数据通信与网络 第3章 数据链路层.ppt

1、2020/10/11,第三章 数据链路层,点对点信道 广播信道,把数据帧从链路的一端正确传输至另一端,2020/10/11,数据链路层的简单模型,主机 H1 向 H2 发送数据,从层次上来看数据的流动,2020/10/11,数据链路层的简单模型,局域网,广域网,主机 H1,主机 H2,路由器 R1,路由器 R2,路由器 R3,电话网,局域网,主机 H1 向 H2 发送数据,链路层,应用层,运输层,网络层,物理层,链路层,应用层,运输层,网络层,物理层,链路层,网络层,物理层,链路层,网络层,物理层,链路层,网络层,物理层,R1,R2,R3,H1,H2,仅从数据链路层观察帧的流动,2020/10

2、/11,基本概念,链路 Link 一条无源的点到点的物理线路段，中间无交换结点 数据链路 Data Link 链路 + 实现控制数据传输规程的硬件及软件,2020/10/11,三层简化模型,只考虑数据链路层,数据 链路层,结点 A,结点 B,发送,接收,链 路,帧,数据 链路层,网络层,传 媒,结点 A,结点 B,物理层,IP 数据报,帧,数据链路层基本数据单位帧 ( Frame ),IP 数据报,2020/10/11,数据链路层 = 数字管道,结点,结点,帧,帧,2020/10/11,三个基本问题,封装成帧 透明传输 差错控制,2020/10/11,封装成帧 ( framing ),在一段数

3、据的前后分别添加首部和尾部，确定帧的界限,帧结束,帧首部,IP 数据报,帧的数据部分,帧尾部,开始 发送,帧开始, MTU,数据链路层的帧长,2020/10/11,用控制字符进行帧定界,SOH,装在帧中的数据部分,帧,帧开始符,帧结束符,发送在前,EOT,2020/10/11,透明传输,SOH,EOT,出现了“EOT”,被接收端当作无效帧而丢弃,被接收端 误认为是一个帧,数据部分,EOT,完整的帧,发送 在前,2020/10/11,发送 在前,解决透明传输问题,SOH,SOH,原始数据,EOT,经过字节填充后发送的数据,字节填充,字节填充,字节填充,字节填充,帧开始符,帧结束符,SOH,ESC

4、,ESC,ESC,SOH,ESC,ESC,SOH,EOT,SOH,EOT,EOT,ECS,2020/10/11,差错检测,在传输过程中可能会产生比特差错 误码率 BER ( Bit Error Rate ) 一段时间内错误比特占传输比特总数的比率 误码率与信噪比有很大的关系 必须采用各种差错检测措施,2020/10/11,循环冗余检验,在发送端，先把数据划分为组，每组 k 个比特 假设待传送的一组数据 M = 101001（现在 k = 6） 在 M 后面再添加供差错检测用的 n 位冗余码一起发送 用模 2 运算进行 2n 乘 M 运算（在 M 后面添加 n 个 0） 得到的 (k + n)

5、位的数除以事先选定好的长度为 (n + 1) 位的除数P，得出商是 Q 而余数是 R，余数 R 比除数 P 少1 位，即 R 是 n 位,2020/10/11,冗余码计算举例,现在 k = 6, M = 101001 设 n = 3, 除数 P = 1101 被除数是 2nM = 101001000 模 2 运算的结果是：商Q = 110101，余数R = 001 把余数 R 作为冗余码添加在数据 M 的后面发送出去 发送的数据是：2nM + R =101001001，共 (k + n) 位,2020/10/11,冗余码计算举例,110101 Q （商） P (除数) 1101 1010010

6、00 2nM （被除数） 1101 1110 1101 0111 0000 1110 1101 0110 0000 1100 1101 001 R (余数)，作为 FCS,2020/10/11,接收端的 CRC 检验,若得出的余数 R = 0，判定帧没有差错，接受(accept) 若余数 R 0，判定帧有差错，丢弃 不能确定究竟是哪些比特出现了差错 除数 P 必须经过严格挑选，且位数足够多,2020/10/11,敬请注意,仅使用差错检测技术只能做到无差错接受(accept) “凡是接收端数据链路层接受的帧都没有传输差错” （有差错的帧就丢弃而不接受） 要做到“可靠传输”，必须再加上确认和重传机

