7.局域网技术专题

本章内容体系:

1.局域网的概念

局域网的拓扑结构:

  • 总线型拓扑结构(10M以太网) 曼彻斯特编码进行传播(多个信号同时发出时,通信波形会畸变)
  • 星型的拓扑结构(交换式以太网)
  • 环形的拓扑结构(对应局域网标准中的令牌环网)

令牌环网的特点:必须有一个空令牌,循环机制,找到接收信号的主机C。

总之一台主机要接收信息,必须要捕获到一个空令牌,才可以利用空令牌进行信息的传递。

以太网:竞争机制(各主机对总线的使用进行竞争!)

2.IEEE 802标准

IEEE 802的其它子标准:

3.以太网技术-CSMA/CD协议

总线型拓扑以太网:多主机共用一条总线。

问题1:由于总线型以太网利用曼彻斯特编码进行传输,所以当多个主机同时发出信号时,总线链路在同一时间被使用,信号波形会产生“畸变”,必然不会等于任意节点发出的信号波形,导致接收到的信息无效。

3.1 解决信道信号冲突问题

用CSMA/CD协议

使用CSMA/CD具体实现过程:载波监听、冲突检测协议

A→ B

  1. 首先进行载波监听:判断共用信道是否处于空闲的状态。若信道空闲,A可以把信息发送出去;若信道忙碌,信息不发出去。
  • 非坚持监听算法:是等一段时间T,再去监听信道状态。
  • 1-坚持型监听算法:检测到信道忙碌状态时,不等待一段时间T再去监听,而是持续地监听信道状态

与非坚持监听算法的效率相比,坚持型监听算法信道利用效率更高;信号冲突率也是后者高于前者。

  • P-坚持型监听算法:两种算法的折中。当发现信道为空时,一个发送信息,一个推迟T时间发送。
  1. 再次进行冲突检测:由于以太网的端到端信号传输存在时延,A检测信道为空时发出信息(给B),在信息未达到B端口时,B检测到信道也为空,于是B也可以发出信号。发出后两个信息的信号产生了冲突。

注意:

争用期必须满足-->=2T (即大于等于 两倍的传输时延),f否则加入信号依旧会产生冲突。

最短帧长计算公式:

信道长度:信道最多接4个端口,每个端口500m,而信道传输速度为定值。所以传输时延有上限值。

因为带宽可以变化,故可求出 最短帧长。

  1. 最后如果发现冲突,停止发送
  2. 然后进入随机延迟重发

冲突检测:

停止重传:

随机延迟重发:

3.2 解决主机标记问题

MAC地址(48位)

-前24位是电脑自带的固定、相同的供应商标识,后24位是供应商进行标号(可识别不同主机)的地址

-前24位的第8位很重要!!!若第8位为0,则说明是 物理地址;若第8位为1,则说明是逻辑地址。

  1. 0--物理地址(单播地址) :只支持1对1主机通信。
  2. 1--逻辑地址(组播地址):支持1对1组(多主机)通信。

若48位全为1,这个地址为 广播MAC地址,为表示方便,通常用16进制表示。

3.3 数据帧格式是否统一的问题

主机间通信发送的数据帧格式,需要遵循统一的规范。


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