1、1,第4章 局域网,本章内容 局域网概述 共享信道的介质访问控制方法 以太网（Ethernet） 高速局域网 *无线局域网（WLAN）,2,4.1 局域网概述,局域网的特点 局域网的关键技术 局域网的体系结构,3,1.局域网的特点,较小的地域范围 一般在0.1km25km范围内。 高传输速率和低误码率 传输速率一般为10Mbps1000Mbps， 误码率一般在10-1110-8之间。 面向的用户比较集中 使用多种传输介质 侧重于共享信息的处理,4,拓扑结构（逻辑、物理） 总线型、星形、环形、树形 介质访问控制方法 CSMA/CD、CSMA/CA、Token-passing 信号传输形式 基带、
2、宽带 三种技术决定了传输介质、传输数据的类型、网络的响应时间、吞吐量、利用率以及网络应用等各种网络特征。,2. 局域网的关键技术,5,LAN典型拓扑结构总线型,所有的节点都通过网络适配器直接连接到一条作为公共传输介质的总线上，总线可以是同轴电缆、双绞线、或者是使用光纤； 可采用集中控制、分布控制、广播式多路访问方法； 总线上任何一个节点发出的信息都沿着总线传输，而其他节点都能接收到该信息，但在同一时间内，只允许一个节点发送数据； 由于总线作为公共传输介质为多个节点共享，就有可能出现同一时刻有两个或两个以上节点利用总线发送数据的情况，因此会出现“冲突”。,6,LAN典型拓扑结构星型,所有结点都连
3、接到中央结点，每个节点通过点到点线路与中心节点连接。 在局域网中，由于使用中央设备的不同，局域网的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构不同。 使用集线器连接所有计算机时，是一种具有星型物理连接的总线型拓扑结构； 使用交换机时，是真正的星型拓扑结构。,7,LAN典型拓扑结构环型,节点通过点到点链路与相邻节点连接，构成封闭的环路。 环路中的数据沿着一个方向绕环逐节点传输。环路的维护和控制一般采用某种分布式控制方法，环中每个节点都具有相应的控制功能。 在环型拓扑中，虽然也是多个节点共享一条环通路，但不会出现冲突。 对于环型拓扑的局域网，网络的管理较为复杂，与总线型局域网相比，可扩展性较差。 典型例子：令牌环网
4、、FDDI,8,3. 局域网体系结构,局域网研究及其标准制定机构： 美国电气与电子工程师协会IEEE802委员会 欧洲计算机制造厂商协会ECMA 国际电工委员会IEC 局域网的主要标准：IEEE802（ISO8802） IEEE802是一个标准系列：IEEE802, IEEE802.1IEEE802.17 其体系结构只包含了两个层次：数据链路层，物理层 数据链路层又分为逻辑链路控制（LLC）和介质访问控制（MAC）两个子层,9,IEEE 802 LAN参考模型与ISO/OSI参考模型的对应关系：,10,IEEE802标准系列中的主要标准,802.2 - 逻辑链路控制 802.3 - CSMA/
5、CD总线访问控制及物理层规范（以太网） 802.4 - Token Bus （令牌总线） 802.5 - Token Ring（令牌环） 802.6 - 分布队列双总线DQDB - MAN标准 802.8 FDDI（光纤分布数据接口） 802.11 WLAN（无线局域网）,11,IEEE802体系结构示意图,数据链路层在不同的子标准中定义 分别对应于LLC子层和MAC子层,12,局域网的物理层（1）,功能： 位流的传输与接收； 同步前序的产生与识别； 信号编码和译码。 IEEE802定义了多种物理层，以适应不同的网络介质和不同的介质访问控制方法。 两个接口： 连接单元接口（AUI）可选，仅用于
