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1、计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网第第5章章 局局 域域 网网5.1 5.1 局域网概述局域网概述局域网概述局域网概述5.2 5.2 传统以太网传统以太网传统以太网传统以太网5.3 5.3 以太网的以太网的以太网的以太网的MACMAC层层层层5.4 5.4 扩展的局域网扩展的局域网扩展的局域网扩展的局域网5.5 5.5 虚拟局域网虚拟局域网虚拟局域网虚拟局域网5.6 5.6 高速以太网高速以太网高速以太网高速以太网5.7 5.7 其他种类的高速局域网其他种类的高速局域网其他种类的高速局域网其他种类的高速局域网5.8 5.8 无线局域网无线局域网无线局域网无线局域网退出退出
2、计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.1 局域网概述局域网概述局域网最主要的特点是：局域网最主要的特点是：局域网最主要的特点是：局域网最主要的特点是：网络为一个单位所拥有，网络为一个单位所拥有，网络为一个单位所拥有，网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限且地理范围和站点数目均有限且地理范围和站点数目均有限且地理范围和站点数目均有限。局域网具有如下的一些主要优点：局域网具有如下的一些主要优点：局域网具有如下的一些主要优点：局域网具有如下的一些主要优点：（1 1）能能能能方方方方便便便便地地地地共共共共享享享享昂昂昂昂贵贵贵贵的的的的外外外外部部部部设设设设备备备备
3、、主主主主机机机机以以以以及及及及软软软软件、数据。从一个站点可访问全网。件、数据。从一个站点可访问全网。件、数据。从一个站点可访问全网。件、数据。从一个站点可访问全网。（2 2）便便便便于于于于系系系系统统统统的的的的扩扩扩扩展展展展和和和和逐逐逐逐渐渐渐渐地地地地演演演演变变变变，各各各各设设设设备备备备的的的的位位位位置可灵活调整和改变。置可灵活调整和改变。置可灵活调整和改变。置可灵活调整和改变。（3 3）提高了系统的可靠性、可用性和残存性。）提高了系统的可靠性、可用性和残存性。）提高了系统的可靠性、可用性和残存性。）提高了系统的可靠性、可用性和残存性。计计算算机机网网络络教教程程第第5
4、章章 局局 域域 网网图图图图5-1(5-1(a)a)是星形网。近年来由于是星形网。近年来由于是星形网。近年来由于是星形网。近年来由于集线器集线器集线器集线器( (hub)hub)的出的出的出的出现和双绞线大量用于局域网中，星形以太网以及多级现和双绞线大量用于局域网中，星形以太网以及多级现和双绞线大量用于局域网中，星形以太网以及多级现和双绞线大量用于局域网中，星形以太网以及多级星形结构的以太网获得了非常广泛的应用。图星形结构的以太网获得了非常广泛的应用。图星形结构的以太网获得了非常广泛的应用。图星形结构的以太网获得了非常广泛的应用。图5-1(5-1(b)b)是是是是环形网环形网环形网环形网，最
5、典型的就是，最典型的就是，最典型的就是，最典型的就是令牌环形网令牌环形网令牌环形网令牌环形网( (token ring)token ring)，它又它又它又它又称为令牌环。图称为令牌环。图称为令牌环。图称为令牌环。图5-1(5-1(c)c)为为为为总线网总线网总线网总线网，各站直接连在总线上。，各站直接连在总线上。，各站直接连在总线上。，各站直接连在总线上。总线网可使用两种协议。一种是传统以太网使用的总线网可使用两种协议。一种是传统以太网使用的总线网可使用两种协议。一种是传统以太网使用的总线网可使用两种协议。一种是传统以太网使用的CSMA/CDCSMA/CD，另一种是令牌传递总线网。图另一种是
6、令牌传递总线网。图另一种是令牌传递总线网。图另一种是令牌传递总线网。图5-1(5-1(d)d)是树是树是树是树形网，它是总线网的变型。形网，它是总线网的变型。形网，它是总线网的变型。形网，它是总线网的变型。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网媒体共享技术可分为如下两大类：媒体共享技术可分为如下两大类：媒体共享技术可分为如下两大类：媒体共享技术可分为如下两大类：（1 1）静态划分信道）静态划分信道）静态划分信道）静态划分信道这这这这种种种种划划划划分分分分信信信信道道道道的的的的方方方方法法法法不不不不够够够够灵灵灵灵活
7、活活活，不不不不适适适适合合合合于于于于局局局局域域域域网网网网和某些广播信道的网络使用。和某些广播信道的网络使用。和某些广播信道的网络使用。和某些广播信道的网络使用。（2 2）动态媒体接入控制）动态媒体接入控制）动态媒体接入控制）动态媒体接入控制它它它它又又又又称称称称为为为为多多多多点点点点接接接接入入入入( (multiple multiple access)access)，其其其其特特特特点点点点是是是是信信信信道道道道并并并并非非非非在在在在用用用用户户户户通通通通信信信信时时时时固固固固定定定定分分分分配配配配给给给给用用用用户户户户。这这这这里里里里又又又又分分分分为为为为以以以
8、以下两类：下两类：下两类：下两类： 随随随随机机机机接接接接入入入入，随随随随机机机机接接接接入入入入的的的的特特特特点点点点是是是是所所所所有有有有的的的的用用用用户户户户可可可可随随随随机机机机地发送信息。地发送信息。地发送信息。地发送信息。 受受受受控控控控接接接接入入入入，受受受受控控控控接接接接入入入入的的的的特特特特点点点点是是是是用用用用户户户户不不不不能能能能随随随随机机机机地地地地发发发发送信息而必须服从一定的控制。送信息而必须服从一定的控制。送信息而必须服从一定的控制。送信息而必须服从一定的控制。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.2 传统以太网传统
9、以太网“ “传传传传统统统统以以以以太太太太网网网网” ”表表表表示示示示最最最最早早早早进进进进入入入入市市市市场场场场的的的的10 10 Mbit/sMbit/s速速速速率率率率的以太网。的以太网。的以太网。的以太网。5.2.1 以太网的工作原理以太网的工作原理1 1 1 1以太网的两个标准以太网的两个标准以太网的两个标准以太网的两个标准局局局局域域域域网网网网的的的的数数数数据据据据链链链链路路路路层层层层拆拆拆拆成成成成两两两两个个个个子子子子层层层层，即即即即逻逻逻逻辑辑辑辑链链链链路路路路控控控控制制制制LLC LLC (Logical (Logical Link Link Con
10、trol)Control)子子子子层层层层和和和和媒媒媒媒体体体体接接接接入入入入控控控控制制制制MAC MAC (Medium (Medium Access Access Control)Control)子子子子层层层层。与与与与接接接接入入入入到到到到传传传传输输输输媒媒媒媒体体体体有有有有关关关关的的的的内内内内容容容容都都都都放放放放在在在在MACMAC子子子子层层层层，而而而而LLCLLC子子子子层层层层则则则则与与与与传传传传输输输输媒媒媒媒体体体体无无无无关关关关，不不不不管管管管采采采采用用用用何何何何种种种种协协协协议议议议的的的的局局局局域域域域网网网网对对对对LLCLLC
11、子子子子层层层层来来来来说是都透明的，如图说是都透明的，如图说是都透明的，如图说是都透明的，如图5-25-2所示。所示。所示。所示。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网本本本本章章章章介介介介绍绍绍绍的的的的以以以以太太太太网网网网主主主主要要要要都都都都是是是是假假假假定定定定数数数数据据据据链链链链路路路路层层层层只只只只有有有有一一一一个个个个MACMAC层层层层而而而而不不不不考考考考虑虑虑虑LLCLLC子子子子层层层层。这这这这样样样样做做做做对对对对以以以以太太太太网网网网工工工工作作作作原理的讨论会更加简
12、洁。原理的讨论会更加简洁。原理的讨论会更加简洁。原理的讨论会更加简洁。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网2 2 2 2网卡的作用网卡的作用网卡的作用网卡的作用网络接口板又称为网络接口板又称为网络接口板又称为网络接口板又称为通信适配器通信适配器通信适配器通信适配器( (adapter)adapter)或或或或网络接网络接网络接网络接口卡口卡口卡口卡NIC (Network Interface Card)NIC (Network Interface Card)，但现在更多的人但现在更多的人但现在更多的人但现在更多的人愿意使用更为简单的名称愿意使用更为简单的名称愿意使用更为简单
13、的名称愿意使用更为简单的名称“ “网卡网卡网卡网卡” ”。网卡和计算机之。网卡和计算机之。网卡和计算机之。网卡和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的间的通信则是通过计算机主板上的间的通信则是通过计算机主板上的间的通信则是通过计算机主板上的I/OI/O总线以并行传输总线以并行传输总线以并行传输总线以并行传输方式进行的，如图方式进行的，如图方式进行的，如图方式进行的，如图5-35-3所示。所示。所示。所示。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网网卡不是完全自治的单元，通常称为网卡不是完全自治的单元，通常称为网卡不是完全自治
14、的单元，通常称为网卡不是完全自治的单元，通常称为半自治单元半自治单元半自治单元半自治单元。当网卡收到一个有差错的帧时，它就丢弃此帧而不必当网卡收到一个有差错的帧时，它就丢弃此帧而不必当网卡收到一个有差错的帧时，它就丢弃此帧而不必当网卡收到一个有差错的帧时，它就丢弃此帧而不必通知它所插入的计算机。当网卡收到一个正确的帧时，通知它所插入的计算机。当网卡收到一个正确的帧时，通知它所插入的计算机。当网卡收到一个正确的帧时，通知它所插入的计算机。当网卡收到一个正确的帧时，它就使用中断来通知该计算机并交付给网络层。当计它就使用中断来通知该计算机并交付给网络层。当计它就使用中断来通知该计算机并交付给网络层。
