《网络技术基础》课程讲义 三章计算机局域网 第6页共28页 面向比特——在二进制位基础上生成报文和接收报文(传输效率高,广泛用于计算机网络。 该规程中报文称为“帧″。每帧均以二进制位组(ol1开始和结束。该帧标志间是正 文(任意长二进制位,不必是8的倍数 01111(帧标志) 00l0100010 01(帧标志) oSⅠ根据IBM公司协议扩充而成的高级数据链路控制协议(HDLC, high level data link control)即为面向比特型数据链路层协议。该层数据“帧”( frame)格式如下:P12-114 011111 址字段控制字段 信息字段 帧校验字段|01110 F(标 (要传送的数据,任意长度) FCSF(标志) FCS-Frame Check sequence 附加各字段的目的是解决链路管理、帧同步、流量控制、差错控制、信息分离、透明传输 和寻址等问题: 帧同步一一由标志(flag)字段(8位)标识帧的起止 透明传输——0比特填充技术(发送前先扫描整个帧,若标志字段间连续5个1,则在其后 插一个0,接收时同样扫描整个帧,若标志字段间连续5个1,则将其后的 个0删去) 寻址一一由地址字段(8位,可扩展到16位)标识(全1为广播地址,全0为无效地 址) 差错控制一一由FCS(16位CRC)字段进行差错控制 流量控制等——由控制字段(8位)确定的帧类型控制和滑动窗口控制方法控制 信息帧(Ⅰ帧):要传送的数据和捎带的流量控制、差错控制等信号 监视帧(S帧):均为次站对主站的响应帧,不带信息字段 RR( receive ready)帧:接收准备好,希望主站继续发送 RNR( receive not ready)帧:次站正忙(缓冲区满等),希望主站停止发送 EJ( reject)帧:要求重发N(R)顺序号起各帧(被拒收 SERJ( selective reject)帧:要求重发顺序号为N(R)的那一帧 无编号帧(U帧):用于链路管理(包括数据链路的建立、释放、恢复的命令和响应) 控制字段 信息帧(数据传送) 10 RR帧 监控帧 莆田学院计算机教研室2003年3月
《网络技术基础》课程讲义 第三章 计算机局域网 第 6 页 共 28 页 莆田学院计算机教研室 2003 年 3 月 ·面向比特——在二进制位基础上生成报文和接收报文（传输效率高，广泛用于计算机网络。 该规程中报文称为“帧”。每帧均以二进制位组（01111110）开始和结束。该帧标志间是正 文（任意长二进制位，不必是 8 的倍数）。 01111110（帧标志） 0010100010…… 01111110（帧标志） OSI 根据 IBM 公司协议扩充而成的高级数据链路控制协议（HDLC,high level data link control）即为面向比特型数据链路层协议。该层数据“帧”（frame）格式如下：P112-114 01111110 F（标志） 地址字段 A 控制字段 C 信息字段 (要传送的数据,任意长 度) 帧校验字段 FCS 01111110 F（标志） FCS—Frame Check Sequence 附加各字段的目的是解决链路管理、帧同步、流量控制、差错控制、信息分离、透明传输 和寻址等问题： 帧 同 步——由标志(flag)字段（8 位）标识帧的起止 透明传输——0 比特填充技术（发送前先扫描整个帧，若标志字段间连续 5 个 1，则在其后 插一个 0，接收时同样扫描整个帧，若标志字段间连续 5 个 1，则将其后的一 个 0 删去）。 寻 址——由地址字段（8 位，可扩展到 16 位）标识（全 1 为广播地址，全 0 为无效地 址） 差错控制——由 FCS（16 位 CRC）字段进行差错控制 流量控制等——由控制字段（8 位）确定的帧类型控制和滑动窗口控制方法控制。 信息帧（I 帧）：要传送的数据和捎带的流量控制、差错控制等信号 监视帧（S 帧）：均为次站对主站的响应帧，不带信息字段 RR（receive ready）帧：接收准备好，希望主站继续发送 RNR（receive not ready）帧：次站正忙（缓冲区满等），希望主站停止发送 REJ（reject）帧: 要求重发 N（R）顺序号起各帧（被拒收） SERJ（selective reject）帧：要求重发顺序号为 N（R）的那一帧 无编号帧（U 帧）：用于链路管理（包括数据链路的建立、释放、恢复的命令和响应） 控制字段 0 信息帧（数据传送） 10 00 RR 帧 监控帧