7、制,2020/10/11,点对点协议 PPP Point-to-Point Protocol,用 户,至因特网,已向因特网管理机构 申请到一批 IP 地址,ISP,PPP 协议,动态分配给各个用户,2020/10/11,PPP 协议应满足的需求,简单（这是首要的要求） 封装成帧 透明性 多种网络层协议 多种类型链路 差错检测 检测连接状态 最大传送单元 网络层地址协商 数据压缩协商,2020/10/11,PPP 协议不需要的功能,纠错 流量控制 序号 多点线路 半双工或单工链路,2020/10/11,面向比特的链路控制规程HDLC,面向字符 传送的数据只能由规定字符集（如ASCII码）中的字符

8、所组成传送的控制信息也是同一个字符集中的若干控制字符构成 从面向字符到面向比特 High Level Data Link Control,2020/10/11,HDLC协议帧结构,标 志 F,地 址 A,控 制 C,信 息 Info,帧检验序列 FCS,标 志 F,8,8,8,8,可变,16,比特,检验区间,透明传输区间,0,N(S),P/ F,N(R),1,2,3,4,5,6,7,8,1,SS,P/ F,N(R),0,1,M,P/ F,M,1,监督帧 S,信息帧 I,无编号帧 U,2020/10/11,PPP 协议组成,PPP RFC 1661 since 1992 三个组成部分 一个将 I

9、P 数据报封装到串行链路的方法 链路控制协议 LCP ( Link Control Protocol ) 网络控制协议 NCP ( Network Control Protocol ),2020/10/11,PPP 协议帧格式,F 7E,A FF,C 03,协 议,信 息 部 分,FCS,F 7E,IP 数 据 报,首部,尾部,先发送,1,1,1,2,不超过1500字节,2,1,PPP帧,字节,2020/10/11,PPP 协议帧格式,标志字段 F = 0 x7E 地址字段 A 只置为 0 xFF，实际上并不起作用 控制字段 C 通常置为 0 x03 PPP 有一个 2 个字节协议字段 当协议

10、字段为 0 x0021 时，PPP 帧的信息字段就是IP 数据报 若为 0 xC021，则信息字段是PPP链路控制数据 若为 0 x8021，则表示信息字段是PPP网络控制数据 PPP 面向字节，所有 PPP 帧的长度都是整数字节,2020/10/11,透明传输问题,当 PPP 用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充 （和 HDLC 的做法一样） 当 PPP 用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法 将信息字段中出现的 0 x7E 字节转变成为2字节序列（0 x7D, 0 x5E） 若信息字段中出现 0 x7D 字节, 将其转变成为2字节序列（0 x7D, 0 x5D） 若信息字

11、段中出现 ASCII 码的控制字符（即数值小于 0 x20 的字符）， 则在该字符前面要加入一个 0 x7D 字节，同时将该字符的编码加以改变,2020/10/11,零比特填充,当PPP 协议被用在 SONET/SDH 链路时，使用同步传输（一连串的比特连续传送）这时 PPP 协议采用零比特填充法来实现透明传输 在发送端，只要发现有5个连续“1”，则立即填入一个“0”接收端收到帧后对帧中的比特流进行扫描。每当发现 5 个连续“1”时，就把这5个连续“1”后的一个 “0” 删除,2020/10/11,信息字段中出现了和 标志字段 F 完全一样 的 8 比特组合,发送端在 5 个连“1”之后 填入

12、“0”比特再发送出去,在接收端把 5 个连“1” 之后的“0”比特删除,零比特填充法,2020/10/11,不提供使用序号和确认的可靠传输,在数据链路层出现差错的概率不大时，使用比较简单的 PPP 协议较为合理 因特网环境下，PPP 的信息字段放入的数据是 IP 数据报，数据链路层的可靠传输并不能够保证网络层的可靠传输 帧检验序列 FCS 字段可保证无差错接受,2020/10/11,PPP 协议工作状态,当用户拨号接入 ISP 时，路由器的调制解调器对拨号做出确认， 并建立一条物理连接 PC 机向路由器发送一系列的 LCP 分组（封装成多个 PPP 帧） 这些分组及其响应选择一些 PPP 参数