15、当计它就使用中断来通知该计算机并交付给网络层。当计算机要发送一个算机要发送一个算机要发送一个算机要发送一个IPIP数据报时，就由协议栈向下交给网数据报时，就由协议栈向下交给网数据报时，就由协议栈向下交给网数据报时，就由协议栈向下交给网卡组装成帧后发送到局域网。卡组装成帧后发送到局域网。卡组装成帧后发送到局域网。卡组装成帧后发送到局域网。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网3 3 3 3CSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD协议协议协议协议以以以以太太太太网网网网将将将将许许许许多多多多计计计计算算算算机机机机都都都都连连连连接接接接到到到到一一一一根根根根
16、总总总总线线线线上上上上。当当当当初初初初认认认认为为为为这这这这样样样样的的的的连连连连接接接接方方方方法法法法既既既既简简简简单单单单又又又又可可可可靠靠靠靠。总总总总线线线线的的的的特特特特点点点点是是是是：当当当当一一一一台台台台计计计计算算算算机机机机发发发发送送送送数数数数据据据据时时时时，总总总总线线线线上上上上的的的的所所所所有有有有计计计计算算算算机机机机都都都都能能能能检检检检测测测测到到到到这这这这个个个个数数数数据据据据。这这这这种种种种通通通通信信信信方方方方式式式式是是是是广广广广播播播播通通通通信信信信。但但但但我我我我们们们们并并并并不不不不总总总总是是是是希希
17、希希望望望望使使使使用用用用广广广广播播播播通通通通信信信信。为为为为了了了了在在在在总总总总线线线线上上上上实实实实现现现现一一一一对对对对一一一一的的的的通通通通信信信信，可可可可以以以以使使使使每每每每一一一一台台台台计计计计算算算算机机机机拥拥拥拥有有有有一一一一个个个个与与与与其其其其他他他他计计计计算算算算机机机机都都都都不不不不同同同同的的的的地地地地址址址址。在在在在发发发发送送送送数数数数据据据据帧帧帧帧时时时时，在在在在帧帧帧帧的的的的首首首首部部部部写写写写明明明明接接接接收收收收站站站站的的的的地地地地址址址址。现现现现在在在在的的的的电电电电子子子子技技技技术术术术可
18、可可可以以以以很很很很容容容容易易易易地地地地做做做做到到到到：仅仅仅仅当当当当数数数数据据据据帧帧帧帧中中中中的的的的目目目目的的的的地地地地址址址址与与与与计计计计算算算算机机机机的的的的地地地地址址址址一一一一致致致致时时时时，该该该该计计计计算算算算机机机机才才才才能能能能接接接接收收收收这这这这个个个个数数数数据据据据帧帧帧帧。计计计计算算算算机机机机对对对对不不不不是是是是发发发发送送送送给给给给自自自自己的数据帧，则一律不接收。己的数据帧，则一律不接收。己的数据帧，则一律不接收。己的数据帧，则一律不接收。图图图图5-45-4是上述概念的示意图。是上述概念的示意图。是上述概念的示意
19、图。是上述概念的示意图。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网为了通信的简便，以太网采取了两种方法。第一，为了通信的简便，以太网采取了两种方法。第一，为了通信的简便，以太网采取了两种方法。第一，为了通信的简便，以太网采取了两种方法。第一，采用采用采用采用无连接无连接无连接无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直的工作方式，即不必先建立连接就可以直的工作方式，即不必先建立连接就可以直的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据。第二，不要求收到数据的目的站发回确接发送数据。第二，不要求收到数据的目的站发回确接发送数据。
20、第二，不要求收到数据的目的站发回确接发送数据。第二，不要求收到数据的目的站发回确认。不要确认的理由是局域网信道的质量很好，因信认。不要确认的理由是局域网信道的质量很好，因信认。不要确认的理由是局域网信道的质量很好，因信认。不要确认的理由是局域网信道的质量很好，因信道质量产生差错的概率是很小的。因此，道质量产生差错的概率是很小的。因此，道质量产生差错的概率是很小的。因此，道质量产生差错的概率是很小的。因此，以太网提供以太网提供以太网提供以太网提供的服务是不可靠的交付的服务是不可靠的交付的服务是不可靠的交付的服务是不可靠的交付，即，即，即，即尽最大努力的交付尽最大努力的交付尽最大努力的交付尽最大努
21、力的交付。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网以以以以太太太太网网网网采采采采用用用用的的的的协协协协调调调调方方方方法法法法是是是是使使使使用用用用一一一一种种种种特特特特殊殊殊殊的的的的协协协协议议议议，即即即即 CSMA/CD CSMA/CD (Carrier (Carrier Sense Sense Multiple Multiple Access Access with with Collision Collision Detection) Detection) 载载载载波波波波监监监监听听听听多多多多点点点点接接接接入入入入/ / / /碰碰碰碰撞撞撞撞检检检检
22、测测测测。下下下下面是面是面是面是CSMA/CDCSMA/CD的要点。的要点。的要点。的要点。“ “多点接入多点接入多点接入多点接入” ”“ “载波监听载波监听载波监听载波监听” ”“ “碰撞检测碰撞检测碰撞检测碰撞检测” ”计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网因为电磁波在总线上总是以有限的速率传播的。因为电磁波在总线上总是以有限的速率传播的。因为电磁波在总线上总是以有限的速率传播的。因为电磁波在总线上总是以有限的速率传播的。因此当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非因此当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非因此当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非因此当某个站
23、监听到总线是空闲时，也可能总线并非是空闲的。如图是空闲的。如图是空闲的。如图是空闲的。如图5-55-5所示的例子可以说明这种情况。所示的例子可以说明这种情况。所示的例子可以说明这种情况。所示的例子可以说明这种情况。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网显显显显然然然然，在在在在使使使使用用用用CSMA/CDCSMA/CD协协协协议议议议时时时时，一一一一个个个个站站站站不不不不可可可可能能能能同同同同时时时时进进进进行行行行发发发发送送送送和和和和接接接接收收收收。因因因因此此此此使使使使用用用用CSMA/CDCSMA/
24、CD协协协协议议议议的的的的以以以以太太太太网网网网不不不不可可可可能能能能进进进进行行行行全全全全双双双双工工工工通通通通信信信信而而而而只只只只能能能能进进进进行行行行双双双双向向向向交交交交替替替替通通通通信信信信( (半半半半双双双双工通信工通信工通信工通信) )。每每每每一一一一个个个个站站站站在在在在自自自自己己己己发发发发送送送送数数数数据据据据之之之之后后后后的的的的一一一一小小小小段段段段时时时时间间间间内内内内，存存存存在在在在着着着着遭遭遭遭遇遇遇遇碰碰碰碰撞撞撞撞的的的的可可可可能能能能性性性性。以以以以太太太太网网网网的的的的这这这这一一一一特特特特点点点点称称称称为
25、为为为发发发发送的不确定性送的不确定性送的不确定性送的不确定性。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网4 4 4 4争用期争用期争用期争用期以太网的端到端往返时延以太网的端到端往返时延以太网的端到端往返时延以太网的端到端往返时延2 2 称为称为称为称为争用期争用期争用期争用期( (contention period)contention period)。争用期又称为。争用期又称为。争用期又称为。争用期又称为碰撞窗口碰撞窗口碰撞窗口碰撞窗口( (collision window)collision window)。为为为为了了了了使使使使每每每每个个个个站站站站都都都都能能能能
26、尽尽尽尽可可可可能能能能早早早早地地地地知知知知道道道道是是是是否否否否发发发发生生生生了了了了碰碰碰碰撞撞撞撞，以以以以太太太太网网网网还还还还采采采采取取取取一一一一种种种种叫叫叫叫做做做做强强强强化化化化碰碰碰碰撞撞撞撞的的的的措措措措施施施施。这这这这就就就就是是是是当当当当发发发发送送送送数数数数据据据据的的的的站站站站一一一一旦旦旦旦发发发发现现现现发发发发生生生生了了了了碰碰碰碰撞撞撞撞时时时时，除除除除了了了了立立立立即即即即停停停停止止止止发发发发送送送送数数数数据据据据外外外外，还还还还要要要要再再再再继继继继续续续续发发发发送送送送若若若若干干干干比比比比特特特特的的的的
27、人人人人为为为为干干干干扰扰扰扰信信信信号号号号( (jamming jamming signal)signal)，以以以以便便便便让让让让所所所所有有有有用用用用户户户户都都都都知知知知道道道道现现现现在在在在已已已已经发生了碰撞如图经发生了碰撞如图经发生了碰撞如图经发生了碰撞如图5-65-6所示。所示。所示。所示。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.2.2 传统以太网的连接方法传统以太网的连接方法传统以太网可使用的传输媒体有四种，即粗缆、传统以太网可使用的传输媒体有四种，即粗缆、传统以太网可使用的传输媒体有四种
28、，即粗缆、传统以太网可使用的传输媒体有四种，即粗缆、细缆、铜线和光缆。细缆、铜线和光缆。细缆、铜线和光缆。细缆、铜线和光缆。图图图图5-75-7在在在在MACMAC层下面给出了对应于这四种传输媒体层下面给出了对应于这四种传输媒体层下面给出了对应于这四种传输媒体层下面给出了对应于这四种传输媒体的物理层，即的物理层，即的物理层，即的物理层，即1010BASE5(BASE5(粗缆粗缆粗缆粗缆) )、1010BASE2(BASE2(细缆细缆细缆细缆) )、1010BASE-T(BASE-T(双绞线双绞线双绞线双绞线) )和和和和1010BASE-F (BASE-F (光缆光缆光缆光缆) )。图图图图5
29、-85-8给出了用铜缆或铜线连接到以太网的示意图。给出了用铜缆或铜线连接到以太网的示意图。给出了用铜缆或铜线连接到以太网的示意图。给出了用铜缆或铜线连接到以太网的示意图。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网粗粗粗粗缆缆缆缆以以以以太太太太网网网网是是是是最最最最初初初初使使使使用用用用的的的的以以以以太太太太网网网网，其其其其网网网网卡卡卡卡通通通通过过过过DB-DB-1515型型型型连连连连接接接接器器器器(15(15针针针针) )与与与与收收收收发发发发器器器
