3.3 数据传输控制方式（课件）《计算机网络技术》（清华大学出版社）同步教学

第三章 计算机网络技术基础 1 3.3 数据传输控制方式 为什么会有介质访问控制方式？ 数据和信息在网络中是通过信道进行传输的，由于各计算机共享网络公共信道，因此如何进行信道分配，避免或解决通道争用就成为重要的问题，就要求网络必须具备网络的访问控制功能。 介质访问控制（MAC）方法是在局域网中对数据传输介质进行访问管理的方法。 2 3.3.1 具有冲突检测的载波侦听多路访问 冲突检测/载波侦听（CSMA/CD法） CSMA/CD是基于IEEE802.3标准的以太网中采用的MAC方法，也称为“先听后发、边发边听”。它的工作方式是要传输数据的节点先对通道进行侦听，以确定通道中是否有别的站在传输数据，若信道空闲，该节点就可以占用通道进行传输，反之，该节点将按一定算法等待一段时间后再试，并且在发送过程中进行冲突检测，一旦有冲突立即停止发送。 目前，常见的局域网，一般都是采用CSMA/CD访问控制方法的逻辑总线型网络。用户只要使用Ethernet网卡，就具备此种功能。 3 主机A 主机B 主机C 主机D 主机E 终端 终端 CSMA/CD的工作过程： 1.想发送信息的节点首先“监听”信道，看是否有信号在传输。 2.如果信道忙，则继续监听，当传输中的帧最后一个比特通过后，再继续等待一段时间，以提供适当的帧间间隔，然后开始传送。 3.发送信息的站点在发送过程中同时监听信道，检测是否有冲突发生。 4.当发送数据的节点检测到冲突后，就立即停止该次数据传输，并向信道发出长度为4字节的“干扰”信号，以确保其他站点也发现该冲突。 总结：先听后说，边听边说，一旦冲突，立即停说 3.3.2 令牌传递控制法 令牌传递控制法（Token Passing）是基于IEEE802.5标准的环形局域网以及基于IEEE802．4标准的令牌总线网中采用的MAC方法，又称为许可证法。 其基本原理是：一个独特的被称为令牌的标志信息沿着环形网络依次向每个节点传递，只有获得令牌的节点才有权利发送信息，而没有获得令牌的节点则处于等待状态。每个站随时检测经过本站的信息，当查到信息帧中指定的目的地址与本站地址相同时，则一面拷贝全部有关信息，一面继续转发该信息帧，环上的信息帧绕环一周后回到原发送站点予以回收。这种方式传输信息时，发送权一直在源站点的控制之下，只有发送信息帧的源站点放弃发送权，并把令牌置“空”后，其它站点才有机会得到令牌，发送自己的信息。 6 主机A 主机B 主机C 主机D 主机E 主机F 3.3.3 网络交换技术 交换又称转换，是在多节点网络中实现数据传输的一种有效手段。 通常将数据在通信子网中节点间的数据传输过程统称为数据交换，其对应的技术为数据交换技术。 在传统的广域交换网络的通信子网中，使用的数据交换技术可分为：电路交换技术和存储转发交换技术。存储转发交换技术又可分为：报文交换和分组交换。 8 随堂练习 1.CSMA/CD协议在站点发送数据时（ ）。 A.一直侦听总线活动 B.仅发送数据，然后等待确认 C.不侦听总线活动 D.当数据长度超过1000B时需要侦听总线活动 2.IEEE 802.4标准采用的是（ ）协议。 A.CSMA B.CSMA/CD C.Token-Ring D.Token-Bus 3.在总线型结构的局域网中，通常是采用（ ）机制来进行通信的。 A.ATM B.CDMA C.FTTB+LAN D. CSMA/CD A D D 4.介质访问控制方法（CSMA/CD）用于（ ）。 A.总线型结构 B.环状结构 C.树状结构 D.全互联结构 5.有关控制令牌系统操作叙述错误的是（ ） A.用户自己产生控制令牌 B.令牌沿逻辑环从一个站点传递到另一个站 点 C.当等待发送报文的站点接收到令牌后，发送报文 D.将控制令牌传递到下一个站点 6. CSMA/CD处理冲突的方法为（ ） A.随机延迟后重发 B.固定延迟后重发 C.等待用户命令后重发 D.多帧合并后重发 A A A 7.对令牌总线网，下列说法正确的是（ ） A.它不可能产生冲突 B.它必产生冲突 C.冲突可以避免，但依然存在 D.轻载时不产生冲突，重载时产生冲突 8.决定局域网特性的几个主要技术中，最重要的是（ ） A.传输介质 B.介质访问控制方法 C.拓扑结构 D.LAN协议 9.令牌传递控制方法用于（ ） A.总线型结构 B.环状结构 C.树状结构 D.全互联结构 C B B 3.4 常见的网络类型 3.4.1 以太网 1. 10M以太网 以太网是一种常用的局域网，它基于IEEE802.3协议标准，采用CSMA/CD介质访问控制方法，传输速率为10Mbit/s、100Mbit/s到1000Mbit/s。它可以支持各种协议和计算机硬件平台，组网成本较低，被广泛采用。 12 1. 10M以太网 （1）10BASE5：标准以太网，或称粗缆以太网。 （适应于总线拓扑） （2）10BASE2：细缆以太网。 （3）10BASE-T：双绞线以太网。（适应于星状） （4）10BASE-F：光缆以太网。 2.100M以太网 （1）100BASE-T （2）100VG-AnyLAN 3. 