无线局域网 局域网 拓扑结构 MAC子层 LLC子层IEEE802.11 CSMA/CD协议 最小帧长 图解 表情包
粉丝不过W
局域网
局域网( Local Area Network,LAN):在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组,使用广播信道
特点:
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( 双绞线、同轴电缆 )进行联网,数据传输速率高(10Mb/s~106b/s)
通信延迟时间短,误码率低,可靠性较高
各站都平等关系,共享传输信道
多采用分布式控制和广播式通信,能进行广播和组播
决定局域网的主要要素为:网络拓扑,输介质与 介质访问控制方法
局域网的拓扑结构:
星系拓扑:
中心节点是控制中心,任意两个节点间的通信最多只需两步,传输速度快,且 网络构形简单、建网容易、便于控制和管理
但这种网络系统,网络可靠性低,网络共享能力差,有单点故障问题
总线型拓扑:
网络可靠性高、网络节点间响应速度快、共享资源能力强、设备投入量少、成本低、安装使用方便
当某个工作站节点出现故障时,对整个网络系统影响小
环形拓扑:
系统中 通信设备 和 线路 比较节省
有单点故障问题 由于环路是封闭的,所以不便于扩充,系统响应延时长,且信息传输效率相对较低
树形拓扑:
易于拓展,易于隔离故障,也容易有单点故障
局域网传输介质:
有线局域网:双绞线、同轴电缆、光纤
局无线局域网:电磁波
局域网介质访问控制方法:
CSMA/CD 常用于总线型局域网,也用于树型网络
令牌总线 常用于总线型局域网,也用于树型网络
它是把总线型或树型网络中的各个工作站按一定顺序如按接口地址大小排列形成个逻辑环
只有令牌持有者才能控制总线,才有发送信息的权力
令牌环 用于环形局域网,如令牌环网
局域网的分类:
以太网:应用最为广泛的局域网:标准以太网(10Mbps)、快速以太网(100Mbps)、千兆以太网(1000Mbps)、10G以太网,都符合 IEEE802.3 系列标准规范。逻辑拓扑总线型、物理拓扑是星型、拓展星型。使用CSMA/CD
令脚环网: 物理采用:星形拓扑结构,逻辑采用:环形拓扑结构,已过时
FDD网( Fiber Dlstrlbuted Data Inerface):物理采用:双环拓扑结构,逻辑采用:环形拓扑结构
ATM网( Asynchronous Transfer Mode):较新型的单元交换技术,使用3字节固定长度的单元进行交换
无线局域网( Wireless Local Area Network,WLAN):采用EEE802.11标准
MAC子层 、 LLC子层
IEE80标准:局域网参考模型只对应OSI参考模型的数据链路层与 物理层
数据链路层划分为 逻辑链路层LLC子层、介质访问控制MAC子层
LLC子层:
LLC负责识别网络层协议,然后对它们进行封装
LLC报头告诉数据链路层一旦帧被接收到时,应当对数据包做何处理
为网络层提供服务:无确认无连接会话层服务访问点面向连接、带确认无连接、高速传送
MAC子层:
MAC子层的主要功能:数据帧的封装 / 卸装,帧的寻址和识别,帧的接收与发送,链路的管理帧的差错控制
MAC子层:屏蔽了不同物理链路种类的差异性
无线局域网:
IEEE802.11:无线局域网通用的标准,由IEEE所定义的无线网络通信的标准
802.11的MAC帧头格式:
地址1:RA 接收端
地址2:TA 发送端
地址3:DA 目的地址
地址4:SA 源地址
无线局域网分类:
有固定基础设施无线局域网
WIFI:服务集标识符
无固定基础设施无线局域网的自组织网络
CSMA/CD协议:
CSMA/CD协议
载波监听多点接入 / 碰撞检测CSMA / CD( carrier sense multiple access with collision detection)
CS:载波侦听 / 监听,每一个站在发送数据之前以及发送数据时都要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据
MA:多点接入:许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上 总线型网络
CD:碰撞检测( 冲突检测 ),“ 边发送边监听 ”,适配器边发送数据边检测信道上信号电压的变化情况,就能判断自己在发送数据时与其他站是否也在发送数据 半双工网络
由于电磁波在总线上以有限的速度传播,所以会发生冲突
通过 截断二进制指数规避算法 可以确定碰撞后的重传时机
确定基本退避( 推退 )时间:争用期 2て
定义参数k = 重传次数,但k不超过10,即k = min[ 重传次数,10 ]
当重传次数 < 10时,k = 重传次数;当重传次数 > 10时,k一直 = 10
从离散的整数集合[ 0,1,2^k-1 ] 中随机取出一个数r,重传所需要退避的时间:r倍的基本退避时间,2rて
当重传达16次仍不能成功时,说明网络太堵了,认为此帧永远无法正确发出,抛弃此帧并向高层报告出错
第一次重传,k=1,r从 { 0,1 } 选
重传推退时间 = 0、2て,在这两个时间中随机选一个
若再次碰撞,则在第二次重传时,k = 2,r从{ 0,1,2,3 } 选
重传推退时间为0、2て、4て、6て,在时间 中随机选一个
若再次碰撞,则第三次重传时,k = 3,r 从{ 0,1,2,3,4,5,6,7}选
若连续多次发生冲突,说明可能有较多的站参与争用信道,使用此算法可使重传需要推迟的平均时间 随 重传次数 的增大而增大,因而减小发生碰撞的概率,有利于整个系统的稳定
最小帧长:
帧的传输时延至少要 两倍于信号在总线中的传播时延
帧长(bit) / 数据传输速率 >= 2て
最小帧长 = 总线传播时延 x 数据传输速率 x 2
2て x 数据传输速率
以太网规定最短帧长为64B,只要 长度小于 64B,都是由于冲突而异常终止的无效帧