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第4章:局域网--2csmacd_图文

4.3 Ethernet以太网技术
20世纪80年代 10Base-T以太网 20世纪90年代 交换式以太网和快速以太网 1998年 千兆以太网 2002年 10G以太网 2007年 40G /100G下一代以太网标准

1

以太网技术
一.CSMA/CD协议 二.网卡与以太网地址 三.以太网的帧格式 四.以太网的发展与物理层标准

2

两个概念:传播时延与传输时延
传播速度:分组在通信链路上的速度,取 决于链路的物理介质,一般略小于光速。 传播时延=两个通信对象的距离/传播速度 传输速度:分组中的比特被一位一位推向 链路的速度,比如10Mb/s的以太网链路的 传输速度是10Mb/s 传输时延=分组长度/传输速度,即分组的一 位到最后一位传送到链路上需要的时间
3

一. CSMA/CD协议
ALOHA:第一个随机争用协议 CSMA:载波侦听多路访问 CSMA/CD: 带冲突检测的载波侦听多路访问

4

ALOHA:第一个随机争用协议
应用背景:无线通信环境,通信结点距 离较远,目的是为了解决地面无线电广 播信道的争用问题。

5

ALOHA:第一个随机争用协议
ALOHA协议的基本思想:
用户想发就发,发送过程中同时进行冲突检测,若
有冲突则等待一个随机时长后重复进行,直到发送成功。

冲突检测:共享介质中,某个用户发送数据后,网上
所有用户(包括发送者)都可以收到数据,发送者把收到 的数据与保留在缓冲区中的数据进行比较,若不同,则表

明发生了冲突。

6

ALOHA:第一个随机争用协议
ALOHA协议特点:
多用户竞争单信道使用权 发送方发送数据前不进行载波侦听,不考虑其他用户 是否在发送,导致冲突概率大 无线通信距离长,传播时延>>传输时延,不便于侦听, 发送完后仍然可能发生冲突 信道利用率低,仅为18%

ALOHA协议的改进--分槽ALOHA ALOHA协议信道利用率低的原因
发送方在发送前没有也不便于进行侦听
7

载波侦听多路访问协议CSMA
(Carrier Sense Multiple Access)

应用背景:
有线局域网,通信距离短,传播时延<<传 输时延,便于侦听

基本思想:
站点在发送数据前,进行侦听。总线空闲 则发送,忙则等待随机时间再侦听

8

载波侦听多路访问协议CSMA
(Carrier Sense Multiple Access)

CSMA分类:侦听到总线忙后的处理方案不同
1-坚持CSMA 0-坚持CSMA

P-坚持CSMA

某站点要发送数据时,先侦听信道; 某站点要发送数据时,先侦听信道; ?如果空闲,则立即发送; ?如果空闲,则以概率P发送数据,以概 某站点要发送数据时,先侦听信道; ?如果忙,继续侦听,直到信道空闲, 率1-P推迟到下一个时间片,然后侦听信 ?如果空闲,则立即发送; 然后以概率1发送数据; 道; ?如果忙,等待一个随机时间后,重复 上述过程。 ?如果信道忙,则等下一个时间片,然 后侦听信道; ?重复上述过程,直到数据发送完。

0-坚持

10

CSMA 协议-----三种CSMA是否完全避免了冲突呢?
例:站点A在发送数据,但由于信道的传播时延,数据 还未到达站点B,此时站点B要发送数据,它侦听到信 道是空闲的,于是也开始发送数据,从而发生冲突。 冲突

A

B
11

结论:在CSMA中冲突是难以避免的,必须进行冲突检测和处理!

CSMA的不足—未带冲突检测
由于CSMA发送过程中有可能发生冲突, 但CSMA不进行冲突检测,当发送过程中发生 冲突时,也要将被损坏的帧继续发送完,造成 通信资源的浪费

12

带冲突检测的载波侦听多路访问协议 CSMA/CD(CSMA With Collision Detection)


1、CSMA/CD 基本思想:
? ?

某站点想要发送数据,它必须首先侦听信道; 如果信道空闲,立即发送数据,并进行冲突检测;

?

如果信道忙,继续侦听信道,直到信道变为空闲,立即发
如果站点在发送数据过程中检测到冲突,立即停止发送数

送数据,并进行冲突检测;
?

