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1、第 4 章 局域网4.1 概述4.2IEEE 802 局域网体系结构4.2.1IEEE 802局域网参考模型图 4.1IEEE 802 LAN/RM4.2.2 媒体接入控制子层1. LAN 的信道特点2. LAN 媒体接入控制方式3. MAC 地址图 4.2 以太网地址在网上的传送顺序名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）4.2.3 逻辑链路控制子层1. LLC 寻址2. LLC 层提供的服务3
2、. LLC 帧格式图 4.3LLC 帧结构4.3 以太网工作原理4.3.1 以太网技术的发展图 4.4Robert Metcalfe 最初的以太网图 4.5 以太网传输速率增长图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）4.3.2 以太网媒体接入控制方式CSMA/CD 1. 随机接入技术的先驱ALOHA 2. CSMA 3. CSMA/CD 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -
3、- - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）图 4.6 传播时延对CSMA 的影响图 4.7CSMA/CD 流程图4. CSMA/CD 冲突过程图 4.8CSMA/CD 冲突过程数据流的时空图5. 冲突检测方法6. 与时槽相关的概念7. 以太网接收处理8. 以太网运行参数名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 23 页 - -
4、- - - - - - - 计算机网络（第3 版）4.3.3 以太网传输特点4.3.4 以太网信道利用率1. 假设条件下的信道利用率图 4.9 帧的平均发送时间2. 无冲突时信道利用率的极限3. 冲突时信道利用率的上限名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）4.3.5 以太网帧格式图 4.10IEEE 802.3 以太网帧格式4.4 传统以太网4.4.1 物理层图 4.1110Mb/s 以太网物理
5、层、网络接口卡和中继器4.4.2 网络接口卡 (NIC) 4.4.3 中继器和集线器1. 中继器2. 集线器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）4.4.4 传统以太网及其网络结构1. 粗缆以太网10Base5 图 4.1210Base5粗缆以太网2. 细缆以太网10Base2 3. 光纤以太网10BaseF 4. 双绞线以太网10BaseT 图 4.1310BaseT 以太网联网示意图图 4.
6、14RJ-45 连接器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）图 4.15hub 级联图 4.16hub 堆叠4.5 高速以太网4.5.1100BaseT 1. 100BaseT 的特点图 4.1710Mb/s 以太网物理层 (左)和 100BaseT物理层 (右) 2. 100BaseT 的物理层规范3. 100Mb/s 以太网扩展名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -
7、 - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）4. 10/100Mb/s 自动协商模式4.5.2 千兆以太网1. 千兆以太网的特点图 4.18100BaseT 物理层 (左)对照和千兆以太网物理层(右) 2. 千兆以太网物理层标准3. 载波扩展 (carrier extension) 图 4.19 载波扩展4. 帧突发 (frame bursting) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
8、名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）图 4.20 帧突发5. 1000BaseX 自动协商4.5.3 万兆以太网1. 万兆以太网的特点图 4.21 万兆以太网物理层2. 万兆以太网物理层标准3. 万兆以太网应用名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）4.6 交换式以太网4.6.1 概述4.6.2 网桥1.
