1、新華電腦專修學院新華電腦專修學院第六課第六課 以太網通信標準及其訪問機制以太網通信標準及其訪問機制新華電腦專修學院新華電腦專修學院引入計算機網絡分為兩類：采用點到點連接的網絡和采用廣播信道的網絡。在所有廣播網絡中，關鍵的問題是：當信道的使用產生競爭時，如何分配信道的使用權？01新華電腦專修學院新華電腦專修學院學習目標1、什么是局域網？2、局域網的體系結構認識？3、局域網的媒體訪問控制方法有幾種？4、IEE802標準5、以太網的技術認識？學習完本課程，您應該能夠：02新華電腦專修學院新華電腦專修學院課程內容局域網的特點局域網的特點局域網的體系結構局域網的體系結構局域網的媒體訪問控制方法局域網的媒

2、體訪問控制方法IEE802標準標準以太網的技術以太網的技術03新華電腦專修學院新華電腦專修學院學習重、難點分析重點：局域網的體系結構IEE802標準難點：局域網的媒體訪問控制方法04新華電腦專修學院新華電腦專修學院1、局域網的定義與發展過程 在較小的地理范圍內，利用通信線路將許多數據設備連接起來，實現彼此之間的數據傳輸和資源共享的系統稱為局域網。它的發展般分為三個階段：（1）60年代末至70年代初是萌芽階段 。（2）70年代中期是局域網發展的一個重要階段。 （3）80年代初期是局域網走向大發展的時期。利用光導纖維作為通信介質構成的高速主干環網，是目前許多局域網系統采用的一種結構形式。 局域網概

3、述局域網概述05新華電腦專修學院新華電腦專修學院2、局域網特點 （1）地理范圍有限。（2）通信速率高。 （3）可采用多種通信介質。（4）可靠性較高。 由局域網本身的特點決定局域網具有以下優點：（1）能夠方便地共享網內資源，包括主機、外部設備、軟件、數據；（2）便于系統擴展；（3）提高了系統的可靠性、可用性、可維護性；（4）各設備位置可以靈活地調整和改變；（5）有較快的響應速度（數據傳輸率較高）。 06新華電腦專修學院新華電腦專修學院 局域網的應用局域網的應用 計算機局域網所具有的這些優點決定了它在社會各個領域有著廣泛的應用，它可以用于辦公自動化、工業生產自動化、企業管理信息系統、生產過程實時控

4、制、軍事指揮和控制系統、輔助教學系統、醫療管理系統、銀行系統、軟件開發系統和商業系統等方面，其中主要作用如下：1. 辦公自動化 2. 工業生產自動化 3. 應用于教育領域 4. 計算機協同工作技術 07新華電腦專修學院新華電腦專修學院局域網的體系結構局域網的體系結構IEEE802參考模型參考模型IEEE802參考模型是主要的局域網標準，該標準所描述的局域網通過共享的傳輸介質通信。應用層物理層數據鏈路層網絡層傳輸層會話層表示層邏輯鏈路控制（LLC）層介質訪問控制（MAC）層物理層OSIIEEE802 IEEE 802標準也遵循OSI參考模型的分層原則，描述最低兩層-物理層和數據鏈路層的功能以及與

5、網絡層的接口服務，其中數據鏈路層又分成兩個子層：介質訪問控制子層（MAC）和邏輯鏈路控制子層（LLC）。 LLC：負責將上層的數據轉換成下層數據傳輸的格式（幀），負責差錯與流量控制； MAC：管理底層的物理媒介，也就是解決數據如何在底層發送的，采用什么樣的訪問控制。01新華電腦專修學院新華電腦專修學院09新華電腦專修學院新華電腦專修學院 IEEE為美國電氣電子工程師協會簡稱。IEEE為局域網制訂了多種標準，這些標準統稱為IEEE802標準，主要包括以下內容： 1)IEEE802.1標準：對IEEE802系列標準做了介紹，并且它對接口原語進行了規定。在這個標準中還包括局域網體系結構，網絡互聯及網

6、絡管理與性能測試等內容。 2)IEEE802.2標準：定義了LLC(邏輯鏈路控制)協議，是數據鏈路層的上半部分。 3)IEEE802.3標準：定義了CSMA/CD總線媒體訪問控制子層與物理層的規范。 4)IEEE802.4標準：定義了令牌總線(Token Bus)媒體訪問控制子層與物理層的規范。 局域網標準局域網標準IEEE 80210新華電腦專修學院新華電腦專修學院 5)IEEE802.5標準：定義了令牌環(Token Ring)媒體訪問控制子層與物理層的規范。 6)IEEE802.6標準：定義了城域網(MAN)媒體訪問控制子層與物理層的規范。 7)IEEE802.7標準：定義了寬帶技術。

