第四章 局域网体系结构

令牌环网的工作原理
• 6. 帧在环上传送时，所有工作站都进行 帧在环上传送时， 转发，直到目的地。 转发，直到目的地。目的站对信息帧创 建一个副本以便进一步处理。 建一个副本以便进一步处理。信息帧继 续沿着环传输， 续沿着环传输，回到发送站时便可以被 删除。 删除。 • 7. 发送站可以通过检验返回帧以查看信 息帧是否被接收站收到并且复制。 息帧是否被接收站收到并且复制。 • 8. 发送站重新生成令牌，并释放。 发送站重新生成令牌，并释放。
IEEE 802模型相当于 模型相当于OSI模型的最低两层 模型相当于 模型的最低两层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 OSI参考模型 参考模型 逻辑链路控制LLC 逻辑链路控制 媒体接入控制MAC 媒体接入控制 物理层 IEEE 802参考模型 参考模型 服务访问点SAP 服务访问点
令牌环网的工作原理
• 其它工作站想传输数据就必须等待此工 作站释放令牌。 作站释放令牌。 • 4. 工作站在帧头(由令牌转化) 后面添加 工作站在帧头(由令牌转化) 要传输的信息， 要传输的信息，然后将整个信息帧发送 到环中的下一工作站。 到环中的下一工作站。 • 5. 信息帧中包括接收站的地址，用以标 信息帧中包括接收站的地址， 识哪一个工作站应接收此帧。 识哪一个工作站应接收此帧。
令牌环网
令牌环网的工作原理
• 1. 令牌环网中使用一种特殊的帧－令牌， 令牌环网中使用一种特殊的帧－令牌， 节点要发送数据必须先获取令牌。 节点要发送数据必须先获取令牌。 • 2. 如果环上的某工作站收到令牌并且有 信息发送，它就改变令牌中的标志位， 信息发送，它就改变令牌中的标志位， 将令牌由“空闲状态”改写为“ 将令牌由“空闲状态”改写为“忙状 态”。 • 3.令牌的标志位被更改后，令牌就变成一 令牌的标志位被更改后， 令牌的标志位被更改后 个普通的帧头，由此网络中没有了令牌， 个普通的帧头，由此网络中没有了令牌，
令牌环网的特点
• 令牌环网中不会发生传输冲突现象。 令牌环网中不会发生传输冲突现象。 • 令牌传递网络具有确定性，任意站点在 令牌传递网络具有确定性， 传输之前就可以计算出最大等待时间。 传输之前就可以计算出最大等待时间。 • 令牌环网规定了三种操作速率：1Mb/s、 令牌环网规定了三种操作速率： 、 4Mb/s和16Mb/s。 和 。 • 令牌环网使用专门的网卡以及多站访问 令牌环网使用专门的网卡以及多站访问 单元( 单元(MAU)。 )
介质访问控制子层( 介质访问控制子层(MAC) )
• 主要提供如 主要提供如CSMA/CD、Token Ring等多 、 等多 种访问控制方式的有关协议。 种访问控制方式的有关协议。 • 它还具有管理多个源、多个目的链路的 它还具有管理多个源、 功能， 功能，向LLC子层提供不同的访问控制 子层提供不同的访问控制 接口(服务访问点 服务访问点)。 接口 服务访问点 。
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 OSI参考模型 参考模型 逻辑链路控制LLC 逻辑链路控制 媒体接入控制MAC 媒体接入控制 物理层 IEEE 802参考模型 参考模型 服务访问点SAP 服务访问点
IEEE 802系列局域网标准 系列局域网标准
• • • • • • • IEEE 802.1——局域网概述 局域网概述 IEEE 802.2——逻辑链路控制。 逻辑链路控制。 逻辑链路控制 IEEE 802.3——CSMA/CD总线网 总线网 IEEE 802.4——令牌总线网。 令牌总线网。 令牌总线网 IEEE 802.5——令牌环型网。 令牌环型网。 令牌环型网 IEEE 802.6 ——城域网 城域网MAN 城域网 IEEE 802.7 ——宽带局域网 宽带局域网
同轴电缆连接的令牌总线局域网
双绞线连接的令牌总线局域网
FDDI
• 光纤分布式数据接口（FDDI）是由美国 光纤分布式数据接口（ ） 国家标准化组织（ 国家标准化组织（ANSI）制定的在光缆 ） 上发送数字信号的一组协议。 上发送数字信号的一组协议。 • FDDI 是一种双环结构，传输速率可以 是一种双环结构， 达到 100Mbps。 。 • 由于支持高宽带和远距离通信，FDDI 由于支持高宽带和远距离通信， 通常用作区域内的骨干线路。 通常用作区域内的骨干线路。
IEEE 802标准的物理层规范 标准的物理层规范
• 采用基带信号传输。 采用基带信号传输。 • 数据的编码采用曼彻斯特编码。 数据的编码采用曼彻斯特编码。 • 传输介质可以是双绞线、同轴电缆或光缆 传输介质可以是双绞线、 • 拓扑结构可以为总线、树型、星型、环型 拓扑结构可以为总线、树型、星型、 • 传输速率有 传输速率有10Mbps、16Mbps、100Mbps、 、 、 、 1000Mbps.