6、粗同轴电缆 介质相关接口（MDI） 屏蔽不同介质的特性，使之不影响MAC子层的操作,13,局域网的物理层（2）,IEEE 802规定了局域网物理层所使用的信号与编码、传输介质、拓扑结构和传输速率等规范。 采用基带信号传输； 数据的编码采用曼彻斯特编码； 传输介质可以是双绞线、同轴电缆和光缆等； 拓扑结构可以是总线型、树型和环型； 传输速率有1Mbps、4Mbps、10Mbps、16Mbps、100Mbps、1000Mbps等。,14,局域网的数据链路层,局域网的数据链路层的特点： 局域网链路支持多路访问，支持成组地址和广播； 支持介质访问控制功能； 提供某些网络层的功能，如网络服务访问点(SA
7、P)、多路复用、流量控制、差错控制、. 按功能划分为两个子层： LLC（逻辑链路控制）子层 MAC（介质访问控制）子层,15,功能分解的目的： 将功能中与硬件相关的部分和与硬件无关的部分分开，以适应不同的传输介质。 LLC： 与介质、拓扑无关； MAC：与介质、拓扑相关。 解决共享信道(如总线)的介质访问控制问题，使帧的传输独立于传输介质和介质访问控制方法。 MAC子层功能： 实现、维护MAC协议， 将上层交下来的数据封装成帧进行发送（接收时进行相反的过程）， 差错检测， 寻址。,16,LLC子层功能： 向高层提供称为SAP（服务访问点）的逻辑接口， 建立/释放逻辑连接， 组帧/拆帧， 差错控
8、制， 帧序号处理， 提供某些网络层功能：如数据报、虚电路和多路复用等。 对不同的LAN标准，它们的LLC子层都是一样的，区别仅在MAC子层（和物理层）。 不管采用何种协议的局域网对 LLC 子层来说都是透明的。,17,局域网对 LLC 子层是透明的,数据 链路层,18,以后一般不考虑 LLC 子层,由于TCP/IP 体系经常使用的局域网是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 标准中的几种局域网，因此现在 802 委员会制定的逻辑链路控制子层 LLC（即 802.2 标准）的作用已经不大了。 很多厂商生产的网卡上就仅装有MAC 协议而没有 LLC 协议。,19,PA,LLC的帧结
9、构,高层PDU,LLC首部,IEEE802 LAN的封装过程：,LLC帧,MAC帧,分组,介质上传输的帧,MAC首部,MAC尾部,20,局域网的网络层和高层,IEEE 802标准没有定义网络层和更高层： 没有路由选择功能 局域网拓扑结构比较简单，一般不需中间转接 流量控制、寻址、排序、差错控制等功能由数据链路层完成 网络层和更高层通常由协议软件（如TCP/IP协议、IPX/SPX协议）和网络操作系统来实现。,21,4.2 介质访问控制方法,局域网使用广播信道（多点访问，随机访问），多个站点共享同一信道。问题： 各站点如何访问共享信道？ 如何解决同时访问造成的冲突（信道争用）？ 解决以上问题的方
10、法称为介质访问控制方法。 两类信道共享技术： 静态分配（FDM、WDM、TDM、CDM） 不适用于局域网 动态分配（随机接入、受控接入） CSMA/CD、Token-Passing,22,局域网中的介质访问控制方法,常见的有两种： 载波检测多路访问/冲突检测（CSMA/CD） Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect 采用随机访问技术的竞争型介质访问控制方法 令牌传递（Token Passing） Token Ring Token Bus FDDI 采用受控访问技术的分散控制型介质访问控制方法,23,1. CSMA/CD,多个站点如何安全地使
11、用共享信道？ 最简单的思路：发送前先检测一下其它站点是否正在发送（即信道忙否）CSMA(载波监听多路访问)。 若信道空闲，是否可以立即发送？ 若有多个站点都在等待发送，必然冲突！ 解决：等待一段随机时间后再发（降低了冲突概率） 若信道忙，如何处理？ 继续监听： 等到信道空闲后立即发送 等到信道空闲后等待随机时间后再发送 等待一段随机时间后再重新检测信道 一旦出现两个站点同时发送的情况，如何处理？ 以上方法均无法处理！,24,CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。 “多点接入”表示许多计算机以多点接入的
