第4章 网络技术基础 4.1 以太网络 4.1.1 以太网体系结构 4.1.2 带有碰撞检测的载波侦听多路访问CSMA/CD 4.1.3 MAC帧 4.1.4 Ethernet网卡的构成 4.1.5 网卡与通信介质的连接 4.1.6 以太网组网示例 4.2 交换式局域网 4.2.1 交换的基本概念 4.2.2 交换的实现方法 4.2.3 全双工交换式局域网 4.3 100BASE-T和千兆快速以太网络技术 4.3.1 100BASE-T快速以太网 4.3.2 千兆位（Gigabit）以太网

第4章 网络技术基础 4.4 光纤分布数据接口FDDI网络 4.4.1 FDDI网络的结构 4.4.2 FDDI网络的基本概念 4.4.3 FDDI的操作原理 4.4.4 FDDI 网络的优点 4.4.5 FDDI/100BASE-T/交换式局域网技术的比较 4.5 ATM高速网络技术 4.5.1 ATM的基本概念 4.5.2 ATM的信元格式 4.5.3 ATM规程 4.5.4 ATM网络的局域网仿真

第4章 网络技术基础 4.6 虚拟网络技术 4.7 X.25、帧中继（FR）网络连接 4.7.1 X.25 4.7.2 帧中继 4.8 ISDN 综合业务数字网 4.9 ADSL技术 4.10 无线局域网

IEEE802标准与局域网 LAN特性 覆盖范围有限 数据率较高 误码率较低 支持广播或组播 单一管理 拓扑结构 总线型、星型、环型、树型 hub stations hub stations hub station 拓扑结构 总线型、星型、环型、树型 传输媒体 双绞线、同轴电缆、光纤、无线 媒体访问技术 按协议实现信道共享 hub router server

LAN参考模型  物理层：透明传输位流，规定信号编码、传输媒体、拓扑结构及数据率 OSI 高层 IEEE 802 网络层 SAP （） （） （） 网络层 逻辑链路控制 LLC 数据链路层 介质访问控制 MAC 物理层 物理层  物理层：透明传输位流，规定信号编码、传输媒体、拓扑结构及数据率

LAN的数据链路层 按功能划分为两个子层：LLC和MAC  功能分解的目的：将功能中与硬件相关的部分和与硬件无关的部分进行区分，降低研究和实现的复杂度。  与传统的数据链路层的区别：  LAN链路支持多重访问，支持成组地址和广播  支持MAC链路访问控制功能  提供某些网络层的功能，如网络服务访问点、多路复用...  MAC子层功能：成帧/拆帧， 实现、维护MAC协议，位差错检测，寻址  LLC子层功能：向高层提供SAP，建立/释放逻辑连接，差错控制，帧序号处理，某些网络层功能  LAN对LLC子层透明，仅在MAC子层才可见LAN的标准（LAN标准的区别在MAC子层）

主要的LAN标准 802.1 概述、体系结构、网络互连 802.2 LLC 802.3 CSMA/CD 802.4 Token Bus 802.1 概述、体系结构、网络互连 802.2 LLC 802.3 CSMA/CD 802.4 Token Bus 802.5 Token Ring 802.6 分布队列双总线DQDB --MAN标准 FDDI 光纤分布数据接口FDDI Standard LAN/MAN Ethernet and IEEE 802.3 - The major LAN technologies, it runs the largest number of LANs. Token Bus -- Bus topoly with logical ring connection Token Ring -- From IBM, it followed Ethernet and is now widely used in the large number of IBM networks. FDDI -- Also using tokens, it is now a popular campus LAN. DQDB -- use in Metropolitan Area Network 802.3 CSMA/CD 802.4 Token Bus 802.5 Token Ring 802.6 DQDB FDDI 802.2 LLC 数据链路层 物理层

MAC子层的地址问题  IEEE802标准为每个DTE规定了一个48位的全局地址，相当于站点的唯一标识符，与其物理位置无关  MAC地址字段可以采用两种形式之一： 6B 全球范围， 2B 单位范围  地址块：地址字段的前3个字节（高24位）由IEEE统一分配给厂商，低24位由厂商分配  地址类型标识：地址字段的第一字节的最低位I/G 0 -- 单个站地址 1 -- 组地址  地址范围标识：地址字段的第一字节的最低第二位U/L 0 -- 局部管理 1 -- 全局管理 1 1 46 1 15 I/G U/L 46位地址 I/G 15位地址

4.1 以太网络 以太网（Ethernet）是在70年代开发的局域网组网规范，80年代初首次公布初版，1982年又进行了修改。不久又公布了与IEEE（电子电气工程师协会） 802.3一致的以太网规范。 70年代中期由Xerox Palo Alto Research Center (Bob Metcalfe) 提出，数据率为2.94M，称为Ethernet 后来由DEC, Intel and Xerox (DIX 标准)改进为10M标准 1985年定名为IEEE 802.3，即使用1坚持的CAMA/CD协议的 LAN标准，数据率从1M到10M，支持多种传输媒体 Ethernet是指基带总线LAN Ethernet和IEEE 802.3的帧格式不同

