局域网补充内容.ppt
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1、基于以太网的局域网组网方法 要求掌握以太网的局域网组网的方法。见表2-1:以太网交换机设备规格。掌握例题及课后题。组网练习以下组网练习题中所需要的所有以太网交换机设备参见表2-1。1.一个小型服务型企业有17台个人计算机、一台网络打印机、一个文件服务器和一个数据库服务器,日常主要处理办公事务,试设计一个合理的以太网组网方案?*2-5 其它局域网协议 两个无冲突类型的介质访问控制协议:2.5.1 令牌环协议(Token Ring)IEEE 802.5;2.5.2 令牌-总线协议 IEEE 802.4;这两种协议的共同特点是:将时间分割为互不重叠的一系列区段,在每个区段上将信道仅分配给一个计算机,
2、以此彻底消除了不同计算机之间对物理信道访问的冲突。2.5.1 令牌环协议(Token Ring)局域网在物理上是一个环行链路,所有计算机设备都连接到该环上,如图2-8(a)。协议的工作过程:演示 令牌环协议中:帧首部数据部分:令牌位(token bit),标记该帧是否负载有数据;令牌优先级(token priority),表达该帧上可以承载的数据的最低优先级;预订优先级(reservation priority),表达下次准备接受的数据的最低优先级。令牌环协议中的帧的作用:负载数据外;信道调度器的作用。是典型的适合于实时应用的介质访问协议;应用:该协议可以用来实现工业控制中的传感器设备网络。2
3、.5.2 令牌-总线协议 环形结构本质:只是令牌在网络上的各计算机之间的一种传递次序,是把一个总线型的网络建立成一种逻辑上的“环”结构。令牌-总线协议对网络上的所有计算机约定一个特定的令牌传递次序,所有计算机之间按该次序传递令牌。一个计算机只有在持有令牌时才能发送数据。2.5.2 令牌-总线协议 令牌-总线协议将数据划分为2类:同步数据:对发送-到达延迟有严格上界限制的数据类型;当计算机持有令牌时,总可以发送同步类型的数据 异步数据:对发送-到达延迟无严格上界限制的数据类型;仅当其用以发送同步数据的带宽有剩余时,才允许发送异步数据。2.5.2 令牌-总线协议 为保证对同步数据的性能要求,令牌-
4、总线协议在实际应用时的两个最重要的参数:令牌循环时间(TTRT:Target Token Rotation Time):表示令牌从一个计算机传递出去到再次传递回来的平均时间间隔;同步数据的分配带宽(SA:Synchronous Allocation):表示每当计算机持有令牌时可以持续发送同步数据的最大时间。SA反映每台计算机对带宽的实际需求.例如,服务器上的SA可能会明显大于客户机的SA。2.5.2 令牌-总线协议1.网络上的每台计算机在交出令牌时,记录当前时刻,记做t1;2.在接收到令牌时,也记录当前时刻,记做t;若t-t1TTRT,则发送完本机上的待发送的同步数据(最长时间不超过SA)后,
5、立刻将令牌传递到下一个计算机;若t-t1TTRT,则发送完本机上的待发送同步数据(最长时间也不超过SA)后,可以继续在时间TTRT(t-t1)内发送异步数据,然后将令牌传递到下一个计算机。IEEE 802.5令牌环网 IEEE 802.5 LAN采用令牌环结构。如图05-2所示,环LAN由若干转发器(也称环接口)构成,每个转发器经单向传输链路与另外两个转发器相连,以形成一个封闭路径,数据从一个转发器到下一个转发器逐个比特地依次传送 每个转发器重新产生并重新传输每一比特,所以称作转发器IEEE 802.5令牌环网 IEEE 802.5令牌环网 2.5.1.1 访问方式:令牌传递:802.5 LA
