《网络技术应用》全套PPT电子课件教案-第十章 SLIP-PPP协议 (1).ppt

2019年4月9日,朱信诚,以太网技术探讨,以太网技术探讨,后一页,返回目录,播放结束,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,对以太网的认识 载波监听多路访问（csma/cd） 以太网帧格式 常见以太网的规范,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,数据连路层的功能归纳：,前一页,后一页,1、连路管理：对数据连路的建立、维持、释放等功能 2、帧同步：对接收到的帧确定位置情况 3、流量管理：指控制数据发送方的发送速率 4、差错控制：指对数据差错重发的控制功能 5、将数据和控制信息区分开：指能对数据帧头、数据的区分功能 6、透明传送：是指所传送的信息对接收方是透明的，是可以区分清晰的 7、寻址：是指数据帧在传送时，按mac地址接受和反馈信息,以太网主要工作在数据连路层,而具体数据连路层的功能如p47-48详述,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,对以太网的认识 载波监听多路访问（csma/cd） 以太网帧格式 常见以太网的规范,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（ethernet）：发展情况,以太网它最初是由美国（施乐）xerox公司和stanford（ 斯坦福德美国康涅狄格州西南部城市 ）大学联合开发的，并于1975年推出，当时数据率只有2.94mb/s，后来由xerox、intel和dec （美国数字设备公司）公司合作，于1980年9月第一次公布了以太网的物理层和数据链路层的详细技术规范，成为世界上一个局域网工业标准。（ieee802.3国际标准是在ethernet标准的基础上指定的）,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（ethernet）：的种类,10mb/s ethernet （以太网） 100mb/s ethernet （快速以太网） 1000mb/s（1gb/s） ethernet（千兆以太网） 10000mb/s ethernet （tb级位的以太网）,前一页,后一页,1000m简称为：“京”，英文：giga 简称 “g” 10000m简称为：“埃或千京”，英文：tera 简称 “t”,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（ethernet）：和ieee技术标准对照,以太网和ieee802.3 快速以太网和ieee802.3 u 千兆以太网和ieee802.3 z(光纤) 千兆位铜线以太网和ieee802. 3 ab 10g级位以太网ieee802. 3 ae,前一页,后一页,ieee802.3ae小组研究制定了10g以太网标准； ieee802.17正在研究电讯级10g以太网标准； 还由其他单位也在研究10g以太网标准如ieee802.3ah等 。,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（ethernet）：的通讯访问规范,每一种以太网又根据不同的物理介质，形成多种物理子标准，形成一个ieee802.3标准系列；但无论那一种ethernet，其mac层均采用“争用型”的介质访问控制协议，即：csma/cd（carrier sense multiple access/collision detect）,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（ethernet）：的定义,以太网是最早发展起来的一种局域网，也是目前最畅销的一种局域网；它是计算机网络的一种组建规范标准，符合这种网络组建规范，即所建的网络为以太网。 以太网的核心思想是：1、使用共享的公共传输通道；2、载波监听，多路访问。,前一页,后一页,有关信道共享技术详见p80详述,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,对以太网的认识 载波监听多路访问（csma/cd） 以太网帧格式 常见以太网的规范,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（ethernet）：的通讯范例,细缆最大段长为185米，可延接五段。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（ethernet）：的csma控制规范,一个站要发送，先需要监听总线，如果介质空闲，则可以向双向整个系统发送，到终点被终端器吸收。,总线空闲,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（ethernet）：的csma控制规范,一个站要发送，先需要监听总线，如果介质忙，则等待一定间隔后重试，再监听。,总线忙,前一页,后一页,动画演示,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,csma等待时间算法：有三种（坚持退避算法）,不坚持csma：如果介质空闲则发送，如果介质忙，则等一段随机时间重复第一步。 1-坚持csma：如果介质空闲则发送，如果介质忙，继续监听，直到介质空闲立即发送；如果发生冲突，则等一段随机时间重复第一步。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,csma等待时间算法：有三种（坚持退避算法）,p-坚持csma：如果介质空闲，则以p的概率发送，而以（1-p）的概率延迟一个时间单位，时间单位等于最大的传播延迟时间；如果介质忙，继续监听，直到介质空闲重复第一步；如果被延迟一个时间单位，则重复第一步。,最大传播延迟：指从发送一个信息开始，到确认此信息已正确接受所需时间的最大值。