1、本章学习要求本章学习要求：了解：局域网的分类与特点。了解：局域网的分类与特点。理解：理解：IEEE 802参考模型与介质访问控制子层参考模型与介质访问控制子层 的基本概念。的基本概念。掌握：掌握：Ethernet局域网的基本工作原理。局域网的基本工作原理。掌握：高速局域网、交换局域网与虚拟局域网掌握：高速局域网、交换局域网与虚拟局域网 的基本工作原理。的基本工作原理。掌握：无线局域网掌握：无线局域网WLAN与与802.11标准的基本标准的基本 概念。概念。掌握：网络互联基本概念与网桥基本工作原掌握：网络互联基本概念与网桥基本工作原 理。理。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介
2、质访问控制子层1本章知识点结构本章知识点结构计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层25.1 局域网技术的发展与演变局域网技术的发展与演变5.1.1 局域网技术的研究与发展局域网技术的研究与发展计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层3介质访问控制的基本概念介质访问控制的基本概念 分布式控制的方法分布式控制的方法 局域网中不存在中心主机，而是由每个主机各局域网中不存在中心主机，而是由每个主机各自决定是否发送数据，以及出现冲突时如何处自决定是否发送数据，以及出现冲突时如何处理。理。“介质访问控制方法介质访问控制方法”要解决的三个基本问题：要
3、解决的三个基本问题：什么时候发送数据？什么时候发送数据？如何发现冲突？如何发现冲突？出现冲突怎么办？出现冲突怎么办？计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层45.1.2 介质访问控制方法介质访问控制方法CSMA/CD、Token Bus与与Token Ring的比较的比较三种不同的介质访问控制方法对应三种不同类型三种不同的介质访问控制方法对应三种不同类型的局域网的局域网：采用带有冲突检测的载波侦听多路访问采用带有冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)访问控制方法的总线形访问控制方法的总线形Ethernet，称为称为“以太网以太网”。采用令牌控制的令牌总线形（采
4、用令牌控制的令牌总线形（Token Bus）局域）局域网，称为网，称为“Token Bus”或或“令牌总线网令牌总线网”。采用令牌控制的令牌环形（采用令牌控制的令牌环形（Token Ring）局域）局域网，称为网，称为“Token Ring”或或“令牌环网令牌环网”。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层5CSMA/CD总线形局域网特点总线形局域网特点计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层6令牌总线形局域网的特点令牌总线形局域网的特点计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层7令牌环局域网的特点令牌环局域网的
5、特点计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层8CSMA/CD方法的主要特点方法的主要特点 介质访问控制方法算法简单，易于实现。目前介质访问控制方法算法简单，易于实现。目前，有很多，有很多种种VLSI（超大规模集成电路）（超大规模集成电路）可可以实以实现现CSMA/CD方法，有利于降低方法，有利于降低Ethernet组网组网成本，扩大应用范围。成本，扩大应用范围。一种随机访问控制方法，适用于对传输实时性一种随机访问控制方法，适用于对传输实时性要求不高的办公环境。要求不高的办公环境。在网络通信负荷较低时表现出较好的吞吐率与在网络通信负荷较低时表现出较好的吞吐率与延迟特性
6、。当网络通信负荷增大时，由于冲突延迟特性。当网络通信负荷增大时，由于冲突增多，网络吞吐率下降、传输延迟增加。增多，网络吞吐率下降、传输延迟增加。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层9确定型介质访问控制方法确定型介质访问控制方法Token Bus、Token Ring的主要特点的主要特点：适用于对数据传输实性要求较高的应用环境，如适用于对数据传输实性要求较高的应用环境，如生产过程控制领域。生产过程控制领域。在网络通信负荷较重时，表现出很好的吞吐率与在网络通信负荷较重时，表现出很好的吞吐率与较低的传输延迟，因此适用于通信负荷较重的应较低的传输延迟，因此适用于通信负荷
7、较重的应用环境。用环境。环的维护过程复杂，实现起来比较困难。环的维护过程复杂，实现起来比较困难。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层10不同通信负荷下实际数据传输速率的比较不同通信负荷下实际数据传输速率的比较计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层115.1.3 Ethernet技术的研究与发展技术的研究与发展计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层12延时带宽积物理意义延时带宽积物理意义计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层13Ethernet技术的发展过程技术的发展过程计算
