallerunitsifneedbe,

passthesetothenetworklayer,andensurethatthepiecesallarrive

correctlyattheotherend.

(5).TheSessionlayer:Toestablishsessionsbetweendifferent

users.

Asessionserviceistokenmanagement.(令牌管理)

Anothersessionserviceissynchronization.(同步)

(6).ThePresentationlayer:

itsfunctioncontains:(a)datacompressanddecompress

(b)dataencryptanddecrypt

(c)dataformat

⑺.TheApplicationLayer:(a)Toprovideservicefor

applicationprocedure.

(b)filetransfer

2.DataTransmissionintheOSIModel

1.4.2TheTCP/IPReferenceModel

Notpresent

inthemodel

1.TheHost-to-NetworkLayer（主机至网络层）：pointoutthatthe

hosthastoconnecttothenetwork.

2.TheInternetLayer（互连层）：Packetrouting（分组路由）and

avoidingcongestion（避免拥塞）.

3.TheTransportLayer（传输层）：end-to-endcommunication.

（TCPandUDP）

TCP:anreliable,connection-orientedprotocol

UDP:anunreliable,connectionlessprotocol

4.TheApplicationLayer（应用层）：

Layer（OSInames）

Application

Transport

Network

Physical+

datalink

1.4.3AComparisonoftheOSIandTCP/IPReferenceModels

Differences:

1.TheOSI/RMdefinesthreeconcepts:Services,Interfacesand

Protocols.ButtheTCP/IPdoesn't.

2.Connection-orientedandconnectionlesscommunication.

1.4.4ACritiqueoftheOSIModelandProtocols

1.Badtiming（糟糕的提出时机）

2.Badtechnology（糟糕的技术）

3.Badimplementations（糟糕的实现）

4.Badpolitics（糟糕的策略）

1.4.5ACritiqueoftheTCP/IP

1.TheTCP/IPdoesnotclearlydistinguishtheconceptsof

service,interfaceandprotocol.

2.TheTCP/IPisnotatallgeneralandispoorlysuitedto

describingandprotocolstackotherthanTCP/IP.

3.Thehost-to-networklayerisaninterface,butnotalayer.

4.TheTCP/IPdoesnotdistinguishthephysicalanddata

linklayers.

5.Although,theIPandTCPprotocolswerecarefullythought

outandwellimplemented,manyoftheotherprotocolsweread

hoc（特别）andhavedefect.

Insummary:

5Applicationlayer

4Transportlayer

3Networklayer

2Datalinklayer

1Physicallayer

1.5Performanceparametersofcomputernetwork

1.Bandwidth(带宽):Therangeofsignalfrequency

2.Delay(时延)：

•发送时延=数据块长度/信道带宽

•传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率

电磁波在自由空间的传播速率是光速，即3.0Xl()5km/s,

在铜缆中的传播速率约为2.3X105km/s,在光纤中传播速率

约为2.0Xl()5km/s.

•处理时延：数据在交换结点为存储转发而进行一些必要的处

理所花费的时间。

•时延带宽积

时延带宽积=传播时延义带宽

从公式可知：时延带宽积乂可以称为以比特为单位的链路

长度。

■往返时延：表示从发送端发送数据开始，到发送端收到接收

端的确认，总共经历的时延。

NumberTopic

802.1OverviewandarchitectureofLANs

802.2XLogicallinkcontrol

802.3,Ethernet

802.4iTokenbus(wasbrieflyusedinmanufacturingplants)

802.5Tokenring(IBM'sentryintotheLANworld)

802.6IDualqueuedualbus(earlymetropolitanareanetwork)

802.7ITechnicaladvisorygrouponbroadbandtechnologies

802.8tTechnicaladvisorygrouponfiberoptictechnologies

802.91IsochronousLANs(forreal-timeapplications)

802.101VirtualLANsandsecurity

802.11*WirelessLANs

802.121Demandpriority(Hev/lett-PackardsAnyLAN)

802.13Unluckynumber.Nobodywantedit

802.14LCablemodems(defunct:anindustryconsortiumgottherefirst)

802.15,Personalaroanetworks(Bluotooth)

802.16"Broadbandwireless

802.17Resilientpacketring

1.6.1Who*sWhointheTelecommunicationsWorld

ISO(InternationalStandardsOrganization)

ITU(InternationalTelecommunicationUnion).

IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)

IAB(InternetActivitiesBoard)

IRTF(InternetResearchTaskForce)

IETF(InternetEngineeringTaskForce)

RFCs(RequestForComments).

1.7MetricUnits

Exp.ExplicitPrefixExp.ExplicitPrefix

10■,0.001milli1031,000Kilo

10*40.000001micro1061,000,000Mega

10-0.000000001nano10®1,000,000,000Giga

10-120.000000000001pico10121,000.000,000,000Tera

10150.000000000000001fomto10151.000,000,000,000,000Pota

10,B0.0000000000000000001atlo10,a1,000,000,000.000,000,000Exa

10-110.0000000000000000000001zepto10211.000,000,000,000.000,000,000Zetla

10”0.0000000000000000000000001yocto10241.000,000,000,000,000,000,000,000Yotta

P78,KB,MB,GBforthexthpowerof2

kbps,Mbps,Gbpsforthexthpowerof10

2THEPHYSICALLAYER

学习目的：了解物理层的基本功能，熟练掌握奈氏公式和香农公

式，了解各种传输媒体的特性。

学习重点：熟练掌握奈氏公式和香农公式，以及各种传输媒体的

特性。

学习难点：熟练掌握曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。

•mechanicalcharacteristic（机械特性）

•electricalcharacteristic（电气特性）

•timecharacteristic（规程特性，时间特性）

•functioncharacteristic（功能特性）

2.1TheTheoreticalBasisforDataCommunication

2.1.1BasicConcept

•信息information：信息是对客观物质的反映，可以是对物质

的形态，大小，结构，性能等全部或部分特性的描述，也可

以是物质与外部的联系。信息有各种存在的形态，如文字，

声音，图像等等。

•数据data：信息也可以用数字的形式表示，数字化的信息称

为数据。数据是装载信息的实体，信息则是数据的内在含义

或解释。为了确切的表示信息，数据有时是一些连续值，另

一些则取离散值，如声音的强度，灯光的亮度等都可以连续

变化，而成绩，名次等的取值都是离散的。连续值的数据叫

做模拟数据，离散值的数据叫做数字数据。

•信号signal：数据通信中的“信号”是指数据的电编码或磁编

码。它分为模拟信号和数字信号两种。模拟信号是连续变化

的电磁波，数字信号则是一串电压脉冲序列。两种信号在一

定技术措施下可以相互转换。信号可以在各种传输媒介上传

送，如双绞线，电话线，同轴电缆，光缆，甚至可以通过卫

星以微波的方式传送。

•噪声noise：信号在传输过程中受到的干扰称为噪声，干扰可

能来自外部，也可能由信号传输过程本身产生。噪声过大将

影响被传送的信号的真实性或正确性。

•信道channel：信道是传送信号的一条通路，由传输介质及相

应的附属设备组成。同一个传输介质上可以同时存在多条信

号通路，即一条传输线路上可以有多个信道。例如一条光缆

可以供上千对人同时通话，有上千个电话信道。

•Therulesfordatatransfer:simplexcommunication（单工通

信）、half-duplexcommunication（半双工通信）、full-duplex

communication（全双工通信）.

2.1.2Themaximumdatarateofachannel

Nyquist'stheorem:

理想低通信道：maximumdatarate=2H10g2Vbps（H：

channelbandwidth）

理想带通信道：maximumdatarate=Hlog2Vbps

Notice:differenceofBaud（波特）andBit（比特）

Shannon'stheorem:

Maximumnumberofbps=HIog2（l+S/N）bps

Notice:Hischannelbandwidth

S/Nissignal-to-noiseratio（信噪比）

Example：bandwidthis3kHz,signal-to-noiseratiois30dB,so,

101ogiQS/N=30,S/N=1000

Maximumnumberofbps=3kXlogzd+lOOONBOkbps

2.2TransmissionMedia

2.2.1Twistedpair（双绞线）

UTP（UnshieldedTwistedPair）：非屏蔽双绞线

STP（ShieldedTwistedPair）:屏蔽双绞线

2.2.2CoaxialCable（同轴电缆）

（1）50。：digitaltransmission（BNC）

Notice:ManchesterCode（曼彻斯特编码）&&Differential

ManchesterCode（差分曼彻斯特编码）（Paqe275）

1010011101

ManchesterCode

DifferentialManchesterCode

Example:Bitrate:10Mbps（Ethernetnetwork）

Baudrate=?

