局域網(wǎng)和城域網(wǎng)命題要點(diǎn)•IEEE 802體系結(jié)構(gòu)：802.1、802.2、802.3、802.5、802.11、802.15、802.16等標(biāo)準(zhǔn)，LLC服務(wù)和幀結(jié)構(gòu)。•以太網(wǎng)：CSMA協(xié)議、幀結(jié)構(gòu)、MAC地址，10BASE-2、10BASE-T,最小幀長、最大幀長，網(wǎng)絡(luò)跨距。•高速以太網(wǎng)：802.3u、802.3z、802.3ae、802.3ab。•虛擬局域網(wǎng)：靜態(tài)/動(dòng)態(tài)VLAN,接入鏈路和中繼鏈路，VLAN幀標(biāo)記802.1q，VTP協(xié)議和 VTP修剪。•無線局域網(wǎng)：無線接入點(diǎn)AP和Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)，擴(kuò)頻通信技術(shù)DSSS和HFSS，CSMA/CA協(xié)議， 802.1 la/802.1 lb/802.1 lg，認(rèn)證技術(shù)WEP和802.1 li。提示：•本章內(nèi)容在最近幾次考試中題量有所減少。CSMA/CD協(xié)議、高速以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)、虛擬局域網(wǎng)的特點(diǎn)與劃分、幀中繼協(xié)議IEEE 802.1q,無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和CSMA/CA協(xié)議是重點(diǎn)考查內(nèi)容。•在2009年最新版教材中，增加了虛擬局域網(wǎng)、局域網(wǎng)互連等內(nèi)容，刪除了舊版中的令牌總 線、令牌環(huán)、分布式隊(duì)列總線、光纖環(huán)網(wǎng)、FDDI、ATM局域網(wǎng)等目前非主流技術(shù)。關(guān)于 城域網(wǎng)，則主要介紹最近幾年提出的城域以太網(wǎng)、彈性分組環(huán)等新技術(shù)。局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)一、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì)1.總線拓?fù)淇偩€是一種多點(diǎn)介質(zhì)，所有的站點(diǎn)都通過接口硬件連接到總線上，如圖7-1(a)所示。工作站發(fā)出的數(shù)據(jù)組成幀，數(shù)據(jù)幀沿著總線向兩端傳播，到達(dá)末端的信號被終端匹配器吸收。數(shù)據(jù)幀中含有源地址和目標(biāo)地址，每個(gè)工作站都監(jiān)視總線上的信號，并復(fù)制發(fā)給自己的數(shù)據(jù)。由于總線是共享介質(zhì)，多個(gè)站同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖突，因而需要一種分解沖突的介質(zhì)訪問協(xié)議。傳統(tǒng)的輪詢方式不適合分布式控制，通常采用分布式競爭發(fā)送的訪問控制方式。適用于總線拓?fù)涞膫鬏斀橘|(zhì)主要是同軸電纜，分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜。寬帶電纜 比基帶電纜傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)，還可以使用頻分多路技術(shù)提供多個(gè)信道和多種數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，主要用 在城域網(wǎng)中，而基帶系統(tǒng)則主要用于室內(nèi)或建筑物內(nèi)部連網(wǎng)。2.環(huán)形拓?fù)洵h(huán)形拓?fù)溆梢幌盗惺孜蚕嘟拥闹欣^器組成，每個(gè)中繼器連接一個(gè)工作站，如圖7-1(b)所示。中繼器是一種簡單的設(shè)備，它能從一端接收數(shù)據(jù)，然后從另一端發(fā)出數(shù)據(jù)。整個(gè)環(huán)路是單向傳輸?shù)摹Ｓ捎诃h(huán)網(wǎng)是一系列點(diǎn)對點(diǎn)鏈路串接起來的，所以可使用任何傳輸介質(zhì)，最常用的介質(zhì)是雙絞 線，因?yàn)樗鼈儍r(jià)格較低；使用同軸電纜可得到較高的帶寬，而光纖則能提供更大的數(shù)據(jù)速率。3.