12、方式连接在一根总线上，也称为多路访问。 用于IEEE802.3以太网 “载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。 总线上并没有什么“载波”。因此， “载波监听”就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。,CSMA/CD带冲突检测的载波监听多路访问,25,检测到冲突后,在发生冲突时，总线上传输的信号产生了严重的失真，无法从中恢复出有用的信息来。 每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络资源，然后等待一段随机时间后再次发送。,26,CSMA/CD工作原理,发
13、送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送； 如果信道忙，则继续监听，一旦空闲就立即发送； 在发送过程中，仍需继续监听。若监听到冲突，则立即停止发送数据，然后发送一串干扰信号（Jam）； 发送Jam信号的目的是强化冲突，以便使所有的站点都能检测到发生了冲突。 等待一段随机时间（称为退避）以后，再重新尝试。 归结为四句话： 先听后发、边听边发、冲突停发、随机重发。,27,CSMA/CD协议的工作过程,28,电磁波在总线上的有限传播速率的影响,当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非真正是空闲的。 A 向 B 发出的信息，要经过一定的时间后才能传送到 B。 电磁波在1km的电缆的传播时延为5s B
14、 若在 A 发送的信息到达 B 之前发送自己的帧(因为这时 B 的载波监听检测不到 A 所发送的信息)，则必然要在某个时间和 A 发送的帧发生碰撞。 碰撞的结果是两个帧都变得无用。,29,CSMA/CD协议的时间槽,时间槽能够检测到冲突的时间区间（也称为争用时隙或碰撞窗口） 若两站点之间传播时延为a，则时间槽2a。如下图所示：,站点2 发送帧,当0时，将不会再发生冲突。这时，时间槽2a。,30,时间槽的意义： 一个站点开始发送后，若在时间槽内没有检测到冲突，则本次发送不会再发生冲突； 以太网中，时间槽51.2s 传输速率10Mb/s时，一个时间槽内可发送512bits，即64字节（所以也称一个
15、时间槽长度为64字节） 。 由此可知： 1. 冲突只可能在一帧的前64字节内发生； 2. 帧长度小于64字节时，将无法检测出冲突； 以太网规定，最小帧长度为64字节 3. 长度小于64字节的帧（碎片帧）都是无效帧。 想一想：什么情况下会产生碎片帧？,31,与时间槽相关的几个网络参数,时间槽与网络跨距、传输速率、最小帧长有密切的关系！ 采用CSMA/CD的局域网中，由于时间槽的限制，传输速率R、网络跨距S、最小帧长Fmin三者之间必须满足一定的关系：FminkSR k:系数 可以看出： 最小帧长度不变时，传输率越高，网络跨距就越小； 传输率固定时，网络跨距越大，最小帧长度就应该越大； 网络跨距固
16、定时，传输率越高，最小帧长度就应该越大。 非常重要的结论！,32,退避时间的确定（退避算法）,CSMA/CD采用了截断二进制指数退避算法 算法如下： 1. 令基本退避时间T=2a（即时间槽长度）； 2. k=min（重传次数，10）； 3. r=在 0, 1, , (2k-1) 中随机取一个数； 4. 退避时间=rT。 限定最大重传次数16，若发送16次仍不成功，则发送失败。,33,CSMA/CD的优缺点,控制简单，易于实现； 网络负载轻时，有较好的性能： 3040以内 延迟时间短、速度快 网络负载重时，性能急剧下降： 7080以上 冲突数量的增长使网络速度大幅度下降 使用 CSMA/CD 协
