第五章局域网技术.ppt

第五章局域网技术
逻辑链路控制(LLC)子层
。
这个标准与HDLC是兼容的，但使用的帧格式有所不同。这是由于HDLC的标志和位填充技术并不适合局域网，因而被排除，而且帧校验序列由。
而所有传统的信道静态分配方法均不能有效地处理通信的突发性，所以我们必须采用信道动态分配。
结合MAC子层和物理层，不同的协议规则决定了不同的网络形式的应用和技术实现。
以太网的核心技术是它的随机争用型介质访问方法，即CSMA/CD介质访问控制方法。
以太网的帧结构
前导码：7个字节的1、0间隔代码：1010···10（56位）
帧首定界符（SFD）：1个字节10101011二进制序列
目的地址（DA）：目的站MAC地址，6个字节
最高位：0表示单播、1表示多播（组播）、全1为广播，
源地址（SA）：源站MAC地址，6个字节
类型（TYPE）：2字节，表示高层协议类型
数据（DATA）：46—1500字节
帧检验序列（FCS）：4字节，32位冗余校验CRC32
前导码
SFD
DA
SA
TYPE
DATA
FCS
7
1
6
6
2
46-1500
4
DIX
以太帧（Ethernet II）
帧
DIX以太帧的DATA直接封装网络层分组，而IEEE -PDU，L表示LLC-PDU字节数。
帧兼容策略：大于最大帧长度1518D表示TYPE，否则表示L。实际做法：取值1536D（0600H）为界。例如IP为0800H、IPX为8137H。
前导码
帧首定界SFD
目的地址DA
源地址SA
类型TYPE
数据DATA
帧校验FCS
前导码
帧首定界SFD
目的地址DA
源地址SA
长度 L
数据DATA
帧校验FCS
CSMA/CD机理
CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）协议是对ALOHA协议（一种基于地面无线广播通信而创建、适用于无协调关系的多用户竞争单信道使用权的系统）的改进，它确保在了网络结点在侦听到信道忙时不会有新站同时发送数据。
CSMA/CD的基本过程如下：一个站要发送信息，首先要监听总线，以决定介质上是否有其他站的发送信号存在。如果介质是空闲的，则可以发送信息；反之，则等待一个时间间隔后重试（退避）。
CSMA形式
按照退避算法的语义规则，CSMA/CD有以下三种具体形式：
非坚持退避
1-坚持退避
P-坚持退避
以太网所采用的是1-坚持退避CSMA/CD。当站点希望传送数据时，它就等到线路空闲为止，否则就立即传输。
非坚持退避
①假如介质是空闲的，则发送。
②假如介质是忙的，则等待一个随机时间，重复第一步。
1-坚持退避
①假如介质是空闲的，则发送。
②假如介质是忙的，继续监听，直到空闲为止，立即发送。
③假如发生冲突，则等待一个随机时间，重复第一步。
P-坚持退避
①假如介质是空闲的，则以概率P直接发送，或以1-P的概率延迟一个时间单位。
②假如介质是忙的，继续监听，直到空闲为止，重复第一步。
③如果被延迟一个时间单位，重复第一步。
④假如发生冲突，采用某种方法解决（退避）。
CD冲突的检测
以太网所采用的是1-坚持退避CSMA/CD。如果两个或多个站点同时在空闲的电缆上开始传输，就会产生冲突，站点对冲突的检测可以依据如下方法：
①比较接收到的信号电压的大小
②检测曼彻斯特编码的过零点
③比较接收到的信号与刚发出的信号
每站在发送帧期间同时具有检测冲突的能力，一旦冲突发生，就立即停止发送，并向总线上发出一串阻塞信号，通知总线各站，冲突已经发生，同时以退避算法,控制各站发送。
退避算法
当一个发送尝试由于冲突而停止时，该站就要准备重新发送。重传的调度由称作“截短二进制指数退避”（Truncated Binary Exponential Back off）的受控的随机化进程来决定。
即在人为干扰结束后，要延迟一段时间之后才能进行重发，这个退避时间是时间T的整数倍。在第n次重发尝试以前，延迟的时间应该是rT，r是均匀分布的随机整数，在[0，2k]范围内。其中k=min(n,10)。当n=16（极限值），即连续发生15次重发碰撞仍未成功发送时，则作为差错向LLC子层报告，发送失败。
碰撞槽时间（Slot Time）
关于时间T，为常量，是网络链路上固有的参数，称为“碰撞槽时间（Slot Time）”。
其物理含义指在帧发送过程中，发生碰撞时间的上限。即在这段时间内，可能检测到碰撞，而