,前一页,后一页,有关csma/cd介绍详见p75-81,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,csma/cd载波监听多路访问：,csma/cd载波监听多路访问是csma的改进方案，它被称为“载波监听多路访问/冲突检测协议”即每个工作站在发送帧期间，同时有检测冲突的能力；一旦检测到冲突，就立即停止发送，并向总线发一“串阻塞信号”，通知总线上各站冲突已发生，这样可大大提高帧的传送效率，提高总线的传送速率。,前一页,后一页,有关csma和csma/cd技术详见p93详述,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,csma/cd的帧传送模式：,检测介质,介质空闲？,发送数据帧,发送冲突,发送完成？,停止发送数据帧,发送阻塞脉冲序列,冲突次数加1,冲突超限？,随机延时 t=2n x r x a n:冲突次数 r:为随机数 a:时间片(2a),y,n,n,n,n,y,y,发送完成,前一页,后一页,（有关arq自动请求重发协议详见p54-55）,系统提示,y,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（ethernet）：的csma控制规范,一个发送主机a把信息发送给接受机b，如果传播的时间为a，则发送机a接到接受机b的确认信息（或总线的冲突信息），最大可能为2a。,发送机a,接受机b或冲突位置,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,对以太网的认识 载波监听多路访问（csma/cd） 以太网帧格式 常见以太网的规范,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（ethernet）的帧格式,7 1 26 26 2 46-1500 4 （byte）,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,csma/cd的帧格式：,pa（前导码）：在定界符之前发送，以使信号电路达到稳定同步状态；pa发持续发7个byte的“10101010”的比特信号。 sfd（帧定界符）：它表示有效的帧开始，其代码为“10101011”只有一个byte。 da（目的地址）：可以选择16或48个bits，但它要和源地址的长度要保持一致，da可以是单地址，也可以是多站地址或广播地址。 sa（源地址）：可以选择16或48个bits，但它要和目的地址的长度要保持一致，sa只有单地址。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,csma/cd的帧格式：,fl（帧长度）：它用2byte来表示llc子层的协议数据单元pad的长度。（有关最佳帧长度与信道利用律的关系详见p59公式3-18） pdu（协议数据）：它表示要传送的llc数据，最大数据长度为1500byte，最小数据长度为46byte。 pad（填充）：为了满足最小帧的长度46byte的要求，对短字节的帧需要填充若干字节，否则接收点会把超短帧作为“帧碎片”滤掉。 fcs（帧效验）：它采用了32位的crc效验，用规定的生成多项式去除数据信息，获得的余数作为效验序列，来设置fcs字段。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,csma/cd的帧格式说明：,da、sa（目的地址、源地址）一般采用长度为2个byte；在选用6个byte 48个bits地址时，可以使用特征位来表明该地址是局部地址还是全局地址。 csma/cd的帧头一般情况下为18个byte长度，在选用6个byte （48个bits）为地址的情况下为26个byte长度。 pdu（协议数据单元）为llc层数据，该数据为一个8位（bits）组序列。,llc（logical link control）子层处理差错控制、流量控制、帧形成和mac子层寻址,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,对以太网的认识 载波监听多路访问（csma/cd） 以太网帧格式 常见以太网的规范,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（ethernet）的10mb/s的种类,细同轴电缆 粗同轴电缆 utp双绞线 光缆 宽带同轴电缆,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,10base 5的规范参数,时间片大小（slot time） 512时间单位（相当于51.2微妙s） 帧间间隔（inter frame gap） 9.6 s)（得到确认到发下一个时间） 最大重传次数（attempt limit） 16 退避极限数（back off limit） 10 （10次系统开始报错） 阻塞信号大小（jam size） 4byte / 32bits 最大帧长（max frame size） 1518byte 最小帧长（min frame size） 64byte / 512bits (含帧头在内) 地址字段长度（address size） 16-48 bits,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,ethernet 10base的规范：常称：“54321”,“5” 是可接5段电缆，如：最长为500 x 5 =2500米。 “4” 可连接4个中继器（repeater）。 “3” 3个线段可连接计算机终端。 “2” 2个线段要空闲。 “1” 以上处在1个冲突区。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,ethernet 10base的介质电缆规范：,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,ethernet 10base的介质电缆规范说明：,上表的规范数据为ethernet所规定。 对于10base 2的最大干线电缆长度和一段缆上站点数目，与所连接的网卡有关，如果采用3com网卡，最大干线电缆长度为300米，一段缆上站点数目为100个 对于10base 5的最大干线电缆长度，与所连接的收发器有关，如果采用3com收发器，最大干线电缆长度为1000米。