17、议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）。 每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性。 出现冲突后，必须延迟重发。因此，节点从准备发送数据到成功发送数据的时间是不能确定的，它不适合传输对时延要求较高的实时性数据。 这种发送的不确定性使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率。,34,*2. 令牌传递（Token Passing）,A,B,D,C,站点,干线耦合器,单向环,点到点链路,主要用于IEEE802.5令牌环网 拓扑结构：点到点链路连接，构成闭合环,35,Token Ring/802.5的操作,哪个站点可以发送帧，是由一个沿着环旋转的称为“
18、令牌”（TOKEN）的特殊帧来控制的。只有持有令牌的站可以发送帧，而没有拿到令牌的站只能等待，因此，使用令牌环的LAN中不会产生冲突。； 拿到令牌的站将令牌转换成数据帧头，后面加挂上自己的数据进行发送； 目的站点从环上复制该帧，帧则沿环继续往下循环； 数据帧循环一周后由源站点回收，并送出一个空令牌，使其余的站点能获得帧的发送权。,36,Token Ring/802.5的操作举例,37,Token Ring的特点,由于每个节点不是随机的争用信道，不会出现冲突，因此称它是一种确定型的介质访问控制方法，而且每个节点发送数据的延迟时间可以确定。 在轻负载时，由于存在等待令牌的时间，效率较低。 在重负载
19、时，对各节点公平，且效率高。 采用令牌环的局域网还可以对各节点设置不同的优先级，具有高优先级的节点可以先发送数据，比如某个节点需要传输实时性的数据，就可以申请高优先级。,38,令牌环网的实际结构星型环路,逻辑上是环型拓扑结构。 物理连接上，它是星形结构的局域网。,39,4.3 传统以太网,以太网的产生与发展 以太网的物理层选项 以太网的帧格式 *同轴电缆以太网 双绞线以太网 *光线以太网 *全双工以太网,40,1、以太网的产生与发展,以太网的起源:ALOHA无线电系统(1968-1972) 70年代中期Xerox 创建第一个实验性的以太网，数据率为2.94Mb/s，称为Ethernet（以太网
20、） 经DEC, Intel和Xerox公司改进为10Mb/s标准（DIX标准） DIX V1（1980）、DIX V2（1982）Ethernet II 特征：基带传输、总线拓扑、CSMA/CD、同轴电缆 1985年被采纳为IEEE 802.3，支持多种传输媒体。 称为“带有冲突检测的载波监听多路访问（CSMA/CD）方法和物理层技术规范” Ethernet II和IEEE 802.3二者区别很小 仅是帧格式和支持的传输介质略有不同 交换式和全双工制以太网的出现(1990-1994) 快速以太网的出现(1992-1995) 千兆网的出现(1996至今) 目前已发展到万兆以太网，仍在继续发展 教
21、材P97,41,IEEE 802.3 以太网标准（主要的）,传统以太网：10Mb/s 802.3 粗同轴电缆 802.3a 细同轴电缆 802.3i 双绞线 802.3j 光纤 快速以太网（FE）：100Mb/s 802.3u 双绞线，光纤 千兆以太网（GE）：1000Mb/s（1Gb/s） 802.3z 铜缆、光纤 802.3ab 双绞线 万兆以太网（10GE）：10Gb/s 802.3ae 光纤,42,标识方法：速率、信号方式、介质类型,传统以太网的四种物理层选项的特征见教材p98，表4.2,2、以太网的物理层选项,43,Ethernet/802.3操作,任何站点发送数据时都要遵循CSMA
