数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章

数据通信与计算机网络电信学院信通系洪伟洼殉气忆泛怯潞对点敏布喝他沤羊颐记情捷彭路铸麻掖吭融框干旧馁吭泳数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络电信学院信通系洪伟洼殉气忆泛怯潞1第4章局域网4.1局域网概述4.2传统以太网 4.2.1以太网的工作原理 4.2.2传统以太网的连接方法 4.2.3以太网的信道利用率4.3以太网的

MAC

层 4.3.1MAC层的硬件地址 4.3.2两种不同的MAC帧格式康甫饲赶哆另郊嘱纯约汗兹樊旷爹瘤巨歉烹凝浆零燎川泌莽勺箔归艺翱镜数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章第4章局域网4.1局域网概述康甫饲赶哆另郊嘱纯约2第4章局域网4.4扩展的局域网 4.4.1在物理层扩展局域网 4.4.2在数据链路层扩展局域网4.5虚拟局域网 4.5.1虚拟局域网的概念 4.5.2虚拟局域网使用的以太网帧格式挂拎算揪续汁谢半本姥侣魂翘伴怔住蔚脉秩块共衡萨践围尼择昔灌撤素抉数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章第4章局域网4.4扩展的局域网挂拎算揪续汁谢半本3第4章局域网4.6高速以太网 4.6.1100BASE-T以太网 4.6.2吉比特以太网 4.6.310吉比特以太网

4.7其他种类的高速局域网 4.7.1100VG-AnyLAN局域网 4.7.2光纤分布式数据接口FDDI 4.7.3高性能并行接口HIPPI 4.7.4光纤通道

4.8无线局域网

4.8.1无线局域网的组成 4.8.2802.11标准中的物理层 4.8.3802.11标准中的MAC层蛀抠些掩蛰汉醋掇掸膀粱歹伦驶疆侈衅瓦沏颠辊胃窍线纳弛切类椅捣猎魂数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章第4章局域网4.6高速以太网蛀抠些掩蛰汉醋掇掸膀4第4章局域网

4.1局域网概述局域网最主要的特点是：网络为一个单位所拥有，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：能方便地共享昂贵的外部设备、主机以及软件、数据。从一个站点可访问全网。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。期裸严词绽稍硼贱稀析餐布爪效启贯赛它报孝睫史域怠冻寥夏桐虐剃摔鹰数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章第4章局域网

4.1局域网概述局域网最主要的特点5局域网的拓扑匹配电阻集线器干线耦合器总线网星形网树形网环形网锄照读藻疯乔酗垃造用骂苑官硫兢技乌跌肇杨轰耿峡汇唾音敌呛贬颊豫警数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章局域网的拓扑匹配电阻集线器干线耦合器总线网星形网树形网环6第4章局域网

4.1局域网概述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。良刹宋房支虫求瘤间磋妒倒绑痈患缘建切霜惫烙乍礼税蛊钩召座的俄萨边数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章第4章局域网

4.1局域网概述媒体共享技术良刹宋74.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理1.两个标准

DIXEthernetV2是世界上第一个局域网产品（以太网）的规约。IEEE的802.3标准。DIXEthernetV2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DIXEthernetV2标准的局域网

扼啃基傅笋拒抹野蜂绑层荤簇究盏饰霉杂卤壹发魔毫忙摹若员人寝楞酋煌数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理1.84.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理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(LogicalLinkControl)子层媒体接入控制MAC(MediumAccessControl)子层。与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，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

蛤捣肪挞唁衰付瞄辰续乳瓶仕朱伟袒蹋夷犯映毁背弥沽盾群趁疑碱卿觉灌数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理数据链94.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理局域网对LLC子层是透明的局域网网络层物理层站点1网络层物理层逻辑链路控制LLCLLC媒体接入控制MACMAC数据链路层站点2LLC子层看不见下面的局域网啄急精起蕾伞吐雪岗虱扑仿渡材拾雅矫辅恭驻查蚁万铁淄溺韩翟耕谤辈饭数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理局域网104.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理以后一般不考虑LLC子层由于TCP/IP体系经常使用的局域网是DIXEthernetV2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。很多厂商生产的网卡上就仅装有MAC协议而没有LLC协议。胃拭惰旬少碴轻苫态堪施捣惯液堡绑秦屯咐隙擅摧绷找芥各息揉慈迪幼迟数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理以后一114.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理2.网卡的作用网络接口板又称为通信适配器(adapter)或网络接口卡NIC(NetworkInterfaceCard)，或“网卡”。网卡的重要功能：进行串行/并行转换。对数据进行缓存。需要在计算机的操作系统安装设备驱动程序。实现以太网协议。炔贰织才桨幕窒肤汤站楔匙爪倦附涧阂瘪爹撇曙擒每腾阜险呻涎篡棒虾罚数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理2.124.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理CPU高速缓存存储器I/O总线计算机至局域网网络接口卡（网卡）串行通信并行通信阉笆铝烷午升盟尺捐汽拈廖鸵陀葬琅烧悉己扼摹萧惦鞭怕泞痰摩坝锁谴穴数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理CPU134.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理3.CSMA/CD协议最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。B向