（2）75Q：analogtransmission,CATV（AUI）

2.2.3FiberCables（光缆）（F/O）

⑴Multi-modefibe亡多模光纤

⑵Single-modefiber:单模光纤

Lightsources:

⑴LED:发光二极管

（2）Semiconductorlaser:半导体激光管

ItemLEDSemiconductorlaser

DatarateLowHigh

FibertypeMultimodeMultimodeorsinglemode

DistanceShortLong

LifetimeLonglifeShortlife

TemperaturesensitivityMinorSubstantial

CostLowcostExpensive

2.3WirelessTransmission无线传输）

1.Radiotransmission（无线电传输）

2.Microwavetransmission（微波传输）

3.InfraredandMillimeterwaves（红外线和毫米波）

4.Lightwavetransmission（激光传输）

2.4AnalogTransmissionandDigitalTransmission（模拟传输和

数字传输）

2.4.1AnalogTransmission

模拟数据模拟信号

JTTLTL

数字数据>调制器模拟信号

Modem:调制解调器

Modulation：调制，digitaldata——>analogsignal

AM:调幅

FM:调频

PM:调相

Demodulation:解调，analogsignal——>digitaldata

此处产生量化噪声此处产生量化噪声

Example：Modem上行速率：33.6kbps(limitrate：35kbps)

[Bandwidth：3.1kHz,S/N=2500,

Maximumnumberofbps=Hlog2(l+S/N)

bps=35kbps』

Modem下行速率：56kbps

2.4.2DigitalTransmission

模拟数据数字信号

_rLFLn»数字

数字数据>►数字信号

发送器

Codec:编码解码器

Code：编码,analogdata——>digitalsignal

Decode：解码,digitalsignal——>analogdata

2.5Multiplexing(多路复用)

2.5.1FrequencyDivisionMuItiplexing(FDM,频分多路复用)

TimeDivisionMultiplexing（TDM,时分多路复用）

所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。

频率

时间

3个STDM帧

2.5.4WavelengthDivisionMultiplexing（WDM,波分复用）

即：光的频分复用

2.5.5CodeDivisionMultiplexinglCDM,码分复用）

各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造

成干扰。

3TheDataLinkLayer

学习目的：了解数据链路层的基本概念，掌握差错控制方法，理

解停止等待ARQ、连续ARQ和选择重传ARQ协议的基本原理。

学习重点：差错控制方法的应用，三种ARQ协议的分析。

学习难点：窗口机制

Link:Physicalconnect,physicallink（物理链路）

DataLink:Hardware+Software+Link,logicallink（逻辑链路）

Interconnect:互连

Intercommunicate：互通

Inter-manipulate：互操作

3.1DataLinkLayerDesignIssues（FunctionsofDLL）

1.ServicesprovidedtotheNetworkLayer

TheDataLinkLayercommonlyprovidedthreeservices:

（1）Unacknowledgedconnectionlessservice（无确认的无连接月艮

务）：

Uses:

theerrorrateisverylow；（误码率低）

real-timevoice；（实时语音通信）

mostLANS；（大多数局域网使用）

（2）Acknowledgedconnectionlessservice（有确认的无连接服

务）:

Uses:

Wirelesssystems（无线系统）

（3）Acknowledgedconnection-orientedservice（有确认的面向连

接服务）

Uses:

Areliablebitstream（可靠的比特流）

2.Framing（成帧，帧同步）

Fourmethods：

（l）Charactercount（字符计数法）：DEC公司的DDCMP（数字数

据通信报文协议）

（2）Flaqbyteswithbytesstuffing（带字符填充的首尾界符法）：

IBM公司的BSC协议（二进制同步通信）

（3）Startineandendingflaqs,withbitstuffing（带位填充的首尾标

志法）：ISO的HDLC（高级数据链路控制规程）

（4）Physicallayercodingviolations（物理层编码违例法）：如物理

层采用曼彻斯特编码中就可采用这种方法

3.Errorcontrol（差错控制）

Noisecauseserrors.（随机热噪声和冲击噪声）

4.Flowcontrol（流量控制）

（l）Feedback-basedflowcontrol:基于反馈机制的流量控制（the

datalinklayer）

（2）Rate-basedflowcontrol:基于速率机制的流量控制（the

networklayer)

5.Linkmanagement(链路管理)：主要用于面向连接服务

(l)Connectionestablishment

(2)Connectionkeep

(3)Connectionrelease

3.2ErrorDetectionandCorrection

1.Error-detectingcodes:检错码

(1)Paritydetection(奇偶检测)