8、机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层145.1.4 局域网参考模型与协议标准局域网参考模型与协议标准计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层15IEEE 802协议结构协议结构计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层165.2 Ethernet基本工作原理基本工作原理5.2.1 Ethernet数据发送流程分析数据发送流程分析计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层17 载波侦听载波侦听总线电平跳变与总线忙闲状态的判断总线电平跳变与总线忙闲状态的判断计算机网络第计算机网络第5 5章章
9、 介质访问控制子层介质访问控制子层18冲突窗口的概念冲突窗口的概念冲突窗口冲突窗口=2D/V D为总线传输介质的最大长度为总线传输介质的最大长度 V是电磁波在介质中的传播速度是电磁波在介质中的传播速度计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层19 冲突检测冲突检测曼彻斯特编码信号的波形叠加曼彻斯特编码信号的波形叠加计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层20发现冲突、停止发送发现冲突、停止发送 如果在发送数据过程中检测出冲突，为了解决如果在发送数据过程中检测出冲突，为了解决信道争用冲突，发送主机要进入停止发送数据信道争用冲突，发送主机要进入
10、停止发送数据、随机延迟后重发的流程。、随机延迟后重发的流程。随机延迟重发的第一步是发送随机延迟重发的第一步是发送“冲突加强干扰冲突加强干扰序列（序列（jamming sequence）信号）信号”。冲突加强。冲突加强干扰序列信号长度规定为干扰序列信号长度规定为32bit。发送冲突加强干扰序列信号的目的是：确保有发送冲突加强干扰序列信号的目的是：确保有足够的冲突持续时间，使网中所有主机都能检足够的冲突持续时间，使网中所有主机都能检测出冲突存在，并立即丢弃冲突帧，减少由于测出冲突存在，并立即丢弃冲突帧，减少由于冲突浪费的时间，提高信道利用率。冲突浪费的时间，提高信道利用率。计算机网络第计算机网络第
11、5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层21随机延迟重发随机延迟重发 帧的最大重发次数为帧的最大重发次数为16 CSMA/CD后退延迟算法是截止二进制指数后退延迟算后退延迟算法是截止二进制指数后退延迟算法为：法为：2kRa 为重新发送所需的后退延迟的时间为重新发送所需的后退延迟的时间 a是冲突窗口值是冲突窗口值 R是随机数是随机数 二进制指数二进制指数k的范围，定义了的范围，定义了k=min（n，10）重发次数重发次数n10，则，则k取值为取值为n 重发次数重发次数n10时，则时，则k取值为取值为10计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层225.2.2 Eth
12、ernet帧结构帧结构 Ethernet帧结构帧结构比较比较计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层235.2.3 Ethernet接收流程的分析接收流程的分析计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层245.2.4 Ethernet网卡设计与物理地址网卡设计与物理地址 典型的典型的10BASE-5的的Ethernet实现方法实现方法计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层25 Ethernet网卡与计算机之间关系网卡与计算机之间关系计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层26 Eth
13、ernet物理地址物理地址计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层275.2.5 Ethernet物理层标准命名方法物理层标准命名方法IEEE 802.3 X Type-Y Name X表示数据传输速率，单位为表示数据传输速率，单位为Mbps Y表示网段的最大长度，单位为表示网段的最大长度，单位为100m Type表示传输方式是基带还是频带表示传输方式是基带还是频带 Name表示局域网的名称表示局域网的名称计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层285.3 交换式局域网与虚拟局域网技术交换式局域网与虚拟局域网技术5.3.1 交换式局域网技
