局域网络和媒体访问协议.ppt

1、 中科院研究生院在职研究生班中科院研究生院在职研究生班 计算机网络课程计算机网络课程1中科院研究生院 授课教师：鲁士文 2006.10.14第四单元第四单元 局域网络和媒体访问控制局域网络和媒体访问控制（1）4.1 局域网络的体系结构局域网络的体系结构4.2 逻辑链路控制逻辑链路控制4.3 CSMACSMA协议协议-持续和非持续持续和非持续CSMA -有冲突检测的有冲突检测的CSMA 4.4 以太网以太网 4.4.1 4.4.1 基带和宽带基带和宽带LAN LAN 4 4.4.2.4.2 1010MbpsMbps以太网以太网线缆 4.4.3 4.4.3 IEEE 802.3 IEEE 802.

2、3 媒体媒体访问控制方法控制方法 4.4.4 4.4.4 IEEE 802.3MACIEEE 802.3MAC帧结构构 4.4.5 4.4.5 快速以太网快速以太网100100BASEBASE-T-T 4.4.6 4.4.6 千兆位以太网和万兆位以太网千兆位以太网和万兆位以太网 2中科院研究生院 授课教师：鲁士文 2006.10.14第四单元第四单元 局域网络和媒体访问控制局域网络和媒体访问控制（1）l像像以以太太网网这这样样的的局局域域网网络络适适用用于于诸诸如如单单个个办办公公楼楼、仓仓库库或或校校园园这这样样有有限限的的地地理理范范围围，通通常常跨跨越越一一个个较较短短的的距距离离，但但

3、以以比比广广域域网网络络高高得得多多的的速速率率进进行行数数据据传传送送。将将一一个个网网络络限限制制在在物物理理上上较较小小的的区区域域之之内内，比比如如一一个个楼楼房房或或一一组组楼楼房房，可可以以减减少少从从网网络络上上一一台台计计算算机机发发送送数数据据到到最最远远处处计计算算机机的的时时延延。一一般般说来，局域网（说来，局域网（LAN）有有3个主要特征个主要特征：（1）它们跨越一个物理上有限的距离，一般在）它们跨越一个物理上有限的距离，一般在10公里以内。公里以内。（2）以短的距离获取高数据率。）以短的距离获取高数据率。（3）它们为一个单位或组织拥有。）它们为一个单位或组织拥有。3中

4、科院研究生院 授课教师：鲁士文 2006.10.14第四单元第四单元 局域网络和媒体访问控制局域网络和媒体访问控制（1）l传传统统的的局局域域网网还还是是一一个个共共享享媒媒体体的的对对等等型型通通信信网网络络，任任一一站站发发送送的的报报文文都都以以广广播播的的形形式式传传输输，连连接接到到共共享享媒媒体体的的所所有有其其它它站站都都可可以以收收到到报报文文。因因此此，LAN生生来来是是不不具具有有保保密密性性的的。连连接接到到LAN的的任任何何两两个个站站都都可可以以直直接接使使用用公公共共物物理理媒媒体体进进行行点点到到点点的的通通信信，而而不不需需要要任任何何中中间间交交换换节节点点。

5、另另外外，为为了了仲仲裁裁对对共共享享媒媒体体的的使使用用权权，在在协协议议体体系系结结构构中中总总是是需需要要有有一一个个媒体访问控制子层媒体访问控制子层。4中科院研究生院 授课教师：鲁士文 2006.10.144.1 局域网络的体系结构局域网络的体系结构l第一单元中我们曾介绍过，在第一单元中我们曾介绍过，在OSI依赖于网络的层次中包括依赖于网络的层次中包括物理层、数据链路层和网络层。现在我们来看一看局域网的物理层、数据链路层和网络层。现在我们来看一看局域网的运行需要些什么层次。运行需要些什么层次。l传统的局域网传统的局域网有两个重要的特征。有两个重要的特征。第一第一，它用带地址的帧来，它用

6、带地址的帧来传送数据。传送数据。第二第二，不存在中间交换，所以不要求路由选择。，不存在中间交换，所以不要求路由选择。在以后的讨论中，我们将会看到，在环形局域网中使用转发在以后的讨论中，我们将会看到，在环形局域网中使用转发器，在基带局域网中也可以使用中继器或桥接器，但它们都器，在基带局域网中也可以使用中继器或桥接器，但它们都不含路由选择功能。局域网的这两个特征基本上确定了上述不含路由选择功能。局域网的这两个特征基本上确定了上述问题的答案。问题的答案。5中科院研究生院 授课教师：鲁士文 2006.10.144.1 局域网络的体系结构局域网络的体系结构l虽虽然然网网络络提提供供了了物物理理层层至至网

