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網(wǎng)絡(luò)工程師學(xué)習(xí)筆記 (2)

第3章 局域網(wǎng)技術(shù)

  主要內(nèi)容:1、局域網(wǎng)定義和特性

  2、各種流行的局域網(wǎng)技術(shù)

  3、高速局域網(wǎng)技術(shù)

  4、基于交換的局域網(wǎng)技術(shù)

  5、無線局域網(wǎng)技術(shù)及城域網(wǎng)技術(shù)

  一、局域網(wǎng)定義和特性

  局域網(wǎng)(Local Area Network)即LAN:將小區(qū)域內(nèi)的各種通信設(shè)備互聯(lián)在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。

  1、局域網(wǎng)三個特性:(1)高數(shù)據(jù)速率在0.1-100Mbps(2)短距離0.1-25Km(3)低誤碼率10-8-10-11。

  2、決定局域網(wǎng)特性的三個技術(shù):(1)用以傳輸數(shù)據(jù)的介質(zhì)(2)用以連接各種設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(3)用以共享資源的介質(zhì)控制方法。

  3、設(shè)計(jì)一個好的介質(zhì)訪問控制協(xié)議三個基本目標(biāo):(1)協(xié)議要簡單(2)獲得有效的通道利用率(3)對網(wǎng)上各站點(diǎn)用戶的公平合理。

  二、以太網(wǎng)Ethernet IEEE802.3

  以太網(wǎng)是一種總路線型局域網(wǎng),采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法。

  1、載波監(jiān)聽多路訪問

  CSMA的控制方案:(1)一個站要發(fā)送,首先需要監(jiān)聽總線,以決定介質(zhì)上是否存在其他站的發(fā)送信號。(2)如果介質(zhì)是空閑的,則可以發(fā)送。(3)如果介質(zhì)忙,則等待一段間隔后再重試。

  堅(jiān)持退避算法:

  (1)非堅(jiān)持CSMA:假如介質(zhì)是空閑的,則發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的,等待一段時間,重復(fù)第一步。利用隨機(jī)的重傳時間來減少沖突的概率,缺點(diǎn):是即使有幾個站有數(shù)據(jù)發(fā)送,介質(zhì)仍然可能牌空閑狀態(tài),介質(zhì)的利用率較低。

  (2)1-堅(jiān)持CSMA:假如介質(zhì)是空閑的,則發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的,繼續(xù)監(jiān)聽,直到介質(zhì)空閑,立即發(fā)送;假如沖突發(fā)生,則等待一段隨機(jī)時間,重復(fù)第一步。缺點(diǎn):假如有兩個或兩個以上的站點(diǎn)有數(shù)據(jù)要發(fā)送,沖突就不可避免的。

  (3)P-堅(jiān)持CSMA:假如介質(zhì)是空閑的,則以P的概率發(fā)送,而以(1-P)的概率延遲一個時間單位,時間單位等于最大的傳播延遲時間;假如介質(zhì)是忙的,繼續(xù)監(jiān)聽,直到介質(zhì)空閑,重復(fù)第一步;假如發(fā)送被延遲一個時間單位,則重復(fù)第一步。

  2、載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測

  這種協(xié)議廣泛運(yùn)用在局域網(wǎng)內(nèi),每個幀發(fā)送期間,同時有檢測沖突的能力,一旦檢測到?jīng)_突,就立即停止發(fā)送,并向總線上發(fā)一串阻塞信號,通知總線上各站沖突已經(jīng)發(fā)生,這樣通道的容量不致因白白傳送已經(jīng)損壞的幀而浪費(fèi)。

  沖突檢測的時間:對基帶總線,等于任意兩個站之間最大的傳播延遲的兩倍;對于寬帶總線,沖突檢測時間等于任意兩個站之間最大傳播延遲時間的四倍。

  3、二進(jìn)制退避算法:

  (1)對每個幀,當(dāng)?shù)谝淮伟l(fā)生沖突時,設(shè)置參量為L=2;

  (2)退避間隔取1-L個時間片中的一個隨機(jī)數(shù),1個時間片等于2a;

  (3)當(dāng)幀重復(fù)發(fā)生一次沖突時,則將參量L加倍;

  (4)設(shè)置一個最大重傳次數(shù),則不再重傳,并報(bào)告出錯。


  四、局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

  IEEE802委員會是由IEEE計(jì)算機(jī)學(xué)會于1980年2月成立的,其目的是為局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)字設(shè)備提供一套連接的標(biāo)準(zhǔn),后來又?jǐn)U大到城域網(wǎng)。