14、术交换式局域网技术交换基本的功能交换基本的功能：建立和维护一个表示建立和维护一个表示MAC地址与交换机端口地址与交换机端口号对应关系的映射表。号对应关系的映射表。在发送主机与接收主机端口之间建立虚连接。在发送主机与接收主机端口之间建立虚连接。完成帧的过滤与转发。完成帧的过滤与转发。执行生成树协议，防止出现环路。执行生成树协议，防止出现环路。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层29局域网交换机的工作原理局域网交换机的工作原理计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层30 交换机的交换方式交换机的交换方式计算机网络第计算机网络第5 5章章
15、介质访问控制子层介质访问控制子层315.3.2 虚拟局域网技术虚拟局域网技术 传统局域网与传统局域网与 虚拟局域网虚拟局域网 组网结构的比较组网结构的比较计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层32VLAN的划分方法的划分方法 基于交换机端口的基于交换机端口的VLAN划分划分方法方法计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层33 基于主机基于主机MAC地址的地址的VLAN划分划分方法方法计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层34 基于网络层地址或协议的基于网络层地址或协议的VLAN划分方法划分方法计算机网络第计
16、算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层35IEEE802.1Q的基本内容的基本内容 扩展后的扩展后的Ethernet帧结构帧结构计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层36 VLAN数据帧交换过程数据帧交换过程计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层37VLAN技术的优点技术的优点：可以通过软件设置的方法灵活地组织逻辑工作可以通过软件设置的方法灵活地组织逻辑工作组，极大地方便了局域网的管理。组，极大地方便了局域网的管理。限制了局域网中的广播通信量，有效地提高了限制了局域网中的广播通信量，有效地提高了局域网系统的性能。局域网
17、系统的性能。网络管理员可以通过制定交换机转发规则，能网络管理员可以通过制定交换机转发规则，能够提高局域网系统的安全性。够提高局域网系统的安全性。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层385.4 高速高速Ethernet研究与发展研究与发展5.4.1 Fast Ethernet 在传统在传统10Mbps的的Ethernet基础上发展起来的一基础上发展起来的一种速率种速率为为100Mbps的的高速局域网。高速局域网。IEEE 802委员会正式批准标准委员会正式批准标准IEEE 802.3u。保留着传统保留着传统Ethernet的帧格式与最小、最大帧的帧格式与最小、最大
18、帧长度等特征。长度等特征。定义了介质专用接口（定义了介质专用接口（MII），将），将MAC层与物层与物理层分隔开。理层分隔开。目前目前100ASE-T主要有三种物理层标准：主要有三种物理层标准：100BASE-TX、100BASE-T4、100BASE-FX。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层39支持半双工与全双工工作模式支持半双工与全双工工作模式 可以提供半双工模式之外，也可以工作在全双可以提供半双工模式之外，也可以工作在全双工模式。工模式。全双工模式不存在争用问题，全双工模式不存在争用问题，MAC层不需要层不需要采用采用CSMA/CD方法。方法。增加了增加
19、了10Mbps与与100Mbps速率自动协商功能速率自动协商功能 具有具有10Mbps与与100Mbps速率网卡共存的速率速率网卡共存的速率自动协商机制。自动协商机制。自动协商只涉及到物理层，不需要人为干预自动协商只涉及到物理层，不需要人为干预，能够能够自动自动配置。配置。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层405.4.2 Gigabit Ethernet GE可以应用于可以应用于数据仓库、高性能计算机、存数据仓库、高性能计算机、存储区域网与云计算硬件平台储区域网与云计算硬件平台中。中。GE标准标准是是IEEE 802.3z。GE的传输速率达到了的传输速率达到了
20、1000Mbps，它仍然保留，它仍然保留着传统的着传统的Ethernet的帧格式与最小、最大帧长的帧格式与最小、最大帧长度等特征。度等特征。定义了千兆介质专用接口（定义了千兆介质专用接口（GMII）。GE已经成为大、中型局域网系统主干网的首已经成为大、中型局域网系统主干网的首选方案，有着广泛的应用前景。选方案，有着广泛的应用前景。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层415.4.3 10 Gigabit Ethernet10GbE主要特点主要特点：保留着传统的保留着传统的Ethernet的的帧格式与最小、最大帧长的的帧格式与最小、最大帧长度的特征。度的特征。10G
