C语言课件 第四章 拓扑和传输介质.ppt

LAN/MAN体系结构第四章 拓扑和传输介质–拓扑结构：总线型、树型、环型、星型 –传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤、无线介质 –结构化布线 第五章 协议体系结构–局域网互连设备：网桥和路由器 –链路控制和介质访问控制协议 第六章 逻辑链路控制（LLC）–局域网数据交换 –逻辑链路控制协议第4章 拓扑和传输介质4.1 拓扑概述拓扑： • 在通信网络中，拓扑是指附着于网络上的端系 统或站点之间互联的方式 广播型（介质共享型）局域网拓扑： • 任何一个站点发出的信息可以被所有其他站点 接收由于所有站点共享介质，因此必然需要 某种防止发生信道冲突的协议，即介质访问协 议第4章 拓扑和传输介质• 广播型，即介质共享型局域网拓扑要解决 的问题和相应的措施： 问题： • 站点发送的数据要明确指明接收者 • 避免不同站点发出的数据信号相互覆盖 • 避免任何站点长期占用介质，即所有站点要公平访问信道 措施： • 以一定长度的数据帧为单位打包数据，数据帧中主要包含控制 信息和希望传输的数据两部分 • 所有站点按照某种介质访问协议公平地访问信道 • 每个站点拥有独一无二的地址或标识第4章 拓扑和传输介质4.1 拓扑概述4.1.1 总线/树型拓扑要点： • 广播型信道：即任何一个站点发出的信息可 以被所有站点接收到。

• 信号从站点出发沿不同方向到达介质末端后 被端接器吸收第4章 拓扑和传输介质4.1 拓扑概述 4.1.2 环形拓扑要点： • 介质环是一个点到点的链路，站点通过转发器接入环 中 • 数据同样以帧为单位发送，发送的方向是固定的，或 顺时针，或逆时针 • 数据帧被接收站点复制，被发送站点吸收 • 广播型信道，故要解决的问题和采取的措施与总线/ 树型拓扑类似第4章 拓扑和传输介质4.1 拓扑概述 4.1.3 星型拓扑要点： • 每个站点通过一条点导点的链路与中心节点 相连 • 中心节点可以选择两种不同的工作方式：广 播式和交换式广播式的拓扑物理上星型， 实质上（逻辑上）却是总线型第4章 拓扑和传输介质4.1 拓扑概述 4.1.4 拓扑结构的选择要点： • 拓扑选择或比较所要考虑的因素：可靠性、可扩充性 和性能 • 基带同轴电缆在总线型拓扑中获得成功 • 环型拓扑由于支持光纤可以提供较高的传输速率、较 大的传输距离和数据吞吐率，但是可靠性较低 • 星型拓扑的可靠性高，但覆盖距离较小，适合双绞线 介质，有较高的传输速率第4章 拓扑和传输介质4.1 拓扑概述 4.1.5 传输介质的选择要点： • 传输介质比较和选择的因素：容量、可靠性 、所支持的数据类型、环境范围。

• 非屏蔽双绞线是一种廉价而实用的选择 • 同轴电缆费用高但能提供更大的容量 • 从未来的角度看，光纤是最有价值的传输介 质第4章 拓扑和传输介质4.1 拓扑概述 4.1.6 介质与拓扑结构的关系要点： • 总线型：适于同轴电缆 • 环型：适于光纤 • 树型：适于宽带同轴电缆 • 星型：适于双绞线或光纤第4章 拓扑和传输介质4.2 总线/树型拓扑 4.2.1 总线/树型拓扑的特性要点： • 控制站轮询策略和分布式介质访问控制策略 • 信号衰减使传输距离受到限制尽管使用放大器（中 继器）实现分段传输可以延长信号的传输距离，但通 常必须考虑介质访问协议对传输延迟的特定要求第4章 拓扑和传输介质4.2 总线/树型拓扑 4.2.2 基带同轴电缆要点： • 基带同轴电缆传输数字信号，通常信号编码采用曼彻 斯特或差分曼彻斯特编码 • 由于数字信号占用了电缆的整个频谱，故基带同轴电 缆不支持多信道传输，如频分复用技术 • 信号从站点出发，双向传输，最后被端点终结器（阻 抗）吸收 • 基带同轴电缆不支持树型拓扑 • 通常传输速率越大，传输距离越小阻抗为50欧第4章 拓扑和传输介质4.2 总线/树型拓扑 4.2.2 基带同轴电缆要点：• 典型应用是10M以太网。

即10BASE5（粗缆以太网）和 10BASE2（细缆以太网） • 为延长传输距离可以使用信号转发器，又称中继器，中继器 是物理层设备，对其他设备是透明的 • 粗缆以太网在网卡和电缆接入点之间需要一个信号收发器第4章 拓扑和传输介质4.2 总线/树型拓扑 4.2.3 宽带同轴电缆要点： • 宽带同轴电缆传输模拟信号，支持多信道，如频分复 用（ FDM ）技术 • 与数字信号相比，模拟信号单位距离的衰减小，故传 输距离较大 • 宽带同轴电缆的典型应用是树型拓扑的有线电视数据 网第4章 拓扑和传输介质4.2 总线/树型拓扑 4.2.4 双配置和分配置要点： • 有线电视数据网有两种配置，即双电缆系统和单电缆 系统 • 双电缆系统需要无源头端；单电缆系统需要有源头端 ，可完成信号的频率转换或再调制 • 信号单向传输，分入径和出径第4章 拓扑和传输介质4.3 环型拓扑 4.3.1 描述 要点：环转发器的功能及状态： – 功能： • 数据插入 • 数据接收 • 数据清除 – 状态： • 监听状态 • 发送状态 • 旁路状态第4章 拓扑和传输介质4.3 环型拓扑 4.3.2 环的优点要点： • 点到点的链路是信号得到重整，从而环可以比总线跨 越更大范围。