据,并等待一随机长的时间,重新侦听信道。

先听后发

边发边听

冲突停止

延迟重发
13
集合了二者的优势

CSMA/CD技术实现
1.先听后发:载波侦听技术 2.边发边听:冲突检测技术 3.冲突停止:发送“冲突加强”信号 4.延迟重发:二进制指数退避算法

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1.先听后发:载波侦听技术 以太网采用曼彻斯特编码传送数据
曼彻斯特编码的规则: 每比特的周期T分为前T/2与后T/2两部分; 通过前T/2传送该比特的反码,通过后T/2传送该比特 的原码(或相反); 优点: 每个比特的中间有一次电平跳变,两次电平跳变的时 间间隔可以是T/2或T; 利用电平跳变可以产生收发双方 的同步信号; 缺点:需要为每一比特编码,编码效率低
15

先听后发:载波侦听技术

通过判断总线的电平是否出现跳变来 判断总线忙闲,实现载波侦听
16

2.边发边听:冲突检测技术
1)发送站点采用比较法检测冲突
发送同时接收总线上的信号,与发送出去的数据 比较是否一致

2)接收站点采用编码违例判决法检测 冲突
检测编码是否符合曼彻斯特编码规则,不符合就 认定为发生冲突。
17

编码违例判决法:检查从总线上接收的信号是否违 反曼彻斯特编码规则

边发边听:冲突检测技术
问题:
1. 为什么在发送过程中可能冲突? 2.最长多长时间可以检测到所有可能的 冲突?

19

AB两节点相距D,信号传播速度V,A在发送数据后,在多长时间 内可以检测出所有可能的冲突?

? ? ×?

? ? ? ? ? ? ·ú á ? ? ? A ? ? =D/V ? ? A 2? ? ? ? A+? B ? ? B ? á ? ? ? B

冲突窗口的概念
1.在一个局域网中,A、B两结点是距离最远的两点, 相距D,信号传播速度V,A在发送数据后最多在W时 间后可以检测出所有可能的冲突:W=2D/V,W被称为 冲突窗口; 2.A、B两结点是距离最远的两点,A在冲突窗口内可 以检测到冲突,那么其它点当然可以在冲突窗口内 检测到。 3.局域网中的所有结点在冲突窗口W时间内可以检测 到所有可能的冲突,若在冲突窗口内没有检测到冲 突, 则可以确认自己竞争到了总线的使用权,不再 会与其他站点发生冲突
练习

练习
某局域网采用CSMA/CD协议实现介质访问控制, 数据传输速率为10Mb/s,主机甲和主机乙之间的 距离为2KM,信号传播速度是200000KM/S. 若主机甲和主机乙发送数据时发生冲突,则从开 始发送数据时刻起,到两台主机均检测到冲突时 刻止,最短需经多长时间?最长需经过多长时间? (假设主机甲和主机乙发送数据过程中,其他主 机不发送数据)

22

3.冲突停止:发送“冲突加强”信 号
如果发送节点检测到冲突,则停止发送 数据,并发出一个4字节的阻塞信号来加 强冲突,增加编码违例的位数,使其他 站点快速检测到。

23

4.延迟重发:二进制指数退避算法
? 确定基本退避时间片B,一般取冲突窗口值 ? 定义参数k,当重传次数不超过10时,k=重传次数;
当重传次数大于10, k=10.即k=Min[重传次数, 10]。 ? 从离散的整数集合[0,1,…,(2k-1)]中等概率 的随机取出一个数,记为r。 ? 重传所需的时延就是r倍的基本退避时间,即r*B ? 当重传达16次仍不能成功时,则丢弃该帧,并向 高层报告。
24

举例说明

二进制指数退避算法
第N次重传
1

k值
1

r取值范围
[0,1]

延迟时间T
T = r*B

2
3 4 11 12

2
3 4 10 10

[0,1,2,3]
[0,1,…7] [0,1,…15] ……… [0,1,…210-1] [0,1,…210-1] ………

T = r*B
T = r*B T = r*B T = r*B T = r*B

16

停止传送
练习

二进制指数退避算法
当冲突少时,结点可以以较少的时间延 迟发送数据; 当冲突严重时,r 可以获得更大的取值 范围,有助于避免再次冲突; 当冲突次数大于10时,为了避免过长的 延迟时间,所以限制K=10

26

P139.10以太网的捕获效应

二进制指数退避算法
有可能使无碰撞或者碰撞次数较少的站点 长时间地占有信道发送权,这种现象称之为 “捕获效应”,捕获效应不能保证发送机 会的公平性。
参考文献: 一种新的以太网冲突仲裁算法 改进的冲突检测算法仿真与分析
27