30、器电电电电缆缆缆缆( (transceiver transceiver cable)cable)相相相相连连连连，收收收收发发发发器器器器电电电电缆缆缆缆的的的的正正正正式式式式名名名名称称称称是是是是AUIAUIAUIAUI电电电电缆缆缆缆。AUIAUI是是是是连连连连接接接接单单单单元元元元接接接接口口口口( (Attachment Attachment Unit Unit Interface)Interface)的的的的缩缩缩缩写写写写。收收收收发发发发器器器器电电电电缆缆缆缆的的的的另另另另一一一一端端端端连连连连接接接接到到到到收收收收发发发发器器器器( (transceiver)t
31、ransceiver)。收收收收发发发发器器器器电电电电缆缆缆缆的的的的长长长长度度度度不不不不能能能能超超超超过过过过50 50 mm。收收收收发发发发器器器器由由由由两两两两部部部部分分分分组组组组成成成成，一一一一部部部部分分分分是是是是含含含含有有有有电电电电子子子子元元元元器器器器件件件件的的的的媒媒媒媒体体体体连连连连接接接接单单单单元元元元MAUMAUMAUMAU (Medium (Medium Attachment Attachment Unit)Unit)，另另另另一一一一部部部部分分分分是是是是没没没没有有有有电电电电子子子子元元元元器器器器件件件件的的的的插插插插入入入入
32、式式式式 分分分分 接接接接 头头头头 ( (tap)tap)， 称称称称 为为为为 媒媒媒媒 体体体体 相相相相 关关关关 接接接接 口口口口 MDIMDIMDIMDI (Medium (Medium Dependent Dependent Interface)Interface)，它它它它直直直直接接接接插插插插入入入入到到到到电电电电缆缆缆缆中中中中( (不不不不用用用用切切切切断断断断电缆电缆电缆电缆) )就能和同轴电缆的内部导线有良好的接触连接。就能和同轴电缆的内部导线有良好的接触连接。就能和同轴电缆的内部导线有良好的接触连接。就能和同轴电缆的内部导线有良好的接触连接。计计算算机机网
33、网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网收发器的功能如下：收发器的功能如下：收发器的功能如下：收发器的功能如下：（1 1）从从从从计计计计算算算算机机机机经经经经收收收收发发发发器器器器电电电电缆缆缆缆得得得得到到到到数数数数据据据据向向向向同同同同轴轴轴轴电电电电缆缆缆缆发发发发送送送送，或或或或反反反反过过过过来来来来，从从从从同同同同轴轴轴轴电电电电缆缆缆缆接接接接收收收收数数数数据据据据经经经经收收收收发发发发器器器器电电电电缆缆缆缆送给计算机。送给计算机。送给计算机。送给计算机。（2 2）检测在同轴电缆上发生的数据帧的碰撞。）检测在同轴电缆上发生的数据帧的碰撞。）检测在同轴电缆上发
34、生的数据帧的碰撞。）检测在同轴电缆上发生的数据帧的碰撞。（3 3）在在在在同同同同轴轴轴轴电电电电缆缆缆缆和和和和电电电电缆缆缆缆接接接接口口口口的的的的电电电电子子子子设设设设备备备备之之之之间间间间进进进进行行行行电气隔离。电气隔离。电气隔离。电气隔离。（4 4）当当当当收收收收发发发发器器器器或或或或所所所所连连连连接接接接的的的的计计计计算算算算机机机机出出出出故故故故障障障障时时时时，保保保保护护护护同轴电缆不受其影响。同轴电缆不受其影响。同轴电缆不受其影响。同轴电缆不受其影响。上述最后一个功能叫做上述最后一个功能叫做上述最后一个功能叫做上述最后一个功能叫做超长控制超长控制超长控制超
35、长控制( (jabber control)jabber control)。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网网卡的功能主要有以下三个：网卡的功能主要有以下三个：网卡的功能主要有以下三个：网卡的功能主要有以下三个：（1 1）数数数数据据据据的的的的封封封封装装装装与与与与解解解解封封封封，发发发发送送送送时时时时将将将将上上上上一一一一层层层层交交交交下下下下来来来来的的的的数数数数据据据据加加加加上上上上首首首首部部部部和和和和尾尾尾尾部部部部，成成成成为为为为以以以以太太太太网网网网的的的的帧帧帧帧。接接接接收收收
36、收时时时时将将将将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层。以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层。以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层。以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层。（2 2）链路管理，主要是）链路管理，主要是）链路管理，主要是）链路管理，主要是CSMA/CDCSMA/CD协议的实现。协议的实现。协议的实现。协议的实现。（3 3）编码与译码，即曼彻斯特编码与译码。）编码与译码，即曼彻斯特编码与译码。）编码与译码，即曼彻斯特编码与译码。）编码与译码，即曼彻斯特编码与译码。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网集线器的一些特点如下：集线器的一些特点如下：集线器
37、的一些特点如下：集线器的一些特点如下：（1 1）从从从从表表表表面面面面上上上上看看看看，使使使使用用用用集集集集线线线线器器器器的的的的局局局局域域域域网网网网在在在在物物物物理理理理上上上上是是是是一一一一个个个个星星星星形形形形网网网网，但但但但由由由由于于于于集集集集线线线线器器器器是是是是使使使使用用用用电电电电子子子子器器器器件件件件来来来来模模模模拟拟拟拟实实实实际际际际电电电电缆缆缆缆线线线线的的的的工工工工作作作作，因因因因此此此此整整整整个个个个系系系系统统统统仍仍仍仍然然然然像像像像一一一一个个个个传传传传统统统统的的的的以以以以太太太太网网网网那那那那样样样样运运运运行
38、行行行。也也也也就就就就是是是是说说说说，使使使使用用用用集集集集线线线线器器器器的的的的以以以以太太太太网网网网在在在在逻逻逻逻辑辑辑辑上上上上仍仍仍仍是是是是一一一一个个个个总总总总线线线线网网网网，各各各各工工工工作作作作站站站站使使使使用用用用的的的的还还还还是是是是CSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD协协协协议议议议，并并并并共共共共享享享享逻逻逻逻辑辑辑辑上上上上的的的的总总总总线线线线。网网网网络络络络中中中中的的的的各各各各个个个个计计计计算算算算机机机机必必必必须须须须竞竞竞竞争争争争对对对对传传传传输输输输媒媒媒媒体体体体的的的的控控控控制制制制，并并并
39、并且且且且在在在在一一一一个个个个特特特特定定定定时时时时间间间间至至至至多多多多只只只只有有有有一一一一台台台台计计计计算算算算机机机机能能能能够够够够发发发发送送送送数数数数据据据据。因因因因此此此此，这这这这种种种种1010BASE-TBASE-T以以以以太太太太网网网网又又又又称称称称为为为为星星星星型型型型总总总总线线线线( (star-shaped star-shaped bus)bus)或或或或盒盒盒盒中中中中总总总总线线线线( (bus in a box)bus in a box)。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网（2 2）一个集线器有许多端口，因此，一
40、个集线器一个集线器有许多端口，因此，一个集线器一个集线器有许多端口，因此，一个集线器一个集线器有许多端口，因此，一个集线器很像一个很像一个很像一个很像一个多端口的转发器多端口的转发器多端口的转发器多端口的转发器。（3 3）集线器和转发器都是工作在物理层集线器和转发器都是工作在物理层集线器和转发器都是工作在物理层集线器和转发器都是工作在物理层，它的每，它的每，它的每，它的每个端口都具有发送和接收数据的功能。当集线器的某个端口都具有发送和接收数据的功能。当集线器的某个端口都具有发送和接收数据的功能。当集线器的某个端口都具有发送和接收数据的功能。当集线器的某个端口接收到工作站发来的比特时，就简单地将
41、该比个端口接收到工作站发来的比特时，就简单地将该比个端口接收到工作站发来的比特时，就简单地将该比个端口接收到工作站发来的比特时，就简单地将该比特向所有其他端口转发。若两个端口同时有信号输入特向所有其他端口转发。若两个端口同时有信号输入特向所有其他端口转发。若两个端口同时有信号输入特向所有其他端口转发。若两个端口同时有信号输入( (即发生碰撞即发生碰撞即发生碰撞即发生碰撞) )，那么所有的端口都收不到正确的帧。，那么所有的端口都收不到正确的帧。，那么所有的端口都收不到正确的帧。，那么所有的端口都收不到正确的帧。为了说明上述原理，图为了说明上述原理，图为了说明上述原理，图为了说明上述原理，图5-1
42、05-10给出三个端口的集线器的给出三个端口的集线器的给出三个端口的集线器的给出三个端口的集线器的示意图示意图示意图示意图( (实际的集线器不会只有三个端口实际的集线器不会只有三个端口实际的集线器不会只有三个端口实际的集线器不会只有三个端口) )。（4 4）集线器采用了专门的芯片，进行自适应串音）集线器采用了专门的芯片，进行自适应串音）集线器采用了专门的芯片，进行自适应串音）集线器采用了专门的芯片，进行自适应串音回波抵消。回波抵消。回波抵消。回波抵消。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网为了比较这三种以太网布线方案的区
43、别，图为了比较这三种以太网布线方案的区别，图为了比较这三种以太网布线方案的区别，图为了比较这三种以太网布线方案的区别，图5-115-11画画画画出了一组办公室用三种不同方案布线的情况。出了一组办公室用三种不同方案布线的情况。出了一组办公室用三种不同方案布线的情况。出了一组办公室用三种不同方案布线的情况。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网上述的三种以太网的主要指标的比较如表上述的三种以太网的主要指标的比较如表5-1所示。所示。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.2.3 以太网的信道利用率以太网的