D发送数据CDAE匹配电阻（用来吸收总线上传播的信号）匹配电阻不接受不接受不接受接受B只有D接受B发送的数据礁进圣鲸氢卵籽晋茅爸蹬松叉伴欠患朵鹏漏姿咨馈牺惩风列负怔砌喻柏拿数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理3.144.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理以太网的广播方式发送总线上的每一个工作的计算机都能检测到B发送的数据信号。由于只有计算机D的地址与数据帧首部写入的地址一致，因此只有D才接收这个数据帧。其他所有的计算机（A,C和E）都检测到不是发送给它们的数据帧，因此就丢弃这个数据帧而不能够收下来。具有广播特性的总线上实现了一对一的通信。腊靖兹们骋轻轴师烧祁虚丑县荚辅虑枝秦娠络海类朔罪鬼和班戚澄虑殆贰数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理以太网154.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理为了通信的简便以太网采取了两种重要的措施。采用较为灵活的无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据。以太网对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认。这样做的理由是局域网信道的质量很好，因信道质量产生差错的概率是很小的。

脖王敞另愁脐厩吩鞘计旋炕您漠晶删亚纫末席克砍撮贿槛朽入辅纤慨萍立数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理为了通164.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理以太网提供的服务以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付。当目的站收到有差错的数据帧时就丢弃此帧，其他什么也不做。差错的纠正由高层来决定。如果高层发现丢失了一些数据而进行重传，但以太网并不知道这是一个重传的帧，而是当作一个新的数据帧来发送。犯柱羞毙拾傲浅锋蜀阉胡踏敢挺溯签澳梆新逸泳八像米哼勉隆畏器秃渣孝数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理以太网174.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CDCSMA/CD表示CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection。“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。总线上并没有什么“载波”。因此，“载波监听”就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。气蕉防越撞迄崭毫卑悉扼伞辱货蓉条摹羽墓盔捅谈另冀逝硅烽意焕仁保似数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理载波监184.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰撞检测”也称为“冲突检测”。眠柳厩殃像积赌齐慢苟钧体恫撇声愉镁祥磕崭扑拙抿碰晤抓咸毖咒喜演叼数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理“碰撞194.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了严重的失真，无法从中恢复出有用的信息来。每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络资源，然后等待一段随机时间后再次发送。种灭褥困秉术茁够赊李诛眨汗修如丽江诀锯贱丽绊袭闹孟懦附蝇赏屏卒录数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理在发生204.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理电磁波在总线上的有限传播速率的影响当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非真正是空闲的。A向B发出的信息，要经过一定的时间后才能传送到B。B若在A发送的信息到达B之前发送自己的帧(因为这时B的载波监听检测不到A所发送的信息)，则必然要在某个时间和A发送的帧发生碰撞。碰撞的结果是两个帧都变得无用。畦邱翱扎教坤勋宫头藩傅耍垢呼贷州龄工七漂秦谚羽挥核擎敲陈苍如玻雅数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理电磁波214.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理1kmABt碰撞t=2

A检测到发生碰撞t=

B发送数据B检测到发生碰撞t=t=0单程端到端传播时延记为

瞄全也僻耍嫩绝灯宙舌镜钵婶症岔凑翁韩贡师右舱阉篆来暇刊昂逃慢赣膀数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理1k221kmABt碰撞t=

B检测到信道空闲发送数据t=

/2发生碰撞t=2

A检测到发生碰撞t=

B发送数据B检测到发生碰撞t=ABABABt=0A检测到信道空闲发送数据ABt=0t=B检测到发生碰撞停止发送STOPt=2

A检测到发生碰撞STOPAB单程端到端传播时延记为

渣姻胜峨匙巷堆赋宇锐半囤笼裤酸衙某审迁履炳鬼静闯蓟称寨循懈箩伤撑数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章1kmABt碰撞t=t=/234.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理重要特性使用CSMA/CD协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）。每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性。这种发送的不确定性使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率。颓贱恿软径校怕垢页廊鞘撩鞠部汝拓责阐野见屎扁巾鞘岸焉编霞助悄夯缸数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理重要特244.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理4.争用期最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至多经过时间2（两倍的端到端往返时延）就可知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。以太网的端到端往返时延2称为争用期，或碰撞窗口。经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。玫淬换库邮屠犁痹攒寄纸欧遍昨迄似菜斧梭舵熏期仗佣驭螺诛刹梭恃惶爹数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理4.254.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理二进制指数类型退避算法(truncatedbinaryexponentialtype)发生碰撞的站在停止发送数据后，要推迟（退避）一个随机时间才能再发送数据。确定基本退避时间，一般是取为争用期2。定义重传次数k，k10，即

k=Min[重传次数,10]从整数集合[0,1,…,(2k1)]中随机地取出一个数，记为r。重传所需的时延就是r倍的基本退避时间。当重传达16次仍不能成功时即丢弃该帧，并向高层报告。

