第3章计算机网络技术及应用(第2版)课件.pptVIP

计算机网络技术及应用（第2版） 第三章 第 3 章 以太网 本章重点 局域网拓扑结构； 以太网体系结构； 总线形以太网； 网桥与冲突域分割； 以太网交换机与交换式以太网； 以太网标准。 3.1 局域网拓扑结构 本讲内容 总线形拓扑结构； 星形拓扑结构； 环形拓扑结构； 树形拓扑结构； 网状形拓扑结构。 3.1 局域网拓扑结构 　 拓扑（Topology）是拓扑学中研究由点、线组成几何图形的一种方法，用此方法可以把计算机网络看作是由一组结点和链路组成的几何图形，这些结点和链路所组成的几何图形就是网络的拓扑结构。 3.2 以太网体系结构 　　两种以太网称呼是不同的，一是以太网，二是IEEE 80.3局域网，由于IEEE 802委员会定义了多种局域网，如环网和以太网，这些网络的MAC层并不相同，为了屏蔽MAC层的差异，定义了LLC层，这就是局域网的体系结构，后来，以太网一统天下，以太网就是局域网，就无需LLC层，这就是以太网体系结构。 3.3 总线形以太网 本讲内容 基带传输与曼彻斯特编码； MAC帧结构； CSMA/CD操作过程； 冲突域直径与最短帧长； 集线器和星形以太网结构。 3.3 总线形以太网 曼彻斯特编码解决了位同步、帧对界和总线状态问题； MAC帧结构解决了终端封装数据格式和终端寻址问题； CSMA/CD解决公平争用总线问题。 一、基带传输和曼彻斯特编码 什么叫基带传输？ 基带传输是指直接在电缆上传输表示二进制数0和1的数字信号的传输方式。 基带传输需要解决什么问题？ 位同步，接收端如何确定每一位二进制数的宽度。 如何解决位同步？ 发送端和接收端就每一位二进制数的宽度有着共识。 发送端和接收端就每一位二进制数的值有着共识。 接收端和发送端的发送时钟必须同频且同步。 一、基带传输和曼彻斯特编码 一、基带传输和曼彻斯特编码 如何同步接收时钟？ 一、基带传输和曼彻斯特编码 一、基带传输和曼彻斯特编码 曼彻斯特编码的每一数据都携带发送时钟信息，用于对接收时钟进行同步。 一旦发送数据，总线电信号周期性跳变（载波），可以通过是否存在载波确定总线是否传输数据。 基带信号变化速率（波特率）＝数据传输速率X2。 二、MAC帧结构 各字段含义： 先导码：7字 帧开始分界符：1字 源和目的地址：48位MAC地址。 类型：数据字段数据的类型。 数据：通过以太网传输的信息。 FCS:对传输过程中出现的错误进行检测。 二、MAC帧结构 由帧检验序列字段（FCS）对经过总线传输的MAC帧进行检验，出错丢弃，不重传。 出错丢弃的MAC帧以太网不作处理，由高层协议负责解决。 MAC帧的传输可靠性要求很高。 类似平信服务。邮政系统就是以太网，而发送、接收信件者是高层协议。 小结 基带传输 三、CSMA/CD操作过程 曼彻斯特编码解决了位同步、帧对界和总线状态问题 MAC帧结构解决了终端封装数据格式和终端寻址问题 公平总线争用问题 三、CSMA/CD操作过程 CSMA/CD（算法） 后退延迟算法 三、CSMA/CD操作过程 总线空闲才能发送数据。所以，发送前，先侦听总线是否有载波。 由于信号传播需要时间（经过有线媒体传输电信号的速率是(2/3)c)，或许有两个终端同时检测到总线空闲，而发送数据。因此，发送过程中仍需监测冲突发生。 如果两台终端同时检测到总线空闲，发送数据，必然导致冲突发生，延迟一段时间后再发送。 三、CSMA/CD操作过程 后退延迟算法 后退延迟算法要求： １．发生冲突后，某个终端的后退时间不同于其他终端，且小于其他终端。 ２．在符合１的情况下，后退时间尽可能短。 ３．能自动适应不同负荷。 后退延迟算法 ①K为冲突次数。初始时K=0，每发生一次冲突，K就加1，但K不能超过10，因此，K＝MIN[冲突次数，10]。 ②从整数集合[0，1，…，2K-1]中随机选择某个整数r。 ③根据r，计算出后退时间T=rXt（t=51.2?s）。 ④如果连续重传了16次都检测到冲突发生，则终止传输，并向高层协议报告。 后退延迟算法 　后退延迟算法实现功能 随机选择尽量保证各个终端所选择的延迟时间不同。 随着冲突次数的增加，不断加大随机数选择范围，使得不同终端选择相同延迟时间的概率减小，自动适应总线负荷。 基本延迟时间差大于最远两端的传播时间。 不能无穷次地重复冲突情况。 捕获效应 捕获效应 捕获效应造成的后果 捕获效应使单个终端独占总线带宽， 捕获效应完全背弃了公平原则，是CSMA/CD的重大缺陷。 捕获效应在重负荷的情况下，使传输时延无法估计，导致多媒体应用的失败。 四、冲突域直径和最短帧长 　　在总线形以太网中，只允许一个终端发送数据，一旦有两个（或以上）终端同时发送数据，就会发生冲