• 不使用介质争用协议是数据吞吐量随站点的增加不会 明显下降 • 差错隔离和恢复比较容易 • 地址冲突容易解决第4章 拓扑和传输介质4.3 环型拓扑 4.3.3 环的潜在问题• 电缆易损 • 转发器失效 • 漫游访问 • 安装问题 • 规模限制 • 初始化和恢复 • 时延抖动第4章 拓扑和传输介质4.3 环型拓扑 4.3.4 时延抖动要点： • 位同步跳变的偏差：由于延迟失真、传输噪声和接收 电路造成的信号间干扰其中时钟信号的偏差即“时 延抖动” • 时延抖动的结果是使环的位延迟变化不定，从而导致 信号位的丢失或添加 • 解决时延抖动的办法是锁相环和位缓冲器第4章 拓扑和传输介质4.3 环型拓扑 4.3.4 星-环结构要点： • 集中器：将物理星型拓扑连接成逻辑环的设 备，这种星-环结构可以克服环结构的某些缺 陷 • 集中器+网桥：利用网桥功能扩展和隔离多个 逻辑星-环利用网桥环可以在更大范围进行 扩展第4章 拓扑和传输介质4.4 星型拓扑 4.4.1 双绞线和光纤型局域网要点： • 通过集线器将逻辑总线拓扑变成了物理星型 拓扑，从而利用成本较低的双绞线 • 通过集线器的级联可以扩展星型网的规模， 但只是在物理层上进行扩展。

• 传输速率的提高对双绞线的质量提出更高要 求第4章 拓扑和传输介质4.4 星型拓扑 4.4.2 集线器和交换机要点： • 集线器本质上是多端口中继器，工作在物理层；局域 网交换机（交换式集线器）本质上是多端口网桥，工 作在数据链路层 • 存储转发交换机和直通交换机 • 交换机的使用避免了解信号冲突和介质争用，因而提 高了信道容量和带宽，但这是以增加交换机成本为代 价的第4章 拓扑和传输介质4.5 结构化布线系统要点： • 为商业大厦指定缆线类型及布局的标准，即 所谓结构化布线系统 • 标准：EIA/TIA-568， ISO-11801 • 结构化缆线策略是基于分级的缆线星型布局 的使用第5章 协议体系结构5.1 协议参考模型要点： 1、IEEE802数据链路层 –逻辑连路子层LLC –介质访问控制子层MAC 2、IEEE802物理层包括的功能 –信号的调制解调 –前缀的生成与去除（用于同步） –位传输/接收 3、数据链路层的相关服务 –提供SAP –组帧、地址识别、错误检测 –介质访问控制与链路管理第5章 协议体系结构5.2 逻辑链路控制要点： 1、LLC协议：局域网内部的端到端服务 – 无连接服务 – 面向连接的服务 – 多路复用（单条物理链路上的多条逻辑数据链路） 2、局域网组播与广播 3、LLC、MAC与TCP/IP的类比 –LLC的SAP vs TCP/UDP的端口号 –MAC地址 vs IP地址 4、IEEE802.3帧结构第5章 协议体系结构5.3 介质访问控制要点： 1、介质访问控制技术 – 在哪里控制？如何控制？ – 集中式控制和分布式控制的优缺点 2、典型的控制方式 – 同步：FDM、TDM – 异步：时间片轮转、预留、争用 3、MAC帧格式 – MAC控制域 – MAC源和目的地址 – LLC头 – CRC校验第5章 协议体系结构5.4 网桥与路由器要点： 1、网桥 – 简单网桥（无须帧格式转换）和复杂网桥 – 网桥的作用：透明地扩展局域网，接受帧广播 – 网桥协议：多网桥的路径选择 2、路由器 – 能处理不同的局域网结构的差异 – 尽力交付的无连接服务 – 路由选择和帧格式变换 – 阻止链路层广播 – 利用地址解析协议进行地址映射 3、网络设备第6章 逻辑链路控制 6.1 LLC服务 要点：1、无确认无连接式服务– 数据链路层的数据报服务，单点、组播、广播 2、连接式服务– 数据链路层的端到端连接 ，仅单点。

3、有确认无连接式服务– 数据链路层的有确认的数据报第6章 逻辑链路控制6.2 LLC协议要点：1、LLC类型与类 • 类型1---无确认无连接式服务 • 类型2---连接式服务 • 类型3---有确认无连接式服务 2、LLC协议数据单元 PDU格式（4个域） • DSAP：I/G、LLC地址 • SSAP：C/R、LLC地址 • 控制域：信息帧、监控帧、无编号帧 • 信息第6章 逻辑链路控制6.2 LLC协议 要点： 3、1类操作---无确认无连接式服务 • 无编号PDU • XID PDU • TEST PDU 4、2类操作---有连接式服务 • 数据连接：SABME PDU/UA PDU获DMPDU • 数据传输：I-PDU，S-PDU（RR/RNR/REJ），重置 • 连接断开：DISC-PDU/UA PDU 5、3类操作---有确认无连接式服务 • AC指令 PDU/AC响应PDU （停等协议）第三部分 LAN/MAN系统• 以太局域网 • 令牌环网和城域网 • 光纤通道 • 无线局域网 • ATM局域网第7章 以太局域网7.1 CSMA/CD 要点： 1、ALOHA 2、CSMA/CD。