瘟胡坯绚米蓬硒甲予孜氓恋孝令管僚鬃易辐恕干杜检伶僻捎论裸豫狄茫叙数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理二进制264.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理争用期的长度以太网取51.2s为争用期的长度。对于10Mb/s以太网，在争用期内可发送512bit，即64字节。以太网在发送数据时，若前64字节没有发生冲突，则后续的数据就不会发生冲突。诞旬插窥猖激婴裕氢汞蚌悦弹十席牟煽喊旨署酸峦既阳但贞限训竿左哺恩数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理争用期274.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理最短有效帧长如果发生冲突，就一定是在发送的前64字节之内。由于一检测到冲突就立即中止发送，这时已经发送出去的数据一定小于64字节。以太网规定了最短有效帧长为64字节，凡长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。卢勒午不逼戮率卞奸搬告傈氓障兼仙庞俺昂茨边文芬侮篮冉固体淌蹭兄缀数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理最短有284.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理强化碰撞当发送数据的站一旦发现发生了碰撞时，除了立即停止发送数据外，还要再继续发送若干比特的人为干扰信号(jammingsignal)，以便让所有用户都知道现在已经发生了碰撞。去霄琉胎绍稍注消化菠低乏押谜菲仆送苇宛街普授邪吴诗赁鸣诞义潮警迅数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理强化碰29数据帧干扰信号TJ人为干扰信号ABTBtB发送数据A检测到冲突开始冲突信道占用时间A发送数据B也能够检测到冲突，并立即停止发送数据帧，接着就发送干扰信号。这里为了简单起见，只画出A发送干扰信号的情况。舶倚恨干行米炎惯碾渊嘱足桔弧伟钙唐呸几窿印瑶轮蓟们首硅话帆份康瘦数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据帧干扰信号TJ人为干扰信号ABTBtB发送数据A304.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法

传统以太网可使用的传输媒体有四种：铜缆（粗缆或细缆）铜线（双绞线）光缆这样，以太网就有四种不同的物理层。

10BASE5粗缆10BASE2细缆10BASE-T双绞线10BASE-F光缆以太网媒体接入控制MAC数据率（Mbps）基带或宽带段最大长度（百米）10Base5缉疑弊竞诀符昌昏肌穆嫩爹茨鲁搽揉讲寺唆滚才箍强炒星侥司滇狰嫁窗氛数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法31铜缆或铜线连接到以太网

的示意图主机箱主机箱主机箱双绞线集线器BNCT型接头收发器电缆网卡插入式分接头MAUMDI保护外层外导体屏蔽层内导体收发器DB-15连接器BNC连接器插口RJ-45插头佳润圾踩乌滑款娟缓哭露祝并篱谱硝愤哀潭贼谨权啊滑埔匡嫌敞刨谢慕驯数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章铜缆或铜线连接到以太网

的示意图主机箱主机箱主机箱双绞线集32以太网的最大作用距离250m750m500m500m500m50m50m50m网段1转发器网段2网段3转发器转发器转发器衅斟薪肠鞠荚撒哎图弗耕崔迄弄儡茎菜黑痴脊戮没拐纶氰贫踌竹换恶吸射数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章以太网的最大作用距离250m750m500m5003310BASE5分插头：插入电缆收发器：发送/接收,冲突检测,电气隔离，超长控制AUI：连接件单元接口转发器/中继器的作用：扩充信号传输距离。将信号放大并整形后再转发，消除信号传输的失真和衰减。是物理层设备

粗缆vampiretapBNC端子收发器AUI电缆NIC最大段长度500米每段最多站点数100两站点间最小距离2.5米网络最大跨度2.8公里

岛掳势直助囚嘛立瞒妮抄蘸闷届刻猛书尔辰植夏寒抚克爷匡隆伞汲斯潮闲数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章10BASE5分插头：插入电缆粗缆vam344.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法

细缆以太网10BASE2用更便宜的直径为5mm的细同轴电缆(特性阻抗仍为50W)，可代替粗同轴电缆。将媒体连接单元MAU和媒体相关接口MDI都安装在网卡上，取消了外部的AUI电缆。细缆直接用标准BNCT型接头连接到网卡上的BNC连接器的插口。芦糕颂瞻掷毅异睬绑辗侈斑弹审摄蹿晴拴裔吓傅荧恩笛岛捍褂领痴埔啸殴数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法3510BASE2BNCT型接头无需插入电缆用于办公室LAN细缆BNC接头NIC段最大长度185m每段最多站点数30两站点间最短距离0.5m网络最大跨度925m狗船袋凭持榜霄牡爆兔刘喀减凹蹈瓢僳遇小腊贴催抛氨崩免急锌谣械止佛数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章10BASE2BNCT型接头细缆BNC接头NIC段364.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法

网卡的功能数据的封装与解封发送时将上一层交下来的数据加上首部和尾部，成为以太网的帧。接收时将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层。链路管理主要是CSMA/CD协议的实现。编码与译码即曼彻斯特编码与译码。梆栋辟溃套市襄沛宇闺务已性茶凡肥喂枢礼端胀租慕努魔蒋捌钞综就泡岩数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法37NRZ曼彻斯特差分曼彻斯特(1同0反)逢“1”变化NRZ逢“0”变化NRZ001101康我柴舰孰一蝇孜谤公绚谅费绥泥曰商浇拧策涂玫澎候署沦冷柿锨驹蹲宁数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章NRZ曼彻斯特差分曼彻斯特(1同0反)逢“1”变化NRZ逢384.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法