9、网桥工作机制图 4.22 网桥工作原理2. 网桥的特点3. 地址学习4.6.3 交换机1. 交换机工作原理名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）图 4.23 交换机2. 交换机的组成结构4.6.4 交换式以太网及其特点1. 交换式以太网2. 交换式以太网的特点图 4.24 交换机隔离了5 个独立的冲突域4.7 虚拟局域网 (VLAN) 4.7.1VLAN 及其特点1. 什么是 VLAN 名师资
10、料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）图 4.25VLAN示例2. VLAN的特点4.7.2VLAN 划分1. 基于端口 (port-based) 2. 基于 MAC 地址 (MAC address-based) 3. 基于协议 (protocol-based) 4.7.3VLAN 帧格式图 4.26VLAN 帧格式4.7.4VLAN 运行1. 相关概念2. VLAN内广播名师资料总结 - - -精
11、品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）图 4.27VLAN 内广播3. 跨 VLAN 访问图 4.28 跨 VLAN 访问名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）4.8 无线局域网 (WLAN) 4.8.1IEEE 80
12、2.11 WLAN 1. IEEE 802.11 WLAN网络组成图 4.29IEEE 802.11 WLAN的网络结构2. IEEE 802.11 WLAN体系结构图 4.30IEEE 802.11 体系结构图 4.31 移动站通过AP 接入以太网的协议结构4.8.2IEEE 802.11物理层标准1. FHSS，DSSS 和 IR 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）图 4.32FHSS
13、 方式的 PLCP 帧格式图 4.33DSSS方式的 PLCP 帧格式图 4.3416-PPM( 上)和 4-PPM(下 ) 图 4.35IR 方式的 PLCP 帧格式2. IEEE 802.11a/b/g/n 4.8.3IEEE 802.11 MAC层帧和帧格式1. 3 种类型的帧2. 数据帧名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）图 4.36 数据帧的帧格式3. 管理帧图 4.37 管理帧的
14、帧格式4. 控制帧图 4.38 控制帧的帧格式4.8.4IEEE 802.11 MAC层 DCF 1. 无线信道的特点图 4.39WLAN 的隐蔽站点问题 /暴露站点问题2. 帧间间隔 (Inter Frame Space,IFS) 3. CSMA/CA 信道接入控制机制名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）图 4.40CSMA/CA信道接入流程图图 4.41CSMA/CA信道接入过程示例4.
15、 虚拟载波监听名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）图 4.42NAV 实现虚拟载波监听5. RTS/CTS 信道预约机制图 4.43RTS/CTS 信道预约机制的信道接入过程图 4.44RTS/CTS 信道预约机制解决隐蔽站点问题名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19
16、 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）4.8.5IEEE 802.11 MAC层 PCF 图 4.45PCF 工作模式4.8.6WLAN 管理1. 接入和退出网络图 4.46 站点接入网络的过程(主动扫描 ) 2. 越区漫游图 4.47 移动站越区漫游3. 电源管理名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）思考题4.1IEEE 802 LAN/RM和 OSI
17、/RM 的对应关系如何？IEEE 802 LAN/RM把数据链路层分为哪两层？为什么这样分？4.2 共享信道的多点接入会产生什么问题？有哪两种媒体接入控制方法？各有什么特点？4.3 描述 IEEE 802 LAN MAC-48地址的结构。4.4IEEE 802.2 数据链路层使用哪两种地址？它们分别用在哪两个子层？分别用于什么之间的寻址？4.5IEEE 802.2 逻辑链路控制协议向上层提供哪几种服务？4.6 简述以太网的两个重要的规范。4.7 描述 ALOHA 的随机接入的工作原理。4.8CSMA 对 ALOHA的改进主要是什么？目的是什么？4.9CSMA 有哪 3 种算法？描述这些算法。4