21、bE定义了专用的介质专用接口定义了专用的介质专用接口10GMII。10GbE只工作在全双工方式，只工作在全双工方式，不再采不再采用用CSMA/CD协议协议，覆盖范围不受传统，覆盖范围不受传统Ethernet网的冲突窗口限制，传网的冲突窗口限制，传输距离只取决于光纤通信系统的性能。输距离只取决于光纤通信系统的性能。10GbE的应用领域已经从局域网，逐渐扩展到城域网的应用领域已经从局域网，逐渐扩展到城域网与广域网的核心交换网之中。与广域网的核心交换网之中。10GbE的物理层协议分为：局域网物理层标准与广域的物理层协议分为：局域网物理层标准与广域网物理层标准两类。网物理层标准两类。计算机网络第计算机
22、网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层425.4.4 40 Gigabit Ethernet 与与100 Gigabit Ethernet40 GbE与与100 GbE研究的背景研究的背景 移动移动Internet应用应用 三网融合的高清视频业务增长的三网融合的高清视频业务增长的需要需要 云计算、物联网应用的兴起云计算、物联网应用的兴起 城域网与广域网核心交换网传输带宽增长的城域网与广域网核心交换网传输带宽增长的需求需求计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层4340GbE的研究与应用的研究与应用 40Gbps的波分复用的波分复用WDM技术早在技术早在1
23、996年就出年就出现了现了。20042006年前后在局部范围内开始商用，同年前后在局部范围内开始商用，同时路由器开始提供时路由器开始提供40Gbps的接口的接口。在在20072008年有多个厂商能够提供速率为年有多个厂商能够提供速率为40Gbps 的波分复用设备。的波分复用设备。40GbE技术将会大量应用于技术将会大量应用于IDC、高性能计算、高性能计算机、高性能服务器集群与云计算平台。机、高性能服务器集群与云计算平台。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层44100GbE技术的研究与应用技术的研究与应用 100GbE的标准的标准是是802.3ba 100GbE保
24、留着传统的保留着传统的Ethernet的的帧格式与最的的帧格式与最小、最大帧长度的规定小、最大帧长度的规定 100GbE物理接口主要有三种类型：物理接口主要有三种类型：1010GbE短距离互联的短距离互联的LAN接口技术接口技术 425GE中短距离互联的中短距离互联的LAN 接口技术接口技术 10m的铜缆接口和的铜缆接口和1m的系统背板互联技术的系统背板互联技术计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层455.4.5 光以太网与城域以太网光以太网与城域以太网光以太网的基本概念光以太网的基本概念 光以太网术语是北电网络光以太网术语是北电网络2000年提出，得到网络界与年
25、提出，得到网络界与电信界的认同和支持。电信界的认同和支持。10Gbps、40Gbps、100Gbps高速以太网中只采用全双高速以太网中只采用全双工模式，物理传输介质以光纤为主。工模式，物理传输介质以光纤为主。可以充分地将可以充分地将Ethernet技术与技术与SDH、MPLS与与DWDM等成熟的光通信技术交叉融合、优势互补，以提升等成熟的光通信技术交叉融合、优势互补，以提升Ethernet技术的服务质量技术的服务质量QoS、网络安全性与系统可靠、网络安全性与系统可靠性，使得光以太网成为能够满足电信级服务要求的网性，使得光以太网成为能够满足电信级服务要求的网络技术。络技术。利用光纤的巨大带宽资源
26、与成熟、广泛应用的利用光纤的巨大带宽资源与成熟、广泛应用的Ethernet技术，为网络运营商建造新一代的宽带城域技术，为网络运营商建造新一代的宽带城域网提供技术支持。网提供技术支持。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层46城域以太网的基本概念城域以太网的基本概念 宽带城域网选择网络方案的三大驱动因素是成本、可宽带城域网选择网络方案的三大驱动因素是成本、可扩展性和易用性的话，那么选择扩展性和易用性的话，那么选择Ethernet技术作为下技术作为下一代构建宽带城域网的主要技术是非常恰当的。一代构建宽带城域网的主要技术是非常恰当的。Ethernet具有良好的扩展性，能
27、够容易地实现从具有良好的扩展性，能够容易地实现从10Mbps到到100Gbps的平滑升级，并且能够覆盖从几十的平滑升级，并且能够覆盖从几十米到米到100公里的范围。公里的范围。研究可运营的光以太网已经不是单一的技术研究，而研究可运营的光以太网已经不是单一的技术研究，而是提出了城域以太网的解决方案。光以太网、城域以是提出了城域以太网的解决方案。光以太网、城域以太网的发展将从根本上改变网络运营商规划、建设、太网的发展将从根本上改变网络运营商规划、建设、管理思想。管理思想。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层475.5 Ethernet组网设备与组网方法组网设备与组网
