网络工程师复习（背熟必过秘籍）(3)

2014年全国计算机技术与软件技术（水平）考试—网络工程师笔记

IEEE802.11 无线局域网标准

2.3 数据链路层分为两个子层：目的是将与硬件相关和与硬件无关的部分分开。

逻辑链路控制子层（LLC）：目的是屏蔽不同子层的访问控制方法，向高层提供统一的服务和接口。LLC帧结构如下图： DSAP（8位） SSAP（8位） AC（8位或16DATA 位） DSAP第1位为地址标识，后7位表示端口号。

SSAP第1位为命令或响应标识。广播地址用I/G=1表示 LLC地址作为LLC层的服务访问点，一个上层协议进程可以有多个服务访问点。

LLC协议与HDLC协议兼容。主要提供如下3种服务： A、无确认无连接的服务，不提供流控与差错控制，由高层软件完成。

B、面向连接方式服务，提供流控和差错控制，需要建立连接。 C、有确认无连接，提供有确认的数据报，但不建立连接。

介质访问控制（MAC）：局域网中，所有设备共享传输介质，需要一种方法有效的分配传输介质使用权。 根据控制方式不同分为同步和异步

同步传输：顺序连续传输，在传输前进行同步，然后传输双方以相同频率工作，适用于短距离高速数据传输

异步传输：各个字符分开传输，字符间插入起始位和终止位的同步信息，通常还需加入校验信息，适合长距离传输。

异步分配方法分为循环（令牌、FDDI）、预约（IEEE802.6定义的

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DQDB）和竞争（CSMA/CD）

2.4 IEEE802.3标准（CSMA/CD协议）

CSMA/CD协议在发送数据前，先监听信道上是否有载波信号，有则说明信道忙，否则信道空闲，按照预定策略决定： 2.4.1监听算法有3种：（轻负载时效率较高）

A、非坚持型监听算法：当一个站准备好数据帧，发送前先监听信道，如果信道空闲则立即发送（1），否则后退一个随机时间，在重复（1）。该方法信道利用率低，增加了发送时延，减小了冲突概率。

B、1-坚持型监听算法：当一个站准备好数据帧，发送前先监听信道，如果信道空闲则立即发送，如果信道忙则继续监听，直到信道空闲后再发送。该方法有利于抢占信道，减少信道空闲时间，但增加了冲突概率

C、P-坚持型监听算法：如果信道空闲则以P概率发送，以（1-P）概率延迟一个时间单位（1）（一个时间单位等于网络传输时延），如果信道忙则继续监听，直到信道空闲转到（1），如果发送延迟一个时间单位，则重复（1）。该方法吸取上述两种算法的优点。 2.4.2冲突检测

载波监听只能减小冲突概率，不能完全避免冲突。为充分利用带宽应采取边发送边监听的冲突检测方法：

（1）发送期间同时接收，并把数据与站中存储的数据进行比较；

（2）如果结果一致，则说明没有冲突，重复（1）

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（3）如果结果不一致，则说明发生冲突，此时立即停止发送，并发送一个干扰信号Jamming，使所有站停止发送，并等待一个随机的时间，重新监听，并试着发送。 2.4.3二进制指数退避算法

按照该算法，后退时延的取值范围与重发次数n形成二进制指数关系。随着n的增减后退时延取值按2的指数增大。

为避免无限制的重发，对重传次数n进行限制。一般n=16时停止发送，丢弃该帧，并向上层报告。

该算法把后退时延的平均值与负载大小联系起来，因此二进制指数退避算法能够解决在重负载下有效分解冲突的问题 2.4.4 CSMA/CD协议实现

对于基带和宽带总线来说，CSMA/CD协议的实现方法基本相同，但也有差别：

差别一：（载波监听）基带系统是通过检测电压序列来实现载波监听，而宽带系统是监听站接受RF载波（射频）来判断信道是否空闲。

差别二：（冲突检测）基带系统是把直流电压加到信号上来检测冲突；宽带系统有两种方法来检测冲突：（1）把接收数据与发送数据逐位比对；（2）分裂配置，在端头检测是否有破坏的数据，这种数据的频率与正常的数据频率不同。

CSMA/CD协议的载波监听、冲突检测、冲突强化、二进制指数后退等功能均由硬件来实现，这些硬逻辑包含在网卡中。网卡中的主要器件是以太数据链路控制器。

在IEEE802.3中使用1-坚持型监听算法，这个算法有利于抢占信

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道，减少空闲，同时实现简单，在监听到网络空闲后，不立即发送而是等待一个最小帧间间隔(规定为9.6us)时间，只有在这期间网络空闲才能开始发送。

在发送过程中继续监听，如果冲突，则发送55555555这是规定的阻塞信号。

接受站要对接受到的数据进进行校验，除了CRC校验，还要检查帧长度，如果小于最小帧长（64字节）则认为是碎片。 线路利用率：

dtft11dRE????其中 a?p?v?dLa?1Ltp?tftptvLf??1vRRtfLRa（Rd乘积）越大，线路的利用率越低 tp传播时延，信号在线路上传播的时间； tf传输时延，数据帧加载到线路上所需时间；

d为线缆长度v为信号传播速率；L为帧长R为数据速率 2.5 以太网帧结构： 7 P 1 SPD 2/6 DA 2/6 SA 2 L 46-1500 0-46 DATA PAD 4 FCS P为前导码，长度7个字节，1010..1010，用于使接收端进入同步状态

SPD帧起始符，占1位，10101011，标识信息帧开始。 DA/SA（目的/源地址）占2个或6个字节。

L数据字段长度，占2个字节，表示DATA字段长度及上层协议，OX0800表示上层协议为IP协议；OX8137表示上层协议为IPX协

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议。

PAD填充字段，不大于46字节，主要解决帧不足64字节时，要加入填充位，使其满足要求。

DATA数据字段，长度小于1500字节。用于存放高层LLC信息。 FCS帧校验序列，占4字节，采用CRC字节。

最小帧长为64字节，最大帧长1518字节。

Lmin?2L,Lmin为最小帧长，R为数据速率，L最短帧长计算：Rv为两点间距离，v为信号在介质中传播速率。 2.6 高速以太网：

2.6.1、快速以太网（100Mb/s），标准为IEEE802.3u

与传统以太网采用相同的帧格式、相同的介质访问控制方法（CSMA/CD协议）、相同的接口和相同的组网方法。 100BaseT4 ：使用3对4类UTP，其中一对用于碰撞检测。 100BaseTX：使用2对5类UTP，一对用于接收，一对用于发送。 100BaseFX：使用光纤

为能够检测到冲突，采取保持最短帧长（64字节）不变，将介质长度减少到100米，帧间间隔为0.96us(传统以太网为9.6us)，采用4B/5B编码传统（传统以太网采用曼彻斯特编码）。 2.6.2、千兆以太网（1000Mb/s），标准为IEEE802.3z

在1000Mbps的模式下，允许有全双工和半双工两种工作方式，与传统以太网采用的相同帧格式，在半双工模式下，采用CSMA/CD协议，在全双工不需要采用这种协议。IEEE802.3z，采用了帧突发方式，使一个站可以连续发送多个帧。

1000BaseTX：使用4对5类UTP，最大段长100米

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