7、网络络层层的的3层层服服务务，但但由由于于局局域域网网的的特特征征，却却允允许许在在OSI的的两两个个层层上上实实现现这这些些服服务务。图图4-1示示出出了了IEEE 802委委员员会会所所描描述述的的局局域域网网体体系系结结构构与与OSI的的对对比比。局局域域网网的的数数据据链链路路层层提提供供的的功功能能，与与接接受受来来自自所所连连接接站站的的发发送送信信息息以以及及交交付付所所接接收收的的信信息息给给所所连连接接的站有关。这些功能包括：的站有关。这些功能包括：1.提提供供一一个个或或多多个个服服务务访访问问点点（SAP）。SAP是是两两个个相相邻邻层层之之间间的的逻逻辑接口。辑接口。2

8、.发送时将数据发送时将数据组装组装成带有地址和差错检测段的成带有地址和差错检测段的帧帧。3.接收时接收时拆卸拆卸帧帧，执行地址识别和差错检测。，执行地址识别和差错检测。4.管理链路管理链路上上的通信。的通信。6中科院研究生院 授课教师：鲁士文 2006.10.144.1 局域网络的体系结构局域网络的体系结构 7中科院研究生院 授课教师：鲁士文 2006.10.144.1 局域网络的体系结构局域网络的体系结构lIEEE IEEE 802802委委员员会会将将第第1 1项项功功能能定定义义为为逻逻辑辑链链路路控控制制（LLCLLC）子子层层，后后3 3项项功功能能则则被被放放在在另另一一个个独独立

9、立的的子子层层，称称为为媒媒体体访访问问控控制制（MACMAC）。之之所所以以这这样样划划分分，一一方方面面是是在在传传统统的的数数据据链链路路控控制制中中缺缺少少对对包包含含多多个个源源和和多多个个目目的的地地的的链链路路进进行行访访问问管管理理所所需需要要的的逻逻辑辑，另另一一方方面面在在局局域域网网上上同同一一LLCLLC可以有几种可以有几种MACMAC方式的选择。方式的选择。l在最低一层即在最低一层即物理层物理层上的功能比较明确，包括：上的功能比较明确，包括：1.1.信号的编码信号的编码/译码。译码。2.2.前导码（前缀）的生成前导码（前缀）的生成/除去（用于同步）除去（用于同步）3.

10、3.比特的发送比特的发送/接收。接收。另另外外，802802模模型型的的物物理理层层还还包包括括对对传传输输媒媒体体和和拓拓朴朴结结构构的的说说明明。一一般般而而言言，这这被被认认为为是是位位于于OSIOSI模模型型最最低低层层下下面面的的。然然而而，由由于于传传输输媒媒体体和和拓拓朴结构的选择对朴结构的选择对LANLAN设计至关重要，所以也被包括在设计至关重要，所以也被包括在LANLAN协议的描述中。协议的描述中。8中科院研究生院 授课教师：鲁士文 2006.10.14 4.2 逻辑链路控制逻辑链路控制lLLC子子层层用用于于由由IEEE 802及及FDDI规规定定的的所所有有媒媒体体的的访

11、访问问控控制制（MAC）标标准准，提提供供LLC用用户户之之间间通通过过MAC子子层层进进行行数数据据交交换换的的手手段段。LLC服服务务都都用用原原语语及及参参数数进进行行定定义义。这这些些原原语语和和参参数数在在提提供供LLC服服务务的的LLC实实体体和和以以LLC服服务务访访问问点点（SAP）标标识识的的LLC用用户户之之间间进行交换。进行交换。lIEEE 802.2逻逻辑辑链链路路控控制制（LLC）标标准准与与媒媒体体访访问问控控制（制（MAC）标准标准一起执行数据链路层的功能一起执行数据链路层的功能。9中科院研究生院 授课教师：鲁士文 2006.10.14 4.2 逻辑链路控制逻辑链