28、方法5.5.1 Ethernet基本的组网方法与设备基本的组网方法与设备 用中继器连接两个用中继器连接两个Ethernet缆段结构缆段结构 中继器的工作原理中继器的工作原理计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层48 集线器（集线器（HUB）计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层49 集线器组网结构集线器组网结构计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层505.5.2 交换交换Ethernet与高速与高速Ethernet组网方法组网方法 典型的交换以太网组网结构典型的交换以太网组网结构计算机网络第计算机网络第5
29、 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层515.5.3 局域网结构化布线的基本概念局域网结构化布线的基本概念 建筑物综合布线系统结构示意图建筑物综合布线系统结构示意图计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层52户外系统户外系统布线配线系统布线配线系统机房子系统机房子系统垂直竖井系统垂直竖井系统布线配线系统布线配线系统平面楼层系统平面楼层系统用户端子5.6 局域网互联与网桥局域网互联与网桥5.6.1 局域网互联与网桥的基本概念局域网互联与网桥的基本概念 网桥网桥是是实现两个或两个以上相同类型的同构局实现两个或两个以上相同类型的同构局域网的互联，也可以实现两个或两个以
30、上不同域网的互联，也可以实现两个或两个以上不同类型的异构局域网的互联类型的异构局域网的互联设备设备。网桥主要有两大主要的功能网桥主要有两大主要的功能：端口号与对应的端口号与对应的MAC地址表的转发表生成与地址表的转发表生成与 维护维护 帧接收、过滤与转发帧接收、过滤与转发计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层53 网桥结构与工作原理网桥结构与工作原理计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层54源路由网桥源路由网桥 源路由网桥由发送帧的源主机负责路由选择。源路由网桥由发送帧的源主机负责路由选择。每个主机在发送帧时，将详细的路由信息写在每个
31、主机在发送帧时，将详细的路由信息写在帧头部，网桥根据源主机确定的路由转发帧。帧头部，网桥根据源主机确定的路由转发帧。为了发现合适的路由，源主机以广播方式向目为了发现合适的路由，源主机以广播方式向目的主机发送用于探测的发现帧。的主机发送用于探测的发现帧。源主机得到这些路由信息后，从可能的路由中源主机得到这些路由信息后，从可能的路由中选择出一个最佳路由。选择出一个最佳路由。常用的方法是：如果有超过一条的路径，源主常用的方法是：如果有超过一条的路径，源主机将机将选择中选择中间经过的网桥跳数最少的路径。间经过的网桥跳数最少的路径。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层55
32、透明网桥透明网桥 用透明网桥互联局域网时，网桥的转发表开始用透明网桥互联局域网时，网桥的转发表开始是空的。网桥采取与交换机是空的。网桥采取与交换机采取采取自学习方法自学习方法，在转发帧的过程中，逐渐将建立和更新转发表。在转发帧的过程中，逐渐将建立和更新转发表。透明网桥通过自学习算法生成和维护网桥转发透明网桥通过自学习算法生成和维护网桥转发表，是一种即插即用的局域网互联设备。表，是一种即插即用的局域网互联设备。局域网的主机不负责帧传输路径的选择。互联局域网的主机不负责帧传输路径的选择。互联的局域网主机不需要知道网桥的存在，也不需的局域网主机不需要知道网桥的存在，也不需要了解网桥之间的连接关系，网
33、桥对主机是透要了解网桥之间的连接关系，网桥对主机是透明的。明的。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层565.6.2 网桥的工作流程网桥的工作流程计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层575.6.3 生成树协议生成树协议 网桥互联形成环状结构网桥互联形成环状结构计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层58 分析生成树协议执行过程的网络结构示意图分析生成树协议执行过程的网络结构示意图计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层59 有效拓扑结构有效拓扑结构计算机网络第计算机网络第5 5
34、章章 介质访问控制子层介质访问控制子层60 主机之间的帧传输路径主机之间的帧传输路径计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层615.6.4 网桥与中继器、集线器、交换机的比较网桥与中继器、集线器、交换机的比较 网桥与中继器作用的比较网桥与中继器作用的比较计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层62中继器、集线器、网桥与交换机的比较中继器、集线器、网桥与交换机的比较比较的内容中继器集线器交换机网桥协议层次物理层物理层MAC层MAC层主要功能连接多个缆段，增加总线长度，增加接入的主机数量接入多台计算机形成星形结构的Ethernet连接多台计算
