L003物理和数据链路层.ppt

1、物理和数据链路层,完成这一章,你将能够 识别和描述数据链路子层和它们的功能 解释MAC地址的用途 描述局域网的功能和拓扑 描绘三种主要的交换方法 描绘半双工和全双工以太网的实施 区分局域网和广域网协议,目的,物理层和数据链路层标准,局域网和广域网:分离的物理层和数据连路层,物理层 (bits, signals, clocking),局域网,广域网,数据链路层 (frames),E t h e r n e t,8 0 2 . 3,8 0 2 . 5,F D D I,802.2 LLC,X.25 Link Frame Relay,ISDN PPP,EIA-530 V.35,Dial on Dema

2、nd,SDLC,HDLC,V.24,HSSI,G.703,EIA/TIA-232,EIA/TIA-449,局域网数据链路层的子层,LLC面向高层软件 MAC面向低层硬件,媒体访问控制,逻辑链路控制,Network,Data Link,Physical,LLC,MAC Frame,802.2 LLC,MAC,Packet or Datagram,物理和逻辑地址,0000.0c12.3456,MAC 地址,MAC地址是烧结在网络适配卡的ROM中,24 bits,24 bits,0000.0c12. 3456,Vendor Code,Serial Number,ROM,RAM,MAC 地址表,最初交

3、换机的MAC 地址表为空.,地址学习,主机A发送数据帧到主机C 交换机学习数据帧的源地址，将主机A的MAC地址对应自己的E0口 交换机发送广播帧到所有其他接口（E0口除外）,地址学习续,主机D发送一个数据帧给主机C 交换机学习数据帧的源地址，将主机D的MAC地址对应自己的E3口 交换机发送广播帧到所有其他接口（E3口除外）,帧过滤,主机A发送一个数据帧到主机C 目标是已知的，帧不会被广播.,帧过滤续,主机A发送一个数据帧到主机B 交换机的MAC地址表里面已经有了主机B的地址,主机D发送一个广播或者组播帧 广播或者是组播帧将会发送到所有其他端口（源端口除外）.,数据帧的广播和组播,MAC地址寻址

4、,Host Y,Host Z,质询,响应,例 1: 目的地在本地,Router A,例 2: 目的地不在本地,Host Z,Broadcast,Host Z MAC ?,Host Z,Host Y MAC,Host Z MAC,Host Y,质询,Broadcast,Host Z MAC ?,Host Z,响应,Host Y MAC,Router A MAC,Routing Table: Net for Host Z,利用MAC地址进行通讯,Host A 0000.0c12.1111,Host B 0000.0c12.2222,Host D 0000.0c12.4444,Router C 00

5、00.0c12.3333,Router C 0000.0c12.5555,Network Y,Network X,局域网技术,Ethernet Token Ring FDDI,局域网技术一览,FDDI Dual Ring,以太网的工作原理（1）,网络中所有主机的收发都依赖于同一套物理介质 同一时刻只能有一台主机在发送 CSMA/CD：载波侦听与冲突检测 载波侦听： 发送之前的检测 冲突检测： 发送过程中的检测 回退： 检测到冲突后的处理,以太网的工作原理（2）,CSMA/CD载波侦听多路访问与冲突检测提供了一种共享网络介质的机制：一个节点要在向网络发送数据之前检测当前网络是否有其他数据在发送；

6、如果网络空闲，该节点就向网络发数据，在发送数据的同时，该节点仍要监视网络以确定是否有其他设备在同时发数据。如果两个网络设备恰好同时向网络传输数据，就会发生碰撞。 当正在发送数据的设备检测到碰撞发生时，就向网络发送一个拥塞信号，并在网上传播足够长的时间，以确保其它节点能检测到产生的碰撞。发生碰撞的设备停止向网络发送数据，并在一个随机的时间后重新传送。如果经过15次传送都发生了碰撞，系统会放弃数据传送。如果网络发生碰撞比较频繁，第二次的回退时间将加倍。 以太网通过广播技术向整个网络发送广播消息，要求同一网络上的其他所有设备都接收并处理该广播报文。以太网使用MAC地址FFFF.FFFF.FFFF来发

7、送广播。,以太网和IEEE 802.3,不同的帧结构,以太网/802.3的物理层,Host,10BaseT-Twisted Pair,10Base2-Thin Ethernet 10Base5-Thick Ethernet,PC,Mac,Sun,Host,Hub,MAC,Ethernet/802.3 接口,Cisco 路由器用字母E 加上一个数字表示一个Ethernet/802.3端口 ,如 E0,0800.2006.1a56,0000.0c12. 7c4d,E0,E1,0800.890c.34d5,0000.0c12. 83e2,Ethernet/802.3 操作,A,B,C,D,D,B a

8、nd C,Ethernet/802.3 广播,D,C,B,A,Application,Presentation,Session,Transport,Network,Data Link,Physical,不同的以太网帧结构,Ethernet/802.3 可靠性,A,B,C,D,碰撞,A,B,C,D,拥挤,拥挤,拥挤,拥挤,拥挤,拥挤,全双工以太网,半双工以太网,以太网物理连接器提供多条线路 最重要的是 接受 (RX), 发送(TX), 和冲突检测,全双工以太网,发送线路和接收线路直接相连 不产生冲突 显著的改善性能 在以太网点到点链路上消除了竞争 在全双工连接中只采用一个端口,全双工以太网概述,

9、与共享式半双工以太网相比，全双工以太网在性能上有显著的改善 采用点到点的连接无需hub 无冲突产生,使用全双工,节点必须要 直接连接到专用的交换端口上 安装了支持全双工模式的网卡,几种快速以太网类型,100BaseFX 100BaseT4 100BaseTX 100VG-AnyLAN,Token Ring和IEEE 802.5,IBM的Token Ring 相当于 IEEE 802.5 Token Ring/802.5物理层 逻辑结构是个环,物理是星型结构,TokenRing,Token Ring/802.5 端口,Cisco路由器用字母To后跟一个数字来表示一个 Token Ring/802

10、.5端口,To0,TokenRing,FDDI光纤分布数据接口,FDDI上的设备采用双环联接,100 Mbps,FDDI Dual Ring,FDDI 端口,Cisco路由器用字母 F 后跟一个数字代表FDDI端口,如F0.,F0,FDDI 双环,广域网技术概述,广域网技术类型,同步数据链路控制 SDLC,高级数据链路控制 HDLC 平衡式链路访问控制 LAPB 端对端协议PPP,X.25 帧中继 Frame Relay 综合业务数字网 ISDN,广域网的物理层技术,(Modem),Data Terminal Equipment 广域网的用户方终端设备,DTE,Data Circuit-Terminating Equipment 广域网的电信方终端设备,DCE,EIA/TIA-232 V.35 X.21 HSSI Others,CSU/DSU,广域网的数据链路层标准,SDLC同步数据链路控制 HDLC高级数据链路控制 LAPB平衡式链路访问过程 Frame Relay采用HDLC简化版帧技术 PPP点对点协议 X.25报文分组级