44、信道利用率计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.3 以太网的以太网的MAC层层5.3.1 MAC层的硬件地址层的硬件地址在局域网中，硬件地址又称为物理地址或在局域网中，硬件地址又称为物理地址或在局域网中，硬件地址又称为物理地址或在局域网中，硬件地址又称为物理地址或MACMAC地地地地址。址。址。址。“ “名字指出我们所要寻找的那个资源，地址指出那名字指
45、出我们所要寻找的那个资源，地址指出那名字指出我们所要寻找的那个资源，地址指出那名字指出我们所要寻找的那个资源，地址指出那个资源在何处，路由告诉我们如何到达该处。个资源在何处，路由告诉我们如何到达该处。个资源在何处，路由告诉我们如何到达该处。个资源在何处，路由告诉我们如何到达该处。” ”严格地讲，名字应当与系统的所在地无关严格地讲，名字应当与系统的所在地无关严格地讲，名字应当与系统的所在地无关严格地讲，名字应当与系统的所在地无关。802802802802标准所说的标准所说的标准所说的标准所说的“地址地址地址地址”严格地讲应当是每一个站严格地讲应当是每一个站严格地讲应当是每一个站严格地讲应当是每一
46、个站的的的的“名字名字名字名字”或标识符或标识符或标识符或标识符。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网现现现现在在在在IEEEIEEE的的的的注注注注册册册册管管管管理理理理委委委委员员员员会会会会RAC RAC (Registration (Registration Authority Authority Committee)Committee)是是是是局局局局域域域域网网网网全全全全球球球球地地地地址址址址的的的的法法法法定定定定管管管管理理理理机机机机构构构构，它它它它负负负负责责责责分分分分配配配配地地地地址址址址字字字字段段段段的的的的六六六六个个个个字字字字节节
47、节节中中中中的的的的前前前前三三三三个个个个字字字字节节节节( (即即即即高高高高位位位位24 24 bit)bit)。世世世世界界界界上上上上凡凡凡凡要要要要生生生生产产产产局局局局域域域域网网网网网网网网卡卡卡卡的的的的厂厂厂厂家家家家都都都都必必必必须须须须向向向向IEEEIEEE购购购购买买买买由由由由这这这这三三三三个个个个字字字字节节节节构构构构成成成成的的的的一一一一个个个个号号号号( (即即即即地地地地址址址址块块块块 ) )， 这这这这 个个个个 号号号号 的的的的 正正正正 式式式式 名名名名 称称称称 是是是是 机机机机 构构构构 惟惟惟惟 一一一一 标标标标 识识识识
48、符符符符 OUIOUIOUIOUI(Organizationally (Organizationally Unique Unique Identifier)Identifier)，通通通通常常常常也也也也叫叫叫叫做做做做公公公公司司司司标标标标识识识识符符符符( (company_id)company_id)。目目目目前前前前的的的的价价价价格格格格是是是是12501250美美美美元元元元买买买买一一一一个个个个地地地地址址址址块块块块。例例例例如如如如，3 3ComCom公公公公司司司司生生生生产产产产的的的的网网网网卡卡卡卡的的的的MACMAC地地地地址址址址的的的的前前前前六六六六个个个
49、个字字字字节节节节是是是是02-60-802-60-8C C。地地地地址址址址字字字字段段段段中中中中的的的的后后后后三三三三个个个个字字字字节节节节( (即即即即低低低低位位位位24 24 bit)bit)则则则则是是是是由由由由厂厂厂厂家家家家自自自自行行行行指指指指派派派派，称称称称为为为为扩扩扩扩展展展展标标标标识识识识符符符符( (extended extended identifier)identifier)，只只只只要要要要保保保保证证证证生生生生产产产产出出出出的的的的网网网网卡卡卡卡没没没没有有有有重重重重复地址即可。复地址即可。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局
50、域域 网网有的书将上述最低位写为有的书将上述最低位写为有的书将上述最低位写为有的书将上述最低位写为“ “第一比特第一比特第一比特第一比特” ”，但这样，但这样，但这样，但这样有些含糊不清，因为有些含糊不清，因为有些含糊不清，因为有些含糊不清，因为“ “第一第一第一第一” ”的定义是不明确的。这的定义是不明确的。这的定义是不明确的。这的定义是不明确的。这点可从图点可从图点可从图点可从图5-165-16看出。看出。看出。看出。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网图图图图5-175-17表示用网卡上的硬件地址来标识局域网上的
51、表示用网卡上的硬件地址来标识局域网上的表示用网卡上的硬件地址来标识局域网上的表示用网卡上的硬件地址来标识局域网上的计算机和路由器。计算机和路由器。计算机和路由器。计算机和路由器。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网这里这里这里这里“ “发往本站的帧发往本站的帧发往本站的帧发往本站的帧” ”包括以下三种帧：包括以下三种帧：包括以下三种帧：包括以下三种帧： 单单单单播播播播( (unicast)unicast)帧帧帧帧( (一一一一对对对对一一一一) )，即即即即收收收收到到到到的的的的帧帧帧帧的的的的MACMAC地址与本站的硬件地址相同。地址与本站的硬件地址相同。地址与本站的
52、硬件地址相同。地址与本站的硬件地址相同。 广广广广播播播播( (broadcast)broadcast)帧帧帧帧( (一一一一对对对对全全全全体体体体) )，即即即即发发发发送送送送给给给给所所所所有有有有站点的帧站点的帧站点的帧站点的帧( (全全全全1 1地址地址地址地址) )。 多多多多播播播播( (multicast)multicast)帧帧帧帧( (一一一一对对对对多多多多) )，即即即即发发发发送送送送给给给给一一一一部部部部分分分分站点的帧。站点的帧。站点的帧。站点的帧。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.3.2 两种不同的两种不同的MAC帧格式帧格式以以以
53、以太太太太网网网网的的的的MACMAC帧帧帧帧格格格格式式式式有有有有两两两两种种种种标标标标准准准准，一一一一种种种种是是是是DIX DIX Ethernet Ethernet V2V2标标标标准准准准，另另另另一一一一种种种种是是是是IEEEIEEE的的的的802.3802.3标标标标准准准准。图图图图5-185-18画出了这两种不同的画出了这两种不同的画出了这两种不同的画出了这两种不同的MACMAC帧格式。帧格式。帧格式。帧格式。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网IEEE IEEE 802.3802.3标标标标
54、准准准准规规规规定定定定的的的的MACMAC帧帧帧帧和和和和以以以以太太太太网网网网V2V2的的的的MACMAC帧的区别是：帧的区别是：帧的区别是：帧的区别是：（1 1）第第第第三三三三个个个个字字字字段段段段是是是是长长长长度度度度/ /类类类类型型型型字字字字段段段段。根根根根据据据据长长长长度度度度/ /类类类类型型型型字字字字段段段段的的的的数数数数值值值值大大大大小小小小，这这这这个个个个字字字字段段段段可可可可以以以以表表表表示示示示MACMAC客客客客户户户户数数数数据据据据字字字字段段段段的的的的长长长长度度度度( (请请请请注注注注意意意意：不不不不是是是是整整整整个个个个数
55、数数数据据据据帧帧帧帧的的的的长长长长度度度度) )，也也也也可可可可以等同于以太网以等同于以太网以等同于以太网以等同于以太网V2V2的类型字段。的类型字段。的类型字段。的类型字段。（2 2）当当当当长长长长度度度度/ /类类类类型型型型字字字字段段段段表表表表示示示示类类类类型型型型时时时时，802.3802.3的的的的MACMAC帧帧帧帧和和和和以以以以太太太太网网网网V2V2的的的的MACMAC帧帧帧帧一一一一样样样样，它它它它的的的的MACMAC客客客客户户户户数数数数据据据据字字字字段装的是来自段装的是来自段装的是来自段装的是来自IPIP层的层的层的层的IPIP数据报。数据报。数据报
56、。数据报。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网从从从从MACMAC子层向下传到物理层时还要在帧的前面插子层向下传到物理层时还要在帧的前面插子层向下传到物理层时还要在帧的前面插子层向下传到物理层时还要在帧的前面插入八个字节入八个字节入八个字节入八个字节( (由硬件生成由硬件生成由硬件生成由硬件生成) )，它由两个字段构成。第一，它由两个字段构成。第一，它由两个字段构成。第一，它由两个字段构成。第一个字段共七个字节，称为个字段共七个字节，称为个字段共七个字节，称为个字段共七个字节，称为前同步码前同步码前同步码前同步码(1(1和和和和0 0交替的码交替的码交替的码交替的码) )。
57、前同步码的作用是使接收端在接收前同步码的作用是使接收端在接收前同步码的作用是使接收端在接收前同步码的作用是使接收端在接收MACMAC帧时能够迅速帧时能够迅速帧时能够迅速帧时能够迅速实现比特同步。第二个字段是实现比特同步。第二个字段是实现比特同步。第二个字段是实现比特同步。第二个字段是帧开始定界符帧开始定界符帧开始定界符帧开始定界符，定义为，定义为，定义为，定义为1010101110101011，表示在这后面的信息就是，表示在这后面的信息就是，表示在这后面的信息就是，表示在这后面的信息就是MACMAC帧了。帧了。帧了。帧了。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网802.3802
58、.3标标标标准准准准规规规规定定定定凡凡凡凡出出出出现现现现下下下下列列列列情情情情况况况况之之之之一一一一的的的的即即即即为为为为无无无无效效效效的的的的MACMAC帧：帧：帧：帧：（1 1）MACMAC客客客客户户户户数数数数据据据据字字字字段段段段的的的的长长长长度度度度与与与与长长长长度度度度字字字字段段段段的的的的值值值值不不不不一致；一致；一致；一致；（2 2）帧的长度不是整数个字节；）帧的长度不是整数个字节；）帧的长度不是整数个字节；）帧的长度不是整数个字节；（3 3）用收到的帧检验序列）用收到的帧检验序列）用收到的帧检验序列）用收到的帧检验序列FCSFCS查出有差错；查出有差错