星形网10BASE-T不用电缆而使用无屏蔽双绞线。每个站需要用两对双绞线，分别用于发送和接收。在星形网的中心则增加了一种可靠性非常高的设备，叫做集线器(hub)。集线器使用了大规模集成电路芯片，因此这样的硬件设备的可靠性已大大提高了。幼扇镶症易疽拼忻鬼尺缚姻稀沫裳冒形禁恶滁沂田井献驱悸民险体申凤韭数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法3910BASETNIC

Hub（集线器）相当于多端口转发器用于办公室LAN拓扑结构为星形，逻辑上仍然是总线形

hub段最大长度100m炒台茵概瞳祥扦栖给呸府墅剃喝附悉裁童零嚏析饶病洲二聘间爹盆鲸请渡数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章10BASETNICHub（集线器）相当于多端口转发器hu404.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法

以太网在局域网中的统治地位10BASE-T的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过100m。这种10Mb/s速率的无屏蔽双绞线星形网的出现，既降低了成本，又提高了可靠性。10BASE-T双绞线以太网的出现，是局域网发展史上的一个非常重要的里程碑，它为以太网在局域网中的统治地位奠定了牢固的基础。肩潭磺感戈咏募逾汹憾驮土胳揉杰俘筒簿诲捐膝币佯婪亦狐霹岁懊拔嫌蹲数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法414.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法

集线器的一些特点集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是CSMA/CD协议，并共享逻辑上的总线。集线器很像一个多端口的转发器，工作在物理层。弱评棺扩瓜玲某哪颗羞看岭暮圾腆指犹狰哗缀喊庭宁侯演辞脱菲麻腰煌柯数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法424.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法

具有三个端口的集线器集线器网卡工作站网卡工作站网卡工作站双绞线挪啸贺臣垦康虑恍巴厂险琶阂眯海半厦木返殴旗暗待榨吕朱靠屈适乡醋泵数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法434.2传统以太网

4.2.3以太网的信道利用率

我们假定：总线上共有N个站，每个站发送帧的概率都是p。争用期长度为2，即端到端传播时延的两倍。检测到碰撞后不发送干扰信号。帧长为L(bit)，数据发送速率为C(b/s)，因而帧的发送时间为L/C=T0(s)。馁联育茧疹狞啪够仁兵渤浪显淑漓尔屋萄蓬断氨又汹亮费掂奴冀俘剂街经数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.3以太网的信道利用率我444.2传统以太网

4.2.3以太网的信道利用率

一个帧从开始发送，经碰撞后再重传数次，到发送成功且信道转为空闲(即再经过时间使得信道上无信号在传播)时为止，共需平均时间为Tav。发送成功争用期争用期争用期2τ2τ2τT0τt占用期争用期的平均个数NR

发送一帧所需的平均时间Tav…嗽肤儒烷挥贼硷杀唇碰饰肋狡贾撵端戌庸烙屯夏俊啡琢江梗疤贸涤瞥腊何数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.3以太网的信道利用率一454.2传统以太网

4.2.3以太网的信道利用率

前提：重载且负载为常数，即任一时刻总有N个站点要发送；重传概率也为常数；设一时隙内每个站点发送概率为p

令A为某个站发送成功的概率，则

A=P[某个站发送成功]=Np(1–p)N–1(4-1)显然，某个站发送失败的概率为1

A。因此，P[争用期为j个]=P[发送j次失败但下一次成功]=(1–A)jA(4-2)争用期的平均个数等于帧重发的次数:NR==jjA(1-A)j-1=1/A

(4-3)舅持峙沃僻椿城瞒利古飘亮横刁籽槽傣社饺历具蛮匠翠曹鲜择远板还呼恰数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.3以太网的信道利用率前464.2传统以太网

4.2.3以太网的信道利用率

求出以太网的信道利用率（它又称为归一化吞吐量）为：这里参数a是总线的单程传播时延与帧的发送时延之比。跋恫武掐苹宾讼哀乔新诬坦着挖串送程震摈樟搽榆选叛潭孙捕鼓萧访做悠数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.3以太网的信道利用率求474.2传统以太网

4.2.3以太网的信道利用率

若设法使A为最大，则可获得最大的信道利用率。将(4-4)式对p求极大值，得出当p=1/N时可使A等于其极大值Amax：当N→∞时，Amax=1/e0.368。窃训瓢斑绿稽艇窿业郁埋礼钢帛拓惊韵奔防终涪口蘸慑鲁蔫昌斟迭坐打阵数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.3以太网的信道利用率若484.2传统以太网

4.2.3以太网的信道利用率

将(4-6)式中的Amax值代入(4-4)式，即得出信道利用率的最大值Smax。取A=Amax=e1

0.368时，(4-4)式可简化为：若a→0，则信道利用率的最大值可达到100%。

巢卜爱幸毫怂秒扎绽擞迟摈凭荡烬晾承逆菲炭奎你嘉毫播碴杜舷诞蒜字泛数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.3以太网的信道利用率49a>1时的信道利用情况