《网络技术基础》课程讲义 三章计算机局域网 第7页共28页 RNR帧 (次站对主站的响应帧) REJ 帧 1011 SER帧 无编号帧(链路管理) 0S参考模型 EE2LAN参考模型 LAN的数据链路层P119-121 应用层 应用层 由于采用多站共享传输介质方 式,必须解决信道如何分配以解决信 传输层 道争用问题,必须有媒体访问控制功 能。此外,由于LAN采用的拓扑结构 刚络层uc(逻辑链路控制)子层 与传输媒体的多样性,必须提供多种 数据链路层 MAC(媒体访可控制)子层 媒体访问控制方法。所以其数据链路 物理是RE(物理信兮)子层 层要求也更为复杂,与物理层一样也 「r(物理煤体连接件)子层 要分为两个子层:一个与传输媒体有 关,一个与传输媒体无关 MAC(媒体访问控制, medium access control)子层 负责执行在物理层基础上进行无差错通信,有管理多个源链路和多个目的链路的功能 (对不同的局域网,其MAC子层是不相同的,所以将在后面介绍)。主要功能: 管理链路上的通信(实现和维护MAC协议 ②发送时将数据组装成带有地址和差错校验字段的MAC帧 ③接收时拆卸帧,并执行地址识别和差错校测 ·LLC(逻辑链路控制,1 ogical link control)子层 LC子层主要功能则是 ①建立和终止链路(建立和释放数据链路层的逻辑连接,通过SAP向高层提供逻辑接口) 会议代表 上学学生旅游人员 )(↑↓)(↑)sAP(访问服务点,进出门处) LLC(出发地/目的地清点人数) 莆田学院计算机教研室2003年3月
《网络技术基础》课程讲义 第三章 计算机局域网 第 7 页 共 28 页 莆田学院计算机教研室 2003 年 3 月 10 10 RNR 帧 （次站对主站的响应帧） 10 01 REJ 帧 10 11 SERJ 帧 11 无编号帧（链路管理） 2．LAN 的数据链路层 P119-121 由于采用多站共享传输介质方 式，必须解决信道如何分配以解决信 道争用问题，必须有媒体访问控制功 能。此外，由于 LAN 采用的拓扑结构 与传输媒体的多样性，必须提供多种 媒体访问控制方法。所以其数据链路 层要求也更为复杂，与物理层一样也 要分为两个子层：一个与传输媒体有 关，一个与传输媒体无关。 ·MAC（媒体访问控制，medium access control）子层 负责执行在物理层基础上进行无差错通信，有管理多个源链路和多个目的链路的功能 （对不同的局域网，其 MAC 子层是不相同的，所以将在后面介绍）。主要功能： ①管理链路上的通信（实现和维护 MAC 协议） ②发送时将数据组装成带有地址和差错校验字段的 MAC 帧 ③接收时拆卸帧，并执行地址识别和差错校测 ·LLC（逻辑链路控制，logical link control）子层 LLC 子层 主要功能则是: ①建立和终止链路（建立和释放数据链路层的逻辑连接，通过 SAP 向高层提供逻辑接口） 会议代表 上学学生 旅游人员 （↑↓ ） （↑↓） （↑↓ ）SAP（访问服务点，进出门处） LLC（出发地/目的地清点人数）
《网络技术基础》课程讲义 三章计算机局域网 第8页共28页 MAC(组成团体或接收团体) PHYSICS(编号排队上/下交通工具) 交通线路(公路/铁路/水路/航空等 ②控制帧流量(具有帧的接收、发送控制功能) ③确认帧(具有帧差错控制功能) ④帧排序(给LLC帧加上序号 LLC层提供的4种不同类型的服务: 操作类型1(LLC1):不确认的无连接服务(数据报服务) 局域网中最为广泛使用,尤其适合点-点通信、广播通信和组播通信(以太网即用之) 此时,端到端的差错控制和流量控制由高层协议提供。 操作类型2(LC2):面向连接服务(虚电路) 特别适合在一定时间内向同一目的地连续发送许多或传送很长的数据文件。 ·操作类型3(LC3):带确认的无连接服务(可靠的数据报) 不建连接先发出信息,收方发确认信息。(只用于令牌总线) 操作类型4(LLC4):高速传送服务(只用于城域网) 322IEEE802标准系列P127 IEEE802委员会为局域网制定了一套标准,即所谓“IEEE参考模型”。其中 802.1标准对这一组标准作一介绍并定义了接口原语 802.2标准描述了数据链路层的上部,它使用了LLC(逻辑链路控制)协议。该标准总的说 来是基于HDLC数据链路控制协议,但又不是HLC的帧结构,HDLC关于位填充、结束标志等不 适用于局域网,因此被LLC删除。 803.3、802.4和802.5分别了描述了3个局域网标准,即 CSMA/CD、令牌总线和令牌环标 准。IEE802.2逻辑链路控制(LLC)标准与媒体访问控制(MAC)标准一起执行数据链路层功能。 莆田学院计算机教研室2003年3月