59、；查出有差错；查出有差错；（4 4）收收收收到到到到的的的的帧帧帧帧的的的的MACMAC客客客客户户户户数数数数据据据据字字字字段段段段的的的的长长长长度度度度不不不不在在在在46 46 1500 1500字节之间。字节之间。字节之间。字节之间。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.4 扩展的局域网扩展的局域网5.4.1 在物理层扩展局域网在物理层扩展局域网一一一一个个个个学学学学院院院院的的的的三三三三个个个个系系系系各各各各有有有有一一一一个个个个1010BASE-TBASE-T局局局局域域域域网网网网( (如如如如图图图图5-19(5-19(a)a)所所所所示示示示
60、) )，可可可可通通通通过过过过一一一一个个个个主主主主干干干干集集集集线线线线器器器器互互互互相相相相连连连连接接接接起起起起来来来来，成为一个更大的扩展的局域网成为一个更大的扩展的局域网成为一个更大的扩展的局域网成为一个更大的扩展的局域网( (如图如图如图如图5-19(5-19(b)b)所示所示所示所示) )。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.4.2 在数据链路层扩展局域网在数据链路层扩展局域网1 1 1 1网桥的内部结构网桥的内部结构网桥的内部结构网桥的内部结构图图图图5-205-20给给给给出出出出了了了
61、了一一一一个个个个网网网网桥桥桥桥的的的的内内内内部部部部结结结结构构构构要要要要点点点点。最最最最简简简简单单单单的的的的网网网网桥桥桥桥有有有有两两两两个个个个端端端端口口口口( (即即即即接接接接口口口口) )。复复复复杂杂杂杂些些些些的的的的网网网网桥桥桥桥可可可可以以以以有有有有更更更更多多多多的端口。的端口。的端口。的端口。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网使用网桥可以带来以下好处：使用网桥可以带来以下好处：使用网桥可以带来以下好处：使用网桥可以带来以下好处：（1 1）过滤通信量过滤通信量过滤通信量过滤通
62、信量。（2 2）扩大了物理范围扩大了物理范围扩大了物理范围扩大了物理范围。（3 3）提高了可靠性提高了可靠性提高了可靠性提高了可靠性。（4 4）可可可可互互互互连连连连不不不不同同同同物物物物理理理理层层层层、不不不不同同同同MACMACMACMAC子子子子层层层层和和和和不不不不同同同同速速速速率率率率( (如如如如10 10 Mbit/sMbit/s和和和和100 100 Mbit/sMbit/s以太网以太网以太网以太网) )的局域网的局域网的局域网的局域网。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网网桥也有不少缺点，例如：网桥也有不少缺点，例如：网桥也有不少缺点，例如：网桥
63、也有不少缺点，例如：（1 1）由由由由于于于于网网网网桥桥桥桥对对对对接接接接收收收收的的的的帧帧帧帧要要要要先先先先存存存存储储储储和和和和查查查查找找找找站站站站表表表表，然后才转发，这就然后才转发，这就然后才转发，这就然后才转发，这就增加了时延增加了时延增加了时延增加了时延。（2 2）在在在在MACMAC子子子子层层层层并并并并没没没没有有有有流流流流量量量量控控控控制制制制功功功功能能能能。当当当当网网网网络络络络上上上上的的的的负负负负荷荷荷荷很很很很重重重重时时时时，网网网网桥桥桥桥中中中中的的的的缓缓缓缓存存存存的的的的存存存存储储储储空空空空间间间间可可可可能能能能不不不不够够
64、够够而而而而发生溢出，以致产生帧丢失的现象。发生溢出，以致产生帧丢失的现象。发生溢出，以致产生帧丢失的现象。发生溢出，以致产生帧丢失的现象。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网（3 3）具具具具有有有有不不不不同同同同MACMAC子子子子层层层层的的的的网网网网段段段段桥桥桥桥接接接接在在在在一一一一起起起起时时时时，网网网网桥桥桥桥在在在在转转转转发发发发一一一一个个个个帧帧帧帧之之之之前前前前，必必必必须须须须修修修修改改改改帧帧帧帧的的的的某某某某些些些些字字字字段段段段的的的的内内内内容容容容，以以以以适适适适合合合合另另另另一一一一个个个个MACMAC子子子子层层
65、层层的的的的要要要要求求求求。这这这这也也也也耗耗耗耗费费费费时时时时间间间间，因因因因而而而而增加时延增加时延增加时延增加时延。（4 4）网桥只适合于用户数不太多）网桥只适合于用户数不太多）网桥只适合于用户数不太多）网桥只适合于用户数不太多( (不超过几百个不超过几百个不超过几百个不超过几百个) )和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生较大的的广播信息而产生较大的的广播信息而产生较大的的广播信息而产生较大的广播风暴广播风暴广播风暴广
66、播风暴。有有有有时时时时在在在在两两两两个个个个网网网网桥桥桥桥之之之之间间间间还还还还可可可可使使使使用用用用一一一一段段段段点点点点到到到到点点点点链链链链路路路路。图图图图5-215-21说明了这种情况。说明了这种情况。说明了这种情况。说明了这种情况。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网2 2 2 2透明网桥透明网桥透明网桥透明网桥目目目目前前前前使使使使用用用用得得得得最最最最多多多多的的的的网网网网桥桥桥桥是是是是透透透透明明明明网网网网桥桥桥桥( (transparent transparent bridg
67、e)bridge)。透透透透明明明明网网网网桥桥桥桥使使使使用用用用了了了了一一一一个个个个支支支支撑撑撑撑树树树树( (spanning spanning tree)tree)算算算算法法法法，即即即即互互互互连连连连在在在在一一一一起起起起的的的的网网网网桥桥桥桥在在在在进进进进行行行行彼彼彼彼此此此此通通通通信信信信后后后后，就就就就能能能能找找找找出出出出原原原原来来来来的的的的网网网网络络络络拓拓拓拓扑扑扑扑的的的的一一一一个个个个子子子子集集集集，在在在在这这这这个个个个子子子子集集集集里里里里整整整整个个个个连连连连通通通通的的的的网网网网络络络络中中中中不不不不存存存存在在在在
68、回回回回路路路路，即即即即在在在在任任任任何何何何两两两两个个个个站站站站之之之之间间间间只只只只有有有有一一一一条条条条路路路路径。径。径。径。为为为为什什什什么么么么要要要要找找找找出出出出一一一一个个个个支支支支撑撑撑撑树树树树呢呢呢呢？可可可可以以以以看看看看图图图图5-225-22所所所所示示示示的的的的简单例子。简单例子。简单例子。简单例子。当当当当互互互互连连连连局局局局域域域域网网网网的的的的数数数数目目目目非非非非常常常常大大大大时时时时，支支支支撑撑撑撑树树树树的的的的算算算算法法法法可可可可能要花费很多的时间。能要花费很多的时间。能要花费很多的时间。能要花费很多的时间。计
69、计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网3 3 3 3源路由选择网桥源路由选择网桥源路由选择网桥源路由选择网桥源源源源路路路路由由由由选选选选择择择择网网网网桥桥桥桥假假假假定定定定了了了了每每每每一一一一个个个个站站站站在在在在发发发发送送送送帧帧帧帧时时时时都都都都已已已已经经经经清清清清楚楚楚楚地地地地知知知知道道道道发发发发往往往往各各各各个个个个目目目目的的的的站站站站的的的的路路路路由由由由，因因因因而而而而在在在在发发发发送送送送帧帧帧帧时将详细的路由信息放在帧的首部中。时将详细的路由信息放在帧的首部中。时将详
70、细的路由信息放在帧的首部中。时将详细的路由信息放在帧的首部中。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网4 4 4 4多端口网桥多端口网桥多端口网桥多端口网桥以太网交换机以太网交换机以太网交换机以太网交换机19901990年年年年问问问问世世世世的的的的交交交交换换换换式式式式集集集集线线线线器器器器( (switching switching hub)hub)，可可可可明明明明显显显显地地地地提提提提高高高高局局局局域域域域网网网网的的的的性性性性能能能能。交交交交换换换换式式式式集集集集线线线线器器器器常常常常称称称称为为为为以以以以太太太太网网网网交交交交换换换换机机机机(
71、 (switch)switch)或或或或第第第第二二二二层层层层交交交交换换换换机机机机( (表表表表明明明明这这这这种种种种交交交交换换换换机机机机工工工工作在数据链路层作在数据链路层作在数据链路层作在数据链路层) )。“ “交交交交换换换换机机机机” ”并并并并无无无无准准准准确确确确的的的的定定定定义义义义和和和和明明明明确确确确的的的的概概概概念念念念，而而而而现现现现在在在在的很多交换机已混杂了网桥和路由器的功能。的很多交换机已混杂了网桥和路由器的功能。的很多交换机已混杂了网桥和路由器的功能。的很多交换机已混杂了网桥和路由器的功能。以太网交换机实质上就是一个多端口的网桥。以太网交换机
72、实质上就是一个多端口的网桥。以太网交换机实质上就是一个多端口的网桥。以太网交换机实质上就是一个多端口的网桥。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网对于普通对于普通对于普通对于普通10 10 Mbit/sMbit/s的共享式以太网，若共有的共享式以太网，若共有的共享式以太网，若共有的共享式以太网，若共有N个用个用个用个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(10 (10 Mbit/s)Mbit/s)的的的的N分之一。在使用以太网交换机时，虽然在分之一。在使用以太网
73、交换机时，虽然在分之一。在使用以太网交换机时，虽然在分之一。在使用以太网交换机时，虽然在每个端口到主机的数据率还是每个端口到主机的数据率还是每个端口到主机的数据率还是每个端口到主机的数据率还是10 10 Mbit/sMbit/s，但由于一个但由于一个但由于一个但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，因此拥有媒体的带宽，因此拥有媒体的带宽，因此拥有媒体的带宽，因此拥有N对端口的交换机的总容量为对端口的交换机的总容量为对端口的交换机的