P106.以太网发送帧的过程

练习
CSMA (载波侦听多路访问) 控制策略中有三种 坚持退避算法,其中一种是:“一旦介质空闲 就发送数据,假如介质是忙的,继续监听,直 到介质空闲后立即奉送数据;如果有冲突就退 避,然后再会试”这种退避算法称为 ___(35)___算法。这种算法的主要特点是 ___(36)___。 CSMA/CD 在 CSMA 的基础上增加了冲突检 测功能。网络中的某个发送站点一旦检测到冲 突,它就立即停止发送,并发冲突码,其它站 点都会___(37)___。
28

练习
(35) A. I-坚持CSMA B. 非坚持CSMA C. P-坚持CSMA D. 0-坚持CSMA (36) A.介质利用率低,但可以有效避免冲突 B.介质利用率高,但无法避免冲突 C.介质利用率低,且无法避免冲突 D.介质利用率高,且可以有效避免冲突 (37) A.处于待发送状态 B.相继竞争发送权 C.接收到阻塞信号 D.有可能继续发送数据

29

二. 网卡与以太网地址

网络接口卡(NIC)又称网络适配器(NIA) 简称网卡。用于实现联网计算机和网络电缆之 间的物理连接 在以太网中,每一台联网计算机都需要安 装一块或多块网卡
30

网卡的功能
介质访问控制
CSMA/CD:进行载波侦听,确定能否发送数据或接受数据,以及进行 冲突处理等工作;

封装/解封装
数据帧的封装:为数据加上帧头、PAD、CRC等控制字段; 数据帧的解封装:对收到帧进行CRC校验并将控制字段去掉;

数据编码/解码
数据编码:将数据转换为适合网络介质传输的信号形式; 数据解码:收到的信号解释为对应的数据;

数据发送/接收
发送数据:将主机的并行数据转换成串行位流,并通过MAC进行发送; 接收数据:通过MAC接收信号,经解码后由串行位流转换成并行数据;

数据缓存
匹配主机数据处理速率与网络的传输速率不一致问题。
31

Ethernet地址(MAC地址)
MAC地址固化在网卡中,又称为物理地址,它是网 络节点全球唯一的物理标识,与其物理位置无关。 MAC地址是数据链路层进行寻址的依据

网络节点的每一个网络接口都有一个唯一的MAC地 址。一个节点允许有多个MAC地址,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。 32

关于802.3的MAC地址问题
MAC地址6个字节,共48位二进制, 字节 之间用一个连字符隔开,每个字节采用两位十 六进制数描述

如:00-60-8C-01-28-12

33

关于802.3的MAC地址问题(续)
IEEE802.3标准规定: 高24位为机构惟一标识符 ,由IEEE统一分给设 备生产厂商;
Cisco 00-00-0c 3Com 00-20-AF Novell 00-00-1B 00-60-8C IBM 00-00-D8 08-00-5A

低24位称为扩展标识符,由厂商自行分配给每一 块网卡或设备的网络硬件接口。

34

35

补充:地址解析协议ARP (5.5.1节)
1. 为什么需要地址解析? 2. ARP报文的封装及格式 3. ARP表 4. ARP协议的工作过程 5. 常用ARP命令与ARP攻击

36

地址解析协议ARP
1.为什么需要地址解析?

A?D

37

地址解析协议ARP
为什么需要地址解析?
237.196.7.78 1A-2F-BB-76-09-AD

A

237.196.7.23

237.196.7.14

B

A

LAN

A

71-65-F7-2B-08-53

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98 237.196.7.88

主机A?服务器B 报文封装

38

地址解析:将在同一子网上的主机的IP地址 作为输入,返回其MAC地址
39

比较arp和dns

2.ARP报文的封装及格式
ARP报文封装在以太网帧中
7
前导符

1
起始符

6
目的地址

6
源地址

2
类型/长度

0-1500
数据

0-46
PAD

4
CRC

(bytes)

校验区间

64-1518 字节

40

ARP报文的格式
0 8 16 24 31bit

硬件类型 协议类型 硬件地址长度 协议地址长度 操作 发送者硬件地址(0~3 字节) 发送者硬件地址(4~5 字节) 发送者 IP 地址(0~1 字节) 发送者 IP 地址(2~3 字节) 目的硬件地址(0~1 字节) 目的硬件地址(2~5 字节) 目的 IP 地址(0~3 字节)
硬件类型:发送方物理网络类型,1代表以太网; 协议类型:发送方请求解析的协议地址类型, 0x0800代表IP协议 操作类型:1—ARP 请求;2—ARP 响应; 发送者硬件地址:6 Bytes 发送者IP地址:4Bytes 目的硬件地址:6 Bytes 目的IP地址:4Bytes