《网络技术基础》课程讲义 第三章 计算机局域网 第 8 页 共 28 页 莆田学院计算机教研室 2003 年 3 月 MAC（组成团体或接收团体） PHYSICS（编号排队上/下交通工具） 交通线路（公路/铁路/水路/航空等） ②控制帧流量（具有帧的接收、发送控制功能） ③确认帧（具有帧差错控制功能） ④帧排序（给 LLC 帧加上序号） LLC 层提供的 4 种不同类型的服务： ·操作类型 1（LLC1）：不确认的无连接服务（数据报服务） 局域网中最为广泛使用，尤其适合点-点通信、广播通信和组播通信（以太网即用之） 此时，端到端的差错控制和流量控制由高层协议提供。 ·操作类型 2（LLC2）：面向连接服务（虚电路） 特别适合在一定时间内向同一目的地连续发送许多或传送很长的数据文件。 ·操作类型 3（LLC3）：带确认的无连接服务（可靠的数据报） 不建连接先发出信息，收方发确认信息。（只用于令牌总线） ·操作类型 4（LLC4）：高速传送服务（只用于城域网） 3.2.2 IEEE 802 标准系列 P127 IEEE 802 委员会为局域网制定了一套标准，即所谓“IEEE 参考模型”。其中 802.1 标准对这一组标准作一介绍并定义了接口原语 802.2 标准描述了数据链路层的上部，它使用了 LLC（逻辑链路控制）协议。该标准总的说 来是基于 HDLC 数据链路控制协议，但又不是 HDLC 的帧结构，HDLC 关于位填充、结束标志等不 适用于局域网，因此被 LLC 删除。 803.3、802.4 和 802.5 分别了描述了 3 个局域网标准，即 CSMA/CD、令牌总线和令牌环标 准。IEEE802.2 逻辑链路控制（LLC）标准与媒体访问控制（MAC）标准一起执行数据链路层功能
《网络技术基础》课程讲义 三章计算机局域 第9页共28页 高层协议 高层协议 L801网络互连(① Internetworking) 网络层 2.2逻辑链路控制(LC) 802.4 802.5 数据链路层 以太网令牌总线网令牌环网 物理层物理信令8子层 物理媒体连接件(PMA)子层 物理层 IEEE参考模型 0s参考模型 3.3LAN的基本组成 以WS系统总线型以太网为例 打印机等工作站(W) 工作站 网间连接器 端接器 网卡 电缆 服务器(FS) 工作站(W) 3.31硬件组成 ①文件服务器( File server)专用服务器/高档微机 ②工作站( Workstation)或客户机( Client)——通常是微机(有盘/无盘) 【瘦客户机】与特定服务器配套使用的无盘计算机。(如果使用Sun公司的瘦客户机,就必须购 买一台Sun公司的服务器。不同厂商之间的系统无法相互替代) ③传输媒介(教材P5022节) a.双绞线( Twisted- Pair cable)见P51 “双绞”的作用是减少相邻导线的电磁干扰 可分为:·STP(屏蔽, shielded)—可减少外部电磁干扰 丌TP(无屏蔽, unshielded)——价廉(常用) 特点:模拟传输(宽带信号)/数字通信(基带信号)均可使用 单位价格最低,但每根电缆只能直接连接一个站点,使线路总费用增加 抗高频干扰能力较差 使用双绞线需在传输速率和传输距离之间作出选择 普通电话线就是种传输模拟信号用的双绞线,但不宜直接用于计算机网络的信号(数字 莆田学院计算机教研室2003年3月