13、和进行网络层配置，NCP 给新接入的 PC机分配一个临时的 IP 地址，使 PC 机成为因特网上的一个主机 通信完毕时，NCP 释放网络层连接，收回原来分配出去的 IP 地址； 接着LCP 释放数据链路层连接；最后释放物理层的连接,2020/10/11,设备之间无链路,链路静止,链路建立,鉴别,网络层协议,链路打开,物理链路,LCP链路,已鉴别的LCP链路,已鉴别的LCP链路 和NCP链路,物理层连接建立,LCP配置协商,鉴别成功或无需鉴别,NCP配置协商,链路故障或 关闭请求,LCP链路 终止,鉴别失败,LCP配置 协商失败,链路终止,2020/10/11,基于广播信道的局域网,网络为一个单

14、位所拥有，地理范围和站点数目均有限 具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网 主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源 设备位置可灵活调整，便于系统的扩展和逐渐地演变 系统可靠性高，时延小、误码率低,局域网 LAN ( Local Area Network ) 将小区域内的各种通信设备连接在一起所形成的网络覆盖范围一般局限在房间、大楼或园区内,2020/10/11,局域网拓扑结构,匹配电阻,集线器,干线耦合器,总线网,星形网,树形网,环形网,2020/10/11,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

15、线路探询 ( polling )，或轮询,2020/10/11,令牌网 ( Token Ring ),将各结点连接成一个环型拓扑结构 所有信号均通过环接口送上环或从环中取出 数据只能沿环单方向运动，不存在路径选择问题,接口控制器,环接口,干线耦合器,2020/10/11,令牌网,Sender,Receiver,1、计算机使用名为令牌的 特殊短报文来协调环的使用 2、在任何时候环上只有一个令牌 3、计算机等待令牌到来，传输一帧 后向下一计算机传输令牌 4、当没有计算机要发送数据时， 令牌以高速在环上循环,2020/10/11,以太网,DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品规约

16、IEEE 提出 802.3 标准，与DIX Ethernet V2 标准差别很小 通常把满足802.3标准的局域网称为“以太网” 严格说来，“以太网”应指符合DIX Ethernet V2 标准的局域网,2020/10/11,以太网数据链路层的两个 子层,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,2020/10/11,适配器实现局域网通信,硬件地址,至局域网,适配器 （网卡）,串行通信,CPU 和 存储器,IP 地址,并行 通信,2020/10/11,适配器作用,适配器 ( adapter ) = 网络接口卡 NIC ( Ne

17、twork Interface Card ) = “网卡” 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,2020/10/11,总线连接的传统以太网,B向D 发送数据,不接受,不接受,不接受,接受,只有 D 接受 B 发送的数据,在具有广播特性的总线上实现了一对一的通信,2020/10/11,以太网技术要点,采用较为灵活的无连接工作方式 对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认 以太网提供不可靠的、尽最大努力的交付 目的站收到差错数据帧时就丢弃此帧，差错的纠正由高层来决定 当高层发现丢失了一些数据而进行重传，以太网并不知道这是一个重传的帧，而是当

18、作一个新的数据帧来发送,2020/10/11,以太网采用曼彻斯特( Manchester )编码,基带数字信号,曼彻斯特编码,码元,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,出现电平转换,2020/10/11,载波监听多点接入/碰撞检测 CSMA/CD,Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection 多点接入：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：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，实际总线上并不存在“载波” 碰撞检测：计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小,2020/10/11,发送时机选择,每

19、个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他站正在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞（绝不干扰其他正在进行的发送行为） ALOHA（Additive Link On-line HAwaii system） 1持续CSMA 非持续CSMA P持续CSMA,2020/10/11,碰撞检测,碰撞：发生了冲突 当几个站同时在总线上发送数据时，信号在总线上产生相互叠加，信号的电压摆动值将会因此而增大 发生碰撞时，信号产生了严重的失真，无法从中恢复出有用的信息来 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，这表明产生了碰撞 每一个正在发送数据