3.地址解析协议------ ARP表
?IP节点(主机或路由器)每一个接口都有一个

ARP模块,内有一个高速缓存表 地址映射

?ARP表中记录了局域网内一些节点的 IP/MAC

< IP address; MAC address; TTL>
?ARP表随时更新,超过TTL过期删除
?ARP表具备自学习的能力
42

4.地址解析协议的工作过程: 同一LAN内通信时
A生成数据报,发送给目的主机B
192.168.25.7 1A-2F-BB-76-09-AD

A

192.168.25.1

B 192.168.25.2
LAN
A

A

71-65-F7-2B-08-53

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98 192.168.25.25 43

地址解析协议的工作过程: 同一LAN内通信时
1.查表:发送节点查找ARP表,若查到目的IP相 应的MAC则结束;没有查到,进入第二步 2.询问:以广播的方式(目的MAC为FF:FF:FF:FF:FF: FF) 向LAN内节点发送ARP请求包,询问拥有目 的IP的主机的MAC ARP只能返回在同一网络上的主机MAC 3.应答:相应主机收到ARP请求后,返回ARP应答, 告知其MAC 4.保存:发送节点得到接收节点的MAC,并存入 ARP高速缓存表备用
44

比较arp和dns

? 当源端主机与目的端主机在同一物理网络时(举例):
Internet Addr. Physical Addr. Type -----------------------------------------------------192.168.25.1 00-11-22-33-44-55 static 192.168.25.3 00-11-22-33-44-55 static
Internet Addr. Physical Addr. Type -----------------------------------------------------192.168.25.1 00-11-22-33-44-55 static 192.168.25.2 00-11-22-33-44-55 static

主机 1

主机 2

以太网

IP 地址:192.168.25.1 物理地址:E1

IP 地址:192.168.25.2 物理地址:E2

(1)查表——当主机1向主机2发送IP包时,先在映射表中查对应的物 理地址,若查到,则返回相应的物理地址; (2)询问——若查不到,则主机1向网络发送的一个ARP广播包(报文 格式参见下页),向所有机器询问“谁的IP地址为192.168.25.2,请把你 的物理地址告诉给192.168.25.1/E1 ”; ( 3 响 应 —— 当 主 机 2 收 到 ARP 询 问 包 后 , 马 上 向 主 机 1 即 192.168.25.1/E1回一个包含自己IP地址192.168.25.2和物理地址E2的 ARP响应包,并在自己的地址表中记录或更新主机1的IP和物理地址;
报文格式举例

举例:ARP请求报文格式举例

数据报要发往子网外,ARP解析默认路由器的MAC地址 46

举例:ARP应答报文格式举例

47

? 当源端主机与目的端主机在同一物理网络时
(4)学习——网络上其他主机收到主机1的询问包后 也会在自己的地址映射表中记录或更新主机1的IP和 物理地址E1; (5)通报——对于新入网的主机,要求它主动广播 自己的IP地址和物理地址,以便本广播域内的计算机 都知道它的IP和MAC对应关系。

地址解析协议的工作过程: 在不同LAN之间通信时
A生成数据报,发送给目的主机B
A

R ARP只能返回在同一网络上的主机MAC

B

每站更换目的主机MAC地址,但目的主机IP地址不变

49
结合路由表的查询

5.常用的ARP命令
arp -a ------显示目前的ARP表 arp -s 192.168.25.198 00-aa-bb-22-3344 ------增加一个静 态的ARP项 arp /? ------帮助

50

ARP攻击
表现 原理:每台主机都有一个临时存放IP-MAC的对应表,
ARP攻击就通过更改这个缓存来达到欺骗的目的

解决方案
>arp –a(更改前) Internet Address 192.168.0.1 >arp –a(更改后) Internet 192.168.0.1 >arp –s 192.168.0.1 192.168.0.1
Physical Address 00-03-6b-7f-ed-02 Type dynamic

Physical Address Type 00-03-6b-7f-fd-56 dynamic 00-03-6b-7f-ed-02 (解决方法) 00-03-6b-7f-ed-02 static

三.以太网的帧格式
曾经有五种不同格式的以太网帧,不同格式的以太网 帧的各字段定义都不相同,彼此也不兼容。 常用的为: ●Ethernet II:Xerox与DEC、Intel在1982年制定的 以太网标准帧格式,是以太网的事实标准.