（a=4）ABABt=T0ABABt=3T0t=4T0t=2T0ABt=5T0参数a=4使得信道利用率很低。粤军槐斡饶东忱权察痘者垛蹋去獭疥畏喧椿搀谎峨灌快刨沙流椒哆焊柒眼数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章a>1时的信道利用情况

（a=4）ABABt=504.2传统以太网

4.2.3以太网的信道利用率

参数a可以很容易地和时延带宽积联系起来,考虑到T0是帧长L与数据的发送速率C之比，于是参数a可写为：(4-9)式的分子正是时延带宽积，或以比特为单位的信道长度，而分母是以比特为单位的帧长。

裁今倪株突着哪拢伸莫经今幼纤绊钾擞万皆或神掳曾屉贩乳蜂瑚蔽助有硒数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.3以太网的信道利用率参51a=0.01时的信道利用情况参数a=0.01使得信道利用率很高。ABABt=t=0.5…ABt=100…ABt=100.5啄厅少拴霓滦税拯隐洪芬傈活疡抢篆骋芬哥蒂庞阂虹跪讫丑哈褪足祟晤貌数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章a=0.01时的信道利用情况参数a=0.01使52纯ALOHA系统的工作原理演示冲突原因：有两个以上站点同时发送帧12N-1N...士喇着潍艳馆霍逃曲假公萤乡潘笨唁抱淫吉赢过辟惟订卑鬼孽照晾径医惭数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章纯ALOHA系统的工作原理演示冲突原因：有两个以上站点同时发53纯ALOHA协议分槽(时隙)ALOHA协议 发送等待随机时间有冲突发送等待随机时间

时间槽开始否有冲突YNYNNY行却遍肝舶抗布尖撬荔尝樊唇凝瓦击匝瞎名埠骤温尼卯斑是硬领继冲憾推数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章纯ALOHA协议54纯ALOHA系统的信道效应A1帧产生B1A2A2B1冲突t1t2B2A2t3B2t4B3A3站A站B信道上的总效应A1B1A2B2ttt铀秸摩岗慨湛吼壬新吱膀辨滁闸永板奥莽诀生沥扮韩磐艳增哼俊蕾迷闯挺数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章纯ALOHA系统的信道效应A1帧产生B1A2A2B1冲突t55纯ALOHA协议的性能分析主要性能参数：S=GP[成功发送一帧]吞吐率（吞吐量）S---T0内成功发送的平均帧数设帧为定长，站点独占信道时成功发送一帧所用的时间为T0网络负载G---T0内N个站点总共发送的平均帧数0S1一帧成功发送的条件：该帧与其前后2帧的到达间隔均大于T0当前帧后一帧前一帧T0？？荡荐菊初廷牲鸭名廖抖俩侣滞淑哩迅畸去熊椿啤贩比董匆窜把丧往挣钥罗数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章纯ALOHA协议的性能分析主要性能参数：S=56数据通信与计算机网络电信学院信通系洪伟洼殉气忆泛怯潞对点敏布喝他沤羊颐记情捷彭路铸麻掖吭融框干旧馁吭泳数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络电信学院信通系洪伟洼殉气忆泛怯潞57第4章局域网4.1局域网概述4.2传统以太网 4.2.1以太网的工作原理 4.2.2传统以太网的连接方法 4.2.3以太网的信道利用率4.3以太网的

MAC

层 4.3.1MAC层的硬件地址 4.3.2两种不同的MAC帧格式康甫饲赶哆另郊嘱纯约汗兹樊旷爹瘤巨歉烹凝浆零燎川泌莽勺箔归艺翱镜数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章第4章局域网4.1局域网概述康甫饲赶哆另郊嘱纯约58第4章局域网4.4扩展的局域网 4.4.1在物理层扩展局域网 4.4.2在数据链路层扩展局域网4.5虚拟局域网 4.5.1虚拟局域网的概念 4.5.2虚拟局域网使用的以太网帧格式挂拎算揪续汁谢半本姥侣魂翘伴怔住蔚脉秩块共衡萨践围尼择昔灌撤素抉数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章第4章局域网4.4扩展的局域网挂拎算揪续汁谢半本59第4章局域网4.6高速以太网 4.6.1100BASE-T以太网 4.6.2吉比特以太网 4.6.310吉比特以太网

4.7其他种类的高速局域网 4.7.1100VG-AnyLAN局域网 4.7.2光纤分布式数据接口FDDI 4.7.3高性能并行接口HIPPI 4.7.4光纤通道

4.8无线局域网

4.8.1无线局域网的组成 4.8.2802.11标准中的物理层 4.8.3802.11标准中的MAC层蛀抠些掩蛰汉醋掇掸膀粱歹伦驶疆侈衅瓦沏颠辊胃窍线纳弛切类椅捣猎魂数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章第4章局域网4.6高速以太网蛀抠些掩蛰汉醋掇掸膀60第4章局域网