星形拓?fù)湫切瓮負(fù)渲杏幸粋€(gè)中心節(jié)點(diǎn)，所有的站都連接到中心節(jié)點(diǎn)上，如圖7-1(c)所示。中心節(jié)點(diǎn)在星形網(wǎng)絡(luò)中起到了控制和交換的作用，是網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備。用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也可以構(gòu)成分組廣播式的局域網(wǎng)。在這種網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)站都用兩對專線連接 到中心節(jié)點(diǎn)上，一對用于發(fā)送，一對用于接收。中心節(jié)點(diǎn)叫做集線器，簡稱Hub。任何有線傳輸介質(zhì)都可以使用有源Hub,也可以使用無源Hub。一般來說，無源Hub用于光纖或同軸電纜網(wǎng)絡(luò)，有源Hub則用于非屏蔽雙絞線網(wǎng)絡(luò)。為了延長星形網(wǎng)絡(luò)的有效傳輸距離和擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，可以把多個(gè)Hub級連起來，組成星形樹 結(jié)構(gòu)，如圖7-1(d)所示。二、局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)1.IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)IEEE802委員會(huì)成立于1980年2月，它的任務(wù)是制定局域網(wǎng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，目前有20多個(gè)分委員 會(huì)。它們制定的部分標(biāo)準(zhǔn)如圖7-2所示。此外還有802.14、802.15、802.16、802.17、802.18、802.19、802.20工作組。802.14:采用線纜調(diào)制解調(diào)器的交互式電視介質(zhì)訪問控制協(xié)議及物理層技術(shù)規(guī)范。 802.15:采用藍(lán)牙技術(shù)的無線個(gè)人網(wǎng)技術(shù)規(guī)范。802.16:寬帶無線接入工作組，開發(fā)2~66GHz的無線接入系統(tǒng)空中接口。802.17:彈性分組環(huán)工作組，制定了彈性分組環(huán)網(wǎng)訪問控制協(xié)議及其有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 802.18:寬帶無線局域網(wǎng)技術(shù)咨詢組。802.19:多重虛擬局域網(wǎng)共存技術(shù)咨詢組。802.20:移動(dòng)寬帶無線接入工作組，正在制定寬帶無線接入網(wǎng)的解決方案2.局域網(wǎng)參考模型IEEE 802提出的局域網(wǎng)參考模型（LAN/RM),如圖7-3所示。LAN/RM將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩個(gè)子層，即介質(zhì)訪問控制子層（Media Access Control, MAC)和邏輯鏈路控制子層（Logical Link Control, LLC)。把與訪問各種傳輸介質(zhì)有關(guān)的問題都放入MAC子層，把數(shù)據(jù)鏈路層中與介質(zhì)訪問無關(guān)部分都放入LLC子層。MAC子層：控制對傳輸介質(zhì)的訪問、幀的封裝和拆卸、尋址和識(shí)別、實(shí)現(xiàn)和維護(hù)MAC協(xié)議、完成幀差錯(cuò)控制等功能。LLC子層：向高層提供一個(gè)或多個(gè)邏輯接口，并提供兩種控制類型，一種是無連接的控制，另一種是面向連接的控制。LLC子層具有幀順序控制和流量控制等功能，還包括某些網(wǎng)絡(luò)層功能，如數(shù)據(jù)報(bào)、虛擬控制和多路復(fù)用等。三、邏輯鏈路控制子層1.LLC地址LLC地址是LLC層服務(wù)訪問點(diǎn)。IEEE802局域網(wǎng)中的地址分兩級表示，主機(jī)的地址是MAC地址。LLC地址實(shí)際上是主機(jī)中上層協(xié)議實(shí)體的地址，一個(gè)主機(jī)中可以同時(shí)有多個(gè)上層協(xié)議進(jìn)程，因而就有多個(gè)服務(wù)訪問點(diǎn)。IEEE 802.2中的地址字段分別用DSAP和SSAP表示目標(biāo)地址和源地址，這兩個(gè)地址都是7位長。