  1、服務(wù)訪問點(diǎn)SAP

  在參考模型中,每個實(shí)體和另一個實(shí)體的同層實(shí)體按協(xié)議進(jìn)行通信。而一個系統(tǒng)內(nèi),實(shí)體和上下層間通過接口進(jìn)行通信。用服務(wù)訪問點(diǎn)SAP來定義接口。

  2、邏輯連接控制子層LLC

  IEEE802規(guī)定兩種類型的鏈路服務(wù):無連接LLC(類型1),信息幀在LLC實(shí)體間,無需要在同等層實(shí)體間事先建立邏輯鏈路,對這種LLC幀既不確認(rèn),也無任何流量控制或差錯恢復(fù)功能。

  面向連接LLC(類型2),任何信息幀,交換前在一對LLC實(shí)體間必須建立邏輯鏈路。在數(shù)據(jù)傳送方式中,信息幀依次序發(fā)送,并提供差錯恢復(fù)和流量控制功能。

  3、介質(zhì)訪問控制子層MAC

  IEEE802規(guī)定的MAC有CSMA/CD、標(biāo)記總線、標(biāo)記環(huán)等。

  4、服務(wù)原語

  (1)ISO服務(wù)原語類型

  REQUEST原語用以使服務(wù)用戶能從服務(wù)提供者那里請求一定的服務(wù),如建立連接、發(fā)送數(shù)據(jù)、結(jié)束連接或狀態(tài)報(bào)告。

  INDICATION原語用以使服務(wù)提供者能向服務(wù)用戶提示某種狀態(tài)。如連接請求、輸入數(shù)據(jù)或連接結(jié)束。

  RESPONSE原語用以使服務(wù)用戶能響應(yīng)先前的INDIECATION,如接受連接INDICATION。

  CONFIRMARION原語用以使服務(wù)提供者能報(bào)告先前的REQUEST成功或失敗。

  (2)IEEE802服務(wù)原語類型

  和ISO服務(wù)原語類型相比REQUEST和INDICATION原語類型和ISO所用的具有相同意義。IEEE802沒有REPONSE原語類型,CONFIRMATION原語類型定義為僅是服務(wù)提供者的確認(rèn)。

  五、邏輯鏈路控制協(xié)議

  1、IEEE802.2是描述LAN協(xié)議中邏輯鏈路 LLC子層的功能、特性和協(xié)議,描述LLC子層對網(wǎng)絡(luò)層、MAC子層及LLC子層本身管理功能的界面服務(wù)規(guī)范。

  2、LLC子層界面服務(wù)規(guī)范IEEE802.2定義了三個界面服務(wù)規(guī)范:(1)網(wǎng)絡(luò)層/LLC子層界面服務(wù)規(guī)范;(2)LLC子層/MAC子層界面服務(wù)規(guī)范;(3)LLC子層/LLC子層管理功能的界面服務(wù)規(guī)范。

  3、網(wǎng)絡(luò)層/LLC子層界面服務(wù)規(guī)范

  提供兩處服務(wù)方式

  不確認(rèn)無連接的服務(wù):不確認(rèn)無連接數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)提供沒有數(shù)據(jù)鏈路級連接的建立而網(wǎng)絡(luò)層實(shí)體能交換鏈路服務(wù)數(shù)據(jù)單元LSDU手段。數(shù)據(jù)的傳輸方式可為點(diǎn)到點(diǎn)方式、多點(diǎn)式或廣播式。這是一種數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)

  面向連接的服務(wù):提供了建立、使用、復(fù)位以及終止數(shù)據(jù)鏈路層連接的手段。這些連接是LSAP之間點(diǎn)到點(diǎn)式的連接,它還提供數(shù)據(jù)鏈路層的定序、流控和錯誤恢復(fù),這是一處虛電路服務(wù)。

  4、LLC子層/MAC子層界面服務(wù)規(guī)范

  本規(guī)范說明了LLC子層對MAC子層的服務(wù)要求,以便本地LLC子層實(shí)體間對等層LLC子層實(shí)體交換LLC數(shù)據(jù)單元。

  (1)服務(wù)原語是:MA-DATA.request 、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm

  (2)LLC協(xié)議數(shù)據(jù)單元結(jié)構(gòu)LLC PDU:

  目的服務(wù)訪問點(diǎn)地址字段DSAP,一個字節(jié),其中七位實(shí)際地址,一位為地址型標(biāo)志,用來標(biāo)識DSAP地址為單個地址或組地址。

  源服務(wù)訪問點(diǎn)地址字段SSAP,一個字節(jié),其中七位實(shí)際地址,一位為命令/響應(yīng)標(biāo)志位用來識別LLC PDU是命令或響應(yīng)。

  控制字段、信息字段。

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