6、N使用令牌同步对共享传输媒体-环的访问,从而避免冲突。在环上的每个站点都有两种状态:侦听和发送.开始时所有站点都处于侦听状态.令牌环技术基于采用绕环循环的一个三个字节的小令牌(Token)帧。希望传输的站必须等待,直到它检测到一个经过的闲令牌。此时,保留这个令牌,并在自己的NIC上设置一个提示,即状态转换为发送状态,然后发送一个数据帧.数据将沿环继续传递,并由处于侦听状态每个站点识别它的目的地址.IEEE 802.5令牌环网 访问方式:令牌传递:当数据帧到达接收点后,该站点 拷贝该数据帧 检测差错 改变数据帧的最后一个字节的4位表明该数据帧地址已经被识别 帧接续沿环前进,直到它回到发送地点 发
7、送方(处于发送状态)在源地址字段识别该帧,知道是自己发出的,然后它检查地址识别位,如果这些位被设置了,表明该帧已经被接收了 发送方于是丢弃使用过的数据帧,同时释放令牌,变发送状态为侦听状态过程演示:IEEE 802.5令牌环网 1 优先级和保留 如果有多个站点等待发送数据,一个令牌一旦被释放,哪个站点有获得令牌的权利?每个站点都有一个优先级码.当一个数据帧或令牌帧经过该站点时,它可以把自己的优先码写到该帧的访问控制字段(AC),以获得发送权 如果高低优先级的站点都有数据要发送,高优先级的站点有权替代低优先已经写在AC中的信息 优级相同的 站点之间采用先到先服务的 原则 当一个令牌被释放后,最后
8、一个写入AC的站点取得发送权IEEE 802.5令牌环网 2 监控站点 若干问题可能会中断令牌环网的正常通信 令牌帧被损坏,环中没有令牌,所有站点都不能发送数据 数据帧因为被躁声影响而没有被回收 为了处理这些情况,环中某个站点必须被设置为监控站点 监控站点每当令牌经过时就设置一个定时器,如果在规定时间内令牌没有回来,就认为令牌被损坏,它重新生成一个令牌放到环上 监控站点通过在每个数据帧的AC字段设置一个比特来防止出现永久循环的帧.当一个帧经过时间,监控站点检查该比特,如果该比特没有被设置(比如是0),就设置该比特.如果发现该比特已经被设置过了,说明该帧已经绕环一周,应该删掉 如果一个监控站点失
9、败了,另外设计一个备分的站点作为监控站点IEEE 802.5令牌环网 3 物理特性 MAC地址,使用6个字节,写在NIC上,和以太网类似 编码:差分曼彻斯特 数据速率:支持416Mbps数据速率IEEE 802.5令牌环网 4 帧格式IEEE 802.5令牌环网 4.1 数据命令帧 起始分界符(SD),访问控制(AC),帧控制(FC),目标地址(DA),源地址(SA),PDU,结束分界符(ED),帧状态(FS)AC:一个字节长,前三个比特是优先级,第四个是令牌字段,用来只明该帧是数据帧而不是令牌或异常终止帧.IEEE 802.5令牌环网 FS:由接收站点设置,表示该帧已经被阅读IEEE 802
10、.5令牌环网 4.2 令牌帧 令牌帧仅包含3个字段:SD,AC和ED.SD指明帧即将到来,AC指明帧是令牌的同时,还包括优先级,ED指明帧的结束4.3 异常终止帧 仅包含SD,ED,不包含信息 发送站点产生,用来终止自己的传输 监控站点产生,用来清除线路上旧的帧IEEE 802.5令牌环网 5 实现5.1 环 令牌环的环包含一系列150欧姆,屏蔽双绞线构成的段,每个段将一个站点的输出端口和另一个站点的输入端口相连,构成一个单向通信的环 帧按顺序到达每个站点,在每个站点它被检查,重新生成,然后交到下一个站点 帧在每个站点都重新生成5.2 问:如果具体的计算机直接连到环上,那么每个站点是不是都不允
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