第13章_局域网

1、以太网的MAC子层负责执行CSMA/CD协议： u发送和接收数据封包发送和接收数据封包 a.帧处理（帧定界，帧同步） b.寻址（源地址和目的地址处理） c.错误检测（物理介质传输错误）u介质存取管理介质存取管理 a.介质分配（冲突避免） b.竞争化解（冲突处理）l前导符字段前导符字段(Preamble) ： 用于接收方进行位同步 (56个交替出现的0和1)l起始帧分界符字段起始帧分界符字段(SFD)： 标明帧开始处(10101011)以上两个字段是在物理层加上去的，并非帧的一部分。P266图13.4l目的地址和源地址字段目的地址和源地址字段l长度长度/类型字段：类型字段：表示数据字段长度或信息

2、类型l数据字段：数据字段：由上层（LLC子层）提供的数据单元l填充字段：填充字段：使帧有足够长度以便进行冲突检测l帧校验字段：帧校验字段：除前导符、起始帧分界符和帧校验三个字段外，其余字段的32位CRC码。任何长度超过任何长度超过1518字节的帧被称为字节的帧被称为“超长帧超长帧”，将被接收站自动丢弃。将被接收站自动丢弃。P267图13.5任何长度小于任何长度小于64字节的帧被称为字节的帧被称为“冲突碎片冲突碎片”或或“残余帧残余帧”，将被接收站自动丢弃。，将被接收站自动丢弃。P267图13.5802.3的帧格式PA10101010前导SFD10101011帧起始DA目标地址SA源地址L长度D

3、ATA数据PAD帧填充FCS帧校验PA10101010前导11同步DA目标地址SA源地址类型DATAPADFCS帧校验MAC控制操作码(2字节)控制码参数(60字节，不足填0) 62位 2位 6字节 6字节 2字节 46-1500字节 4字节 类型值不超过类型值不超过1500时，表示数据字段长度；等于时，表示数据字段长度；等于8888（十六进制）（十六进制）时，表示时，表示MAC控制帧，等于控制帧，等于8100（十六进制）时，表示（十六进制）时，表示VLAN-tagged（标识）帧，用来辅助路由和网络管理。值为其他时，表示（标识）帧，用来辅助路由和网络管理。值为其他时，表示非标准的专用帧。非标

4、准的专用帧。以太网的帧格式l又称硬件地址或物理地址。使用MAC地址的不是以太网就是令牌环网。l地址长度为48比特，通常用12个十六进制数字表示。l习惯书写形式： MM :MM : MM :SS : SS : SS (如: 08:00:20:00:70:DF) MM MM MMSS SS -SS (如: 08-00-20-00-70-DF)P267图13.6MAC地址有六个字节(每个字节两个十六进制数字)，前三个字节为网络设备生产厂商代号，后三个字节为厂商分配到设备上的序列号。 如 00000C B40E1A 或 00-00-C-B4-0E-1A 简写为 C-B4-E-1A 著名网络厂商标识厂商

5、CISCO3ComHPSunIBMIntel厂商代号00000C02608C08000908002008005A00AA00n每个MAC地址在全球都是唯一的。如果生产商用完了分配的标识数字，它总是能够得到新的前缀。n检测本机MAC地址(Physical Address)的方法： - 使用ipconfig /all命令 （Windows系统） - 使用 ifconfig a 命令 （Linux系统和Unix系统）nFF-FF-FF-FF 为广播地址。帧结构中SA(源地址)不可为广播地址。l物理地址中第一个字节的最低位决定了地址的类型：该位为0，是单播地址；该位为1，是多播地址。l广播地址可以看作

6、多播地址的一个特例（所有位全为1）。l可以根据十六进制表示的物理地址中左边第二个数字的值判断地址类型（P267 例13.1）l源地址永远只能是单播地址。P267图13.7 示例：l50同轴电缆（基带传输型） 10 BASE 5l75同轴电缆（宽带传输型） 10 BROAD 362 185米F 光纤T 双绞线早期以太网早期以太网分类未标准化： Xerox Ethernet 10BROAD36 1BASE5 StarLAN 标准以太网标准以太网和快速以太网快速以太网按IEEE 802规定的电缆标准分类： 10 BASE 5 （粗缆以太网） 10 BASE 2 （细缆以太网） 10 BASE-T （

7、双绞线以太网） 10 BASE-F （光纤以太网） 10 BROAD36 （宽带以太网） 100 BASE-x （快速以太网）近年来高速以太网高速以太网不再按电缆类型分类，如： Gigabit Ethernet (千兆以太网) 10 Gigabit Ethernet (万兆以太网) P267 图13.3P269 图13.8P269 图13.9l最早的以太网系统，总线型。l收发器到计算机以太网卡由一条收发器电缆连接。l一个同轴网段可以长达500米，每条收发器电缆的长度则不超过50米。P269 图13.10l电缆上每隔2.5米上有一标志，为外部收发器夹持处。l每个粗缆网段上的收发器数最多可以有10

