4.2局域网课件

1、局域网,局域网(LAN)是在小范围内将许多数据设备互相连接 进行数据通信的计算机网络或信息系统。数据设备包括 各类计算机、终端或外围设备。IEEE802局域网标准委员 会对局域网作了如下定义：“局域网是一个数据通信系 统，其传输范围在中等地理区域，使用中等或高的数据 传输速率，可连接大量独立设备在物理通信信道上相互 通信”。,1、局域网,LAN一般由三部分组成：计算机系统和终端设 备（包括各类大中小型机、PC机、I/O设备 等），通信传输设备（包括传输介质、通信设备 及通信控制设备等）和网络软件（包括通信协 议、网络操作系统和网络数据库等）。在LAN 中，决定网络传输特性的主要有三个技术： （

2、1）网络拓朴结构；（2）传输介质；（3）介 质访问控制协议。,局域网的特点,局域网是一个通信网络，它仅提供通信功能。从OSI/RM看，它仅包含了低两层(物理层和数据链路层)的功能，所以连到局域网的数据通信设备必须加上高层协议和网络软件才能组成计算机网络。 网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。,局域网的特点,局域网传输距离有限，网络覆盖的范围小。 数据传输速率高,传输延时小。 出错率低。,局域网的分类,按拓扑结构分类 按传输的信号分类 按网络使用的传输介质分类 按介质访问控制方式分类,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）

3、随机接入 受控接入 ，如多点线路探询(polling)，或轮询。,2、网络的传输介质,信道是指以传输介质为基础的信号通路，它 是传输数据的物理基础。局域网LAN的传输介质 是指LAN中发送设备和接收设备之间的物理通 道。通常使用的传输介质分为两类： a)有线传输介质：包括双绞线、同轴电缆和 光纤。 b)无线传输介质：包括无线电、微波、卫 星、移动通信等各种通信介质。,双绞线,每一对双绞线由绞合在一起的相互绝缘的两根铜线组成，每根 铜线的直径大约1mm。可减少电磁干扰，提高传输质量。 双绞线可以用于模拟传输或数字传输。 计算机局域网中经常使用的双绞线有屏蔽和非屏蔽之分。 屏蔽双绞线(STP，Sh

4、ielded Twisted Pair)： 抗干扰性好，性能高，用于远程中继线时，最大距离可以达到 十几公里。但成本也较高，所以一直没有广泛使用。 非屏蔽双绞线(UTP，Unshielded Twisted Pair)： 非屏蔽双绞线的传输距离一般为100米。由于它较好的性能价格 比，目前被广泛使用。非屏蔽双绞线有1、2、3、4、5五类，常用的 是5类线，5类线可支持100Mbps的快速以太网连接，是连接桌面设备的 首选传输介质。,双绞线,最便宜的传输媒介,易受环境中电信号的干扰,通常用于较短距离的连接,双绞线,同轴电缆,同轴电缆由同轴的内外两个导体组成，内导体是一 根金属线，外导体是一根圆柱

5、形的套管，一般是细金属 线编制成的网状结构，内外导体之间有绝缘层。 另外，同轴电缆的两端需要有终结器(用50欧姆或75 欧姆的电阻连接内外导体)，中间连接需要收发器、T形 头、筒形连接器等器件。,同轴电缆,同轴电缆,比较便宜,绝缘层保护,外层绝缘层,外导体,同轴电缆,同轴电缆支持点到点连接，也支持多点 连接。分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。 基带同轴电缆一般用于二进制数据信号 的传输，多用于计算机局域网；宽带同轴电 缆主要用于高带宽数据通信，支持多路复 用。 宽带系统常常是指采用了频分复用和模 拟传输技术的同轴电缆网络。,光缆,1、 光纤通信的原理 入射角逐渐增大，12是折射角，光纤通信的原理