《网络技术基础》课程讲义 第三章 计算机局域网 第 9 页 共 28 页 莆田学院计算机教研室 2003 年 3 月 3.3 LAN 的基本组成 以 W/S 系统总线型以太网为例： 3.3.1 硬件组成 ①文件服务器（File Server）——专用服务器/高档微机 ②工作站（Workstation）或客户机（Client）——通常是微机（有盘/无盘） 【瘦客户机】与特定服务器配套使用的无盘计算机。（如果使用 Sun 公司的瘦客户机，就必须购 买一台 Sun 公司的服务器。不同厂商之间的系统无法相互替代） ③传输媒介 （教材 P50 2.2 节） a.双绞线（Twisted-Pair Cable） 见 P51 “双绞”的作用是减少相邻导线的电磁干扰。 可分为: ·STP（屏蔽，shielded）——可减少外部电磁干扰 ·UTP（无屏蔽,unshielded）——价廉（常用） 特点：模拟传输（宽带信号）/数字通信（基带信号）均可使用 单位价格最低，但每根电缆只能直接连接一个站点，使线路总费用增加 抗高频干扰能力较差 使用双绞线需在传输速率和传输距离之间作出选择 普通电话线就是一种传输模拟信号用的双绞线，但不宜直接用于计算机网络的信号（数字
《网络技术基础》课程讲义 三章计算机局域网 第10页共28页 信号)传输(需经 MODEM处理 按其传输性能,双绞线通常又分为 ·1类线,用于≤5Mbps传输 用于语音/低速传输,不适宜 2类线,用于≤5Mbps传输 3类线,用于≤16Mbps传输(最常用的10M以太网用电缆,4芯) 4类线,用于≤20Mbps传输 ·5类线,用于≤100Mbps传输(8芯) 超5类线,用于≤155Mbps传输(8芯,目前最常用的网络电缆) 6类线,用于≤200bps传输 电缆上通常印有类别标志如cat5或 category5(5类线) b.同轴电缆( Coaxial cable) 可分为:·基带传输(数据通信)型见P52图25 509—RG-11AU型(粗缆,φ10mm RG-58A/型(细缆,φ5mm) 939 型 宽带传输(模拟传输)型 75Ω——公用天线电视系统(CAⅣV)用(还有一种3009扁平电缆) c光导纤维(光纤, Optical fiber)P53图26 外层护套 反射层 光导纤维 主要用于:主干网(高速)/防雷击/保密(防窃听) 光是一种电磁波,它在真空中传输速度最快(30万千米/秒),且传输速度随传输介质密度 增大而降低。相对于其他传输媒介,低损耗、高带宽和高抗干扰性是光纤最主要的优点。目前 光纤的数据传输率已达2.4G甚至更高速率(20G以上)。根据贝尔实验室测试,当数据速率为 420Mbps且距离为119km无中继器时,其误码率为10°,可见其传输质量很好。 光纤表层有用于保护芯线和将光反射回玻璃导体内的镀层,然后封装坚韧的芳纶(制造防弹 衣的材料)外皮,最后再用PVC等材料制作的护套封装 光纤按其传输模式可分为 莆田学院计算机教研室2003年3月
《网络技术基础》课程讲义 第三章 计算机局域网 第 10 页 共 28 页 莆田学院计算机教研室 2003 年 3 月 信号）传输（需经 MODEM 处理）。 按其传输性能，双绞线通常又分为—— ·1 类线，用于≤5Mbps 传输 ·2 类线，用于≤5Mbps 传输 ·3 类线，用于≤16Mbps 传输（最常用的 10M 以太网用电缆，4 芯） ·4 类线，用于≤20 Mbps 传输 ·5 类线，用于≤100 Mbps 传输（8 芯） ·超 5 类线，用于≤155Mbps 传输（8 芯，目前最常用的网络电缆） ·6 类线，用于≤200Mbps 传输 电缆上通常印有类别标志,如 cat 5 或 category 5 (5 类线) b.同轴电缆（Coaxial Cable） 可分为：·基带传输（数据通信）型 见 P52 图 2.5 50Ω——RG-11 A/U 型（粗缆，φ10mm） RG-58 A/U 型（细缆，φ5mm） 93Ω——RG62 型 ·宽带传输（模拟传输）型 75Ω——公用天线电视系统（CATV）用（还有一种 300Ω扁平电缆） c.光导纤维（光纤，Optical Fiber） P53 图 2.6 主要用于：主干网（高速）/防雷击/保密（防窃听） 光是一种电磁波，它在真空中传输速度最快（30 万千米/秒），且传输速度随传输介质密度 增大而降低。相对于其他传输媒介，低损耗、高带宽和高抗干扰性是光纤最主要的优点。目前 光纤的数据传输率已达 2.4G 甚至更高速率（20G 以上）。根据贝尔实验室测试，当数据速率为 420Mbps 且距离为 119km 无中继器时，其误码率为 10-8，可见其传输质量很好。 光纤表层有用于保护芯线和将光反射回玻璃导体内的镀层，然后封装坚韧的芳纶（制造防弹 衣的材料）外皮，最后再用 PVC 等材料制作的护套封装。 光纤按其传输模式可分为 用于语音/低速传输，不适宜 于计算机网络使用