计算机网络第三章(2)——MAC子层/局域网

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一、多路访问协议

1.随机访问协议(冲突不可避免)

(1)ALOHA协议。 (掌握两种ALOHA协议的工作原理)

①纯ALOHA协议

小概念:

  • 帧时:发送一个标准长的帧所需的时间。

原理:

  • 想发就发

特点:

  • 冲突:两个或以上的帧
  • 随时可能冲突
  • 冲突的帧完全破坏,破坏了的帧要重传
  • 纯ALOHA信道的利用率最高为18.4%

②分隙ALOHA协议

原理:

  • 分隙ALOHA是把时间分成时隙(时槽)
  • 时隙的长度对应一帧的传输时间。
  • 帧的发送必须在时隙的起点。
  • 冲突只发生在时隙的起点

(2)CSMA协议(载波侦听多路访问协议)(掌握CSMA工作原理及核心所在)

①CSMA

持续式(1-持续式)CSMA
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②CSMA/CD

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原理

  • “先听后发、边发边听”

过程

  • ①经侦听,如介质空闲,则发送。
  • ②如介质忙,持续侦听,一旦空闲立即发送。
  • ③如果发生冲突,等待一个随机分布的时间再重复步骤①

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下图为使用二进制指数后退的CSMA/CD
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2.受控访问协议(克服了冲突)(不要求)

3.有限竞争协议(利用以上二者的优势)(不要求)

二、以太网

1.经典以太网(主机运行CSMA/CD协议)

掌握经典以太网的拓扑

  • 总线拓扑

  • 星型拓扑

  • 环型拓扑

  • 共同点:共享一根信道

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掌握经典以太网的帧结构

最小64帧符合冲突窗口要求。

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  • MAC帧格式:(a) DIX Ethernet V2 (b) IEEE 802.
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2.交换式以太网

掌握交换式以太网的特征

(1)使用hub(集线器)

集线器会使更大的局域网都在一个冲突域中,限制了网络的可拓展性。而我们的目标的将冲突域变小,最好一台电脑一个。
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(2)使用switch(交换机)

交换机是以太网的核心。它根据mac帧的目的地址对收到的帧进行转发。它能隔绝冲突域。
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(3)二者对比

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三、数据链路交换原理

掌握数据链路层交换原理

使用数据链路层设备分割冲突与

1.Bridge(网桥)

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通过逆向学习源地址,获取主机所在位置、构建MAC地址表、转发帧。
电脑发送数据,是一定会传到所在冲突域对应的网桥端口,以及自己冲突与内所有的电脑的。以下的是在网桥端口处的处理过程。
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2.交换机

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交换机的三种交换模式

(1)存储转发模式

必须收到整个帧、执行CRC校验,才开始转发。
延迟最大
不转发出错帧、支持非对称交换。
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(2)直通模式

一旦接收到帧的目的地址,就开始转发
延迟非常小,可以边入边出
可能转发错误帧、不支持非对称交换
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(3)无碎片化模式

接收到帧的前64字节,即开始转发
仍可能转发错误帧,不支持非对称交换
过滤了冲突碎片,延迟和转发错帧介于存储转发和直通交换之间
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生成树协议(之后补)

虚拟局域网(之后补)

掌握MAC地址表的维护

了解CSMA/CA

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