計算機網絡教案第五章第一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五主要內容以太網和IEEE802.3

高速局域網數據鏈路層交換VLAN第二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五

計算機網絡可以分成兩類

–使用點到點連接的網絡——廣域網

–使用廣播信道的網絡——局域網

?關鍵問題：如何解決對信道爭用解決信道爭用的協議稱為介質訪問控制協議MAC局域網的數據鏈路層分為LLC（LogicalLinkControl）邏輯鏈路控制子層提供確認機制和流量控制MAC（MediumAccessControl）第三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網和IEEE802.3

一．IEEE802參考模型

1．IEEE802協議IEEE802系列標準的組成如下：?802.1基本介紹和接口原語定義?802.2邏輯鏈路控制（LLC）子層?802.3采用CSMA/CD技術的局域網?802.4采用令牌總線（TokenBus）技術的局域網?802.5采用令牌環（TokenRing）技術的局域網第四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網和IEEE802.3二．Ethernet局域網1.802.3采用的電纜標準2.物理層標準物理層類型用以下域表示：<數據傳輸率Mb/s><介質類型><網段最大距離(*100m)>10Base5含義：10：10Mbps；Base：基帶傳輸（basebandmedium）；5：500米10Base5：粗纜，AUI接口；10Base2：細纜，BNC接口，T型頭；10Base-T：RJ-45接口第五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網和IEEE802.33.擴展網段長度中繼器：物理層設備，只對信號進行接收、放大和雙向重傳；兩個收發器之間最多使用4個中繼器，最長2500米。4.802.3的信號編碼由于曼徹斯特編碼的簡單，所有的802.3基帶系統都使用曼徹斯特編碼。則為了在10Mbps速率上發送數據，則每秒鐘信號必須要改變20M次。5.MAC協議CSMA/CD帶沖突檢測的載波監聽多路訪問協議CarrierSenseMultipleAccess/collisondetection第六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網和IEEE802.3CSMA/CD原理：（1）站點使用CSMA協議進行數據發送；?若站點有數據發送，先監聽信道；?若站點發現信道空閑，則發送；?若信道忙，則繼續監聽直至發現信道空閑然后完成發送；（2）在發送期間如果檢測到沖突，立即終止發送，并發出一個瞬間干擾信號，使所有的站點都知道發生了沖突；（3）在發出干擾信號后，等待一段隨機時間，再重復上述過程。

沖突檢測：比較法和編碼違例判決法沖突窗口：τ＝D/V，即2τ，D為總線最大長度，V為傳播速度。第七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網和IEEE802.3第八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網和IEEE802.36.幀格式前導序列（7個字節10101010）幀開始標志（1字節，10101011）目標地址和源地址：2或6字節，以太網為6個字節幀長度域（2字節，取值在0-1500之間）802.3規定有效幀的最短長度為64字節。數據（0-1500個字節）填充（0-46字節）當用戶資料不足46字節時，要求將用戶資料湊足46字節，以保證IEEE802.3的幀長度不小于64字節（14字節幀頭+46字節數據+4字節CRC）。校驗和：CRC校驗（4個字節），其生成多項式為：G（X）=X32+X26+X23+X22+X16+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1。CRC碼的校驗范圍為：目的地址、源地址、長度、資料和PAD。第九頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網和IEEE802.3三．以太網分類共享式以太網交換式以太網第十頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．1以太網和IEEE802.3交換式802.3LAN目的：減少沖突；兩種實現方法一個卡內是一個802.3LAN，構成自己的沖突域，卡間并行；使用端口緩存，無沖突發生。第十一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．2高速局域網一、快速以太網（FastEthernet）標準：802.3u標準，實際上是802.3的一個補充。原有的幀格式、接口、規程不變，只是將比特時間從100ns縮短為10ns。稱為快速以太網。100Base-T，有兩種互聯設備：集線器和交換機。第十二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．2高速局域網二、千兆以太網（FastEthernet）標準：802.3z使以太網快上10倍，并與現有的所有以太網標準保持向后兼容。向后兼容技術：載波擴展（carrierextension）即用硬件將幀的長度擴充到512字節幀猝發（framebursting）將多個幀連接到一起再發。第十三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．6數據鏈路層交換

1.網橋定義網橋（bridge）是工作在數據鏈路層的一種網絡互連設備，在互連的LAN之間實現幀的存儲和轉發，通過查看數據鏈路層的地址來完成幀轉發的任務。第十四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．6數據鏈路層交換分類

從應用上劃分本地網橋、遠程網橋、主干網橋從幀轉發功能分配考慮

MAC網橋①透明網橋（TransparentBridge）②源地址路由選擇網橋（SourceRoutingBridge）③源地址路由選擇透明橋SRT方式LLC橋①封裝橋（EncapsulationBridging）②翻譯橋（轉換橋）（TraslationBridging）

第十五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．6數據鏈路層交換網橋工作原理

網橋工作在混雜（promiscuous）方式，接收所有跟它相連的LAN上傳送的幀；網橋接收到一幀后，通過查詢地址/端口對應表來確定是丟棄還是轉發；網橋剛啟動時，地址/端口對應表為空，采用洪泛（flooding）方法轉發幀：對于每一個發向未知目的地址的進入幀，網橋將它輸出到所有的LAN中（除了它到來的那個LAN以外）。在轉發過程中采用逆向學習（backwardlearning）算法收集MAC地址。網橋通過分析幀的源MAC地址得到MAC地址與端口的對應關系，并寫入地址/端口對應表；網橋軟件對地址/端口對應表進行不斷的更新，并定時檢查，刪除在一段時間內沒有更新的地址/端口項；幀的路由過程：目的LAN與源LAN相同，則丟棄幀；目的LAN與源LAN不同，則轉發幀；目的LAN未知，則洪泛幀，并逆向學習。第十六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．6數據鏈路層交換多個網橋（并行網橋）可能產生回路，為此用生成樹來解決多個網橋產生回路的問題第十七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．6數據鏈路層交換2.各層的交換設備中繼器模擬設備放大信號集線器有許多條輸入線路，將這些輸入線路連接起來。網橋和交換機數據鏈路層設備，在局域網之間存儲轉發幀；網橋可以改變幀格式。路由器傳輸網關應用網關第十八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5．6數據鏈路層交換3.VLAN

定義VirtualLocalAreaNetwork，即虛擬局域網，是一