0%

计算机网络-数据链路层(七)9-5

以太网的发展

  • 100BASE-T以太网是指在双绞线上传输的基带信号的速率为100Mb/s的以太网,也称为快速以太网。
  • “100”指的是速率,“BASE”指的是基带信号,“T”指的是传输媒体双绞线。

  • 仍然使用IEEE802.3的帧格式和CSMA/CD协议,以太网的最小帧长不变,仍然为64字节。

    • 网段最大电缆长度从1000m缩短到100m
    • 争用期缩短为5.12微秒
    • 帧间最小间隔缩短为0.96微秒
  • 还可以使用以太网交换机来提供比集线器更好的服务质量,即在全双工方式下无碰撞工作

  • 吉比特以太网:

    • 速率为1000Mb/s(1Gb/s)
    • 使用IEEE 802.3的帧格式
    • 支持半双工方式(使用CSMA/CD协议)和全双工方式(不使用CSMA/CD)
    • 最小帧长仍表示64字节。(使用载波延伸的方法,讲争用期增大到512字节的发送时间而保持最小帧长为64字节)
      • 只要发送的MAC帧的长度不足512字节时,就在MAC帧尾部填充一些特殊字符,使MAC的长度增大到512字节。
  • 10吉比特以太网:

    • 将以太网从局域网范围(校园网或企业网)扩展到城域网与广域网,成为城域网和广域网的主干网的主流技术之一。
    • 速率为10Gb/s
    • 使用IEEE 802.3标准的帧格式,保留IEEE 802.3标准对以太网最小帧长和最大帧长的规定。方便能与较低速率的以太网通信。
    • 只工作在全双工方式不存在争用媒体的功能。
  • 40/100吉比特以太网:
    • 40Gb/s主要用于计算应用
    • 100Gb/s主要用于汇聚应用
    • IEEE 802.3ba标准只工作在全双工方式(不使用CSMA/CD),仍使用IEEE 802.3标准的帧格式并遵守最小和最大帧长的规定。

802.11无线局域网的组成

  • 无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)自20世纪80年代末逐步进入市场,IEEE在1997年制定出无线局域网的协议标准802.11,802.11无线局域网目前是应用最广泛的无线局域网之一,
  • 802.11无线局域网分类:
    • 有固定基础设施的
    • 无固定基础设施的
  • 在本BSS内各站点之间的通信以及本BSS外的站点之间的通信,都必须经过本BSS内的AP进行转发。

802.11无线局域网的ad hoc模式允许网络中的站点在其通信范围内直接通信,也就是支持站点间的单跳通信,而标准中并没有包括多跳路由功能,所以,802.11无线局域网的ad hoc模式应用较少。

802.11无线局域网的物理层

  • 它的物理层十分的复杂,依据工作的频段,调制方式,传输速率等,可分为多种物理层标准。
  • 802.11无线网卡一般会做成多模的,以便能适应多种的物理层标准。
  • 无线局域网最初还使用红外技术和跳频技术(跳频技术的发明人-海蒂-拉玛又称为”WI-FI之母“,跳频技术为CDMA和WI-FI等无线技术通信技术奠定基础,)

802.11无线局域网使用CSMA/CA协议的原因

  • 因为传输介质的不同,802.11无线局域网不能简单的使用共享以太网使用的CSMA/CD协议,而是采用了一种名为CSMA/CA的协议,就是载波监听多址接入和碰撞避免(Carrier Sense Multiple Access/Collsion Avoidance,CSMA/CA)
  • CSMA/CA仍采用CSMA/CD协议中的CSMA,以”先听后说“的方式来减少碰撞,将”碰撞检测CD“改为了”碰撞检测CA“

CSMA/CA协议的基本工作原理

等待时间间隔DIFS间隔是考虑到可能有其他站有高优先级的帧要发送

短帧间间隔(Short Interframe Space,SIFS)的长度为28微秒,是最短的帧间间隔,用来分隔属于一次对话的各帧,使用SIFS的帧类型有ACK帧。CTS帧等。

802.11无线局域网的MAC帧

  • 其中的持续期字段用于实现CSMA/CD的虚拟载波监听和信道预约机制,在数据帧,RTS帧和CTS帧中用该字段指出将要持续占用信道的时长。
  • 序号控制:用来实现802.11的可靠传输,对数据帧进行编号。
  • 地址字段的内容和使用情况取决于帧控制字段中的”去往DS“(倒分配系统)和”来自DS“(分配系统)这两个字段的值

思维导图:

第3章 数据链路层 课程小结(思维导图)-1

第3章 数据链路层 课程小结(思维导图)-2

第3章 数据链路层 课程小结(思维导图)-3

在线习题网址:

第3章 数据链路层 习题(第1部分)

第3章 数据链路层 习题(第2部分)

注:(以上内容来自中国MOOC慕课湖南科技大学计算机网络)

Thank you.