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第五章　局域网技术 主要内容 局域网体系结构 信道共享技术 以太网系列标准 无线局域网络 5.1 局域网概述 局域网产生的原因 80年代，微型机发展迅速，彼此需要相互通信（近距离），共享资源； 功能分布：分布式计算，分布式数据库 局域网定义 是一种将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络。 局域网的基本特征 局域网的基本构成 局域网拓扑结构 星型结构 环型结构 总线型结构 树型结构 传输介质 双绞线 基带同轴电缆 光纤 无线 局域网的IEEE 802体系结构 IEEE 802中的主要标准 802.1A 概述和体系结构 802.1B 寻址、网络管理、网络互连及高层接口 802.2 逻辑链路控制子层LLC 802.3 以太网访问方法和物理层规范 802.4 令牌总线网访问方法和物理层规范 802.5 令牌环网访问方法和物理层规范 802.6 城域网访问方法和物理层规范（DQDB） 802.8 光纤技术相关标准 … … IEEE802数据链路层划分子层的目的 LLC与MAC关系 IEEE802网络体系各层功能 物理层功能 信号的编码/译码 前导码的生成/去除 比特的发送/接收 数据链路层功能 MAC子层功能：成帧/拆帧， 实现、维护MAC协议，位差错检测，寻址。 LLC子层功能：向高层提供SAP，建立/释放逻辑连接，差错控制，帧序号处理，提供某些网络层功能。 逻辑链路控制子层LLC（1） 1. LLC帧格式（控制信息与HDLC大同小异） 逻辑链路控制子层LLC（2） 2.服务访问点（SAP） LLC SAP：向上层提供进程访问能力。 MAC SAP：MAC地址（即：网卡地址） 3.LLC提供的服务类型 LLC1 不确认无连接的服务 LLC2 面向连接的服务 LLC3 带确认无连接的服务 LLC4 高速传输服务 （1991年专为城域网提出） 5.2 信道共享技术 计算机网络可以分成两类： 使用点到点连接的网络 —— 广域网 使用广播信道（多路访问信道，随机访问信道）的网络——局域网 关键问题：如何解决对信道争用 解决信道争用的协议称为介质访问控制协议 MAC（Medium Access Control），是数据链路层协议的一部分。 信道的静态分配 频分多路复用 FDM（波分复用WDM） 原理：将频带平均分配给每个要参与通信的用户； 优点：适合于用户较少，数目基本固定，各用户的通信量都较大的情况； 缺点：无法灵活适应站点数及其通信量的变化。 时分多路复用 TDM 原理：每个用户拥有固定的信道传送时槽； 优点：适合于用户较少，数目基本固定，各用户的通信量都较大的情况； 缺点：无法灵活适应站点数及其通信量的变化。 信道的动态分配 动态分配 局域网都采用动态分配策略，即根据当前对信道请求的情况动态协调各用户对信道的使用权。 类别： 冲突协议 无冲突协议 ALOHA冲突协议 上世纪70年代，Norman Abramson设计了ALOHA协议 目的：解决信道的动态分配，基本思想可用于任何无协调关系的用户争用单一共享信道使用权的系统； 分类：纯ALOHA协议和时间片ALOHA协议 纯ALOHA协议 基本思想：用户有数据要发送时，可以直接发至信道；然后监听信道看是否产生冲突，若产生冲突，则等待一段随机的时间重发。 时间片ALOHA协议 基本思想：把信道时间分成离散的时间片，片长为一个帧所需的发送时间。每个站点只能在时间片开始时才允许发送。其他过程与纯ALOHA协议相同。 CSMA协议 载波监听多路访问协议 载波监听（Carrier Sense） 站点在为发送帧而访问传输信道之前，首先监听信道有无载波，若有载波，说明已有用户在使用信道，则不发送帧以避免冲突。 多路访问（Multiple Access） 多个用户共用一条信道 三个变种 1-坚持型CSMA（1-persistent ） 非坚持型CSMA（nonpersistent ） p-坚持型CSMA（p-persistent） 1-坚持型CSMA 基本原理 若站点有数据发送，先监听信道； 若站点发现信道空闲，则发送； 若信道忙，则继续监听直至发现信道空闲，然后完成发送； 若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送过程。 协议特点 优点：减少了信道空闲时间； 缺点：增加了发生冲突的概率； 广播延迟对协议性能的影响：广播延迟越大，发生冲突的可能性越大，协议性能越差； 非坚持型CSMA 基本原理 若站点有数据发送，先监听信道； 若站点发现信道空闲，则发送； 若信道忙，等待一随机时间，然后重新开始发送过程； 若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送过程。 协议特点 优点：减少了冲突的概率； 缺点：增加了信道空闲时间，数据发送延迟增大； 信道效率比 1-坚持CSMA