IEEE 802系列标准分布图 系列标准分布图
4.3 几种局域网技术
• 以太网－(Ethernet) 以太网－ ) • 令牌环网 －(Toking Ring) ) • 令牌总线网 －(Toking Bus) ) • FDDI －(光纤分布式数据接口 ) • 无线局域网－(WLAN) 无线局域网－ )
• 高数据率 、 短距离 、 低误码率 是局域网 高数据率、 短距离、 低误码率是局域网 的三大典型特性。 的三大典型特性。
局域网的发展历程
• 1972年基于 年基于ALOHA系统的局域网诞生。 系统的局域网诞生。 年基于 系统的局域网诞生 • 1970年代末，出现了 年代末，出现了MCA、ARCnet 、 、 年代末 Ethernet等数十种局域网技术。 等数十种局域网技术。 等数十种局域网技术 • 1980年代初以太网由于技术优势和速度逐 年代初以太网由于技术优势和速度逐 渐成为行业标准。 工程组于1982 渐成为行业标准。IEEE802工程组于 工程组于 年推出以太网技术标准。 年推出以太网技术标准。 • 1995年快速以太网开始应用。 年快速以太网开始应用。 年快速以太网开始应用 • 1999千兆以太网诞生。 千兆以太网诞生。 千兆以太网诞生
IEEE 802标准的数据链路层 标准的数据链路层
• OSI模型的数据链路层在局域网中就被分 模型的数据链路层在局域网中就被分 介质访问控制子层( 为介质访问控制子层(MAC)与逻辑链路 ) 控制子层( 控制子层(LLC) 。 ) • MAC子层负责解决局域网多个设备如何 子层负责解决局域网多个设备如何 使用共享信道的问题。 使用共享信道的问题。 • 而LLC子层完成原来数据链路层的功能： 子层完成原来数据链路层的功能： 子层完成原来数据链路层的功能 数据帧的收发和控制。 数据帧的收发和控制。
局域网的基本组成
• • • • • • 1. 计算机 (PC) ) 2. 传输媒体 3. 网卡 4. 各种连接设备 如：DB-15插头座、RJ-45插头座等。 5. 网络操作系统
局域网的拓朴结构
• 网络拓扑结构 网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种 设备的物理布局。局域网常用的有： • 1. 总线型 • 2. 星型 • 3. 环形
以太网、 以太网、无线局域网
• 下节课讲！ 下节课讲！
令牌环网( 令牌环网(Toking Ring) )
• 令牌环网是 令牌环网是IBM公司开发的一种环形网 公司开发的一种环形网 络结构，采用分布式介质访问控制方式。 络结构，采用分布式介质访问控制方式。 • 令牌环网被定义在IEEE 802.5标准中。 标准中。 令牌环网被定义在 标准中 • 令牌环网中所有的工作站都连接到一个 环上， 环上，每个工作站只能同直接相邻的工 作站传输数据。 作站传输数据。
逻辑链路控ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ( 逻辑链路控制(LLC)子层 )
• LLC子层可提供三种服务方式： • 1.不确认无连接服务 不确认无连接服务：类似于数据报，不 不确认无连接服务 保证帧的可靠有序传送。 • 2.连接方式服务 连接方式服务：类似虚电路方式，在 连接方式服务 LLC用户之间建立一条逻辑连接，提供 数据确认、顺序控制和差错恢复等功能。 • 3.确认的无连接服务 确认的无连接服务：也是一种数据报服 确认的无连接服务 务，但提供确认。
4.2 局域网体系结构及协议标准
• 80年代初局域网开始标准化，IEEE(美 年代初局域网开始标准化， 年代初局域网开始标准化 ( 国电气和电子工程师协会) 国电气和电子工程师协会)的802委员会 委员会 制定出IEEE 802标准。 标准。 制定出 标准 • IEEE 802标准遵循 标准遵循 参考模型， 标准遵循OSI参考模型，主要 参考模型 解决物理层和数据链路层的功能以及与 网络层的接口、服务、互连有关的内容。 网络层的接口、服务、互连有关的内容。
数据链路层分为两个子层的原因
• 1. 将数据链路层的功能中与硬件有关的 部分和与硬件无关的部分分开处理。 部分和与硬件无关的部分分开处理。 • 2. 可使 可使MAC子层中多种不同的介质访问 子层中多种不同的介质访问 控制方法方便地使用同一个逻辑链路控 制子层。 制子层。
IEEE 802模型图 模型图
令牌总线网 (Toking Bus) )
• 令牌总线网(IEEE 802.4)类似于令牌环网， 令牌总线网( )类似于令牌环网， 但拓扑结构和令牌传递方式不同。 但拓扑结构和令牌传递方式不同。 • 令牌总线是总线拓扑结构，使用 欧姆 令牌总线是总线拓扑结构，使用75欧姆 CATV同轴电缆构造，传输率为 同轴电缆构造， 同轴电缆构造 传输率为10Mbps。 。 • 令牌并不遵照工作站的物理顺序进行传递， 令牌并不遵照工作站的物理顺序进行传递， 而是按照站点地址的序列号来传递 • 数字序列所表示的最后一个站点将令牌返 回到第一个站点。 回到第一个站点。
IEEE 802系列局域网标准(续) 系列局域网标准( 系列局域网标准
• • • • • • • IEEE 802.8 ——光纤技术 光纤技术 IEEE 802.9 —— 综合业务数字网 综合业务数字网ISDN IEEE 802.10 ——局域网安全 局域网安全 IEEE 802.11 —— 无线局域网 IEEE 802.1Q ——虚拟局域网 虚拟局域网VLAN 虚拟局域网 IEEE 802.3u —— 快速以太网 IEEE 802.3z，802.3ab —千兆位以太网 ， 千兆位以太网