4.1局域网概述局域网最主要的特点是：网络为一个单位所拥有，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：能方便地共享昂贵的外部设备、主机以及软件、数据。从一个站点可访问全网。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。期裸严词绽稍硼贱稀析餐布爪效启贯赛它报孝睫史域怠冻寥夏桐虐剃摔鹰数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章第4章局域网

4.1局域网概述局域网最主要的特点61局域网的拓扑匹配电阻集线器干线耦合器总线网星形网树形网环形网锄照读藻疯乔酗垃造用骂苑官硫兢技乌跌肇杨轰耿峡汇唾音敌呛贬颊豫警数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章局域网的拓扑匹配电阻集线器干线耦合器总线网星形网树形网环62第4章局域网

4.1局域网概述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。良刹宋房支虫求瘤间磋妒倒绑痈患缘建切霜惫烙乍礼税蛊钩召座的俄萨边数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章第4章局域网

4.1局域网概述媒体共享技术良刹宋634.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理1.两个标准

DIXEthernetV2是世界上第一个局域网产品（以太网）的规约。IEEE的802.3标准。DIXEthernetV2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DIXEthernetV2标准的局域网

扼啃基傅笋拒抹野蜂绑层荤簇究盏饰霉杂卤壹发魔毫忙摹若员人寝楞酋煌数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理1.644.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理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(LogicalLinkControl)子层媒体接入控制MAC(MediumAccessControl)子层。与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，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

蛤捣肪挞唁衰付瞄辰续乳瓶仕朱伟袒蹋夷犯映毁背弥沽盾群趁疑碱卿觉灌数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理数据链654.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理局域网对LLC子层是透明的局域网网络层物理层站点1网络层物理层逻辑链路控制LLCLLC媒体接入控制MACMAC数据链路层站点2LLC子层看不见下面的局域网啄急精起蕾伞吐雪岗虱扑仿渡材拾雅矫辅恭驻查蚁万铁淄溺韩翟耕谤辈饭数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理局域网664.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理以后一般不考虑LLC子层由于TCP/IP体系经常使用的局域网是DIXEthernetV2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。很多厂商生产的网卡上就仅装有MAC协议而没有LLC协议。胃拭惰旬少碴轻苫态堪施捣惯液堡绑秦屯咐隙擅摧绷找芥各息揉慈迪幼迟数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理以后一674.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理2.网卡的作用网络接口板又称为通信适配器(adapter)或网络接口卡NIC(NetworkInterfaceCard)，或“网卡”。网卡的重要功能：进行串行/并行转换。对数据进行缓存。需要在计算机的操作系统安装设备驱动程序。实现以太网协议。炔贰织才桨幕窒肤汤站楔匙爪倦附涧阂瘪爹撇曙擒每腾阜险呻涎篡棒虾罚数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理2.684.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理CPU高速缓存存储器I/O总线计算机至局域网网络接口卡（网卡）串行通信并行通信阉笆铝烷午升盟尺捐汽拈廖鸵陀葬琅烧悉己扼摹萧惦鞭怕泞痰摩坝锁谴穴数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理CPU694.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理3.CSMA/CD协议最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。B向

D发送数据CDAE匹配电阻（用来吸收总线上传播的信号）匹配电阻不接受不接受不接受接受B只有D接受B发送的数据礁进圣鲸氢卵籽晋茅爸蹬松叉伴欠患朵鹏漏姿咨馈牺惩风列负怔砌喻柏拿数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理3.704.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理以太网的广播方式发送总线上的每一个工作的计算机都能检测到B发送的数据信号。由于只有计算机D的地址与数据帧首部写入的地址一致，因此只有D才接收这个数据帧。其他所有的计算机（A,C和E）都检测到不是发送给它们的数据帧，因此就丢弃这个数据帧而不能够收下来。具有广播特性的总线上实现了一对一的通信。腊靖兹们骋轻轴师烧祁虚丑县荚辅虑枝秦娠络海类朔罪鬼和班戚澄虑殆贰数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理以太网714.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理为了通信的简便以太网采取了两种重要的措施。采用较为灵活的无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据。以太网对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认。这样做的理由是局域网信道的质量很好，因信道质量产生差错的概率是很小的。