7、8)IEEE802.8標準：定義了光纖技術。 9)IEEE802.9標準：定義了語音與數據綜合局域網技術。 10)IEEE802.10標準：定義了局域網安全性規范。 11)IEEE802.11標準：定義了無線局域網技術。11新華電腦專修學院新華電腦專修學院局域網與局域網與IEEE802標準標準 （2）01新華電腦專修學院新華電腦專修學院局域網的媒體訪問控制方法局域網的媒體訪問控制方法n媒體訪問控制局域網技術中的共享并不意味著多個幀可以同時傳輸，在幀的傳輸過程中，發送計算機獨占整個電纜為了確保傳輸媒體的訪問和使用，實現對多結點使用共享媒體接收和發送數據的控制，連接到網絡上的設備都必須遵守一定的規

8、則。新華電腦專修學院新華電腦專修學院局域網的媒體訪問控制方法局域網的媒體訪問控制方法n媒體訪問控制局域網技術中的共享并不意味著多個幀可以同時傳輸，在幀的傳輸過程中，發送計算機獨占整個電纜為了確保傳輸媒體的訪問和使用，實現對多結點使用共享媒體接收和發送數據的控制，連接到網絡上的設備都必須遵守一定的規則。新華電腦專修學院新華電腦專修學院局域網的媒體訪問控制方法局域網的媒體訪問控制方法n帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問CSMA/CD 載波偵聽：計算機在傳輸幀以前要檢測總線上的載波，等待以太網空閑。 沖突檢測與重發:如果兩臺計算機同時傳輸,沖突就會發生;計算機將使用指數重發來選擇哪臺計算機傳輸.每臺計算機

9、在重發之前要延遲一段隨機時間,并在隨后的沖突后,延遲加倍。 新華電腦專修學院新華電腦專修學院局域網的媒體訪問控制方法局域網的媒體訪問控制方法n媒體訪問控制局域網技術中的共享并不意味著多個幀可以同時傳輸，在幀的傳輸過程中，發送計算機獨占整個電纜為了確保傳輸媒體的訪問和使用，實現對多結點使用共享媒體接收和發送數據的控制，連接到網絡上的設備都必須遵守一定的規則。新華電腦專修學院新華電腦專修學院局域網的媒體訪問控制方法局域網的媒體訪問控制方法n媒體訪問控制局域網技術中的共享并不意味著多個幀可以同時傳輸，在幀的傳輸過程中，發送計算機獨占整個電纜為了確保傳輸媒體的訪問和使用，實現對多結點使用共享媒體接收和

10、發送數據的控制，連接到網絡上的設備都必須遵守一定的規則。新華電腦專修學院新華電腦專修學院局域網的媒體訪問控制方法局域網的媒體訪問控制方法n媒體訪問控制局域網技術中的共享并不意味著多個幀可以同時傳輸，在幀的傳輸過程中，發送計算機獨占整個電纜為了確保傳輸媒體的訪問和使用，實現對多結點使用共享媒體接收和發送數據的控制，連接到網絡上的設備都必須遵守一定的規則。新華電腦專修學院新華電腦專修學院CSMA/CD的規則如下：的規則如下：（1）若信道空閑，則發送信息幀，否則轉第（2）步； （2）若信道忙，一直監聽直到信道空閑，然后立即傳輸；（3）若在傳輸過程中監聽到沖突，則發出一個短小的人為干擾信號，讓所有的站

11、點都知識發生了沖突并停止傳輸； （4）發完人為干擾信號后等待一個隨機時間，再次嘗試傳輸（從第（1）步開始重復）。新華電腦專修學院新華電腦專修學院IEEE802標準標準 1CSMA/CD IEEE802.3定義了帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問CSMA/CD方式。借助于這種方式，兩個或多個站能共享一個公共的總線傳輸介質。CSMA/CD的工作機制可概括為：先聽后講；邊講邊聽；沖突停止；延遲重發。2.令牌環網令牌環網IEEE802.5新華電腦專修學院新華電腦專修學院新華電腦專修學院新華電腦專修學院CSMA/CD工作流程圖網卡準備發送監聽信道（1）發送數據和監聽信道（4）按后退算法等待（6）發送擁擠信號（

12、5）信道空閑（2）發起新的發送信道忙（3）檢測出沖突新華電腦專修學院新華電腦專修學院IEEE802標準標準3、令牌總線局域網IEEE802.4在物理總線上建立一個邏輯環。物理拓撲是總線型，邏輯結構是環型。令牌傳遞的順序與站的物理位置無關。 令牌總線使用寬帶同軸電纜，速度可達到1.5或10Mbps，媒體訪問控制方式為控制令牌。 新華電腦專修學院新華電腦專修學院 如圖所示的7個站中，站C未工作，剩下的6個站在邏輯上組成了一個令牌網。令牌的傳遞順序與站的物理位置無關，在圖中是按照AFEBGDA的順序傳遞的。新華電腦專修學院新華電腦專修學院IEEE802標準標準新華電腦專修學院新華電腦專修學院IEEE