6、，是基于光线由光密介质进入光疏介质时，在入射角足够大的情况下会发生全反射的特性。当入射角达到3时，发生全反射，即光波能量几乎全部反射，这样才可以达到长距离高速传输的目的。光导纤维通过内部的全反射来传输一束经过编码的信号光。其发射端使用两种不同型的光源：发光二极管LED和注入型激光二极管ILD。接收端用来把光转换为电能的检波器（一个光电二极管）。,光纤,昂贵的传输媒介（发展最为迅速） 不受电信号的干扰 使用于长距离、高速率的信号传输,无线通信,无线电波广泛地用于通信，属于一种全方向传播，不需计算机间的直接的物理连接。 微波通信是指用频率在100MHz到10GHz的微波信号进行通信。它在数据通信中

7、占有重要的地位。其特点是：沿直线传播，只能进行可视范围内的通信。长距离传输需要隔段加中继站。 微波通信主要用于几公里范围内，不适合铺设有线传输介质的情况，而且只能用于点到点的通信。,无线通信,红外线进行数据通信。红外线链路只需一对发送接收器（收发器）。收发器处于视线范围内，一般局限于一个很小的区域即短距离范围内的通信，并且要求发送器直接指向接收器（很强的方向性）。 激光也能用于传输数据。站点要拥有发送和接收装置。红外线和激光对环境干扰较敏感如雨和雾使它的使用受到限制。 卫星通信是指利用人造卫星进行中转的通信方式。商用的通信卫星一般被发射在赤道上方3.6万公里的同步轨道上，另外也有中低轨道的小卫

8、星通信， 其特点是：适合与很长距离的传输，如国际之间、洲际之间；传输延时较大，一般为500ms左右；费用较高。,3、网络互连设备,中继器 网桥 路由器 网关,中继器,工作于网络的物理层，用于互连两个相同类型的网段（例如：两个以太网段），它在物理层内实现二进制比特复制，补偿信号衰减。即中继器接收从一个网段传来的所有信号，进行放大后发送到下一个网段。,中继器,中继器具有如下特性： （1）中继器仅作用于物理层。 （2）只具有简单的放大、再生物理信号的功能。 （3）由于中继器工作在物理层，在网络之间实现的是物 理层连接，因此中继器只能连接相同的局域网。 （4）中继器可以连接相同或不同传输介质的同类局域

9、 网。 （5）中继器将多个独立的物理网连接起来，组成一个大 的物理网络。 （6）由于中继器在物理层实现互连，所以它对物理层以 上各层协议完全透明，也就是说，中继器支持数据 链路及其以上各层的所有协议。,网桥,网桥是用于连接两个或两个以上具有相同通信协议、寻址结构的局域网间的互连设备，能实现网段间或LAN与LAN之间互连，互连后成为一个逻辑网络。,网桥的工作过程,如果LAN2中地址为201的计算机与同一局域网的202计算机通信，网桥就可以接收到发送帧，在进行地址过滤时，网桥会不转发并丢弃帧；如果要与不同局域网的计算机，例如同LAN1中的105通信，网桥检查帧的源地址和目标地址，目的地址和源地址不

10、在同一个网络段上，就把帧转发到另一个网段上，这样计算机105就能接到信息。,网桥的功能,（1）帧转发和过滤功能 （2）源地址跟踪 （3）存储转发功能,网桥带来的问题,（1）广播风暴 （2）增加网络时延 （3）帧丢失,路由器,路由器工作在网络层，用于连接多个逻辑上分开的网络。为了给用户提供最佳的通信路径，路由器利用路由表为数据传输选择路径，路由表包含网络地址以及各地址之间距离的清单，路由器利用路由表查找数据包从当前位置到目的地址的正确路径。路由器使用最少时间算法或最优路径算法来调整信息传递的路径，如果某一网络路径发生故障或堵塞，路由器可选择另一条路径，以保证信息的正常传输。路由器可进行数据格式的

