[计算机硬件及网络]第3章 局域网技术.ppt

第3章 局域网技术 3.1 局域网的发展和分类 3.2 局域网的硬件配置 局域网硬件系统图 (1)服务器server ⑵ 网络工作站Client ⑶ 网络接口卡 ⑷ 网络设备 ⑸ 传输介质 3.3 局域网基本技术 ⑴ 物理层 ⑵ MAC子层 ⑶ LLC子层 3.3.2 介质访问控制方法 (1)CSMA----载波监听多路访问 载波监听多路访问CSMA技术，也称做无听后说LBT(Listen Before Talk)。 要传输数据的站点首先对媒体上有无载波进行监听，以确定是否有别的站点在传输数据。如果媒体空闲，该站点便可传输数据；否则，该站点将避让一段时间后再做尝试。 这就需要有一种退避算法来决定避让的时间，常用的退避算法有非坚持、1－坚持、P－坚持三种。 1、非坚持算法 算法规则为：　　⑴如果媒本是空闲的，则可以立即发送。　　⑵如果媒体是忙的，则等待一个由概率分布决定的随机重发延迟后，再重复前一步骤。 采用随机的重发延迟时间可以减少冲突发生的可能性。 非坚持算法的缺点是：即使有几个站点为都有数据要发送，但由于大家都在延迟等待过程中，致使媒体仍可能处于空闲状态，使用率降低。　 2、1-坚持算法 　　算法规则：　　⑴如果媒体空闲的，则可以立即发送。　　⑵如果媒体是忙的，则继续监听，直至检测到媒体是空闲，立即发送。　　算法优点：只要媒体空闲，站点就立即可发送，避免了媒体利用率的损失； 缺点：假若有两个或两个以上的站点有数据要发送，冲突就不可避免。 3、P-坚持算法 　　算法规则：　　⑴监听总线，如果媒体是空闲的，则以P的概率发送，而以(1-P)的概率延迟一个时间单位。一个时间单位通常等于最大传播时延的2倍。　　⑵延迟一个时间单位后，再重复步骤⑴。　　⑶如果媒体是忙的，继续监听直至媒体空闲并重复步骤⑴。　　P-坚持算法是一种既能像非坚持算法那样减少冲突，又能像1-坚持算法那样减少媒体空闲时间的折中方案。 问题在于如何选择P的有效值。 如果选择P过大，当有多个站点试图发送，冲突就不可避免。最坏的情况是，随着冲突概率的不断增大，而使吞吐量降低到零。 P值选得过小，则媒体利用率又会大大降低。 带预测的P-坚持CSMA 所有的节点根据网络积压参数（Backlog）等待随机时间片来访问介质，这就有效地避免了网络的频繁碰撞。每一个节点发送前随机的插入0～W个很小的随机时间片，因此网络中任一节点在发送普通报文前平均插入W/2个随机时间片，而W则根据网络积压参数变化进行动态调整，其公式是W＝BL×Wbase，其中Wbase＝16，BL为网络积压的估计值，它是对当前发送周期有多少个节点需要发送报文的估计。 具有冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD 在CSMA中，由于信道传播时延的存在，即使总线上两个站点没有监听到载波信号而发送帧时，仍可能会发生冲突。由于CSMA算法没有冲突检测功能，即使冲突已发生，仍然将已破坏的帧发送完，使总线的利用率降低。　　一种CSMA的改进方案是使发送站点传输过程中仍继续监听媒体，以检测是否存在冲突。如果发生冲突，就立即停止发送，并向总线上发一串阻塞信号，用以通知总线上其它各有关站点。这样，通道容量就不致因白白传送已受损的帧而浪费，可以提高总线的利用率。这种方案称做载波监听多路访问/冲突检测协议，简写为CSMA/CD，这种协议已广泛应用于局域网中。 ⑴ CSMA/CD ----CSMA/CD的工作流程 二进制指数退避（Backoff）算法 载波监听与冲突检测 载波监听 监听信道上有无载波信号 冲突检测 （基带总线系统）冲突产生的电压比正常产生的电压高的多；高于收发器单独发出的最大值时，就冲突了 ⑵ 令牌环 令牌环的工作原理如下 访问控制字节 4.5 环网访问控制方式--令牌环Token ring（书上称为标记环）介质 访问控制方式令牌传递过程（第一阶段） 环网访问控制方式--令牌环Token ring 访问控制方式令牌传递过程（第二阶段） 环网访问控制方式--令牌环Token ring 访问控制方式令牌传递过程（第三阶段） 3.4 具有代表性的传统网络分类： 3.4.1 以太网（Ethernet） 3.4.1.2 IEEE802.3 以太网的体系结构 图3-7 802.3以太网体系结构 ⑵ MAC子层 802.3桢结构 目的地址可为单个地址，也可为广播地址。 帧校验序列（FCS）字段：对前四个字段进行循环冗余校验（cyclical redundance check,CRC---是一种检验通信链路上数字传输准确性的计算方法。发送