Ethernet II帧格式

B

hub or switch

7
前导符

1
起始符

6
目的地址

6
源地址

2
类型

0-1500
数据

0-46
PAD

4
CRC

(bytes)

校验区间

64-1518 字节

? 前导符和起始符:8个字节 7个10101010 字节尾随1个10101011字节, 用来同步收发双方的时钟速率,稳定收发 电路状态,并进行帧定界 。 ? 源地址和目的地址:发送主机和接收主机 的物理MAC地址,每个地址6个字节
目的地址类型:单播地址、多播地址、广播地址

关于802.3的MAC地址问题(续)
I/G G/L OUI(22位) EI(24位) 0=全局管理地址 1=本地管理地址(一般不用) 0=单播地址 1=组播地址

以太网帧中的目的地址分为三种类型: 单播地址( Unicast Addr ):(I/G=0) 拥有单播地址的帧将发送给网络中惟一一个由单播地址指定的站点— 点对点传输; 多播地址( Multicast Addr ):(I/G=1) 拥有多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( Broadcast Addr ):(全1地址,FF-FF-FF-FF-FF-FF) 拥有广播地址的帧将被发送给局域网中所有的站点。——广播传输。 注意,以上分类只适用于目的地址,对于源地址只能为单播地址。

?类型: 2个字节.
以太网支持多个网络层协议,每个网络 层协议有固定编号。 当接收方收到帧后,会根据协议类型将 数据帧交给相应的网络层协议。
0800 8137 809b 0806 0835 IP Novell IPX Apple Talk ARP RARP

举例:ARP请求报文格式举例

数据报要发往子网外,ARP解析默认路由器的MAC地址 57

? 数据:长度0~1500字节
以太网的MTU为1500字节

? PAD填充字段:0~46字节;
为了确保64字节的最小帧长,当数据的字节 数不够时进行填充。

? CRC: 4个字节
采用32位的CRC校验。在接收端校验,如果出 错,则将该帧丢弃
解释46和1500

关于以太网的最小帧长度问题
若帧过短,会导致在冲突信号返回前数据已经 传送完毕,发送方会认为数据已被成功的传送

为避免上述情况,要求以太网帧至少需要冲突 窗口时间才能传完,保证冲突信号返回时,传 送仍在继续 59

关于以太网的最小帧长度问题
?已知:
帧的传输时长t =数据帧长度/数据传输速率; 信号传播时延τ=两站点的距离/信号传播速度;

?要求:
保证在帧的传输过程中检测到冲突,即:
t >= 2* τ

?结论1:
在一个最大长度为2500米,具有4个中继器的10Mbps局域 网,往返一周大约是50微秒,大约是传递500位帧所需要 的时间,为保证安全,将最小帧定为512位,即64字节作 为该类型以太网的最小帧长度(不含前导字符和起始字符)

以太网的最小帧长度问题
?结论2:在以太网中,由于冲突窗口的限制,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:

Fmin=kSR
可以看出:

k:系数

?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,最小帧长度就应越大 ?网络跨距固定时,传输率越高,最小帧长度就应越大

练习
在一个采用CSMA/CD协议的网络中,传输介质 是一根完整的电缆,传输速率为1Gbps,电缆中 的信号传播速度是200000km/s,若最小数据帧长 度减少800比特,则最远的两个站点之间的距离 至少需要( ) A、增加160m B 、增加80m C、减少160m D、减少80m

62

四.以太网的发展与物理层标准
以太网的发展 随着以太网的传输速度不断提高,以 太网的MAC子层变化很小,仍保留着传统 的帧格式、介质访问控制方法;改变最 大的是物理层的实现,包括改变编码方式 和采用不同的传输介质. 传统以太网?快速以太网?千兆以 太网?……
63

读书中4.4节 高速局域网

物理层标准的命名
X BASE (–)Y
10Base5 100Base- T

X:数据传输速率(Mb/s) BASE:基带传输,即在传输介质中传送数 字脉冲信号 Y:若是数字表示网段支持的最大长度(百米) 若是英文字母表示传输介质的类型

64

IEEE802.3协议结构

65

传统局域网
采用的物理层标准:
10Base5 粗同轴 500m(段距离)