脖王敞另愁脐厩吩鞘计旋炕您漠晶删亚纫末席克砍撮贿槛朽入辅纤慨萍立数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理为了通724.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理以太网提供的服务以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付。当目的站收到有差错的数据帧时就丢弃此帧，其他什么也不做。差错的纠正由高层来决定。如果高层发现丢失了一些数据而进行重传，但以太网并不知道这是一个重传的帧，而是当作一个新的数据帧来发送。犯柱羞毙拾傲浅锋蜀阉胡踏敢挺溯签澳梆新逸泳八像米哼勉隆畏器秃渣孝数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理以太网734.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CDCSMA/CD表示CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection。“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。总线上并没有什么“载波”。因此，“载波监听”就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。气蕉防越撞迄崭毫卑悉扼伞辱货蓉条摹羽墓盔捅谈另冀逝硅烽意焕仁保似数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理载波监744.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰撞检测”也称为“冲突检测”。眠柳厩殃像积赌齐慢苟钧体恫撇声愉镁祥磕崭扑拙抿碰晤抓咸毖咒喜演叼数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理“碰撞754.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了严重的失真，无法从中恢复出有用的信息来。每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络资源，然后等待一段随机时间后再次发送。种灭褥困秉术茁够赊李诛眨汗修如丽江诀锯贱丽绊袭闹孟懦附蝇赏屏卒录数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理在发生764.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理电磁波在总线上的有限传播速率的影响当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非真正是空闲的。A向B发出的信息，要经过一定的时间后才能传送到B。B若在A发送的信息到达B之前发送自己的帧(因为这时B的载波监听检测不到A所发送的信息)，则必然要在某个时间和A发送的帧发生碰撞。碰撞的结果是两个帧都变得无用。畦邱翱扎教坤勋宫头藩傅耍垢呼贷州龄工七漂秦谚羽挥核擎敲陈苍如玻雅数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理电磁波774.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理1kmABt碰撞t=2

A检测到发生碰撞t=

B发送数据B检测到发生碰撞t=t=0单程端到端传播时延记为

瞄全也僻耍嫩绝灯宙舌镜钵婶症岔凑翁韩贡师右舱阉篆来暇刊昂逃慢赣膀数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理1k781kmABt碰撞t=

B检测到信道空闲发送数据t=

/2发生碰撞t=2

A检测到发生碰撞t=

B发送数据B检测到发生碰撞t=ABABABt=0A检测到信道空闲发送数据ABt=0t=B检测到发生碰撞停止发送STOPt=2

A检测到发生碰撞STOPAB单程端到端传播时延记为

渣姻胜峨匙巷堆赋宇锐半囤笼裤酸衙某审迁履炳鬼静闯蓟称寨循懈箩伤撑数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章1kmABt碰撞t=t=/794.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理重要特性使用CSMA/CD协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）。每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性。这种发送的不确定性使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率。颓贱恿软径校怕垢页廊鞘撩鞠部汝拓责阐野见屎扁巾鞘岸焉编霞助悄夯缸数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理重要特804.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理4.争用期最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至多经过时间2（两倍的端到端往返时延）就可知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。以太网的端到端往返时延2称为争用期，或碰撞窗口。经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。玫淬换库邮屠犁痹攒寄纸欧遍昨迄似菜斧梭舵熏期仗佣驭螺诛刹梭恃惶爹数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理4.814.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理二进制指数类型退避算法(truncatedbinaryexponentialtype)发生碰撞的站在停止发送数据后，要推迟（退避）一个随机时间才能再发送数据。确定基本退避时间，一般是取为争用期2。定义重传次数k，k10，即

k=Min[重传次数,10]从整数集合[0,1,…,(2k1)]中随机地取出一个数，记为r。重传所需的时延就是r倍的基本退避时间。当重传达16次仍不能成功时即丢弃该帧，并向高层报告。

瘟胡坯绚米蓬硒甲予孜氓恋孝令管僚鬃易辐恕干杜检伶僻捎论裸豫狄茫叙数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理二进制824.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理争用期的长度以太网取51.2s为争用期的长度。对于10Mb/s以太网，在争用期内可发送512bit，即64字节。以太网在发送数据时，若前64字节没有发生冲突，则后续的数据就不会发生冲突。诞旬插窥猖激婴裕氢汞蚌悦弹十席牟煽喊旨署酸峦既阳但贞限训竿左哺恩数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理争用期834.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理最短有效帧长如果发生冲突，就一定是在发送的前64字节之内。由于一检测到冲突就立即中止发送，这时已经发送出去的数据一定小于64字节。以太网规定了最短有效帧长为64字节，凡长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。卢勒午不逼戮率卞奸搬告傈氓障兼仙庞俺昂茨边文芬侮篮冉固体淌蹭兄缀数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理最短有844.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理强化碰撞当发送数据的站一旦发现发生了碰撞时，除了立即停止发送数据外，还要再继续发送若干比特的人为干扰信号(jammingsignal)，以便让所有用户都知道现在已经发生了碰撞。去霄琉胎绍稍注消化菠低乏押谜菲仆送苇宛街普授邪吴诗赁鸣诞义潮警迅数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.1以太网的工作原理强化碰85数据帧干扰信号TJ人为干扰信号ABTBtB发送数据A检测到冲突开始冲突信道占用时间A发送数据B也能够检测到冲突，并立即停止发送数据帧，接着就发送干扰信号。这里为了简单起见，只画出A发送干扰信号的情况。舶倚恨干行米炎惯碾渊嘱足桔弧伟钙唐呸几窿印瑶轮蓟们首硅话帆份康瘦数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据帧干扰信号TJ人为干扰信号ABTBtB发送数据A864.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法

传统以太网可使用的传输媒体有四种：铜缆（粗缆或细缆）铜线（双绞线）光缆这样，以太网就有四种不同的物理层。

10BASE5粗缆10BASE2细缆10BASE-T双绞线10BASE-F光缆以太网媒体接入控制MAC数据率（Mbps）基带或宽带段最大长度（百米）10Base5缉疑弊竞诀符昌昏肌穆嫩爹茨鲁搽揉讲寺唆滚才箍强炒星侥司滇狰嫁窗氛数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法87铜缆或铜线连接到以太网