另外增加的一種功能是可提供組目標(biāo)地址，而全1地址表示所有用戶。在源地址字段中的控制位C/R用于區(qū)分命令幀和響應(yīng)幀。2.LLC服務(wù)LLC提供3種服務(wù)：•無確認(rèn)、無連接的服務(wù)。•連接方式的服務(wù)。•有確認(rèn)、無連接的服務(wù)。 四、介質(zhì)訪問控制技術(shù)介質(zhì)訪問控制技術(shù)主要解決介質(zhì)使用權(quán)或機(jī)構(gòu)問題，從而實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)傳輸信道的合理分配。主要內(nèi)容包括：確定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能夠?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到介質(zhì)上去的特定時(shí)刻和解決如何對公用傳輸介質(zhì)訪問和利用并加以控制。傳統(tǒng)的局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式有三種：CSMA/CD、令牌環(huán)和令牌總線。解析：為了解決STP協(xié)議的缺陷，在世紀(jì)之初IEEE推出了802.1W標(biāo)準(zhǔn)，作為對802.1D標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充。在 IEEE.802.1w標(biāo)準(zhǔn)里定義了快速生成樹協(xié)議RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol).RSTP協(xié)議在STP協(xié)議基礎(chǔ)上做了三點(diǎn)重要改進(jìn)，使得收斂速度快得多(最快1秒以內(nèi))。IEEE802.1X是一種基于端口的網(wǎng)絡(luò)接入控制技術(shù)，在LAN設(shè)備的物理接入級對接入設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證和控制，此處的物理接入級指的是LANSWITCH設(shè)備的端口。連接在該類端口上的用戶設(shè)備如果能通過認(rèn)證，就可以訪問LAN內(nèi)的資源；如果不能通過認(rèn)證，則無法訪問LAN內(nèi)的資源，相當(dāng)于物理上斷開連接。答案：（26) B、（27）D考點(diǎn)7.2 CSMA/CD 協(xié)議CSMA/CD是一種適用于總線結(jié)構(gòu)的分布式介質(zhì)訪問控制方法，是IEEE 802.3的核心協(xié)議。 CSMA的基本原理是站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先監(jiān)聽信道上是否有別的站發(fā)送的載波信號。若有，說明信道正忙；否則信道是空閑的。然后根據(jù)預(yù)定的策略決定：•若信道空閑，是否立即發(fā)送；•若信道忙，是否繼續(xù)監(jiān)聽。CSMA/CD的工作過程如圖7-4所示。一、監(jiān)聽算法發(fā)送前檢測總線上是否有別的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)總線是空閑的，即沒有檢測到有信號 正在傳送，則可立即發(fā)送數(shù)據(jù)。如果監(jiān)聽到總線忙，即檢測到總線上有數(shù)據(jù)正在傳送，這時(shí)節(jié)點(diǎn)要持續(xù)等待直到監(jiān)聽到總線空閑才能將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，或等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，再重新監(jiān)聽總線，一直到總線空閑再發(fā)送數(shù)據(jù)。沖突無法避免，.但可以通過某種算法來緩解沖突的發(fā)生，這就是堅(jiān)持退避算法。常用有三種 CSMA堅(jiān)持退避算法，如表7-2所示。表7-2 CSMA堅(jiān)持退避算法算法信道空閑時(shí)信道忙時(shí)主要特點(diǎn)非-堅(jiān)持CSMA立即發(fā)送等待一段隨機(jī)時(shí)間，再監(jiān)聽減少?zèng)_突的概率，但介質(zhì)利用率較低1-堅(jiān)持CSMA立即發(fā)送繼續(xù)監(jiān)聽介質(zhì)利用率較高，但增加沖突的概率P-堅(jiān)持CSMA以概率P發(fā)送繼續(xù)監(jiān)聽一種折衷的算法，P的選擇是關(guān)鍵二、沖突檢測原理1.