11、转换，成为不同协议之间网络互连的必要设备。,路由器的功能,（1）路由选择 （2）协议转换 （3）实现网络层的一些功能 （4）网络管理与安全,网关,网关用于类型不同且差别较大的网络系统间的互连。主要用于不同体系结构的网络或者局域网与主机系统的连接。在互连设备中，它最为复杂，一般只能进行一对一的转换，或是少数几种特定应用协议的转换。,工作过程,如果一个NetWare结点要与TCP/IP的主机通信，因为NetWare和TCP/IP协议是不同的，所以局域网中的NetWare结点不能直接访问。它们之间的通信必须由网关来完成。网关的作用是为NetWare产生的报文加上必要的控制信息，将它转换成TCP/IP

12、主机支持的报文格式。当需要反方向通信时，网关同样要完成TCP/IP报文格式到NetWare报文格式的转换,网关的主要变换项目,（1）格式变换 （2）地址变换 （3）协议变换,4、传统以太网 以太网的工作原理,(1). 两个标准 DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品（以太网）的规约。 IEEE 的 802.3 标准。 DIX Ethernet V2 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 DIX Ethernet V2 标准的局域网,数据链路层的两个子层,为了使数据链路层能更好地

13、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 (Logical Link Control)子层 媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)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,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,数据 链路层,站点 2,LLC 子层看不见 下面的局域网,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 DIX Ethernet V

14、2 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。,(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 (Network Interface Card)，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。 在计算机的操作系统安装设备驱动程序。 实现以太网协议。,计算机通过网卡和局域网进行通信,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

15、行通信,(3) 局域网介质访问控制方式,载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD) Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect 令牌传递(Token Passing) Token Ring Token Bus,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。,CSMA/CD 协议,B向 D 发送数据,C,D,A,E,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,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

16、 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。,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。,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

17、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。,载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD,CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。 “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

18、其他计算机发送的数据信号。,碰撞检测,“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”。,载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD),1.载波监听总线，即先听后发 2.总线冲突检测，即边发边听,电磁波在总线上的有限传输速率的影响,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

19、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。,检测到碰撞后,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。,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

20、最高数据率。,二进制指数类型退避算法 (truncated binary exponential type),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。 定义参数 k ，k 10，即 k = Min重传次数, 10 从整数集合0,1, (2k 1)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。,争用期的长度,以太网取 51.2 s 为争用期的长度。 对于 10 Mb/s 以太网，在争用期内可发送512 bit，即 64 字节。 以太网在发送

21、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。,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。,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(jamming signal)，以便让所有用户都知道现在已经发生了碰撞。,人为干扰信号,A,B,t,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

22、，只画出 A 发送干扰信号的情况。,CSMA/CD流程图,令牌环访问控制（Token-Ring）,这种介质访问技术的基础是令牌。令牌是一种特殊的帧，用于控制网络结点的发送权，只有持有令牌的结点才能发送数据。由于发送结点在获得发送权后就将令牌删除，在环路上不会再有令牌出现，其它结点也不可能再得到令牌，保证环路上某一时刻只有一个结点发送数据，因此令牌环技术不存在争用现象，它是一种典型的无争用型介质访问控制方式。,令牌环的基本过程,令牌总线访问控制（Token-Bus）,令牌总线综合CSMA/CD与令牌环两种介质访问方式的优点的基础上而形成的一种介质访问控制方式。 各结点共享的传输介质是总线形的，每

23、一结点都有一个本站地址，并知道上一个结点地址和下一个结点地址，令牌传递规定由高地址向低地址，最后由最低地址向最高地址依次循环传递，从而在一个物理总线上形成一个逻辑环。,令牌总线的物理结构,CSMA/CD与Token Bus、Token Ring的比较,CSMA/CD方法有以下几个特点： （1）CSMA/CD介质访问控制方法算法简单，易于实现。目前有多种VLSI可以实现CSMA/CD方法，这对降低Ethernet成本，扩大应用范围是非常有利的。 （2）CSMA/CD是一种用户访问总线时间不确定的随机竞争总线的方法，适用于办公自动化等对数据传输实时性要求不严格的应用环境。 （3）CSMA/CD在网