10Base2
10Base-T

细同轴

200m (段距离) 2000m
66

非屏蔽双绞线 100m

10Base-F

光纤

传统局域网
10BASE5:粗同轴电缆
最大段长度 500米 每段最多站点数 100

中继器

网络最多通过四个中继器连接5段,最大跨度 2.5公里

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传统局域网
中继器 ? 当实际需要的长度或站点数超过规定值 ,需要中继器拓展物理范围 ? 中继器的作用:将信号放大并整形后再 转发,消除信号传输的失真和衰减

68

传统局域网
10BASE-T 非屏蔽双绞线
? 以Hub (集线器)为中心节点,用于小型局 域网 ? Hub功能:逐位复制物理介质输入的信号,并 广播到其他端口

69

快速局域网
1995年9月,IEEE 802委员会正式批准了Fast Ethernet标准IEEE 802.3u。
Fast Ethernet的传输速率比普通Ethernet快10 倍,数据传输速率达到了100Mb/s; Fast Ethernet保留着传统的帧格式、介质访问 控制方法与组网方法;采用了新的编码方式, 每个比特的发送时间由100ns降低到了10ns;
70

快速局域网
快速以太网采用的物理层标准
100Base-Tx 采用2对5类UTP或2对1类STP;最大距离100m 100Base-T4 采用4对3类、4类或5类UTP;站点集线器最大距 离100m 100Base-Fx 采用光纤;最大距离2000m
71

千兆局域网
快速以太网采用的物理层标准
1000Base–T:5类非屏蔽双绞线,最大距离100m 1000Base–Cx:屏蔽双绞线,最大距离250m 1000Base–Sx:多模光纤,最大距离500m 1000Base–Lx:单模光纤,最大距离5000m

72

4.4 令牌总线网、令牌环网与FDDI
4.4.1 令牌总线网(IEEE802.4) 1.产生的原因: ?IEEE802.3中,发送帧的延迟不确定,一些帧 可能等待无限长时间;环形结构的物理可靠性 较差; 令牌总线网 ?IEEE802.3中的帧没有优先级
73

2.工作原理:总线形物理结构,环形逻辑结构
?逻辑环的初始化:

结点按MAC地址高低排序,形成逻辑环;
环的记录;

令牌总线网形成.
令牌的传送顺序与结点的物理位置无关

?发送数据:由令牌协调数据的发送,谁拥有令牌, 谁有发送数据的权利

? ? A á ?

? ? B á ?

? ? C á ? ? ? A á ? ? ? D á ? ? ? B á ?

? ? ? ? ? ? ×? ? ? ? ?

? ? ×? ? ? ? ? ? ? C á ? ? ? E á ?

? ? D á ?

? ? E á ?

75

3. 令牌总线的工作特点
实现和维护复杂:如环初始化、新结点加入 环、结点从环中撤出、环恢复等环维护工作 介质访问最大延迟时间确定; 在令牌的协调下,网络不会发生冲突;尤其 在通信负载重的情况下,信道利用率高; 支持优先级服务:在每个站点分为多个子站, 提供不同优先级的服务

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802.4:10个时钟和24个状态变量

4.4.2 令牌环网 (IEEE802.5) 令牌环网的工作原理

令牌环网的工作特点与令牌总线网相似
77

IEEE802.3、802.4(令牌总线)、 802.5(令牌环)的比较

采用的帧格式和介质访问控制方法不同 实现难度和应用范围不同 最大延时等待是否确定 重负荷时,吞吐量不同;轻负荷,延迟不同 是否支持优先级服务

78

4.4.3 FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

1、FDDI 基本要点:
以令牌环技术为基础 数据传输率高:100Mbps; 传输介质:光纤; 拓扑结构:采用反向双环技术,提高可靠性;

网络覆盖范围较大(几十km~几百km )。

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2、FDDI 的容错性
? 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,通过卷绕自动将双环重构为单环,使网络流量绕过主 环中的故障点从备份环中通过。

(a)正常情况

(b)单个线路故障

(c)单个站点故障

(d)两个线路故障

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3、FDDI的特点
优点:
使用基于802.5令牌环MAC协议; 使用802.2LLC协议,与802LAN兼容; 可使用多模光纤或单模光纤作为传输媒体; 覆盖范围比较大; 使用双环拓扑确保网络具有容错能力;

缺点:
价格比较昂贵; 管理和维护复杂; 目前已逐步被快速以太网和千兆以太网所替代。

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FDDI主要应用环境

计算机机房
办公室或建筑物群的主干网 校园网的主干网

多校园的主干网

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