基本思想載波監(jiān)聽只能減小沖突的概率，不能完全避免沖突。當(dāng)兩個(gè)幀發(fā)生沖突后，若繼續(xù)發(fā)送，將 會(huì)浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬。如果幀比較長，對帶寬的浪費(fèi)就很可觀。為了進(jìn)一步改進(jìn)帶寬的利用率，發(fā)送站 應(yīng)采取邊發(fā)邊聽的沖突檢測方法。發(fā)送期間同時(shí)接收，并把接收的數(shù)據(jù)與站中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。若比較結(jié)果一致，說明沒有沖突，重復(fù)（1)。若比較結(jié)果不一致,說明發(fā)生沖突,立即停止發(fā)送,并發(fā)送一個(gè)簡短的干擾信號(Jamming)， 使所有站都停止發(fā)送。發(fā)送Jamming信號后，等待一段隨機(jī)長的時(shí)間，重新監(jiān)聽，再試著發(fā)送。2.最小幀長為了保證在信息發(fā)送完成之前能夠檢測到?jīng)_突，規(guī)定了最小的幀長其中為R網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率，d為最大段長，V為信號傳播速度。有了最小幀長的限制，發(fā)送站必須對較短的幀增加填充位，使其等于最小幀長。接收站對收到的幀要檢查長度，小于最小幀長的幀被認(rèn)為是沖突碎片而丟棄。3.二進(jìn)制指數(shù)后退算法按照二進(jìn)制指數(shù)后退算法，后退時(shí)延的取值范圍與重發(fā)次數(shù)n形成二進(jìn)制指數(shù)關(guān)系。隨著重發(fā)次數(shù)n的增加，后退時(shí)延t的取值范圍按2的指數(shù)增大。即第一次試發(fā)時(shí)n的值為0，每沖突一次n的 值加1，并按下式計(jì)算后退時(shí)延。其中，第一式是在區(qū)間[0, 2"]中取一個(gè)均勻分布的隨機(jī)整數(shù)S第二式是計(jì)算出隨機(jī)后退時(shí)延，T為網(wǎng)絡(luò)傳播延遲。為了避免無限制的重發(fā)，要對重發(fā)次數(shù)n進(jìn)行限制，通常當(dāng)n增加到某一最大值時(shí)停止發(fā)送， 并向上層協(xié)議報(bào)告發(fā)送錯(cuò)誤，等待處理。三、CSMA/CD協(xié)議的實(shí)現(xiàn)對于基帶總線和寬帶總線，CSMA/CD的實(shí)現(xiàn)基本上是相同的，但也有一些差別。差別一是載波監(jiān)聽的實(shí)現(xiàn)。對于基帶系統(tǒng)，是檢測電壓脈沖序列。對于寬帶系統(tǒng)，監(jiān)聽站接收RF載波以判斷信道是否空閑。差別二是沖突檢測的實(shí)現(xiàn)。對于基帶系統(tǒng)，把直流電壓加到信號上來檢測沖突。對于寬帶系統(tǒng)，有幾種檢測沖突的方法。方法之一是把接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送的數(shù)據(jù)逐位比較；另一種方法屬于分裂配置，由端頭檢查是否有破壞了的數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)的頻率與正常數(shù)據(jù)的頻率不同。四、性能分析吞吐率是單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際傳送的位數(shù)。假設(shè)網(wǎng)上的站都有數(shù)據(jù)要發(fā)送，沒有競爭沖突，各站輪流發(fā)送數(shù)據(jù)，則傳送一個(gè)長度為L的幀的周期為tp+tf。由此可得出最大吞吐率為其中為tp傳播延遲，tf為發(fā)送一幀的時(shí)間，表示網(wǎng)絡(luò)段長，V為信號在銅線中的傳播速度（大約為光速的65%~77%)，為網(wǎng)絡(luò)提供的數(shù)據(jù)速率（或稱為網(wǎng)絡(luò)容量）。同時(shí)可得出網(wǎng)絡(luò)利用率：a (或者R、d的乘積）越大，信道利用率越低。【試題7-2】 2012年11月真題62一個(gè)運(yùn)行CSMA/CD協(xié)議的以太網(wǎng)，數(shù)據(jù)速率為1Gb/s,網(wǎng)段長lkm，信號速率為200 OOOkm/sec，則最小幀長是（62)比特。