74、总容量为对端口的交换机的总容量为N 10 Mbit/s 10 Mbit/s。图图图图5-235-23举出了一个简单的例子。举出了一个简单的例子。举出了一个简单的例子。举出了一个简单的例子。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.5 虚拟局域网虚拟局域网在在在在 IEEE IEEE 802.1Q802.1Q标标标标 准准准准 中中中中 对对对对 虚虚虚虚 拟拟拟拟 局局局局 域域域域 网网网网 VLAN VLAN (Virtual LAN)(Virtual LAN)是这样定义的：是这样定义的：是这样定义的：是这样定义的：
75、虚虚虚虚拟拟拟拟局局局局域域域域网网网网是是是是由由由由一一一一些些些些局局局局域域域域网网网网网网网网段段段段构构构构成成成成的的的的与与与与物物物物理理理理位位位位置置置置无无无无关关关关的的的的逻逻逻逻辑辑辑辑组组组组，而而而而这这这这些些些些网网网网段段段段具具具具有有有有某某某某些些些些共共共共同同同同的的的的需需需需求求求求。每每每每一一一一个个个个VLANVLAN的的的的帧帧帧帧都都都都有有有有一一一一个个个个明明明明确确确确的的的的标标标标识识识识符符符符，指指指指明明明明发发发发送送送送这个帧的工作站是属于哪一个这个帧的工作站是属于哪一个这个帧的工作站是属于哪一个这个帧的工作
76、站是属于哪一个VLANVLAN。虚虚虚虚拟拟拟拟局局局局域域域域网网网网其其其其实实实实只只只只是是是是局局局局域域域域网网网网给给给给用用用用户户户户提提提提供供供供的的的的一一一一种种种种服服服服务务务务，而，而，而，而并不是一种新型局域网并不是一种新型局域网并不是一种新型局域网并不是一种新型局域网。图图图图5-245-24画的是使用了四个交换机的网络拓扑。画的是使用了四个交换机的网络拓扑。画的是使用了四个交换机的网络拓扑。画的是使用了四个交换机的网络拓扑。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网虚拟局域网限制了接收广
77、播信息的工作站数，使虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使得网络不会因传播过多的广播信息得网络不会因传播过多的广播信息得网络不会因传播过多的广播信息得网络不会因传播过多的广播信息( (即所谓的即所谓的即所谓的即所谓的“ “广播风广播风广播风广播风暴暴暴暴”)”)而引起性能恶化。而引起性能恶化。而引起性能恶化。而引起性能恶化。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.6 高速以太网高速以太网5.6.1 100BASE-T以太网以太网100100BASE-TBASE-T是在双绞线上传送是在双绞
78、线上传送是在双绞线上传送是在双绞线上传送100 100 Mbit/sMbit/s基带信号基带信号基带信号基带信号的星型拓扑以太网，仍使用的星型拓扑以太网，仍使用的星型拓扑以太网，仍使用的星型拓扑以太网，仍使用IEEE 802.3IEEE 802.3的的的的CSMA/CDCSMA/CD协协协协议，它又称为快速以太网议，它又称为快速以太网议，它又称为快速以太网议，它又称为快速以太网( (Fast Ethernet)Fast Ethernet)。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.6.2 吉比特以太网吉比特以太网IEEEIEEE在在在在19971997年通过了吉比特以太网的标
79、准年通过了吉比特以太网的标准年通过了吉比特以太网的标准年通过了吉比特以太网的标准802.3802.3z z，它在它在它在它在19981998年成为了正式标准。由于吉比特以太网仍年成为了正式标准。由于吉比特以太网仍年成为了正式标准。由于吉比特以太网仍年成为了正式标准。由于吉比特以太网仍使用使用使用使用CSMA/CDCSMA/CD协议并与现有的以太网兼容，这就使得协议并与现有的以太网兼容，这就使得协议并与现有的以太网兼容，这就使得协议并与现有的以太网兼容，这就使得在局域网的范围在局域网的范围在局域网的范围在局域网的范围ATMATM更加缺乏竞争力。更加缺乏竞争力。更加缺乏竞争力。更加缺乏竞争力。吉吉
80、吉吉比比比比特特特特以以以以太太太太网网网网的的的的物物物物理理理理层层层层使使使使用用用用两两两两种种种种成成成成熟熟熟熟的的的的技技技技术术术术：一一一一种种种种来来来来自自自自现现现现有有有有的的的的以以以以太太太太网网网网，另另另另一一一一种种种种则则则则是是是是ANSIANSI制制制制定定定定的的的的光光光光纤纤纤纤通通通通道道道道( (fibre fibre channel)channel)。采采采采用用用用成成成成熟熟熟熟技技技技术术术术就就就就能能能能大大大大大大大大缩缩缩缩短短短短吉吉吉吉比比比比特以太网标准的开发时间。特以太网标准的开发时间。特以太网标准的开发时间。特以太网
81、标准的开发时间。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网吉比特以太网的物理层共有以下两个标准。吉比特以太网的物理层共有以下两个标准。吉比特以太网的物理层共有以下两个标准。吉比特以太网的物理层共有以下两个标准。1 1 1 11000100010001000BASE-X(802.3zBASE-X(802.3zBASE-X(802.3zBASE-X(802.3z标准标准标准标准) ) ) )2 2 2 21000100010001000BASE-T(802.3abBASE-T(802.3abBASE-T(802.3abBASE-T(802.3ab标准标准标准标准) ) ) )凡凡凡凡
82、发发发发送送送送的的的的MACMAC帧帧帧帧长长长长不不不不足足足足512512字字字字节节节节时时时时，就就就就用用用用一一一一些些些些特特特特殊殊殊殊字字字字符符符符填填填填充充充充在在在在帧帧帧帧的的的的后后后后面面面面，使使使使MACMAC帧帧帧帧的的的的发发发发送送送送长长长长度度度度增增增增大大大大到到到到512512字节，但这对有效载荷并无影响，如图字节，但这对有效载荷并无影响，如图字节，但这对有效载荷并无影响，如图字节，但这对有效载荷并无影响，如图5-255-25所示。所示。所示。所示。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章
83、章 局局 域域 网网吉吉吉吉比比比比特特特特以以以以太太太太网网网网还还还还增增增增加加加加一一一一种种种种功功功功能能能能称称称称为为为为分分分分组组组组突突突突发发发发( (packet packet bursting)bursting)。这这这这就就就就是是是是当当当当很很很很多多多多短短短短帧帧帧帧要要要要发发发发送送送送时时时时，第第第第一一一一个个个个短短短短帧帧帧帧要要要要采采采采用用用用上上上上面面面面所所所所说说说说的的的的载载载载波波波波延延延延伸伸伸伸的的的的方方方方法法法法进进进进行行行行填填填填充充充充。但但但但随随随随后后后后的的的的一一一一些些些些短短短短帧帧帧帧
84、则则则则可可可可一一一一个个个个接接接接一一一一个个个个地地地地发发发发送送送送，它它它它们们们们之之之之间间间间只只只只需需需需留留留留有有有有必必必必要要要要的的的的帧帧帧帧间间间间最最最最小小小小间间间间隔隔隔隔即即即即可可可可。这这这这样样样样就就就就形形形形成成成成了了了了一一一一串串串串分分分分组组组组的的的的突突突突发发发发，直直直直到到到到达达达达到到到到15001500字字字字节节节节或或或或稍稍稍稍多多多多一一一一些些些些为为为为止止止止，如图如图如图如图5-265-26所示。所示。所示。所示。图图图图5-275-27是吉比特以太网的一种配置举例。是吉比特以太网的一种配置举
85、例。是吉比特以太网的一种配置举例。是吉比特以太网的一种配置举例。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.6.3 10吉比特以太网吉比特以太网1010吉比特以太网并非将吉比特以太网的速率简单吉比特以太网并非将吉比特以太网的速率简单吉比特以太网并非将吉比特以太网的速率简单吉比特以太网并非将吉比特以太网的速率简单地提高到地提高到地提高到地提高到1010倍。倍。倍。倍。1010吉吉吉吉比比比比特特特特以以以以太太太太网网网网只只只只工工工工作作作作在在在在全全全全双双双双
86、工工工工方方方方式式式式，因因因因此此此此不不不不存存存存在在在在争争争争用用用用问问问问题题题题，也也也也不不不不使使使使用用用用CSMA/CDCSMA/CD协协协协议议议议。这这这这就就就就使使使使得得得得1010吉吉吉吉比比比比特特特特以以以以太太太太网网网网的的的的传传传传输输输输距距距距离离离离不不不不再再再再受受受受进进进进行行行行碰碰碰碰撞撞撞撞检检检检测测测测的的的的限限限限制制制制而而而而大大提高了。大大提高了。大大提高了。大大提高了。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网吉比特以太网的物理层是使用已有的光纤通道的吉比特以太网的物理层是使用已有的光纤通道的吉
87、比特以太网的物理层是使用已有的光纤通道的吉比特以太网的物理层是使用已有的光纤通道的技术，而技术，而技术，而技术，而1010吉比特以太网的物理层则是新开发的。吉比特以太网的物理层则是新开发的。吉比特以太网的物理层则是新开发的。吉比特以太网的物理层则是新开发的。1010吉比特以太网有下述两种不同的物理层。吉比特以太网有下述两种不同的物理层。吉比特以太网有下述两种不同的物理层。吉比特以太网有下述两种不同的物理层。（1 1）局域网物理层局域网物理层局域网物理层局域网物理层LAN PHYLAN PHY（2 2）可选的）可选的）可选的）可选的广域网物理层广域网物理层广域网物理层广域网物理层WAN PHYW
88、AN PHY由由于于10吉吉比比特特以以太太网网的的出出现现，以以太太网网的的工工作作范范围围已已经经从从局局域域网网(校校园园网网、企企业业网网)扩扩大大到到城城域域网网和和广广域域网，从而实现了端到端的以太网传输。网，从而实现了端到端的以太网传输。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.7 其他种类的高速局域网其他种类的高速局域网5.7.1 100VG-AnyLAN局域网局域网100100VGVG是一种无碰撞局域网，能更好地支持多媒是一种无碰撞局域网，能更好地支持多媒是一种无碰撞局域网，能更好地支持多媒是一种无碰撞局域网，能更好地支持多媒体传输。在网络上可获得高达体传输