22、/CD协议； 每个站点都可以接收到所有来自其他站点的数据（广播信道）； 只有地址与帧的目的地址相同的站点才接收数据； 目的站点将复制该帧，其他站点则忽略该帧。,44,3、Ethernet / IEEE802.3帧格式,PR： 前导码 - 10101010序列，用于使接收方与发送方同步 SFD： 帧首定界符 10101011，表示一帧的开始 DA/SA：目的/源MAC地址 LEN： 数据长度（数据部分的字节数），取值范围：0-1500 Type： 类型，高层协议标识 LLC-PDU（Data）：数据，最少46字节, 最多1500字节，不够时以Pad填充 Pad： 填充字段（可选），其作用是保证帧
23、长不小于64字节 FCS： 帧校验序列（CRC-32）,用途：保证帧长64字节,45,数据字段的长度与长度字段的值不一致； 帧的长度不是整数个字节； 用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错； 数据字段的长度不在 46 1500 字节之间。有效的 MAC 帧长度为 64 1518 字节之间。 对于检查出的无效 MAC 帧就简单地丢弃。以太网不负责重传丢弃的帧。,无效的 MAC 帧,46,MAC地址,又称为物理地址，它是网络站点的全球唯一的标识符，与其物理位置无关。 注意：MAC地址是在数据链路层进行处理，而不是在物理层。 网络站点的每一个网络接口都有一个MAC地址。 MAC地址大多固化在网络站点
24、的硬件中。 一个站点允许有多个MAC地址，个数取决于该站点网络接口的个数。例如： 安装有多块网卡的计算机； 有多个以太网接口的路由器。 网络接口的MAC地址可以认为就是宿主设备的网络地址。,47,IEEE802.3标准规定： MAC地址的长度为6个字节，共48位； 可表示24670万亿个地址（有2位用于特殊用途） 高24位称为机构惟一标识符OUI ，由IEEE统一分配给设备生产厂商； 如3COM公司的OUI=02608C 低24位称为扩展标识符EI，由厂商自行分配给每一块网卡或设备的网络硬件接口。,也可以是2个字节，但这种格式的地址很少使用。,48,单播地址：（I/G0） 拥有单播地址的帧将发
25、送给网络中惟一一个由单播地址指定的站点。点对点传输 组播地址：（I/G1） 拥有组播地址的帧将发送给网络中由组播地址指定的一组站点。点对多点传输 广播地址：（全1地址，FF-FF-FF-FF-FF-FF） 拥有广播地址的帧将发送给网络中所有的站点。广播传输 注意，以上分类只适用于目的地址。,MAC地址的三种类型,49,*4、同轴电缆以太网,粗缆以太网（10BASE5） 粗同轴电缆RG-8，可靠性好，抗干扰能力强 总线型拓扑,50,10Base5以太网中继规则(5-4-3-2-1的规则),总共允许有5个网段（每个网段500米）； 在信道上只允许连接4个转发器； 可以有3个网段连接客户机； 额外2
26、个不能连接客户机的网段用于将网络延伸到其他位置； 以上组成1个大型的冲突域，全网直径2500米； 再增加网段或中继器会导致定时问题，影响以太网的冲突检测；,51,以太网的最大作用距离,52,收发器的功能,从计算机经AUI电缆得到数据向同轴电缆发送；或反过来； 检测在同轴电缆上发生的数据帧的冲突； 在同轴电缆和电缆接口的电子设备之间进行电气隔离； 当收发器或所连接的计算机出故障时，保护同轴电缆不受影响超长控制。,53,细缆以太网（ 10Base2 ） 细同轴电缆RG-58，可靠性稍差 无外置收发器 轻便、灵活、成本较低 总线型拓扑,每段最大长度 185m 每段最多站点数 30,0.5 m,网络最
27、大跨度 925 m,网络最多5个段,终端匹配器,54,5、双绞线以太网,使用非屏蔽双绞线（UTP）. 优点： 轻巧，安装密度高； 容错能力好； 容易定位故障， 便于维护。 以集线器（Hub）为中心的星形结构。集线器的作用相当于一个多端口的中继器（转发器），数据从集线器的一个端口进入后，集线器会将这些数据从其他所有端口广播出去（扩充信号传输距离。将信号放大并整形后再转发，消除信号传输的失真和衰减）。,55,10BASE-T以太网的中继规则,使用3类或更高级别的非屏蔽双绞线； 使用RJ-45连接器； 引脚1、2用于发送， 引脚3、6用于接收。 从计算机到集线器的最大距离为100m； 最多使用4个集