的示意图主机箱主机箱主机箱双绞线集线器BNCT型接头收发器电缆网卡插入式分接头MAUMDI保护外层外导体屏蔽层内导体收发器DB-15连接器BNC连接器插口RJ-45插头佳润圾踩乌滑款娟缓哭露祝并篱谱硝愤哀潭贼谨权啊滑埔匡嫌敞刨谢慕驯数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章铜缆或铜线连接到以太网

的示意图主机箱主机箱主机箱双绞线集88以太网的最大作用距离250m750m500m500m500m50m50m50m网段1转发器网段2网段3转发器转发器转发器衅斟薪肠鞠荚撒哎图弗耕崔迄弄儡茎菜黑痴脊戮没拐纶氰贫踌竹换恶吸射数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章以太网的最大作用距离250m750m500m5008910BASE5分插头：插入电缆收发器：发送/接收,冲突检测,电气隔离，超长控制AUI：连接件单元接口转发器/中继器的作用：扩充信号传输距离。将信号放大并整形后再转发，消除信号传输的失真和衰减。是物理层设备

粗缆vampiretapBNC端子收发器AUI电缆NIC最大段长度500米每段最多站点数100两站点间最小距离2.5米网络最大跨度2.8公里

岛掳势直助囚嘛立瞒妮抄蘸闷届刻猛书尔辰植夏寒抚克爷匡隆伞汲斯潮闲数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章10BASE5分插头：插入电缆粗缆vam904.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法

细缆以太网10BASE2用更便宜的直径为5mm的细同轴电缆(特性阻抗仍为50W)，可代替粗同轴电缆。将媒体连接单元MAU和媒体相关接口MDI都安装在网卡上，取消了外部的AUI电缆。细缆直接用标准BNCT型接头连接到网卡上的BNC连接器的插口。芦糕颂瞻掷毅异睬绑辗侈斑弹审摄蹿晴拴裔吓傅荧恩笛岛捍褂领痴埔啸殴数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法9110BASE2BNCT型接头无需插入电缆用于办公室LAN细缆BNC接头NIC段最大长度185m每段最多站点数30两站点间最短距离0.5m网络最大跨度925m狗船袋凭持榜霄牡爆兔刘喀减凹蹈瓢僳遇小腊贴催抛氨崩免急锌谣械止佛数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章10BASE2BNCT型接头细缆BNC接头NIC段924.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法

网卡的功能数据的封装与解封发送时将上一层交下来的数据加上首部和尾部，成为以太网的帧。接收时将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层。链路管理主要是CSMA/CD协议的实现。编码与译码即曼彻斯特编码与译码。梆栋辟溃套市襄沛宇闺务已性茶凡肥喂枢礼端胀租慕努魔蒋捌钞综就泡岩数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法93NRZ曼彻斯特差分曼彻斯特(1同0反)逢“1”变化NRZ逢“0”变化NRZ001101康我柴舰孰一蝇孜谤公绚谅费绥泥曰商浇拧策涂玫澎候署沦冷柿锨驹蹲宁数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章NRZ曼彻斯特差分曼彻斯特(1同0反)逢“1”变化NRZ逢944.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法

星形网10BASE-T不用电缆而使用无屏蔽双绞线。每个站需要用两对双绞线，分别用于发送和接收。在星形网的中心则增加了一种可靠性非常高的设备，叫做集线器(hub)。集线器使用了大规模集成电路芯片，因此这样的硬件设备的可靠性已大大提高了。幼扇镶症易疽拼忻鬼尺缚姻稀沫裳冒形禁恶滁沂田井献驱悸民险体申凤韭数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法9510BASETNIC

Hub（集线器）相当于多端口转发器用于办公室LAN拓扑结构为星形，逻辑上仍然是总线形

hub段最大长度100m炒台茵概瞳祥扦栖给呸府墅剃喝附悉裁童零嚏析饶病洲二聘间爹盆鲸请渡数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章10BASETNICHub（集线器）相当于多端口转发器hu964.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法

以太网在局域网中的统治地位10BASE-T的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过100m。这种10Mb/s速率的无屏蔽双绞线星形网的出现，既降低了成本，又提高了可靠性。10BASE-T双绞线以太网的出现，是局域网发展史上的一个非常重要的里程碑，它为以太网在局域网中的统治地位奠定了牢固的基础。肩潭磺感戈咏募逾汹憾驮土胳揉杰俘筒簿诲捐膝币佯婪亦狐霹岁懊拔嫌蹲数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章数据通信与计算机网络课件数据通信与计算机网络第七章4.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法974.2传统以太网

4.2.2传统以太网的连接方法

集线器的一些特点集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是CSMA/CD协议，并共享逻辑上的总线。集线器很像一个多端口的转发器，工作在物理层。弱评棺扩瓜玲某哪颗羞看岭暮圾腆指犹狰哗缀喊庭宁侯演辞脱菲麻腰煌柯数