《局域網(wǎng)交換技術(shù)》PPT課件

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1、www.avceit.cn/xinxi/kejian/chengkong/第6章.ppt第6章局域網(wǎng)交換技術(shù)6.1局域網(wǎng)的基本概念6.2第二層交換6.3第三層交換6.4第四層交換思考題6.1局域網(wǎng)的基本概念6.1.1局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)在20世紀(jì)80年代初由IEEE802委員會(huì)開始制定，到目前為止已經(jīng)產(chǎn)生了多個(gè)關(guān)于局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，它們統(tǒng)稱為IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列，著名的包括CSMA/CD(習(xí)慣稱為Ethernet)、令牌環(huán)、令牌總線、無線局域網(wǎng)WLAN等。與OSI比較，局域網(wǎng)主要的設(shè)計(jì)思想是在共享介質(zhì)上以廣播分組方式實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)間

2、的通信，因而它不要求網(wǎng)絡(luò)提供路由選擇和中間交換等功能，因此IEEE802參考模型沒有定義網(wǎng)絡(luò)層，只定義了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的功能。其中，數(shù)據(jù)鏈路層分為兩個(gè)子層：介質(zhì)訪問控制MAC(MediumAccessControl)子層和邏輯鏈路控制LLC(LogicalLinkControl)子層。引入獨(dú)立的MAC子層的原因是，傳統(tǒng)的第二層協(xié)議中沒有定義共享介質(zhì)的訪問控制邏輯，而且獨(dú)立的MAC子層也允許同一個(gè)LLC可以靈活地選擇接入不同的物理網(wǎng)絡(luò)。不同的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之間的差別主要在物理層和MAC子層，而在LLC子層則是兼容的。按OSI的觀點(diǎn)，有關(guān)傳輸

3、介質(zhì)的規(guī)格和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的說明應(yīng)比物理層還低，但對(duì)局域網(wǎng)來說這兩者卻至關(guān)重要，因而在802模型中包含了對(duì)兩者詳細(xì)的規(guī)定。圖6.1是局域網(wǎng)參考模型與OSI參考模型的對(duì)比。圖中物理層的主要功能是：(1)信號(hào)的編/解碼。(2)前綴的生成與刪除(用于同步)。(3)比特的傳輸和接收。(4)傳輸介質(zhì)的的規(guī)格說明等。圖6.1IEEE802的參考模型與OSI模型的比較MAC子層負(fù)責(zé)共享介質(zhì)的訪問控制，它與具體的物理介質(zhì)有關(guān)，其主要功能包括：(1)發(fā)端傳輸時(shí)將上層來的數(shù)據(jù)封裝成幀后進(jìn)行發(fā)送(接收時(shí)執(zhí)行相反的動(dòng)作)。(2)差錯(cuò)檢測(cè)。(3)LAN傳輸介質(zhì)訪問控

4、制。LLC子層獨(dú)立于具體的局域網(wǎng)類型(總線、令牌環(huán)、令牌總線等)，是各類局域網(wǎng)的公共部分，其主要功能有：(1)數(shù)據(jù)鏈路層邏輯連接的建立和釋放。(2)提供與高層的接口。(3)差錯(cuò)控制、流量控制等。6.1.2Ethernet標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3定義了一種基帶總線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，其速率為共享總線10Mb/s。該標(biāo)準(zhǔn)包含MAC子層和物理層的內(nèi)容。根據(jù)物理層介質(zhì)的不同，Ethernet可分為10BASE-2(基帶細(xì)同軸)、10BASE-5(基帶粗同軸)、10BASE-T(基帶雙絞線)、10BASE-FL(基帶光纖)幾種類型。在MAC子層，共享介質(zhì)的訪

5、問控制采用CSMA/CD協(xié)議(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)。由于歷史的原因，人們習(xí)慣上將采用IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)稱為Ethernet。1．CSMA/CD協(xié)議Ethernet的MAC層采用帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問技術(shù)(CSMA/CD協(xié)議)，它是一種典型的隨機(jī)訪問或競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)，即多站點(diǎn)共享一條物理介質(zhì)時(shí)，每個(gè)站點(diǎn)傳輸信息時(shí)都沒有預(yù)先安排的時(shí)間，并且何時(shí)傳輸信息不可預(yù)測(cè)，因此它是隨機(jī)訪問，并且每一次傳輸要和其它站點(diǎn)爭(zhēng)用總線使用權(quán)，因此它又是一種競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)。由于信號(hào)傳

6、輸時(shí)延的存在，總會(huì)發(fā)生兩個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)占用介質(zhì)傳輸數(shù)據(jù)幀的沖突情況。為解決這一問題，CSMA/CD采用了每個(gè)站點(diǎn)邊發(fā)送邊監(jiān)聽的技術(shù)，其規(guī)則是：(1)監(jiān)聽介質(zhì)是否空閑，若空閑就傳輸，否則轉(zhuǎn)第二步。(2)一直監(jiān)聽到信道空閑，然后馬上傳輸。(3)在傳輸?shù)倪^程中同時(shí)繼續(xù)監(jiān)聽，若發(fā)現(xiàn)沖突，則發(fā)出一個(gè)短小的干擾信號(hào)，進(jìn)行沖突強(qiáng)化，以使所有站點(diǎn)都知道發(fā)生了沖突并停止傳輸。(4)發(fā)送完干擾信號(hào)，等待一段隨機(jī)的時(shí)間后，再重新傳輸(從第一步開始)。實(shí)現(xiàn)沖突檢測(cè)的方法很多，最簡(jiǎn)單的一種是比較接收到的信號(hào)的電壓的大小。在基帶傳輸時(shí)，當(dāng)兩個(gè)信號(hào)疊加在一起時(shí)，電壓

7、的波動(dòng)值比正常值大一倍，因而只要檢測(cè)到電壓的波動(dòng)值超過某一門限值時(shí)，就可判定發(fā)生了沖突，但該方法不適用于站點(diǎn)較遠(yuǎn)的情況。另一種方法是在發(fā)送幀的同時(shí)也接收幀，將收到的信號(hào)進(jìn)行逐比特的比較，若發(fā)現(xiàn)不符就判定發(fā)生了沖突。對(duì)于采用曼徹斯特編碼的局域網(wǎng)，由于碼字的過零點(diǎn)在正常情況下總在正中間位置，因此當(dāng)發(fā)生碰撞時(shí)，通過檢測(cè)過零點(diǎn)位置的變化就可以判斷是否發(fā)生了沖突。2．Ethernet幀結(jié)構(gòu)圖6.2(a)描述了MAC地址的具體結(jié)構(gòu)。圖6.2(b)描述了802.3協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)，它由以下字段組成：(1)前導(dǎo)碼(preamble)：一個(gè)0和1交替的7字節(jié)串

8、，接收者用它來建立位同步。(2)幀起始定界符SFD(startofframedelimiter)：為10101011序列，指明幀的實(shí)際起始位置。(3)目的地址：指明該幀的接收者，標(biāo)準(zhǔn)允許2字節(jié)