计算机网络 第2版 高传善 毛迪林 王雪平 第3章 共享信道的传统局域网

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1、第3章共享信道的传统局域网通信网络的分类:网络的地理范围广域网局域网城域网广域网：覆盖较广的地理区域穿过公共设施，一般会利用公共电信公司提供的线路包含有相当数量的互连起来的交换节点。3.1局域网标准3.1.1IEEE802与ISO8802IEEE802参考模型和OSI参考模型应用层表示层会话层运输层网络层数据链路层物理层OSI参考模型媒体媒体物理层媒体访问控制逻辑链路控制高层协议IEEE802参考模型LLC服务访问点（SAP）IEEE802标准的范围一种局域网技术可以选用好几种不同的物理媒体。物理层进一步又分为媒体相

2、关子层和媒体无关子层。局域网参考模型把数据链路层划分为两个子层，其中逻辑链路控制子层LLC为高层协议提供相应的访问接口，而下层则可以使用不同的局域网技术，媒体访问控制子层MAC则主要负责管理和控制对于传输媒体的访问，同时提供帧的同步、地址编址和差错检测功能。LAN协议的上下层关系应用数据TCP分段MAC层LLC层IP层TCP层应用层MAC尾MAC头LLC头IP头TCP头IP数据报LLC协议数据单元MAC帧3.1.2媒体访问控制MAC子层轮询（Polling）是一种集中式的时间片轮转控制方式，在轮询协议中，要求选取一个

3、节点作为主节点，主节点按照时间片轮转的方式来询问所有站点是否有数据要发送。令牌传递（tokenpassing）是另一种时间片轮转机制。在这里采取分布式控制的方式，即不需要通过一个主控制节点来进行轮询，而是使用了一串被称为令牌的特殊的比特流，令牌按照固定的顺序在节点间传递.设备可以在传输前通过监听媒体来避免冲突。如果监听到媒体忙，设备就暂时不传输。若检测出媒体空闲，设备就立刻传输。如果两台设备都检测到媒体空闲，并同时开始传送数据，就会发生冲突。我们把这种解决竞争的方法称为带冲突检测的载波监听多路访问（CarrierSe

4、nseMultipleAccesswithCollisionDetection,CSMA/CD）3.1.3逻辑链路控制LLC子层LLC功能涉及到的是两个站点间链路层协议数据单元PDU的传输，在进行传输时不必有中继交换节点的参与。特色局域网的链路是共享媒体，而且链路不是点到点的，必须支持多点访问。LLC包括一些有关链路访问的内容，和MAC层一道来规范对链路的访问。LLC协议基于HDLC无确认无连接服务：支持单点、组播、广播有连接方式服务：必须建立一条逻辑连接，并且要提供相应的流量控制、排序和差错控制机制，同时提供连接释

5、放功能有确认无连接服务无需建立逻辑连接提供了对数据报的确认机制3.2媒体访问控制协议3.2.1令牌传递在令牌传递协议中，一个称为令牌的控制分组来控制了访问媒体的权利。令牌传递需要解决的第一个问题是如何确定站点在环中的顺序。IEEE802.4给出了令牌总线的局域网标准，它虽然采用总线拓扑结构，但是也是采用令牌传递方式，这样令牌总线需要维护一个逻辑环，所有站点都分配一个逻辑地址（站地址），按照逻辑地址的大小顺序组成一个环。每个站点都知道在它前面和后面的站地址，最后一个站点后面相邻的站点是第一个站点。逻辑环初始化后，站地址

6、最大的站点可以发送第一帧，此后该站点通过发送令牌帧给紧接其后的邻站，把发送权传给它。对于本身就采用环形拓扑结构的物理环而言，站点的环顺序是相当简单的，早期的IEEE802.5给出了令牌环的局域网标准，令牌环网络实际上是许多站点通过环接口连接到环中，环接口之间通过点到点线路连接而成的。帧沿某一固定的方向绕环传递，每个站点从它的上游邻居接收帧，然后转发给下游邻居站点。所有的数据传输都要受到令牌的控制，因此令牌至关重要，必须能够检测令牌由于站点故障而丢失，注意到每个站点持有令牌有一定的限制时间（称为令牌持有时间THT），同

7、时即便没有任何一个站点有数据传输，令牌绕环一周也需要一定的时间，这称为环的延迟。这样可以推导出令牌轮转时间TRT：TRT≤活跃站点数*THT+环的延迟下面我们简单分析一下令牌传递在重负载下的性能，它与链路的传播延迟和链路带宽的生成式密切相关，一个站点发送的信号只有经过最大传播延迟之后才会被链路上的所有站点监听到，我们把传播延迟相对于帧的传输时间进行归一化，用a来表示，即：假设帧的长度固定，那么假设a小于1来看看令牌环的工作情况，总共有N个站点，假设每个站点总是有帧要发送，一旦获得令牌后发送一个帧，由于传播延迟短，因此

8、在发送完帧之后马上把令牌传递给下一个站点，这样令牌环上的活动可以看成由数据帧传输与令牌的传递组成的多个周期，每个周期传输一个数据帧，这样令牌环的吞吐率：时间以帧传输时间为时间单位，也就是数据帧传输时间为1，总共有N个站点，环的传播延迟为a，假设N个站点平均分散在环上，因此令牌传递下一站点的时间a/N，所以吞吐率S为：3.2.2ALOHA协议基本