12、路控制l802.2标标准准总总的的说说来来是是基基于于HDLC数数据据链链路路控控制制协协议议，但但又又不不是是HDLC的的帧帧结结构构。HDLC关关于于位位填填充充、标标志志和和中中止止序序列列的的过过程程不不适适用用于于局局域域网，因此被网，因此被LLC删除删除。lLLC使使用用链链接接服服务务原原语语与与网网络络层层通通信信，使使用用媒媒体体访访问问原原语语与与MAC子子层层通通信信，并并且且通通过过传传送送LLC协协议议数数据据单单元元与与通通信信子子系系统统中中的的对对等等LLC实体通信。实体通信。10中科院研究生院 授课教师：鲁士文 2006.10.14 4.2 逻辑链路控制逻辑链

13、路控制l在在使使用用IEEE 802.2LLC时时，HDLC的的地地址址和和控控制制段段包含在包含在MAC帧格式数据段的开始位置。帧格式数据段的开始位置。lHDLC的的信信息息帧帧用用于于面面向向连连接接的的操操作作，而而无无编编号号帧帧则则用用于于不不需需要要确确认认的的无无连连接接操操作作。LLC对对HDLC的的异步平衡方式异步平衡方式作了若干修改，其中包括：作了若干修改，其中包括：*对于地址和控制段使用扩展格式（模对于地址和控制段使用扩展格式（模128编号）编号）*使用使用16位地址段（两个位地址段（两个8位）存放源和目标地址位）存放源和目标地址*加入新帧加入新帧UI、Test和和XID

14、11中科院研究生院 授课教师：鲁士文 2006.10.14 4.2 逻辑链路控制逻辑链路控制l LLC协协议议都都使使用用同同样样的的PDU格格式式，它它包包括括4个个字字段：段：DSSP段、段、SSAP段、控制段和信息段）。段、控制段和信息段）。l有有两两个个8位位地地址址段段：目目标标服服务务访访问问点点（DSAP）段段和和源源服服务务访访问问点点（SSAP）段段，表表示示上上层层即即网网络络层层协协议议。每每个个地地址址段段包包括括1个个7位位地地址址及及1个个控控制制位位。在在DSAP段段，控控制制位位标标示示它它是是单单地地址址还还是是组组地地址址。在在SSAP段段，控控制制位位标标

15、明明此此PDU是是命命令令还还是响应是响应。12中科院研究生院 授课教师：鲁士文 2006.10.144.2 逻辑链路控制逻辑链路控制 13中科院研究生院 授课教师：鲁士文 2006.10.14 4.2 逻辑链路控制逻辑链路控制lLLC协协议议的的控控制制段段标标识识特特别别的的PDU，并并表表示示各各种种控控制制功功能能，其其长长度度可可以以是是8位位或或16位位，取取决决于于PDU的的类类别别。16位位用用于于包包括括顺顺序序编编号号的的格格式式，即即信信息息帧帧和和监监控控帧帧，8位位用用于于不不包包括括顺顺序序编编号号的的格格式式，即即无无编编号号帧帧。一一个个PDU能能从从两两个个方

16、方面面来来表表征征，一一方方面面看看它它是是命命令令还还是是响响应应；另另一一方方面面看看它它是是信信息息传传送送PDU、监监控控PDU还还是是无无编编号号PDU。信信息息段段的的长长度度等等于于或或大大于于零零，但但其其位位数数必必须须是是8的的整整数数位位，其其上上限限依依赖赖于于所所使使用用的介质访问控制方法。的介质访问控制方法。14中科院研究生院 授课教师：鲁士文 2006.10.14 4.2 逻辑链路控制逻辑链路控制lLLC协议使用协议使用3种无编号种无编号PDU：UI、XID及及TEST。lUI用于发送用户数据。这里不存在确认、流量控制或差错检测机制，用于发送用户数据。这里不存在确认、流量控制或差错检测机制，不过不过MAC子层有差错检测及丢弃功能。因而，不能保证子层有差错检测及丢弃功能。因而，不能保证UI一定会成功一定会成功地被接收。地被接收。lXID用于交换身份标识，可用用于交换身份标识，可用XID在两个站之间交换标识以及两个站的在两个站之间交换标识以及两个站的特征（能力）。其信息段的实际设计依赖于具体的实现。特征（能力）。其信息段的实际设计依赖于具体的实现。lTEST