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,ethernet 10base -t的规范说明：,对于10base t是采用无屏蔽双绞线来实现10mb/s的ethernet传输速率的，其标准为：ieee802.3i； ieee 802.3i 是ieee802.3标准的直接扩展。 允许四个hub连接，即5个电缆段，采用utp的最大网络电缆长度为500米。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网ethernet 100mb/s：,100mb/s 的ethernet 也称为快速以太网或100base t网络；它在mac层仍然采用了csma/cd协议，而在物理层则提供100mb/s的传输速率；它的标准规范为ieee802.3u标准。 100vg anylan技术，它在mac层采用的一种新的需求优先访问协议，它仍然支持802.3帧格式（还可支持802.5帧格式），在物理层也提供了100mb/s的传输速率，所以它也看作是一种变形的快速以太网；它的标准规范为ieee803.12标准。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网ethernet 100base t的介绍：,100base t 的标准是ieee802.3标准家族的一个较新的成员，其标准规范为ieee802.3 u； 100base t 的mac层仍采用与802.3的mac层协议相同的csma/cd协议，但在物理层则开发了新的信号接收技术；因此 ， 100base t 技术规范主要是它的物理层规范。 100base t 它定义了三种物理层标准：1、 100baset 4 ； 2、100base t x；3、 100base fx ；它们分别支持不同的传输介质；但它不支持同轴电缆。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网ethernet 100base t4的介绍：,100base t4 是4对无屏蔽双绞线（utp）电缆系统，它支持3类、4类、5类utp电缆；它是一项新的信号发送技术，采用8b6t编码技术（ 即把8位二进制码组编成6位三进制码组，再经过不归零（ nrz ）编码后输出到3对数据线上；每对线的传输速率为33.3mb/s，三对的总线的传输速率为100mb/s ）； 在音频级的3类utp电缆上实现了100mb/s的的传输速率；在4对线中，3对用于数据传输，1对线用于冲突检测。这样使得原来的3类utp线，由10base t 升级到100 base t 。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网ethernet 100base tx的介绍：,100base tx 是2对utp电缆系统，支持5类utp和1类屏蔽双绞线（stp）电缆；它采用的是ansi x3t9.5、fddi 的物理层标准，使用统一的4b5b编码器和收发器；即100base tx 把已标准的802.3mac子层和fddi的pmd子层结合了起来，形成其标准的信号收发标准。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网ethernet 100base fx的介绍：,100base fx 是多模光纤系统，使用2芯62.5/125 微米的光纤；它是采用fddi的物理层标准，使用4b5b统一的编码器、收发器和mic、st、sc、fc的连接器。 100base fx 规定节点之间的距离为400米。 100base fx 和100base tx可以在一个中继器或集线器上混合连接通讯，集成到同一个网段中。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,100base -t 10mb/s100mb/s 自动协商：,10mb/s100mb/s自动协商，即适应10mb/s和100mb/s两种速率；它的检测是在有效频带之外进行的，它通过“紧密分隔的连接完整测试脉冲序列（快速连接脉冲序列flp）”来实现的；flp在网络启动时产生或由网络管理软件产生；系统根据flp抽取出来的数据，便可知道发送站的速率；自动协商算法系统便能决定采用一种最高操作模式，然后接收站与发送站统一在一种最高操作模式上进行通讯。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,100base -t 对采用中继器（hub）的规范：,100base t标准规定了两级中继器，即1级中继器（class i）和2级中继器（class ），一个网段1级中继器只允许有一个，2级中继器只允许有两个。 1、集线器与工作站的最大utp电缆长度为100米；2、采用半双工光纤连接时，光缆长度可达到400米；3、两个中继器连接（级连）时，电缆可用最大长度为5米；4、双中继器组成的网段，两工作站间的最大utp电缆距离为：100+5+100=205米。5、采用单中继器网络结构时，可接185米的光纤，则网络最大线缆长度为：185+100=285米；6、采用全双工进行远距离连接时，两个工作站的距离可达到2000米。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,1000mb/s ethernet 介绍：,千兆位以太网（1000mb/s ethernet） 它是以ieee802 .3z和ieee802 .3ab为标准的，它是ieee802.3标准家族的又一个新成员，它重新指定了物理层标准，使之能提供1000mb/s 的原始带宽，但它对介质的存取控制方法仍采用csma/cd协议。1998年初出台了关于光纤和同轴电缆的全双工链路标准- 802.3z；1999年初出台了关于utp电缆的半双工链路标准- 802.3ab 。总之1000mb/s ethernet它是 ieee802.3标准的扩展，它支持全双工、半双工的操作模式。,前一页,后一页,2019年4月9日,以太网技术探讨,以太网技术探讨,1000mb/s ethernet 对三种介质的规范：,光纤系统：支持多模光纤和单模光纤系统，多模光纤的工作距离为500米；单模光纤的工作距离为2000米，它为全双工链路。 宽带同轴电缆系统：支持进程同轴电缆，其工作距离为25米，它为半双工链路。 超5类无屏蔽双绞线（utp