24、络通信负荷较低时表现出较好的吞吐率与延迟特性。但是，当网络通信负荷增大时，由于冲突增多，网络吞吐率下降、传输延迟增加，因此CSMA/CD方法一般用于通信负荷较轻的应用环境中。,CSMA/CD与Token Bus、Token Ring的比较,确定型介质访问控制方法Token Bus、Token Ring有以下几个特点： （1）Token Bus、Token Ring网中结点两次获得令牌之间的最大时间间隔是确定的，因而适用于对数据传输实时性要求较高的环境，如生产过程控制领域。 （2）Token Bus、Token Ring在网络通信负荷较重时表现出很好的吞吐率与较低的传输延迟，因而适用于通信负荷较

25、重的环境。 （3）Token Bus、Token Ring的不足之处在于它们有需要复杂的环维护功能，实现较困难。,5、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。,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,BNC T 型接头,收发器电缆,网卡,插入式 分接头,MAU,MDI,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,细缆以太网 10BASE2,用更便宜的直径为 5 mm 的细同轴电缆(特性阻抗仍为 50 W)，可代替粗

26、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 BNC T 型接头连接到网卡上的 BNC 连接器的插口。,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。,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

27、片，因此这样的硬件设备的可靠性已大大提高了。,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 100 m。 这种 10 Mb/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。,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

28、转发器，工作在物理层。,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,6、以太网的 MAC 层MAC 层的硬件地址,在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或 MAC 地址。 802 标准所说的“地址”严格地讲应当是每一个站的“名字”或标识符。 名字指出我们所要寻找的那个资源，地址指出那个资源在何处，路由告诉我们如何到达该处。 名字应当与系统的所在地无关。,第 1,最高位 最先发送,最低位,最高位,最低位 最后发送,00110101 01111011 00010010 00000000 00000000 00000001,最低位 最先发送,最高位,最低位,最高

29、位 最后发送,机构惟一标志符 OUI,扩展标志符,高位在前,低位在前,十六进制表示的 EUI-48 地址： AC-DE-48-00-00-80,二进制表示的 EUI-48 地址：,第 1 字节,第 6 字节,I/G 比特,I/G 比特,字节顺序,第 2,第 3,第 4,第 5,第 6,第 1,字节顺序,第 2,第 3,第 4,第 5,第 6,10101100 11011110 01001000 00000000 00000000 10000000,802.5 802.6,802.3 802.4,802.5 802.6,网卡上的硬件地址,路由器,1A-24-F6-54-1B-0E,00-00-A

30、2-A4-2C-02,20-60-8C-C7-75-2A,08-00-20-47-1F-E4,20-60-8C-11-D2-F6,路由器由于同时连接到两个网络上， 因此它有两块网卡和两个硬件地址。,网卡检查 MAC 地址,网卡从网络上每收到一个 MAC 帧就首先用硬件检查 MAC 帧中的 MAC 地址. 如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理。 否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。 “发往本站的帧”包括以下三种帧： 单播(unicast)帧（一对一） 广播(broadcast)帧（一对全体） 多播(multicast)帧（一对多）,两种不同的 MAC 帧格式,常用的以太网MAC帧格式

31、有两种标准 ： DIX Ethernet V2 标准 IEEE 的 802.3 标准 最常用的 MAC 帧是以太网 V2 的格式。,MAC 帧,字节,6,6,2,4,IP 层,物理层,目的地址,源地址,长度/类型,FCS,MAC 层,10101010101010 10101010101010101011,前同步码,帧开始 定界符,7 字节,1 字节,数 据,MAC 子层,IP 层,LLC 子层,这种 802.3 + 802.2 帧已经较少使用,43 1497,1,1,1,DSAP,SSAP,控制,MAC 帧,物理层,MAC 层,IP 层,以太网 V2 的 MAC 帧格式,目的地址字段 6 字节