18、.10CSMA 使用了载波监听的机制，但还可能产生冲突，为什么？试画图分析。4.11CSMA/CD 对 CSMA 的改进主要是什么？目的是什么？对于10Mb/s 的帧长 1500 字节的以太网，改进后可以减少多长时间的因冲突造成的信道浪费？4.12 为什么说CSMA/CD 是一种半双工工作方式？4.13 在 Internet 中，为什么说以太网为IP 数据报提供的是无连接、不可靠的传输服务？4.14 以太网帧所携带数据的最小长度是多少？为什么？4.15 什么是冲突域？在10Mb/s,100Mb/s 和 1000Mb/s 以太网中，时槽规定为多大？相应的冲突域最大跨距有多大？4.16 什么是冲突
19、碎片？冲突碎片的长度是多少？4.17 自己设计一个CSMA/CD 网络，数据传输速率100Mb/s，网络最大跨距10km，电缆中信号传播速度为200m/s，网络设备的处理时延共10s，要保证网络正常进行冲突检测，最小帧长度应该是多少？若数据发送速率为1Gb/s 呢？4.18 以太网冲突以后采用什么退避算法？对该算法进行说明。在严重冲突的情况下，以太网随机选择的重试时机最多有多少个？4.19 以太网的退避算法中,假设总线上有2 个站要发送数据,问:在它们第2 次发送冲突后， 发生发送冲突和发送成功的概率是多少？第3 次和第 4 次冲突之后呢？4.20 参数 a 即归一化的传播时延与以太网性能有很
20、大关系，试举例分析参数a 对以太网利用率的影响 (不考虑冲突 )。4.21 在 DIX 以太网和 IEEE 802.3 以太网的帧结构中，长度/类型字段的意义有什么不同？4.22IEEE 802.3 10Mb/s以太网的物理层包括哪几个部分？它们的功能是什么？10Mb/s 以太网网络接口卡NIC 包括哪几个部分？它们的功能是什么？4.23 以太网中继器工作在什么层次？它的主要功能是什么？4.24 描述 10BaseT 以太网的联网方法和网络扩展方式。4.25 比较 100BaseT 和 10Mb/s 以太网的 MAC 子层。4.26100BaseT 高速以太网有哪几个物理层标准？简述它们的特点
21、。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）4.27 什么是 10/100Mb/s 自动协商模式？如何实现？4.28 和 10Mb/s、100Mb/s 以太网相对比，简述半双工千兆以太网的MAC 子层。4.29 千兆以太网有哪两种物理层标准？它们使用什么传输媒体？链路长度有多少？4.30 千兆以太网为什么要进行载波扩展？载波扩展如何进行？4.31 千兆以太网为什么要采用帧突发机制？帧突发如何进行？
22、4.32 叙述万兆以太网的特点和应用。4.33 简述万兆以太网物理层标准。4.34 和中继器相比，网桥有什么特点？4.35 透明网桥如何通过学习建立和维护端口-MAC 地址桥接表？4.36 交换机为什么能提高网络传输的流量？一个24 口的 100Mb/s 的交换机可提供的最大带宽是多少？4.37 交换机由哪几个部分组成？帧转发机构有哪几种类型？它们的特点是什么？4.38 一个工作组级的100BaseTX 以太网，由一台16 口 hub 连接 16 台计算机组成。现在要把它改造为交换式以太网，需要更新什么设备？改造前网络的带宽是多少？改造后网络能提供的最大带宽是多少？4.39 什么是 VLAN
23、？4.40 描述 IEEE 802 标准中定义的VLAN 帧格式。4.41 图 4.48 中基于端口划分了3 个 VLAN: VLAN1、VLAN2和 VLAN3 ，分别包含6、6 和2 台计算机。结合此图说明计算机2-1 向广播地址发送的广播帧的传送过程。图 4.48 4.42 说明 IEEE 802.11 WLAN的网络结构 ,涉及关键词 : BSS、AP、DS、ESS 和自组网络。4.43 说明 IEEE 802.11 WLAN的协议层次结构。4.44 画图说明IEEE 802.11 WLAN中移动站通过AP 接入以太网DS 的通信协议结构。4.45IEEE 802.11 WLAN MA
24、C层定义了哪两个子层？它们向上提供什么样的服务？4.46IEEE 802.11 CSMA/CA定义了哪3 种帧间间隔IFS？IFS 的作用是什么？4.47 叙述 IEEE 802.11 CSMA/CA的退避算法。4.48 叙述网络分配向量(NAV)及其作用。4.49 画图说明什么是隐蔽站点问题,它的影响是什么？4.50 说明 802.11 无线站点以主动扫描方式接入网络的过程。4.51 说明 802.11 无线站点在一个ESS范围内从一个BSS 漫游到另一个BSS的过程。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 23 页 - - - - - - - - - 计算机网络（第3 版）4.52 描述 802.11 电源管理机制。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 23 页 - - - - - - - - -