89、。在网络上可获得高达体传输。在网络上可获得高达体传输。在网络上可获得高达95 %95 %的吞吐量。在媒体的吞吐量。在媒体的吞吐量。在媒体的吞吐量。在媒体接入控制接入控制接入控制接入控制MACMAC子层运行一种新的协议，叫做子层运行一种新的协议，叫做子层运行一种新的协议，叫做子层运行一种新的协议，叫做需求优先需求优先需求优先需求优先级级级级( (demand priority)demand priority)协议。协议。协议。协议。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.7.2 光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口FDDI光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口
90、光纤分布式数据接口FDDI (Fiber Distributed Data FDDI (Fiber Distributed Data Interface)Interface)是一个使用光纤作为传输媒体的令牌环形网。是一个使用光纤作为传输媒体的令牌环形网。是一个使用光纤作为传输媒体的令牌环形网。是一个使用光纤作为传输媒体的令牌环形网。FDDIFDDI的主要特性如下：的主要特性如下：的主要特性如下：的主要特性如下：（1 1）使用基于）使用基于）使用基于）使用基于IEEE 802.5IEEE 802.5令牌环标准的令牌环标准的令牌环标准的令牌环标准的MACMAC协议；协议；协议；协议；（2 2）利利
91、利利用用用用多多多多模模模模光光光光纤纤纤纤进进进进行行行行传传传传输输输输，并并并并使使使使用用用用有有有有容容容容错错错错能能能能力力力力的双环拓扑；的双环拓扑；的双环拓扑；的双环拓扑；（3 3）数数数数据据据据率率率率为为为为100 100 Mbit/sMbit/s，光光光光信信信信号号号号码码码码元元元元传传传传输输输输速速速速率率率率为为为为125 125 MbaudMbaud；计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网（4 4）10001000个物理连接个物理连接个物理连接个物理连接( (若都是双连接站，则为若都是双连接站，则为若都是双连接站，则为若都是双连接站，则为
92、500500个站个站个站个站) )；（5 5）最大站间距离为）最大站间距离为）最大站间距离为）最大站间距离为2 2 km(km(多模光纤多模光纤多模光纤多模光纤) )，环路长度，环路长度，环路长度，环路长度为为为为100 100 kmkm，即光纤总长度为即光纤总长度为即光纤总长度为即光纤总长度为200 200 kmkm；（6 6）具有动态分配带宽的能力，故能同时提供同具有动态分配带宽的能力，故能同时提供同具有动态分配带宽的能力，故能同时提供同具有动态分配带宽的能力，故能同时提供同步和异步数据服务；步和异步数据服务；步和异步数据服务；步和异步数据服务；（7 7）分组长度最大为）分组长度最大为）分
93、组长度最大为）分组长度最大为45004500字节。字节。字节。字节。FDDIFDDI主主主主要要要要用用用用作作作作校校校校园园园园环环环环境境境境的的的的主主主主干干干干网网网网。这这这这种种种种环环环环境境境境的的的的特特特特点点点点是是是是站站站站点点点点分分分分布布布布在在在在多多多多个个个个建建建建筑筑筑筑物物物物中中中中，其其其其中中中中可可可可能能能能遇遇遇遇到到到到点点点点对对对对点点点点链链链链路路路路长长长长达达达达2 2 kmkm的的的的情情情情形形形形。FDDIFDDI就就就就作作作作为为为为一一一一些些些些低低低低速速速速网网网网络络络络之之之之间间间间的主干网。的主
94、干网。的主干网。的主干网。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.8 无线局域网无线局域网5.8.1 无线局域网的组成无线局域网的组成便便便便 携携携携 站站站站 ( (portable portable station)station)和和和和 移移移移 动动动动 站站站站 ( (mobile mobile station)station)表表表表示示示示的的的的意意意意思思思思并并并并不不不不一一一一样样样样。便便便便携携携携站站站站当当当当然然然然是是是是便便便便于于于于移移移移动动动动的的的的，但但但但便便便便
95、携携携携站站站站在在在在工工工工作作作作时时时时其其其其位位位位置置置置是是是是固固固固定定定定不不不不变变变变的的的的。而而而而移移移移动动动动站站站站不不不不仅仅仅仅能能能能够够够够移移移移动动动动，而而而而且且且且还还还还可可可可以以以以在在在在移移移移动动动动的的的的过过过过程程程程中中中中进进进进行行行行通通通通信。移动站一般都是使用电池供电。信。移动站一般都是使用电池供电。信。移动站一般都是使用电池供电。信。移动站一般都是使用电池供电。19981998年年年年IEEEIEEE制定出无线局域网的协议标准制定出无线局域网的协议标准制定出无线局域网的协议标准制定出无线局域网的协议标准80
96、2.11802.11。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网无线局域网可分为两大类。第一类是有固定基础无线局域网可分为两大类。第一类是有固定基础无线局域网可分为两大类。第一类是有固定基础无线局域网可分为两大类。第一类是有固定基础设施的，第二类是无固定基础设施的。设施的，第二类是无固定基础设施的。设施的，第二类是无固定基础设施的。设施的，第二类是无固定基础设施的。802.11802.11标准规定无线局域网的最小构件是标准规定无线局域网的最小构件是标准规定无线局域网的最小构件是标准规定无线局域网的最小构件是基本服务基本服务基本服务基本服务集集集集BSS (Basic Servic
97、e Set)BSS (Basic Service Set)。一个基本服务集一个基本服务集一个基本服务集一个基本服务集BSSBSS所覆盖所覆盖所覆盖所覆盖的地理范围叫作一个的地理范围叫作一个的地理范围叫作一个的地理范围叫作一个基本服务区基本服务区基本服务区基本服务区BSA (Basic Service BSA (Basic Service Area)Area)。基本服务区基本服务区基本服务区基本服务区BSABSA和无线移动通信的蜂窝小区相和无线移动通信的蜂窝小区相和无线移动通信的蜂窝小区相和无线移动通信的蜂窝小区相似。在无线局域网中，一个基本服务区似。在无线局域网中，一个基本服务区似。在无线局域
98、网中，一个基本服务区似。在无线局域网中，一个基本服务区BSABSA的范围可的范围可的范围可的范围可以有几十米的直径。以有几十米的直径。以有几十米的直径。以有几十米的直径。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网在在在在802.11802.11标准中，基本服务集里面的基站使用了一标准中，基本服务集里面的基站使用了一标准中，基本服务集里面的基站使用了一标准中，基本服务集里面的基站使用了一个新名词，叫做个新名词，叫做个新名词，叫做个新名词，叫做接入点接入点接入点接入点AP (Access Point)AP (Access Point)。一个基本服一个基本服一个基本服一个基本服务集可以
99、是孤立的，也可通过接入点务集可以是孤立的，也可通过接入点务集可以是孤立的，也可通过接入点务集可以是孤立的，也可通过接入点APAP连接到一个主连接到一个主连接到一个主连接到一个主干干干干分配系统分配系统分配系统分配系统DS (Distribution System)DS (Distribution System)，然后再接入到另然后再接入到另然后再接入到另然后再接入到另一个基本服务集，这样就构成了一个一个基本服务集，这样就构成了一个一个基本服务集，这样就构成了一个一个基本服务集，这样就构成了一个扩展的服务集扩展的服务集扩展的服务集扩展的服务集ESSESS，如图如图如图如图5-295-29所示。所
100、示。所示。所示。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网另另另另一一一一类类类类无无无无线线线线局局局局域域域域网网网网是是是是无无无无固固固固定定定定基基基基础础础础设设设设施施施施的的的的无无无无线线线线局局局局域域域域网网网网，它它它它又又又又叫叫叫叫作作作作自自自自组组组组网网网网络络络络( (ad ad hoc hoc network)network)。这这这这种种种种自自自自组组组组网网网网络络络络没没没没有有有有上上上上述述述述基基基基本本本本服服服服务务务务集集集集中中中中的的的的接接接接入入入入点点点点A
101、PAP而而而而是是是是由由由由一一一一些些些些处处处处于于于于平平平平等等等等状状状状态态态态的的的的移移移移动动动动站站站站之之之之间间间间相相相相互互互互通通通通信信信信组组组组成成成成的的的的临临临临时时时时网网网网络络络络，如如如如图图图图5-305-30所所所所示示示示。移移移移动动动动自自自自组组组组网网网网络络络络也也也也就就就就是是是是移移移移动动动动分分分分组组组组无无无无线线线线电电电电网络网络网络网络。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网移动自组网络和移动移动自组网络和移动移动自组网络和移动移动自
102、组网络和移动IPIP并不相同。移动并不相同。移动并不相同。移动并不相同。移动IPIP技术是技术是技术是技术是指漫游的主机可以用多种方式连接到因特网。漫游的指漫游的主机可以用多种方式连接到因特网。漫游的指漫游的主机可以用多种方式连接到因特网。漫游的指漫游的主机可以用多种方式连接到因特网。漫游的主机可以直接连接到或通过无线链路连接到固定网络主机可以直接连接到或通过无线链路连接到固定网络主机可以直接连接到或通过无线链路连接到固定网络主机可以直接连接到或通过无线链路连接到固定网络上的另一个子网。上的另一个子网。上的另一个子网。上的另一个子网。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.