20、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,2020/10/11,1 km,A,B,t,t = 0,单程端到端传播时延为,传播时延对载波监听的影响,2020/10/11,1 km,A,B,t,t = B 检测到信道空闲 发送数据,t = / 2 发生碰撞,A,B,A,B,t = 0 A 检测到 信道空闲 发送数据,A,B,t = 0,A,B,单程端到端 传播时延记为,2020/10/11,敬请注意,使用CSMA/CD协议的以太网只能进行半双工通信 每个站在发送数据后的一小段时间内，存在遭遇碰撞的可能性 这种不确定性使整个以太网的平均通

21、信量远小于最高数据率,2020/10/11,争用期,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 经过一个争用期仍然没有检测到碰撞，可以肯定此次发送不会发生碰撞 以太网取 51.2 s 为争用期的长度 对于10Mb/s的传统以太网，在争用期内可发送512bit，即64字节 发送数据时，若前64字节没有发生冲突，后续的数据就不会发生冲突 以太网最短有效帧长：64字节，凡长度小于64字节的帧都是无效帧,2020/10/11,二进制指数类型退避算法 ( truncated binary exp

22、onential type ),确定基本退避时间，一般取为争用期 2 定义重传次数 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,2020/10/11,使用人为干扰信号来强化碰撞,A,B,t,信 道 占 用 时 间,B 也能够检测到冲突，并立即停止发送数据帧 接着发送干扰信号,2020/10/11,以太网的连接模式 总线,细缆,终端匹配器,BNC三通,三种故障情况： ： 两侧断路 50 ：单面断路 0 ：短路,2020/10

23、/11,以太网的连接模式星型,服务器,工作站,集线器,2020/10/11,使用集线器的双绞线以太网,集线器,两对双绞线,站点,RJ-45 插头,每个站使两对双绞线用于发送和接收 集线器使用了大规模集成电路芯片，设备的可靠性大大提高,2020/10/11,集线器,双绞线,双绞线,2020/10/11,10BASE-T,降低了成本，提高了可靠性 各工作站使用CSMA/CD协议，共享逻辑总线 物理上是星型网，逻辑上是总线网 通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过100m 实际上是一个多端口转发器，工作在物理层 局域网里程碑，为以太网的统治地位奠定了牢固的基础,2020/10/11,以太网的信道利

24、用率,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） 帧的发送时延 L/C = T0（s）,2020/10/11,以太网的信道利用率,争用期,争用期,争用期,T0,t,占用期,发生碰撞,发送一帧所需的平均时间,2020/10/11,参数 a,要提高以太网的信道利用率，必须减小与T0之比 定义参数 a0 表示一发生碰撞就立即可以检测出来，并立即停止发送，因而信道利用率很高 a越大，争用期所占比例越大，每发生一次碰撞就浪费许多信道资源，使得信道利用率明显降低 数据率固定，以太网连线长度受限，否则 的数值会太大 以太网的帧长不

25、能太短，否则T0的值会太小，使a值太大,2020/10/11,以太网上的各站发送数据都理想无碰撞 总线一旦空闲就有某一个站立即发送数据 发送一帧占用线路的时间是T0 + 帧本身的发送时间是T0 理想情况下的极限信道利用率Smax,信道利用率的最大值 Smax,2020/10/11,以太网的MAC层,硬件地址 = 物理地址 = MAC地址 = 标识符 IEEE的注册管理机构RA负责向厂家分配地址字段的前三个字节，机构惟一标识符OUI 厂家自行指派地址字段中的后三个字节，扩展标识符 必须保证生产出的适配器没有重复地址 一个地址块可以生成224个不同的地址，通用名EUI-48,2020/10/11,

26、适配器处理MAC地址帧,对每个MAC帧，适配器首先用硬件检查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 单播 ( unicast ) 帧（一对一） 广播 ( broadcast ) 帧（一对全体） 多播 ( multicast ) 帧（一对多）,2020/10/11,物理层,MAC层,7字节前同步码,1字节帧开始定界符,IP层,6,6,2,4,字节,46 1500,MAC 帧,以太网的MAC帧格式,2020/10/11,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,2020/1

27、0/11,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,2020/10/11,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,2020/10/11,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,2020/10/11,MAC帧,物理层,MAC 层,IP 层,以太网V2的MA

28、C帧格式,FCS 字段 4 字节,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,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11014,2020/10/11,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,2020/10/11,数据字段的长度与长度字段的值不一致 帧的长度不