8、0个。通过中继器级联，网络长度可扩展到2500米。1985年推出，又称 “廉价以太网”，其技术标准为10BASE2。P270 图13.11拓扑结构：总线型P270 图13.12拓扑结构：星型 链路组成a.电缆： 无屏蔽双绞线(UTP)，2026AWG（芯径0.40.6毫米）b.Etherhub 以太网用集线器c. RJ-45接头（注：国内并行电话线接头为RJ-11）d.以太网卡 须带RJ-45插座 技术参数l双绞线最大长度：100米l网络最大跨距：3.8千米l一个HUB可连接的最大工作站数：由HUB端口决定 应用 线路稳定性和可靠性好，可以有管理功能，成本适中，支持快速以太网，目前广泛应用。P

9、270 图13.13 10BASE-F标准是10Mbps以太网光纤标准通称，也是最早的光纤以太网。它实际上有三个标准：l10BASE-FP 星型拓扑，无源HUB，最大网段长度500米，每网段最大站点数33个。据说是用来说明点对点连接的， “从未得到应用”。l10BASE-FB 用于连接多个Hub或者交换机的骨干网技术，已废弃。l10BASE-FL 10BASE-F中最常用者，使用两条62.5/125 m光纤。 可用于连接站点或中继器，最大长度2千米。P271 表13.1快速以太网是IEEE 802.3 委员会开发的一组低成本100 Mbps 快速以太网标准。常见快速以太网常见快速以太网P274

10、 图13.20P274 图13.19 常用的快速以太网光链路的形成方式有两种：l采用配有光接口的网卡和集线设备（成本高）；采用10/100Mbps光纤收发器，一端接入100BASE-TX五类或更高类别的双绞线，一端接入100BASE-FX单模或多模光纤。网络有效传输距离达到23千米（多模光纤）或3040千米（单模光纤）。P275 表13.2lGigabit Ethernet (千兆以太网) 传输媒体采用光纤或短距离双绞线，技术标准是IEEE 802.3z，相关标准有IEEE 802.3ab（1000 BASE-T）等，信号编码方案是8B/10B。P277 图13.23P277 图13.22 I

11、EEE802.3委员会制定了4种传输媒体的标准：l1000BASE-SX基带短波光纤基带短波光纤 使用波长为850nm的多模光纤。 最大网段长度: 275 m(62.5m)/550m(50m)。l1000BASE-LX基带长波光纤基带长波光纤 使用波长为1300nm的单/多模光纤。 最大网段长度: 550 m (62.5m和50m多模) /5000m (10m单模)；l1000BASE-CX基带铜缆基带铜缆 使用屏蔽双绞线，长度可达25m。l1000BASE-T基带双绞线基带双绞线 使用4对5类非屏蔽双绞线，长度可达100m。l万兆以太网技术标准为IEEE 802.3ae 。l编码方案为64B

12、/66B，只用光纤，且只支持两个站点对点全双工的传送数据。换言之，将不使用冲撞检测协议。l三个万兆光纤以太网标准是 (参见P278 表13.4）l10G Base-S （波长850纳米/多模/短距：300米）l10G Base-L（波长1310纳米/单模/长距：10千米）l10G Base-E （波长1550纳米/单模/超长距：40千米）l目前使用6类双绞线的10G Base-T 和10G Base-CX4（万兆铜线以太网）标准也开始推出类类 型型应用范围应用范围传送距离传送距离波波 长长线缆类型线缆类型10GBase-LX4局域网300米1310 nm多模光纤10GBase-SR局域网300

13、米850 nm多模光纤10GBase-LR局域网10千米1310 nm单模光纤10GBase-ER局域网40千米1550 nm单模光纤10GBase-SW广域网300米850 nm多模光纤10GBase-LW广域网10千米1310 nm单模光纤10GBase-EW广域网40千米1550 nm单模光纤10GBase-CX4局域网15米4根Twinax线缆10GBase-T局域网25-100米双绞铜线l全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试指定用书 网络工程师教程雷震甲主编 清华大学出版社 2004年7月 第5章 局域网和城域网l全国计算机技术与软件专业技术资格和水平考试指定用书 网络设计师教程胡道元主编 清华大学出版社 2001年5月 第5章 局域网技术l(美) Behrouz A.Forouzan等 数据通信与网络(机械工业出版社) 第12章 局域网 （院图书馆索取号：TN919