第 3 章 以太网(N).pptVIP

计算机网络技术及应用（第2版） 第3章 以太网 第2章知识点回顾 通信双方交互信息的方式有三种： 单工通信、半双工通信、全双工通信 传输媒体 同轴电缆、双绞线、光纤 信号调制技术 振幅键控调制技术、移频键控调制技术、相移键控调制技术、正交幅度调制技术 差错控制技术 检错码和数据检错 奇偶检验码、检验和、循环冗余检验 停止等待算法 连续ARQ（Go-back-N和选择重传） 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。 网络按其分布范围可以分成局域网、城域网和广域网，由于不同的分布范围对实现数据传输的要求不同，因而相应有了适合用于实现局域网、城域网和广域网对应分布范围内数据传输的传输网络——以太网。 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。 局域网常见的拓扑结构有总线形、星形、环形、树形和网状形。 所有的节点都通过网络适配器直接连接到一条作为公共传输介质的总线上，总线通常用同轴电缆； 总线上任何一个节点发出的信息都沿着总线传输，而其他节点都能接收到该信息，但在同一时间内，只允许一个节点发送数据； 由于总线作为公共传输介质为多个节点共享，就有可能出现同一时刻有两个或两个以上节点利用总线发送数据的情况，因此会出现“冲突”； 在“共享介质”的总线型拓扑结构的局域网中，必须解决多个节点访问总线的介质访问控制问题。 3.1.2 星形拓扑结构 网络中的每个节点通过一个中央设备，如集线器连接在一起。 任何单根电线只连接两个设备（如一个工作站和一个集线器）。因此，电缆问题最多影响两个节点。 设备如工作站或打印机将数据发送到集线器，再由集线器将数据转发到包含目标节点的网络段。 发生故障的单个电缆或工作站不会使星形网络瘫痪。但一个集线器的失败将导致一个局域网段的瘫痪。 易于扩展 3.1.3 环形拓扑结构 所有节点使用相应的网络适配器连接到共享的传输介质上，通过点到点的连接构成封闭的环路。 环路中的数据沿着一个方向绕环逐节点传输。 在环型拓扑中，虽然也是多个节点共享一条环通路，但不会出现冲突。 对于环型拓扑的局域网, 网络的管理较为复杂, 与总线型局域网相比，可扩展性较差。 单个发生故障的工作站可能使整个网络瘫痪 3.1.4 树型拓扑结构 3.1.5 网状形拓扑结构 最早的以太网特征： 采用总线形拓扑结构，用CSMA/CD（具有冲突检测的载波监听多路访问）作为争用总线的算法，物理层采用曼彻斯特编码的基带信号传输方式。 3.2 以太网体系结构 以太网的产生与发展 20世纪70年代中期由施乐公司（Bob Metcalfe）提出，数据率为2.94Mb/s，称为Ethernet（以太网） 最初人们认为电磁波是通过“以太”来传播的 经DEC, Intel和Xerox公司改进为10Mb/s标准（DIX标准） DIX V1（1980）、DIX V2（1982）－Ethernet II 特征：基带传输、总线拓扑、CSMA/CD、同轴电缆 1985年被采纳为IEEE 802.3（第一个局域网标准），支持多种传输媒体。 “带有冲突检测的载波监听多路访问方法和物理层技术规范” Ethernet II和IEEE 802.3二者区别很小（目前将符合802.3标准的局域网均称为以太网） 仅是帧格式和支持的传输介质略有不同 目前已发展到万兆以太网，仍在继续发展 … 由于不同局域网的链路层标准不同，为了给网络层提供统一的局域网功能界面，802委员会将局域网的链路层分成LLC子层和MAC子层。如图3.6所示的以以太网为传输网络的TCP/IP体系结构。 不同局域网的MAC子层不同，但LLC子层和IP之间的接口是相同的，也就是说LLC子层屏蔽了由于多种局域网并存而造成的MAC子层的不同。但目前已不存在多种局域网技术并存的问题，因此，实际基于TCP/IP体系结构删除了LLC子层。如图3.7所示。 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。 802.3标准定义的以太网是一种采用总线形拓扑结构，物理层采用曼彻斯特编码，MAC层采用CSMA/CD算法解决终端争用总线问题的网络。 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