35、机，实现快速帧转发互联多个同构或异构的局域网工作原理信号放大与整形信号放大与整形在多端口之间同时转发多帧MAC地址过滤与帧转发结构特点两个端口可以有多端口可以有多端口可以有多端口使用地址MAC地址MAC地址冲突域连接在多个缆段上的所有主机属于一个冲突域连接在集线器上的所有主机属于一个冲突域如果主机独占端口，则不存在冲突每个互联的局域网分别是一个冲突域计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层635.7 无线局域网无线局域网5.7.1 无线局域网发展背景无线局域网发展背景 无线局域网（无线局域网（WLAN）不仅能够作为独立的一种移动）不仅能够作为独立的一种移动通信网络来
36、使用，而且可以作为传统局域网的补充。通信网络来使用，而且可以作为传统局域网的补充。无线局域网以微波、激光与红外线等无线电波作为传无线局域网以微波、激光与红外线等无线电波作为传输介质，来全部或部分取代传统局域网中的双绞线与输介质，来全部或部分取代传统局域网中的双绞线与光纤。光纤。无线局域网不仅能够满足移动和特殊应用领域网络的无线局域网不仅能够满足移动和特殊应用领域网络的要求，还能覆盖有线局域网难以布线的位置。要求，还能覆盖有线局域网难以布线的位置。无线局域网的发展速度无线局域网的发展速度很很快。目前，支持快。目前，支持2Mbps传输传输速率的系统已经成熟，而速率为速率的系统已经成熟，而速率为40
37、Mbps80Mbps的的系统正在研究中。系统正在研究中。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层64无线局域网无线局域网802.11协议发展过程协议发展过程 1997年形成了第一个无线局域网的标准年形成了第一个无线局域网的标准802.11。802.11定义了使用红外、跳频扩频与直接序列扩频技定义了使用红外、跳频扩频与直接序列扩频技术，传输速率为术，传输速率为1Mbps或或2Mbps的无线局域网标准。的无线局域网标准。802.11b定义了使用跳频扩频技术，传输速率为定义了使用跳频扩频技术，传输速率为1、2、5.5与与11Mbps的无线局域网标准。的无线局域网标准。80
38、2.11a将传输速率提高到将传输速率提高到54Mbps。目前目前802.11标准已经从标准已经从802.11、802.11a发展发展802.11j，对多种频段无线传输技术的物理层、对多种频段无线传输技术的物理层、MAC层、无线网层、无线网桥，以及桥，以及QoS管理、安全与身份认证作出了一系列的管理、安全与身份认证作出了一系列的规定。规定。计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层655.7.2 扩频无线局域网扩频无线局域网 扩频数字通信系统的基本结构与原理示意图扩频数字通信系统的基本结构与原理示意图计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层6
39、6 跳频扩频通信（跳频扩频通信（FHSS）计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层67 直接序列扩频（直接序列扩频（DSSS）计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层685.7.3 无线局域网无线局域网IEEE 802.11标准标准 一跳与多跳一跳与多跳计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层69 多对主机同时通信多对主机同时通信计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层70 隐藏主机和暴露主机隐藏主机和暴露主机计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层71
40、802.11协议层次结构模型协议层次结构模型计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层72 BSS、ESS与与Ad hoc结构结构计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层735.7.4 802.11标准的标准的 MAC层协议层协议802.11规定了四种帧间间隔规定了四种帧间间隔：短帧间间隔（短帧间间隔（SIFS）点协调功能帧间间隔（点协调功能帧间间隔（PIFS）分布协调功能帧间间隔（分布协调功能帧间间隔（DIFS）扩展帧间间隔（扩展帧间间隔（EIFS）计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层74 CSMA/CA工作原理示意图工作原理示意图计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层75 RTS/CTS预约机制预约机制计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层76 分片发送示意图分片发送示意图计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层77 四种帧间间隔作用的比较四种帧间间隔作用的比较计算机网络第计算机网络第5 5章章 介质访问控制子层介质访问控制子层78