28、线器连接5个网段（每个网段500米）； 最大站数1023个。,56,*6、光纤以太网,使用光纤介质；两根62.5/125m多模光纤，收、发各一根星形拓扑结构；通常用于远距离网络连接；主要类型：FOIRL（光纤中继器间链路）用于连接两个HUB（或中继器）链路间最大距离1 km10Base-FL（用以替代FOIRL）链路间最大距离2 km任意两节点间的中继器数6个光纤与其他介质可使用介质转换器进行转换 介质转换器是可连接不同介质的中继器,57,*7、全双工以太网,只能在双绞线和光纤链路上实现； 收、发使用了不同的物理信道 不再使用CSMA/CD机制，因此传输距离不受时间槽的限制； 但要受到信号衰减
29、的影响 全双工操作的条件： 使用双绞线或光纤； 链路两端的设备都必须支持全双工操作； 支持全双工的设备包括全双工网卡、网络交换机。 适用于主干网上交换机之间的通信以及交换机与服务器之间的通信。,58,作 业,P133 1、2、5,谢谢同学们！,59,4.4 高速局域网,10Mb/s满足应用要求吗？ 工作站的处理能力增强 88年处理器速度10MBPS，95年150MBPS、2000年1000MBPS； 各种应用的功能越来越强 多媒体、视频会议、虚拟现实、计算机辅助设计CAD等； 异步应用要求计算机系统有较大的带宽，同步应用要求实时的传送数据； 要求高的数据带宽、网络延迟短、可靠性高； 服务器的集
30、中化 提供服务器的集群，便于管理，提高安全性； 文件的大小日益增加 要求更高的网络带宽； 网络用户和工作站数目的日益增加,60,发展,80年代末开始，从10Mb/s向100Mb/s、1000Mb/s迁移 主要产品 FDDI 快速以太网 100VG-AnyLAN 千兆以太网、万兆以太网 最终胜利者是谁？ 关键：兼容 (保护投资)、灵活、简易、技术成熟,61,传输速率为100Mb/s的以太网，比传统以太网快10倍 标准为IEEE802.3u ，是IEEE802.3标准的补充； 拓扑结构为基于集线器的星形结构； 全双工操作； 传输介质只支持双绞线和光纤。 通过自动协商功能提供了10/100Mb/s自
31、适应功能；,1.快速以太网,链路两端的节点必须各自向对方通告自己的能力（速度、物理层类型、半/全双工）并自动选择合适的工作模式。,快速以太网的协议结构：,62,100Base-TX： 使用2对5类UTP双绞线(或2对一类STP双绞线)。其中1对用于发送，另1对用于接收; 可以全双工工作方式; 最大距离为100米。 100Base-FX： 使用2根62.5/125m多模光纤； 全双工工作方式; 主要是用作高速主干网。 100Base-T4： 使用四对3类双绞线，其中有3对用于数据传输，1对用于冲突检测。 半双工工作方式。 100Base-T2： 使用两对3类双绞线,IEEE802.3u的4种物理
32、层标准（p110）,63,100Base-TX的拓扑结构,64,快速以太网的应用 主干连接 需要高带宽的服务器和高性能工作站 网络服务器、图形工作站、工程工作站、网管工作站 向桌面系统普及,65,千兆位以太网（Gigabit Ethernet，GE） 允许在 1 Gb/s 下全双工和半双工两种方式工作。 技术进步的必然 新的应用 网络分布计算、计算机视频、网络存储 快速以太网的迅速普及 要求主干有更高的带宽 两个主要标准 IEEE 802.3z，1998.6正式公布 1000Base-SX，MMF/550m 1000Base-LX，SMF/5000m 1000Base-CX，屏蔽短铜缆/25m
