通工专业-现代通信网-第五章-以太网.ppt

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1、第5章以太网第5章以太网以以太网为主要代表的局域网（LAN），主要是指在小范围内的计算机互联网络，可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。以太网已经成为一种重要的电信接入网。第5章以太网5.1局域网概述5.2传统以太网5.2.1以太网的工作原理5.2.2传统以太网的连接方法5.2.3以太网的信道利用率5.3以太网的MAC层5.3.1MAC层的硬件地址5.3.2两种不同的MAC帧格式2021/7/30第5章局域网（续）5.4扩展的局域网5.4.1在物理层扩展局域网5.4.2在数据链路层扩展局域网5.5

2、虚拟局域网5.5.1虚拟局域网的概念5.5.2虚拟局域网使用的以太网帧格式2021/7/30第4章局域网（续）5.6QinQ技术5.6.1QinQ技术基础5.6.2BPDUTunnel应用5.6.3灵活QinQ原理与应用5.7高速以太网5.7.1100BASE-T以太网5.7.2Gigabit以太网5.7.310Gigabit以太网2021/7/305.1局域网概述局域网的定义局域网（LocalAreaNetwork，LAN）是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。由特定类型的传输媒体（如电缆、光缆和无线媒体）和网络适配器（亦称为网卡）互连在一起

3、的计算机，并受网络操作系统监控的网络系统。局域网的主要优点覆盖的地理范围较小，只在一个相对独立的局部范围内联，如一座或集中的建筑群内。使用专门铺设的传输介质进行联网，数据传输速率高（10Mb/s～10Gb/s）。通信延迟时间短，可靠性较高。局域网可以支持多种传输介质便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变。提高了系统的可靠性、可用性和残存性。2021/7/30局域网的拓扑匹配电阻集线器干线耦合器总线网星形网树形网环形网图5.1网络拓扑共享媒介媒体共享技术静态划分信道频分复用时分复用波分复用码分复用动态媒体接入控制（多点接入）随机接入以太

4、网系统ALOHA系统（卫星）受控接入，如多点线路探询(polling)，或轮询。分散控制的令牌环集中控制的多点线路探询2021/7/305.2传统以太网(10Mb/s以太网)5.2.1以太网的工作原理1.两个标准DIXEthernetV2是世界上第一个局域网产品（以太网）的规约。IEEE的802.3标准。DIXEthernetV2标准与IEEE的802.3标准只有很小的差别，因此可以将802.3局域网简称为“以太网”。严格说来，“以太网”应当是指符合DIXEthernetV2标准的局域网2021/7/30Mecalfe的手绘图图5.2以太网IEEE80

5、2标准IEEE802.1概述、系统结构和网络互连，以及网络管理和性能测量。IEEE802.2逻辑链路控制。这是高层协议与任何一种局域网MAC子层的接口。IEEE802.3CSMA/CD。定义CSMA/CD总线网的MAC子层和物理层的规约。IEEE802.4令牌总线网。定义令牌传递总线网的MAC子层和物理层的规约。IEEE802.5令牌环形网。定义令牌传递环形网的MAC子层和物理层的规约。IEEE802.11无线局域网。2021/7/30计算机局域网的参考模型美国电气和电子工程师学会IEEE802课题小组为计算机局域网制定了许多标准，大部分得到国际标准化

6、组织的认可。2021/7/30图5.3局域网的参考模型数据链路层的两个子层为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802委员会将局域网的数据链路层拆成两个子层：逻辑链路控制LLC(LogicalLinkControl)子层媒体接入控制MAC(MediumAccessControl)子层。与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，而LLC子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对LLC子层来说都是透明的2021/7/30局域网对LLC子层是透明的2021/7/30局域网网络层物理层站点1网络层物理层逻辑链路控制LLCLLC媒体接入控制MACM

7、AC数据链路层站点2LLC子层看不见下面的局域网图5.4LLC与MAC子层以后一般不考虑LLC子层由于TCP/IP体系经常使用的局域网是DIXEthernetV2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。2021/7/302.CSMA/CD协议最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。2021/7/30B向D发送数据CDAE匹配电阻（用来吸收总线上传播的信

8、号）匹配电阻不接受不接受不接受接受B只有D接受B发送的数据图5.6广播的信号以太网的广播方式发