【计算机网络-8】【第三章】局域网

局域网 LAN：
以太网的两个标准：
——DIX Ethernet V2——世界上第一个
以太网局域网产品 的规约。
——IEEE组织等的802.3标准
——两者只有很小的差别，802.3局域网普遍简称以太网，严格的说以太网是是指符合DIX Ethernet V2标准的局域网.
——满足载波侦听多路访问/碰撞检测（CSMA/CD）的，都认为是以太网。

IEEE
802委员会将 局域网的数据链路层 拆分成两个子层。
——逻辑链路控制子层 （LLC Logical Link Control) 
——媒体接入控制子层
(MAC Medium Access Control)
——TCP/IP协议体系经常使用的局域网是DIX而不是802的局域网，因此现在802制定的LLC作用已经不大了。很多厂商生产的适配器上就仅装有MAC协议而没有LLC协议。

以太网提供的服务：
——以太网提供的服务是不可靠的交付，尽最大努力的交付。（无差错接收）
——数据帧错了就扔，其他不管，纠错由高层负责。（不负责纠错）
——高层发现丢失了一些数据而进行重传，但是以太网并不知道这是一个重传的帧，而是当作一个新的数据帧来发送。

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MAC层的硬件地址：
（1）地址，实际上是每个站的名字 或
标识符。因为大家习惯将这48位二进制的“名字”称为“地址”。（我们看到的是12位十六进制的）
（2）硬件地址=物理地址=MAC地址
（3）IEEE机构负责向厂家分配前三个字节（高24位）。
（4）后三个字节（低24位）由厂家自行指派，称为扩展标示符。必须保证生产出的适配器没有重复地址。

适配器检查MAC地址；
——适配器从网络上每收到一个mac帧，就首先用硬件检查mac帧中的mac地址。
——如果是发给自己的就收下，不是就丢弃，不再做任何处理。
——发往本站的帧包括三种：
（1）单播帧（一对一）
（2）广播帧（一对全体）
（3）多播帧（一对多）

常用以太网的MAC帧有两种标准：
——DIX Ethernet V2标准
——IEEE 802.3标准
最常用的是以太网V2的格式:



无效的MAC帧：



帧间最小间隔：



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集线器(hub)的特点：
——工作在物理层
——很像是一个多接口的转发器，没有任何智商的转发数据.
——使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是CSMA/CD协议，并共享逻辑上的总线。
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数据链路层设备——网桥、交换机：（暂时略写）
网桥

有缓冲空间、能进行存储转发 、能进行帧翻译、隔离碰撞域

网桥具备寻址和路径选择的能力，确定帧的传输方向。

根据路径选择算法的不同，可将网桥分为透明网桥和源路由网桥。

——透明路由：

自学习算法建立转发表

生成树算法确保每个源到每个目的地只有唯一的路径。
——源路由网桥：

发现帧 应答帧

交换机
网桥的主要限制是，在任一时刻通常只能执行一个帧的转发操作。
而以太网交换机，就是一个多端口的网桥。
特点：
（1）交换机每个端口都直接与单个主机相连，全双工方式
（2）交换机能同时连通多对端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，无碰撞地传输数据。
（3）即插即用设备，内部帧的转发表也是通过自学习算法自动地逐渐建立起来的。
（4）使用专用交换结构芯片，交换速率较高
（5）独占传输媒体的带宽

交换机网桥的相同点：按mac地址转发，都能隔离冲突域，不能隔离广播域。
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以太网发展的里程碑：
10BASE－T
——1990年由IEEE认可
——非屏蔽双绞线+集线器+星型拓扑
10：传输速率为10Mbps
Base：基带信号
T：非屏蔽双绞线
——技术指标
(1)数据传输速率 10Mbps基带传输
(2)每段双绞线最大有效长度 100m，采用高质量的双绞线（5类线），最大长度可到150m(HUB与工作站间及两个HUB之间)。
(3)一条通路允许连接HUB数 4个
(4)拓扑结构 星形或总线形
(5)访问控制方式 CSMA/CD
(6)帧长度 可变，最大1518个字节
(7)最大传输距离 500m
(8)每个HUB可连接的工作站 96个

高速以太网：
（1）100BASE-T以太网
100mb/s
双绞线
基带信号
星型拓扑
802.3标准MAC帧格式
CSMA/CD协议半双工
全双工
网段最大电缆长度减小到100m
变化：帧时间间隔减小到0.96μs

100BASE-TX：使用2对UPT5类屏蔽双绞线STP。
100BASE-FX：使用2对光纤。
100BASE-T4：使用4对UTP3类线或5类线。

（2）吉比特以太网
1Gb/s
CSMA/CD协议半双工
全双工
与10BASE-T、100BASE-T技术向后兼容

1000BASE-X基于光纤通道的物理层：
1000BASE-SX SX短波长 传输距离275或550米
1000BASE-LX LX长波长 550米或5000米
1000BASE-CX CX表示铜线 传输距离25米

1000BASE-T 双绞线
使用4对5类线UTP （非屏蔽双绞线）

（3）10吉比特以太网
保留了802.3标准规定的以太网最小最大帧长。
只是用光纤
只全双工，没有争用问题
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以太网信道利用率：
信道利用率a
以太网单程端到端时延τ
帧的发送时间T0
a=τ/ t0

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