32、,MAC 帧,物理层,MAC 层,IP 层,以太网 V2 的 MAC 帧格式,源地址字段 6 字节,MAC 帧,物理层,MAC 层,IP 层,以太网 V2 的 MAC 帧格式,类型字段 2 字节,类型字段用来标志上一层使用的是什么协议， 以便把收到的 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。,MAC 帧,物理层,MAC 层,IP 层,以太网 V2 的 MAC 帧格式,数据字段 46 1500 字节,数据字段的正式名称是 MAC 客户数据字段 最小长度 64 字节 18 字节的首部和尾部 = 数据字段的最小长度,MAC 帧,物理层,MAC 层,IP 层,以太网 V2 的 MAC 帧格式,FCS

33、字段 4 字节,当传输媒体的误码率为 1108 时， MAC 子层可使未检测到的差错小于 11014。,当数据字段的长度小于 46 字节时， 应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段， 以保证以太网的 MAC 帧长不小于 64 字节。,MAC 帧,物理层,MAC 层,IP 层,以太网 V2 的 MAC 帧格式,在帧的前面插入的 8 字节中的第一个字段共 7 个字节， 是前同步码，用来迅速实现 MAC 帧的比特同步。 第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC 帧。,为了达到比特同步， 在传输媒体上实际传送的 要比 MAC 帧还多 8 个字节,MAC子层的标准还规定帧间最小间隔为 9.6

34、 s，相当于 96 bit 的发送时间。 一个站在检测到总线开始空闲后，还要等待 9.6 s 才能再次发送数据。 这样做是为了使刚刚收到数据帧的站的接收缓存来得及清理，做好接收下一帧的准备。,帧间最小间隔,用多个集线器可连成更大的局域网,7、扩展的局域网在物理层扩展局域网,集线器,集线器,一系,二系,集线器,三系,三个独立的碰撞域,用多个集线器可连成更大的局域网,扩展的局域网在物理层扩展局域网,优点 使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信。 扩大了局域网覆盖的地理范围。 缺点 碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高。 如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们

35、互连起来。,用集线器扩展局域网,在数据链路层扩展局域网是使用网桥。 网桥工作在数据链路层，它根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发。 网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的端口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个端口,在数据链路层扩展局域网,网桥的内部结构,站表,端口管理 软件,网桥协议 实体,端口 1,端口 2,缓存,网段 B,网段 A,1,1,1,2,2,2,站地址,端口,网桥,网桥,过滤通信量。 扩大了物理范围。 提高了可靠性。 可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网）的

36、局域网。,使用网桥带来的好处,存储转发增加了时延。 在MAC 子层并没有流量控制功能。 具有不同 MAC 子层的网段桥接在一起时时延更大。 网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞。这就是所谓的广播风暴。,使用网桥带来的缺点,集线器在转发帧时，不对传输媒体进行检测。 网桥在转发帧之前必须执行 CSMA/CD 算法。 若在发送过程中出现碰撞，就必须停止发送和进行退避。 在这一点上网桥的接口很像一个网卡。但网桥却没有网卡。 由于网桥没有网卡，因此网桥并不改变它转发的帧的源地址。,网桥和集线器（或转发器）不同,目前使用得最多的网桥

37、是透明网桥(transparent bridge)。 “透明”是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，因为网桥对各站来说是看不见的。 透明网桥是一种即插即用设备，其标准是 IEEE 802.1D。,透明网桥,(1) 从端口 x 收到无差错的帧（如有差错即丢弃），在转发表中查找目的站 MAC 地址。 (2) 如有，则查找出到此 MAC 地址应当走的端口 d，然后进行(3)，否则转到(5)。 (3) 如到这个 MAC 地址去的端口 d = x，则丢弃此帧（因为这表示不需要经过网桥进行转发）。否则从端口 d 转发此帧。 (4) 转到(6)。 (5) 向网桥除 x 以外的所有端口转发此帧（这样做可保证找到目的站）。 (6) 如源站不在转发表中，则将源站 MAC 地址加入到转发表，登记该帧进入网桥的端口号，设置计时器。然后转到