载波侦听-网络技术精品课程.ppt

知识回顾
1、简述OSI/RM及其各层的功能。
2、简述TCP/IP及其各层的功能。
教学内容:
1、了解局域网的特点;
2、掌握IEEE802参考模型的基本知识;
3、理解CSMA/CD、令牌环和CSMA/CA介质访问控制方法。
教学重点:
CSMA/CD、令牌环和CSMA/CA介质访问控制方法。
教学难点:
CSMA/CD、令牌环和CSMA/CA介质访问控制方法。
第3节局域网基本知识
1 局域网简介
局域网(Local work,LAN)是一种在有限的地理范围内将大量计算机和各种设备连接在一起,实现数据传输和资源共享的计算机网络。
局域网特点:
①局域网覆盖的地理范围较小,通常不超过几公里,一般在一幢建筑或一个房间内,归一个单位所有;
②传输速率高(10Mb/s~1000Mb/s)、误码率低(通常低于 10e-8 )。
③局域网协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短、便于管理和扩充。
④决定局域网性质的关键技术要素是其采用的拓扑结构、传输介质和介质访问控制方法。
(1)局域网拓扑结构
为了降低组网的复杂性,局域网通常采用单一类型的拓扑结构,主要有总线型(树型)、环型和星型三种。
(2)局域网传输介质
组建局域网可以采用的传输介质有同轴电缆、双绞线、光线和无线电。
(3)局域网介质访问控制方法
介质访问控制方法是指将传输介质的频带有效地分配给网络中各站点有序使用的方法。
局域网常用的介质访问控制方法有载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)、令牌环(Token Ring)和载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)等方法。
2 局域网体系结构
国际电气和电子工程师协会802委员会(IEEE 802)于20世纪80年代制定了局域网和城域网的技术标准——IEEE 802标准,即ISO的国际标准ISO 8802。
IEEE 802参考模型各层功能
(1)物理层负责信号的编码与译码、前同步码的产生与去除以及比特的传输。
(2)MAC子层负责数据帧的封装和解封、实现和维护MAC协议、差错控制以及寻址。
(3)LLC子层负责建立和释放数据链路层的逻辑连接、提供与高层的逻辑接口以及差错控制。
LLC子层向高层提供的这些逻辑接口被称为服务访问点(Serve Access Point,SAP),SAP具有帧的接收和发送功能。发送时在数据加上物理地址和校验字段等构成LLC帧;接收时将帧拆封,进行地址识别和差错校验。
3 CSMA/CD介质访问控制方法
载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD) 采用分布式控制方法,总线上的各个站点通过竞争的方式获得总线的使用权,以广播的方式发送数据帧。
采用CSMA/CD介质访问控制方法的局域网又称以太网(),是目前占据市场份额最大的局域网技术。
   ·载波侦听:站点在发送数据帧之前,必须侦听媒体是否处于空闲状态。
    ·多路访问:既表示多个站点可以同时访问媒体,也表示一个站点发送的数据帧可以被多个站点所接收。
·冲突检测:发送站点在发出数据帧的同时,还必须监听媒体,判断是否发生冲突(同一时刻,其他站点也在发送信息帧)。
(1)CSMA/CD 的发送过程
CSMA/CD 的发送流程可以概括为“先听后发,边听边发,冲突停止,延迟重发”。
①站点在发送数据前必须先侦听信道是否有数据帧在传输,如果有的话,表明信道处于忙状态,就继续侦听;
②如果侦听到信道没有数据帧在传输(空闲),马上发送数据帧,同时继续侦听信道的状态;
③如果侦听到冲突,马上发送一个加强冲突信号通知竞争站点,然后回到步骤①;
④如果数据帧发送结束后仍没有侦听到冲突,说明本次发送成功,转到①继续发送下一个数据帧,直到发送完所有的数据帧。
(2)CSMA/CD的接收过程
①站点在没有信息要发送时,同样需要侦听信道的状态;
②如果侦听到数据信号,立即开始接收,当接收到数据帧中的目的地址后,即与网卡的MAC地址进行比较,相同则继续接收,否则丢弃;
③如果侦听到冲突信号,停止接收并将接收到的数据丢弃;
④如果在整个接收过程中没有发生冲突,接收站点在收到一个完整的数据后即可对数据帧进行处理。
4 令牌环介质访问控制方法
IEEE ,提供的数据传输率为4Mbps或16Mbps。光纤分布数据接口(FDDI)的传输速率为100Mbps,FDDI-2传输速率可达200Mbps 。
令牌环利用中继器把点到点线路链接成一个环路,数据帧沿环路经过所有的站点,可以起到广播发送的作用。