(2)CRC码(循环冗余码)

Example:G(x)=x4+x3+1,M(x)=1011001,

T(x尸？

2.Error-correctingcodes:纠错码

(1)Hammingcode(海明码)

若信息位为k位,冗余位为r位，则2,>=k+r+l

3.3DataLinkProtocols(数据链路协议)

3.3.1Stop-and-waitprotocol(ARQ)

1.Unrestrictedmodel:(理想模型)

assumel：noerror；(数据传输不会出错，也不会丢失)

assume!：noflow-control.(不管发方以多快的速率发送数据,

收方总是来得及收下）

2.Simplemodel（间单模型）

assumel：noerror；（数据传输不会出错，也不会丢失）

Flow-control:thereceiverprovidefeed-backtothesender.（由接

收方控制发送方的数据流量，实现简单的流量控制功能，这也是

计算机网络中流量控制的一个基本方法）

3.Noimalmodel（实际模型）

传DATAOy,

送

主

机

（c）数据帧丢失（d）确认帧丢失

Tout（超时计时器）：其值（重传时间）一般选为略大于“从发完数

据帧到收到确认帧所需的平均时间二

3.3.2Go-back-nprotocol（连续ARQ协议）

1.Slidingwindowprotocols（滑动窗口协议）

（1）Sendingwindow\¥T：发送窗口，对发送端进行流量控制,

其大小代表在还没收到对方确认信息的情况下发送端最多可以

发送多少数据帧。

（2）ReceivingwindowWR：为了控制可以接收妾B些数据帧而

不可以接收哪些帧，在连续ARQ协议中，其大小为1。

2.Go-back-nARQprotocols（连续ARQ协议）

Notice：

（1）Receivingframesinsequence（按序接收帧）

（2）Startingtimeouttimeraftersendingaframe（每发送完一个

帧，就要启动一个超时计时器。）

（3）Suppose,n-bitsequencenumber,W工〈二？111

n

（4）WhynotWT=2?

example:n=3,WT=8.

-Timeoutinterval

Time

⑻

ErrorFramesbufferedbydatalinklayer

(b)

3.3.3SelectiverepeatARQprotocol(选择重传ARQ协议)

Notice：

(1)Suppose,n-bitsequencenumber,WRV=2*72&+W旦0211

n

(2)WhynotWR>WT?&WT+WR<2?

example:n=3,WR=4&WT=5

Summary:⑴Stop-and-waitAR。protocol：W1=1,Wg=1

_________(2)Go-back-NAROprotocol：\¥工之1,\¥旦=1

_________(3)SelectiverepeatAROprotocol：WT>1,WR>1

3.4ExampleDataLinkProtocols

Bits888>0168

01111110AddressControlDataChecksum01111110

3.4.1HDLC(面向比特的高级数据链路控制规程)

1.theaddressfield:地址字段

2.thecontrolfield:控制字段，sequencenumbers,

acknowledgements,andotherpurposes.

(l)aninformationframe:信息帧

(2)asupervisoryframe:监督帧，nodatainformation.The

minimumframecontainsthreefieldsandtotals32bits,

excludingtheflagsoneitherend.比如ACK和NAK帧

(3)anunnumberedframe:无编号帧，比如控制帧

Bits1313

(a)0SeqP/FNext

(b)10TypeP/FNext

(c)11TypeP/FModifier

3.thedatafield:数据字段maycontainanyinformation

notice:O-bitstuffingfordatatransparency:零比特填充法保证

了数据的透明传输。

4.thechecksumfield:校验和字段，CRC—CCITTredundancy

code(冗余码)

3.4.2PPP(因特网的点对点协议，面向字节)

ThePPPfullframeformat:

Bytes1111or2Variable2or41

((

))

FlagAddressControlFlag

ProtocolPayloadChecksum

01111110111111110000001101111110

((

4TheMACSub-layer

学习目的：理解CSMA/CD协议的基本原理，学习ETHERNET

的相关知识，网络互联知识。

学习重点：CSMA/CD的基本原理，局域网的体系结构，网络互

联。

学习难点：ETHERNET中最大跨距的计算。

Staticchannelallocationmethods:信道静态分配方法，suchas:

FDM、TDM、WDM、CDM

Dynamicchannelallocationmethods:信道动态分配方法，

•randomaccesschannel:随机接入，Multipleaccesschannel（多

点接入），suchas:ALOHA>CSMA>CSMA/CD

•controlledaccesschannel:受控接入，suchas:polling（轮询）

4.1CarrierSenseMultipleAccessProtocols（CSMA,载波侦听

多路访问协议）

Firstsense,secondsend（先听后发）

1.1-persistentCSMA:1一坚持CSMA

2.O-persistentCSMA:0一坚持CSMA

3.p-persistentCSMA:p一坚持CSMA

(

①E

一

①二

X

O

B

d

①」

d

D

d

u

6

n

o

」

£

)

s

Question：如果一个站在发送数据之前已经监听到信道为空闲,

那么信道是否一定空闲呢?

4.2CSMA/CD(CSMAwithCollisionDetection,带冲突检测的

CSMA)

Firstsense,Secondsend(先听后发),simultaneouslysense

andsend(边听边发)

1.CollisionDetection:

(1)比较接收到的信号的电压大小。若接收到的信号的电压值超过

某一门限值，就可认为是发生了冲突。

(2)当采用曼彻斯特编码时，电压的过零点是在每一比特的正中

央。发生冲突时，过零点的位置将改变。根据过零点位置的变

化，也可以判断是否发生了冲突。

(3)在发送帧时也同时进行接收，将收到的信号逐比特地与发送

的比特相比较。若有不符合的，就说明有冲突存在。

2.TheBinaryExponentialBackoffAlgorithm(二进制指数后退算

法)

即冲突后随机等待延迟的确定。设基本退避时间等于两站点

之间的最大传播时延的两倍。定义k=min［重传次数，10］,然后

从离散的整数集合［0,1,…，2卜力中随机地取出一个数，记为r,

该站点的等待时延就是r倍的基本退避时间。当重传16次仍不

能成功时，则丢弃该帧。

4.3IEEE802andEthernet

4.3.1IEEE802

NumberTopic

802.1OverviewandarchitectureofLANs

802.21Logicallinkcontrol

802.3*Ethernet

802.4XTokenbus(wasbrieflyusedinmanufacturingplants)

802.5Tokenring(旧M'sentryintotheLANworld)

802.6IDualqueuedualbus(earlymetropolitanareanetwork)

802.7ITechnicaladvisorygrouponbroadbandtechnologies

802.8fTechnicaladvisorygrouponfiberoptictechnologies

802.9XIsochronousLANs(forreal-timeapplications)

802.10-1VirtualLANsandsecurity

802.11*WirelessLANs

802.121Demandpriority(Hewlett-Packard'sAnyLAN)

802.13Unluckynumber.Nobodywantedit

802.14XCablemodems(defunct:anindustryconsortiumgottherefirst)

802.15*Personalareanetworks(Bluetooth)

802.16*Broadbandwireless

802.17Resilientpacketring

LANReferenceModel:局域网参考模型

LLC

Datalinklayer

MAC

Physicallayer

(1)Physicallayer:signalcodeanddecode(信号的编码和译码),

produceandwipeofffront-SYN(产生和去除前同步码)，send

andreceivebits"专输和接收比特)

(2)TheMACsub-layer:framing(成帧)，errorcontrol(bits),locate

address(寻址)

(3)TheLLCsub-layer:Linkmanagement,provideinterface,error

control,numbering(编号)

LANcharacteristic:

(1)Transmissionmedia:Twistedpair,Coaxialcable,Fiberoptics

(2)Topologystructure:Star,Bus,Ring,Tree

(3)MAC:介质访问控制方法,CSMA/CD,TokenRing,TokenBus

LLC子层看不见

下面的局域网

网络层网络层

逻辑链路控制LLCLLC

k数据

链路层

媒体接入控制MACMAC

物理层

站点1站点2

物理媒体环形总线树形星形

双绞线★★★

基带同轴电

★

缆

宽带同轴电

★★

缆

光纤★☆★

无线媒体★★★

4.3.2IEEE802.3andEthernet

IEEE802.3:CSMA/CD.Ethernet:DIX--DEC.Intel,Xerox

NameCableMax.seg.Nodes/seg.Advantages

10Base5Thickcoax500m100Originalcable;nowobsolete

10Base2Thincoax185m30Nohubneeded

10Base-TTwistedpair100m1024Cheapestsystem

10Base-FFiberoptics2000m1024Bestbetweenbuildings

Controller