4.1.1 以太网体系结构 一个为媒体相关接口（MDI）, 一个为连接单元接口（AUI）。 其中媒体相关接口随媒体而改变，但不影响LLC和MAC的工作；连接单元接口，也就是在粗缆以太网情况下的收发器电缆接口，因为在细缆和双绞线情况下AUI已经不存在，这种接口在标准中定为选项。 这层的功能包括：信号的编码／译码，前导码的生成／去除（用于同步），数据流的发送／接收等。

4.1.2 带有碰撞检测的载波侦听多路访问 CSMA/CD  工作原理：边发送边监听。若监听到冲突，则冲突双方都立即停止发送。信道很快空闲，从而提高效率。  1-坚持的CSMA/CD：监听到信道空闲就立即发送数据，并继续监听；若监听到冲突，则立即放弃发送  冲突检测方法：  比较接收到的信号电压的大小  检测曼彻斯特编码的过零点  比较接收到的信号与刚发出的信号  站点检测到冲突后，往往发送人为干扰信号，强化冲突，以通知其他站点  退避算法：以截断二进制指数类型，来决定重发时延 从 0, 1, 2, ..., 2k-1  中随机取一个数r，重发时延 = r  基本重发时延 其中 k = min[ 重发次数，10 ] 动态退避算法 在这种方式中，一个工作站在发送前，首先使用载波侦听协议侦听媒体上是否有收发活动，也就是载波是否存在。当侦听到媒体空闲时，立即开始进行传输。如果侦听到有载波存在，工作站便推迟自己的传输，退避一段时间后再试。如果两个工作站同时试图进行传输，将会造成彼此间的干扰，这种现象称为碰撞。这是一种正常现象，因为媒体上连接的所有工作站的发送都基于媒体上是否有载波，所以称为载波侦听多路访问（CSMA）。 为保证这种操作机制能够运行，还需要具备检测有无碰撞的机制，这便是碰撞检测（CD）。也就是说，工作站在发送过程中仍要不断检测是否出现碰撞。如果在发送过程中有碰撞发生，工作站发送一个短的干扰（jam）信号，以保证所有的站点都知道出现了碰撞，发送完干扰信号后，等待一段随机时间，然后再重新尝试发送。 信号在网络上传播有一定时延，在这种情况下可能导致出现碰撞。在局域网上某一工作站已开始发送，由于这种传播时延，而另外一个工作站尚未检测到第一站的传输也启动发送，从而造成碰撞。 在局域网中帧的长度要足够长，使它在发完之前就能检测到碰撞。检测到碰撞之后，涉及该次碰撞的站要丢弃各自开始的传输，转而继续发送一种特殊的干扰信号，使碰撞更加严重，以便警告LAN上的所有工作站出现了碰撞，然后两个碰撞的站都采取退避策略，设置一个随机间隔时间，当此时间间隔后才能重新启动发送。退避时间为一个服从均匀分布的随机量。碰撞产生的重传会加大了网络的通信流量，所以当出现多次碰撞后，它应退避一个较长的时间，以减少碰撞的产生。当然帧的长度最长也有限制，这是由于发送站和接收站的缓冲器容量总有一限度，同时如果一个工作站发送的帧太长，将妨碍其它工作站的使用。

A 和 B 在总线的两端 (1) 在0时刻开始 发送 A B A (2) 大约在  -d 时刻到达 B B (4) 冲突信号在 2 在 时刻发生冲突 B A B 帧发送时延必须超过 2 ，以防止在第一位数据到达总线最远端之前，数据已全部发送完毕，从而引起冲突；而发送方却误以为已帧成功发送 此时隙时间为 51.2 ms，即512 为bit，64字节 最小帧长为 64字节 (不包括前同步码) 因此数据字段最少为 46 字节

CSMA/CD媒体访问方法的规则： ⑴ 如果媒体信道空闲，则可进行发送，否则转到第2步。 ⑵ 如果媒体信道忙（有载波），则继续对信道进行侦听。一旦发现空闲，就进行发送。 ⑶ 如果在发送过程中检测到碰撞，则停止正常发送，转而发送一个短的干扰（jam）信号，使网上所有站都知道出现了碰撞。 ⑷ 发送了干扰信号后，退避一段随机时间，重新尝试发送，转到第1步。

4.3.3组网方式（IEEE 802.3 规范） 不同标准 10Base5 -- 粗缆Ethernet 10BaseT -- 双绞线 10BaseF -- 光缆 10Broad36 -- 宽带 10 Base 5 数据率（Mbps） 段最大长度（百米） 基带或宽带

3.1.1 传输介质 双绞线 同轴电缆 光纤 无线介质 无线电、短波、微波、卫星、光波

双绞线 内导体芯线 绝缘 箔屏蔽 铜屏蔽 外套

屏蔽双绞线 (STP) 非屏蔽双绞线 (UTP) 3类、5类 双绞线外没有任何附加屏蔽 以箔屏蔽以减少 干扰和串音