29、是整数个字节 用收到的帧检验序列FCS查出有差错 数据字段的长度不在46-1500字节之间,无效MAC帧,有效的MAC帧长度在64-1518字节之间 对于检查出的无效MAC帧就简单地丢弃 以太网不负责重传丢弃的帧,2020/10/11,帧间最小间隔为9.6s，相当于96bit的发送时间 一个站在检测到总线开始空闲后， 还要等待9.6s才能再次发送数据 目的是为了使刚刚收到数据帧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,2020/10/11,扩展局域网,三个独立的碰撞域,碰撞域,碰撞域,碰撞域,在物理层使用集线器扩展局域网,2020/10/11,集线器扩大了碰撞域,一个更大的碰

30、撞域,主干集线器,碰撞域,在物理层使用集线器扩展局域网,2020/10/11,物理层扩展局域网总结,优点 扩大了通信范围 扩大了覆盖的地理范围 缺点 扩大了碰撞域 仅支持单一的以太网技术,2020/10/11,根据MAC帧地址转发 具有过滤帧的功能检查目的MAC地址确定帧转发接口,扩展局域网,在数据链路层 使用网桥扩展局域网,网段 B,网段 A,网桥,2020/10/11,网桥隔离各网段碰撞域,B2,B1,碰撞域,碰撞域,碰撞域,A,B,C,D,E,F,2020/10/11,网桥扩展局域网总结,优点 过滤通信量 扩大了覆盖的地理范围 提高可靠性 连接不同物理层、MAC子层,缺点 转发时延大 无

31、流量控制 额外时延 广播风暴,2020/10/11,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 必须停止发送和进行退避,网桥区别于集线器,2020/10/11,透明网桥 ( transparent bridge ),“透明”：局域网上站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，网桥对各站来说是看不见的 标准为IEEE 802.1D 即插即用设备 ( Plug & Play ),2020/10/11,透明网桥转发表的建立,B 1,B A,A B,A 1,F C,F 2,A B,A 1,F C,F 2,2020/10/11,透明网桥的自

32、学习和帧转发,收到帧后先自学习，查找转发表中与帧源地址有无匹配项 如没有，在转发表中增加项目（源地址、接口和时间） 如有，更新原有项目 转发帧，查找转发表中与帧目的地址有无匹配的项 如没有，通过所有其他接口按进行转发 如有，按转发表中给出的接口进行转发 若转发表中给出的接口就是该帧的进入接口，则丢弃帧,2020/10/11,生成树算法,局域网 2,局域网 1,网桥 2,网桥 1,A,F,不停地兜圈子,A 发出的帧,网络资源白白消耗了,2020/10/11,透明网桥安装方便，但网络资源利用不充分 源路由网桥在发送帧时将详细的路由信息放在帧首部中 源站以广播方式向通信目的站发送一个发现帧 每个发现

33、帧都记录所经过的路由 发现帧到达目的站时就沿各自的路由返回源站 源站从所有可能的路由中选择出一个最佳路由,源路由网桥 ( source route ),2020/10/11,多接口网桥以太网交换机,10BASE-T,至因特网,100 Mb/s,100 Mb/s,100 Mb/s,万维网 服务器,路由器,电子邮件 服务器,2020/10/11,交换式以太网建立虚连接,查MAC地址表 确定目的地址 所在端口号,本端口含有目的地址,建立虚连接,2020/10/11,虚拟局域网VLAN,在物理网络基础架构上，利用交换机和路由器的功能来配置网络逻辑拓扑结构 允许网络管理员任意地将一个局域网内的任何数量网

34、段聚合成一个用户组 用户处在不同的物理LAN上，但他们可以象在同一个LAN中一样自由通信而不受物理位置的限制,2020/10/11,VLAN ( Virtual LAN ),VLAN屏蔽了广播功能，保证了安全性,2020/10/11,VLAN,VLAN特点 边界独立于物理媒质的设备群 广播流量被限制边界、提高了网络的安全性 在同一个VLAN成员之间提供低延迟、线速的通信,VLAN分类 基于端口 基于MAC地址 基于网络层,2020/10/11,在以太网的帧格式中插入VLAN 标记 ( tag ) 用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网,VLAN的以太网帧格式,2 字节,2 字节,用户优先