10M/100M自适应以太网 各种标准下的传输介质： 绝缘层 铜芯 外导体屏蔽层 保护套 双绞线 同轴电缆 单模光纤 3.4.2 千兆以太网 千兆以太网遵从IEEE802.3z建议（该建议已于1998年6月成为标准）。 该技术采用IEEE802.3帧格式，CSMA/CD访问控制技术，传输介质采用100M STP屏蔽双绞线（1000BASE CX），传输距离25m；5类UTP（1000BASE-T）距离100m；多模光纤（1000BASE SX）距离500m；单模光纤（1000BASE LX）可达3km。 3.4.3 ATM（异步传输模式） 异步传输模式ATM（Asynchronous Transfer Mode）是一种新型的网络交换技术，适合于传送宽带综合业务数字（B-ISDN）和可变速率的传输业务。异步传输模式是一种利用固定数据报的大小以提高传输效率的传输方法，这种固定的数据报又叫信元或报文。ATM信元结构由53字节组成，53字节被分成5字节的头部和被称为载荷的48字节信息部分。数据可以是实时视频、高质量的语音、图像等。 18 1.什么是ATM局域网？ ATM局域网就是以ATM为基本结构的局域网，它以ATM交换机作为网络交换节点，并通过各种ATM接入设备将各种用户业务接入到ATM网络。 2.ATM的基本特征 ⑴主要基本技术： ①采用光纤 作为网络的传输介质 ②采用同步数字体系 （SDH）作为传输网络 ③采用异步传输模式 作为交换技术 ⑵ATM的基本信息特征：信息的传输、复用和交换的长度都是53个字节为基本单位的“信元”。 ⑶B-ISDN使用的复用技术：统计时分多路复用技术，即基于信元的异步时间分割技术。 3.ATM局域网使用的主要网络产品 （1）ATM主机接口卡：用于将主机连接到ATM网络上。 （2）ATM交换机：用于连接B-ISDN用户线路和中继线路。 （3）ATM互联设备：ATM路由器，ATM网桥，ATM集中器。 ATM的主要缺点：组网技术复杂，设备昂贵，影响了其它市场推广和技术应用。 ATM交换机 3.4.4 FDDI（光纤分布式数据接口） FDDI使用光纤作为传输介质，信号单向传递，具有长距离、大范围、高速、低损耗、高抗干扰性能等优点。结构相对复杂，价格昂贵是FDDI的主要缺点。 23 1.FDDI网络的主要标准和应用特点 ①可以与符合IEEE802标准的各种局域网兼容。 ②使用的IEEE802.8标准是基于IEEE802.5的令牌环的介质访问控制方式 （MAC）和物理层规范。 ③高速率，可达100Mbps。 ④多节点，联网的节点数目<=1000个，若是双连站（DAS）， 则为500 个。 ⑤长距离，使用多模光纤的最大站间距离为2KM，环路长度为100KM, 即 光纤长度为200KM。 ⑥高可靠性，FDDI采用的双环结构和自动光纤旁路开关提高了网络的 可靠性能 ，网络各节点具有自动旁路功能， FDDI具有“自愈和” 能力。 ⑦具有动态分配带宽的能力，可以支持同步和异步传输。 2.FDDI网络的主要应用场合 ①后端网络或数据中心环境。 ②前端网络中的“单连站（SAS）”，即建筑物群主干网。 ③校园网主干网。 ④多校园网主干网。 3.FDDI网络的结构 由于环状网络的最大缺点是可靠性较差，当一段链路或一个站点出现故障时，就会导致整个网络的瘫痪，为了提高网络的可靠性，FDDI采取了自恢复的功能。 { 逻辑拓扑结构：环状 物理拓扑结构：环状 星状 树状 4.FDDI网络的站点连接方式与站点类型 在FDDI网络中，工作站、集中器和FDDI互联设备等都被称为站点。 连接站点的类型主要有双连站和单连站两种，其相应的集中器类型有：双连集中器（DAC）和单连集中器（SAC）两种。 随堂练习： 1.FDDI标准规定网络的传输媒体采用（ ） A.非屏蔽双绞线 B.屏蔽双绞线 C.光纤 D.同轴电缆 2.10BASE-2局域网采用的传输介质是（ ） A.粗缆 B.细缆 C.双绞线 D.光纤 3.以太网采用的媒体访问控制方式是（ ） A.CSMA/CA B.令牌环传递控制 C.令牌总线控制 D.CSMA/CD 4.以太网符合的标准是（ ） A.IEEE802.1 B. IEEE802.3 C.IEEE802.5 D. IEEE802.7 C B D B 5.局域网的网络硬件主要包括：网络服务器、工作站、_____和通信介质 A.调制解调器 B.主板 C.网络适配器 D.中继器 6. 10BASE-T是指（ ） A.细缆以太网 B.粗缆以太网 C.双绞线以太网 D.标准以太网 7. 10BASE-5是指（ ） A.细缆以太网 B.粗缆以太网 C.双绞线以太网 D.以太网 8.ATM数据传输单元是信元，长度为____B。 A.48 B.72 C.8 D.53 9. FDDI是（ ） A.快速以太网 B.千兆以太网 C.光线分布式数据接口 D.异步传输模式 10.既可以应用于局域网又可应用于广域网的以太网技术是（ ） A.以太网 B.快速以太网 C.千兆以太网 D.万兆以太网 A C B D C D 谢谢观看 Thank you $$