33、 IEEE 802.3ab，1999.6正式公布 1000Base-T，UTP/100m,2.千兆位以太网和万兆位以太网,66,千兆位以太网的特征 1000Mb/s，全双工或半双工 沿用10Mb/s传统以太网帧格式 半双工仍使用CSMS/CD协议 兼容10Base-T和100Base-T 节点能力的自动协商,速率提高到1000Mb/s时的网络跨距问题： 为保持兼容，半双工时的最小帧长度仍规定为64字节，导致网络跨距缩短为不足20米，实用价值大大降低！,解决方法： 1. 将时间槽扩展为512字节（是以前的8倍）； 2. “载波扩展”技术：帧长不足512字节时，在其后填充特殊的符号至512字节；（
34、想一想，是否完美？）,短帧较多时将使网络传输效率大大降低。极端情况下，只有正常时的12%。,67,当帧长小于512字节时，需填充“载波扩展”符号,“帧突发”技术：允许站点连续发送多个短帧 解决短帧较多时网络传输效率低的问题（P117）,使用“帧突发”技术后，效率可提高到72%，达到快速以太网的95。,68,千兆以太网的工作参数(p117),69,千兆以太网的物理层技术,千兆位介质无关接口（GMII）,70,千兆以太网的拓扑结构 在半双工方式时，网络跨距减小很多： 任意两个站点间最多只能有一个中继器（p119图4.33） 在全双工方式时，网络跨距仅与介质和收发器的特性有关： 站点间允许有多台千兆
35、设备，可以构造较大范围的网络（p119图4.34）,71,交换机到交换机的连接或园区网之间的主干连接，例如两个校区之间的链路（P120图4.35）； 将网络交换机之间的10/100M链路用1000M链路代替，可以显著地提高网络的整体性能。 具有高带宽需求的服务器集群或某些高性能工作站与网络主干之间的连接（P121图4.36）； 通过网络服务器中配置的千兆以太网卡，可以建立与交换机之间的1000M连接，极大地提高了服务器的传输带宽。 企业网络或园区网络的主干（P122图4.37）； 千兆位以太网交换机能同时支持多台100Mbit/s交换机、路由器、集线器和服务器等设备。同时，以千兆位以太网交换机
36、为核心的主干网络能支撑更多的网段，每个网段有更多的节点及更高的带宽。 多机系统主机之间的互联。,千兆以太网的应用,72,万兆位以太网的特征 传输速率为10Gb/s； 保留了802.3的帧格式、最大帧长度和最小帧长度； 不再使用CSMA/CD协议； 只能工作在全双工方式； 只使用光纤（多模或单模）作为传输介质； 支持两种类型的物理层：10Gbit/s局域网物理层和10Gbit/s广域网物理层： 多个万兆位以太网可以通过SONET/SDH网络实现广域连接，使用单模光纤时端到端的传输距离可达上百公里。 标准：IEEE 802.3ae，2002年公布 局域网物理层： 10GBase-X和10GBase
37、-R，MMF:300m，SMF:几十km； 广域网物理层： 10GBase-W，SMF:几百km以上。,万兆位以太网,73,3. 光纤分布式接口FDDI（Fiber Distributed Data Interface）,传输速率为100Mb/s，可支持1000个物理连接，环路的长度为100km；网络由光纤介质的双环构成，可靠性高； 使用基于IEEE 802.5的单令牌的环型网介质访问协议； 可以使用多模或单模光纤采用单模光纤时，两节点之间距离可超过20km; 网络覆盖范围较大（几十km几百km ）。,74,FDDI的拓扑结构,75,FDDI环的连接方式,76,FDDI的自修复功能 正常情况下，仅主环工作，次环用于备份。当主环出现故障时，FDDI在能够自动重新配置，使网络流量绕过主环中的故障点从备份环中通过。,77,本章小结,局域网的体系结构：物理层和数据链路层(及两个子层) 局域网的特点以及局域网具有的技术特征。 介质访问控制方法：CSMA/CD、Token Passing 以太网的工作原理，MAC地址。 局域网的扩展：在不同层次上实现的优缺点？ 高速局域网技术：快速以太网、千兆/万兆以太网。速度提升需要解决哪些问题？如何解决？,78,作 业,P133 10 1113、1517中任选二题,谢谢同学们！,