35、级,CFI,插入 4 字节的 VLAN 标记,2020/10/11,高速以太网,百兆以太网 吉比特以太网 10吉比特以太网,2020/10/11,100BASE-T 以太网,全双工方式工作，不使用CSMA/CD协议 MAC帧格式仍然遵循802.3标准规定 保持最短帧长不变，单网段最大电缆长度减到100m 帧间时间间隔从原来的9.6s改为0.96s,2020/10/11,三种不同的物理层标准,100BASE-TX 使用2对UTP-5线或屏蔽双绞线STP 100BASE-FX 使用2对光纤 100BASE-T4 使用4对UTP-3线或UTP-5线,2020/10/11,吉比特以太网,全双工和半双工

36、双模工作 使用802.3协议规定的帧格式 半双工方式使用CSMA/CD协议 全双工方式无需使用 与10BASE-T和100BASE-T技术向后兼容,2020/10/11,吉比特以太网物理层,1000BASE-X （基于光纤通道的物理层） 1000BASE-SX SX表示短波长 1000BASE-LX LX表示长波长 1000BASE-CX CX表示铜线 1000BASE-T 使用4对UTP-5线,2020/10/11,吉比特以太网配置举例,1 Gb/s 链路,百兆比特或吉比特集线器,100 Mb/s 链路,中央服务器,2020/10/11,10 吉比特以太网,与10Mb/s、100Mb/s和1

37、Gb/s以太网的帧格式完全相同 保留了802.3标准规定的以太网最小和最大帧长，便于升级 不再使用铜线而只使用光纤作为传输媒体 只工作在全双工方式，不使用CSMA/CD协议,2020/10/11,高速以太网,2020/10/11,以太网总结,可扩展的（从10 Mb/s 到10 Gb/s） 灵活（多种传输媒体、全/半双工、共享/交换） 可实现端到端以太网通信，无需转换帧格式 易于安装 稳健性好,2020/10/11,光纤到大楼 FTTB,2020/10/11,局域网操作系统,文件服务器结构 NETWARE 文件服务器为工作站保存大量的文件以便共享 工作站不能相互访问，通过服务器间接交换数据 服务

38、器可以映射为工作站的逻辑盘 服务器的磁盘采用智能化管理模式 服务器统一对工作站的文件访问进行最短路径访问,运行,2020/10/11,运行,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,响应,响应,结果,结果,结果,结果,结果,结果,结果,结果,结果,结果,客户服务器模式 Windows NT 服务器为客户端完成确切的操作且仅将操作结果传送给客户端 客户端之间不能相互访问，除非有特别的支持 请求响应用户数与响应时间是对服务器性能的衡量,局域网操作系统,2020/10/11,局域网操作系统,对称式结构 Windows for Groups 每个机器既是工作站，同时又是服

39、务器 每个机器可以为其他机器提供共享资源作为其它机器的打印机服务器，或是光驱提供者也可运行网络数据库供其它机器共享 机器之间性能接近，起不到服务器应起的作用,2020/10/11,局域网操作系统,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,响应,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,请求,响应,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应

40、答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,应答,中间件结构 基于WEB的数据库系统 无论什么服务器均采用统一的客户前端（如浏览器） 对于无法进行响应的请求，中间件服务器以客户的身份再向其它服务器进行请求，将获得的结果以原请求方可以接受的形式返回 中间件是Intranet的需求，是Web技术向新阶段发展的标志 在数据库应用方面有关安全性尚需研究,2020/10/11,IDS,2020/10/11,习题解答,【3-2】数据链路层中的链路控制包括哪些功能? 答： 封装成帧 透明传输 差错检测 链路管理 流量控制 寻址,讨论数据链路层做成可靠链路层的优缺点。 优点： 保证数据传输的正确、完整、按序 向上层提供可靠的链路控制服务 缺点： 为保证可靠，需要逐个结点检验，增加协议复杂性 若上层采用不可靠协议，仍然无法保证数据按序到达,2020/10/11,习题解答,【3-6】数据链路层中链路的三个基本问题为什么必须加以解决？ 答： 帧定界：在异步通