13、 802.3以太網幾種標準（1）10Base-5（粗纜以太網）（2）10Base-2（細纜以太網）（3）10Base-T（雙絞線以太網）（4）10Base-F（光纖以太網）（5）100Base-TX（使用5類UTP的快速以太網）（6）100Base-FX（使用光纖的快速以太網）（7）100Base-T4（使用4對5類UTP的快速以太網）（8）100Base-T2（使用2對5類UTP的快速以太網）（9）1000Base-SX（使用1對短波長光光纖的千兆以太網） 新華電腦專修學院新華電腦專修學院現有產品對以太網標準支持情況現有產品對以太網標準支持情況 在工程實踐中，標準需產品的支持。就以太網而言，

14、目前生產的10M和100Mbs網卡、集線器和交換機一般都支持10Base-5、10Base-2、10Base-T、10Base-F、100Base-TX和100Base-FX等幾個標準。而支持100Base-T4和100Base-T2標準的設備則比較少。此外，目前生產的多數1000M設備一般同時支持1000Base-TX、1000Base-SX和1000Base-FX標準。需要指出的是，不同速度的以太網具有高度的兼容性，同一以太網中可存在多種數據傳輸速度。在組建以太網的過程中，不必考慮幀結構的兼容性。新華電腦專修學院新華電腦專修學院10BASE510BASE210BASE-F10BASE-T最

15、大網段長度500m185m500,1000或2000m100m拓撲結構總線型總線型星型星型介質50粗纜50細纜多模光纜100、UTP連接器NIC-DB-15RG-58STRJ-45介質掛接方法MAU栓接同軸線纜外接或在NIC中外接或在NIC中外接或在NIC中站/網段1003010BASE-FP為33，FB、FL或FOIRL為2個中繼器2（NIC和中繼器）最大網段數555510Mbps以太網物理層比較新華電腦專修學院新華電腦專修學院 5-4-3規則新華電腦專修學院新華電腦專修學院技術發送接收電壓10BASE-T1,23,62.5V0.3V100BASE-TX1,23,61.050mV100BAS

16、E-T41,2/4,5/7,83,6/4,5/7,83.5V0.35V100BASE-T21,2/3,61,2/3,61.81V0.1V 線纜對數和線路電壓比較新華電腦專修學院新華電腦專修學院技術技術半半/全雙工操作全雙工操作最低線纜要求最低線纜要求最大距離最大距離100BASE-TX全雙工和半雙全雙工和半雙工工Cat5，2對對100米米100BASE-T4半雙工半雙工Cat3，4對對100米米100BASE-FX全雙工和半雙全雙工和半雙工工62.5/125mMMF130米、米、160米或米或24米米100BASE-T2半雙工或全雙半雙工或全雙工工Cat3，2對對100米米快速以太網工程指標技

17、術和拓撲結構對比快速以太網工程指標技術和拓撲結構對比新華電腦專修學院新華電腦專修學院千兆以太網物理拓撲千兆以太網物理拓撲新華電腦專修學院新華電腦專修學院新華電腦專修學院新華電腦專修學院以太網以太網快速以太網快速以太網千兆以太網千兆以太網編碼方式編碼方式曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼4B/5B、8B/6T8B/10B工作頻率工作頻率20MHz31.25MHz125MHz雙工方式雙工方式半雙工半雙工/全雙工全雙工半雙工半雙工/全雙工全雙工半雙工半雙工/全雙工全雙工（半雙工常用）（半雙工常用）時間槽時間槽512位時間位時間512位時間位時間512字節時間字節時間幀間間隔幀間間隔9.6s0.96s0.096

18、s最大幀長度最大幀長度1518字節字節1518字節字節1518字節字節最小幀長度最小幀長度64字節字節64字節字節512字節字節重發上限重發上限16次次16次次16次次后退上限后退上限10次次10次次10次次阻塞序列阻塞序列32位位32位位32位位千兆以太網主要技術參數新華電腦專修學院新華電腦專修學院傳輸介質傳輸介質以太網以太網10BASE-T快速以太網快速以太網100BASE-T千兆位以太網千兆位以太網1000BASE-F最最大大網網段段距距離離5類類UPT100米米100米米1000米米STP/同軸線纜同軸線纜500米米100米米25米米多模光纖多模光纖2千米千米412米米(半雙工半雙工)220米米(半雙工半雙工)2千米千米(全雙工全雙工)單模光纖單模光纖25千米千米20千米千米5千米千米以太網最大網段距離以太網最大網段距離新華電腦專修學院新華電腦專修學院標準標準10BASE510BASE210BASE-T10BASE-