103、8.2 802.11标准中的物理层标准中的物理层物理层的物理层的物理层的物理层的3 3种实现方法。种实现方法。种实现方法。种实现方法。1 1 1 1跳频扩频跳频扩频跳频扩频跳频扩频跳跳跳跳 频频频频 扩扩扩扩 频频频频 FHSS FHSS (Frequency (Frequency Hopping Hopping Spread Spread Spectrum)Spectrum)是是是是扩扩扩扩频频频频技技技技术术术术中中中中常常常常用用用用的的的的一一一一种种种种。它它它它使使使使用用用用2.4 2.4 GHzGHz的的的的ISMISM频频频频段段段段 ( (即即即即2.4000 2.4000
104、 2.4835 2.4835 GHz)GHz)。共共共共有有有有7979个个个个信信信信道道道道可可可可供供供供跳跳跳跳频频频频使使使使用用用用。第第第第一一一一个个个个频频频频道道道道的的的的中中中中心心心心频频频频率率率率为为为为2.402 2.402 GHzGHz，以以以以后后后后每每每每隔隔隔隔1 1 MHzMHz一一一一个个个个信信信信道道道道。因因因因此此此此每每每每个个个个信信信信道道道道可可可可使使使使用用用用的的的的带带带带宽宽宽宽为为为为1 1 MHzMHz。当当当当使使使使用用用用二二二二元元元元高高高高斯斯斯斯移移移移频频频频键键键键控控控控GFSKGFSK时时时时，基
105、基基基本本本本接接接接入入入入速速速速率率率率为为为为1 1 Mbit/sMbit/s。当当当当使使使使用用用用4 4元元元元GFSKGFSK时时时时，接接接接入入入入速速速速率率率率为为为为2 2 Mbit/sMbit/s。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网2 2直接序列扩频直接序列扩频直接序列扩频直接序列扩频直直直直 接接接接 序序序序 列列列列 扩扩扩扩 频频频频 DSSS DSSS (Direct (Direct Sequence Sequence Spread Spread Spectrum)Spectrum)是是是是另另另另一一一一种种种种重重重重要要要要的的
106、的的扩扩扩扩频频频频技技技技术术术术。它它它它也也也也使使使使用用用用2.4 2.4 GHzGHz的的的的ISMISM频频频频段段段段。当当当当使使使使用用用用二二二二元元元元相相相相对对对对移移移移相相相相键键键键控控控控时时时时，基基基基本本本本接接接接入入入入速速速速率率率率为为为为1 1 Mbit/sMbit/s。当当当当使使使使用用用用4 4元元元元相相相相对对对对移移移移相相相相键键键键控控控控时时时时，接接接接入速率为入速率为入速率为入速率为2 2 Mbit/sMbit/s。3 3 3 3红外技术红外技术红外技术红外技术红外技术红外技术红外技术红外技术IR (InfraRed)I
107、R (InfraRed)是指使用波长为是指使用波长为是指使用波长为是指使用波长为850 950 850 950 nmnm的红外线在室内传送数据。接入速率为的红外线在室内传送数据。接入速率为的红外线在室内传送数据。接入速率为的红外线在室内传送数据。接入速率为1 1 2 2 Mbit/sMbit/s。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网5.8.3 802.11标准中的标准中的MAC层层无无无无线线线线局局局局域域域域网网网网不不不不能能能能简简简简单单单单地地地地搬搬搬搬用用用用CSMA/CDCSMA/CD协协协协议议议议。这这这这里里里里主要有两个原因：主要有两个原因：主要有
108、两个原因：主要有两个原因：第第第第一一一一，CSMA/CDCSMA/CD协协协协议议议议要要要要求求求求一一一一个个个个站站站站点点点点在在在在发发发发送送送送本本本本站站站站数数数数据据据据的的的的同同同同时时时时还还还还必必必必须须须须不不不不间间间间断断断断地地地地检检检检测测测测信信信信道道道道，以以以以便便便便发发发发现现现现是是是是否否否否有有有有其其其其他他他他的的的的站站站站也也也也在在在在发发发发送送送送数数数数据据据据，这这这这样样样样才才才才能能能能实实实实现现现现“ “碰碰碰碰撞撞撞撞检检检检测测测测” ”的的的的功功功功能能能能。但但但但在在在在无无无无线线线线局局局
109、局域域域域网网网网的的的的设设设设备备备备中中中中要要要要实实实实现现现现这这这这种种种种功功功功能能能能就就就就花费过大。花费过大。花费过大。花费过大。第第第第二二二二，更更更更重重重重要要要要的的的的是是是是，即即即即使使使使我我我我们们们们能能能能够够够够实实实实现现现现碰碰碰碰撞撞撞撞检检检检测测测测的的的的功功功功能能能能，并并并并且且且且当当当当我我我我们们们们在在在在发发发发送送送送数数数数据据据据时时时时检检检检测测测测到到到到信信信信道道道道是是是是空空空空闲闲闲闲的，在接收端仍然有可能发生碰撞。的，在接收端仍然有可能发生碰撞。的，在接收端仍然有可能发生碰撞。的，在接收端仍然
110、有可能发生碰撞。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网图图5-31的例子表示了无线局域网的特殊问题。的例子表示了无线局域网的特殊问题。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网未未未未能能能能检检检检测测测测出出出出媒媒媒媒体体体体上上上上已已已已存存存存在在在在的的的的信信信信号号号号的的的的问问问问题题题题叫叫叫叫做做做做隐隐隐隐蔽蔽蔽蔽站问题站问题站问题站问题( (hidden station problem)hidden station problem)。站站站站B B向向向向A A发送数据。而发送
111、数据。而发送数据。而发送数据。而C C又想和又想和又想和又想和D D通信。但通信。但通信。但通信。但C C检测到检测到检测到检测到媒体上有信号，于是就不敢向媒体上有信号，于是就不敢向媒体上有信号，于是就不敢向媒体上有信号，于是就不敢向D D发送数据。其实发送数据。其实发送数据。其实发送数据。其实B B向向向向A A发送数据并不影响发送数据并不影响发送数据并不影响发送数据并不影响C C向向向向D D发送数据。这就是发送数据。这就是发送数据。这就是发送数据。这就是暴露站问题暴露站问题暴露站问题暴露站问题( (exposed station problem)exposed station probl
112、em)。802.11802.11标准设计了独特的标准设计了独特的标准设计了独特的标准设计了独特的MACMAC层，如图层，如图层，如图层，如图5-325-32所示。所示。所示。所示。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网802.11802.11规定，所有的站在完成发送后，必须再等待规定，所有的站在完成发送后，必须再等待规定，所有的站在完成发送后，必须再等待规定，所有的站在完成发送后，必须再等待一段很短的时间一段很短的时间一段很短的时间一段很短的时间( (继续监听继续监听继续监听继续监听) )才能发送下一帧。这段时才能发送下
113、一帧。这段时才能发送下一帧。这段时才能发送下一帧。这段时间的通称是间的通称是间的通称是间的通称是帧间间隔帧间间隔帧间间隔帧间间隔IFS (InterFrame Space)IFS (InterFrame Space)。常用的常用的常用的常用的三种帧间间隔如下：三种帧间间隔如下：三种帧间间隔如下：三种帧间间隔如下：（1 1）SIFSSIFSSIFSSIFS，即即即即短短短短( (Short)IFSShort)IFS，长度为长度为长度为长度为28 28 s s。（2 2）PIFSPIFSPIFSPIFS，即即即即点点点点协协协协调调调调功功功功能能能能IFS(IFS(比比比比SIFSSIFS长长长
114、长) )，是是是是为为为为了了了了在在在在开开开开始始始始使使使使用用用用PCFPCF方方方方式式式式时时时时( (在在在在PCFPCF方方方方式式式式下下下下使使使使用用用用没没没没有有有有争争争争用用用用) )优先获得接入到媒体中。优先获得接入到媒体中。优先获得接入到媒体中。优先获得接入到媒体中。（3 3）DIFSDIFS，即即即即分分分分布布布布协协协协调调调调功功功功能能能能IFS(IFS(最最最最长长长长的的的的IFS)IFS)，在在在在DCFDCF方式中用来发送数据帧和管理帧。方式中用来发送数据帧和管理帧。方式中用来发送数据帧和管理帧。方式中用来发送数据帧和管理帧。CSMA/CAC
115、SMA/CA协议的原理可用图协议的原理可用图协议的原理可用图协议的原理可用图5-335-33来说明。来说明。来说明。来说明。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网仅仅仅仅在在在在下下下下面面面面的的的的情情情情况况况况下下下下才才才才不不不不使使使使用用用用退退退退避避避避算算算算法法法法：检检检检测测测测到到到到信信信信道道道道是是是是空空空空闲闲闲闲的的的的，并并并并且且且且这这这这个个个个数数数数据据据据帧帧帧帧是是是是它它它它想想想想发发发发送送送送的的的的第第第第一一一一个个个个数数数数据据据据帧帧帧帧。除除除
116、除此此此此以以以以外外外外的的的的所所所所有有有有情情情情况况况况，都都都都必必必必须须须须使使使使用用用用退退退退避避避避算算算算法法法法。具体来说，就是：具体来说，就是：具体来说，就是：具体来说，就是：（1 1）在在在在发发发发送送送送它它它它的的的的第第第第一一一一个个个个帧帧帧帧之之之之前前前前检检检检测测测测到到到到信信信信道道道道处处处处于于于于忙忙忙忙态。态。态。态。（2 2）在每一次的重传后。）在每一次的重传后。）在每一次的重传后。）在每一次的重传后。（3 3）在每一次的成功发送后。）在每一次的成功发送后。）在每一次的成功发送后。）在每一次的成功发送后。计计算算机机网网络络教教
117、程程第第5章章 局局 域域 网网为了更好地解决隐蔽站带来的碰撞问题，为了更好地解决隐蔽站带来的碰撞问题，为了更好地解决隐蔽站带来的碰撞问题，为了更好地解决隐蔽站带来的碰撞问题，802.11802.11允允允允许要发送数据的站对信道进行预约。具体的做法如图许要发送数据的站对信道进行预约。具体的做法如图许要发送数据的站对信道进行预约。具体的做法如图许要发送数据的站对信道进行预约。具体的做法如图5-34(5-34(a)a)所示。源站所示。源站所示。源站所示。源站A A在发送数据帧之前先发送一个短的在发送数据帧之前先发送一个短的在发送数据帧之前先发送一个短的在发送数据帧之前先发送一个短的控制帧，叫做控
118、制帧，叫做控制帧，叫做控制帧，叫做请求发送请求发送请求发送请求发送RTS (Request To Send)RTS (Request To Send)，它包它包它包它包括源地址、目的地址和这次通信括源地址、目的地址和这次通信括源地址、目的地址和这次通信括源地址、目的地址和这次通信( (包括相应的确认帧包括相应的确认帧包括相应的确认帧包括相应的确认帧) )所需的持续时间。若媒体空闲，则目的站所需的持续时间。若媒体空闲，则目的站所需的持续时间。若媒体空闲，则目的站所需的持续时间。若媒体空闲，则目的站B B就发送一个就发送一个就发送一个就发送一个响应控制帧，叫做响应控制帧，叫做响应控制帧，叫做响应控制帧，叫做允许发送允许发送允许发送允许发送CTS (Clear To Send)CTS (Clear To Send)，如如如如图图图图5-34(5-34(b)b)所示。所示。所示。所示。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网 图图5-35给出了给出了RTS和和CTS帧以及数据帧以及数据帧和帧和ACK帧的传输时间关系。帧的传输时间关系。计计算算机机网网络络教教程程第第5章章 局局 域域 网网