A.1000 B.2000 C.10000 D.2000000解析：網(wǎng)段長1km,信號速率為200000km/s,則單程需要的傳播時(shí)間為5us,往返需要10us，數(shù)據(jù)率為1Gb/s,則最小幀長為1Gb/s*10us=10000bit。【答案：（62) C】【試題7-3】2011年5月真題62以太網(wǎng)中釆用了二進(jìn)制指數(shù)后退算法，這個(gè)算法的特點(diǎn)是 （62)。A.網(wǎng)絡(luò)負(fù)載越輕，可能后退的時(shí)間越長B.網(wǎng)絡(luò)負(fù)載越重，可能后退的時(shí)間越長C.使用網(wǎng)絡(luò)既可以適用于突發(fā)性業(yè)務(wù)，也可以適用于流式業(yè)務(wù)D.可以動(dòng)態(tài)地提高網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的優(yōu)先級解析：按照二進(jìn)制指數(shù)后退算法，后退時(shí)延的取值范圍與重發(fā)次數(shù)n形成二進(jìn)制指數(shù)關(guān)系。隨著重發(fā)次數(shù)n的增加，后退時(shí)延ts的取值范圍按2的指數(shù)增大。即第一次試發(fā)時(shí)n的值為0,每沖突一次n的值加1,并按下式計(jì)算后退時(shí)延：為了避免無限制的重發(fā)，要對重發(fā)次數(shù)n進(jìn)行限制。通常當(dāng)n增加到某一個(gè)最大值時(shí)停止發(fā)送，并向上層 協(xié)議報(bào)告發(fā)送錯(cuò)誤，等待處理。【答案：（62) B】【試題7-4】2011年11月真題62~63以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制策略可以采用不同的監(jiān)聽算法，其中一種是：一旦介質(zhì)空閑就發(fā)送數(shù)據(jù)，假如介質(zhì) 忙，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑后立即發(fā)送數(shù)據(jù)，這種算法稱為（62)監(jiān)聽算法,該算法的主要特點(diǎn)是（63)。(62)A.l-堅(jiān)持型 B.非堅(jiān)持型 C.P-堅(jiān)持型 D.O-堅(jiān)持型(63) A.介質(zhì)利用率和沖突概率都低 B.介質(zhì)利用率和沖突概率都高C.介質(zhì)利用率低且無法避免沖突 D.介質(zhì)利用率高且可以有效避免沖突解析：（1)非堅(jiān)持型監(jiān)聽算法當(dāng)一個(gè)站準(zhǔn)備好幀發(fā)送之前先監(jiān)聽信道：①若信道空閑，立即發(fā)送；否則轉(zhuǎn)②。②若信道忙，則后退一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)①。由于隨機(jī)時(shí)延后退，從而減少了沖突的概率；然而，可能出現(xiàn)的問題是因?yàn)楹笸硕剐诺篱e置一段時(shí)間， 這使信道的利用率降低，而且增加了發(fā)送時(shí)延。(2)1-堅(jiān)持型監(jiān)聽算法當(dāng)一個(gè)站準(zhǔn)備好幀，發(fā)送之前先監(jiān)聽信道：①若信道空閑，立即發(fā)送；否則轉(zhuǎn)②。 .②若信道忙，繼續(xù)監(jiān)聽，直到信道空閑后立即發(fā)送。這種算法的優(yōu)缺點(diǎn)與前一種正好相反：有利于搶占信道，減少信道空閑時(shí)間；但是多個(gè)站同時(shí)都在監(jiān)聽 信道時(shí)必然發(fā)生沖突。(3)P-堅(jiān)持型監(jiān)聽算法這種算法吸取了以上兩種算法的優(yōu)點(diǎn)，但較為復(fù)雜。①若信道空閑，以概率P發(fā)送，以概率(1-p)延遲一個(gè)時(shí)間單位。一個(gè)時(shí)間單位等于網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延期T。②若信道忙，繼續(xù)監(jiān)聽直到信道空閑，轉(zhuǎn)①。③若發(fā)送延遲一個(gè)時(shí)間單位T，則重復(fù)①。【答案：（62) A； (63) B】.【試題7-5】 2010年11月真題62以太網(wǎng)協(xié)議可以采用非堅(jiān)持型、堅(jiān)持型和P-堅(jiān)持型3種監(jiān)聽算法。下面關(guān)于這3種算法的描述中，正確的 是 (62)A.堅(jiān)持型監(jiān)聽算法的沖突概率低，但可能引入過多的信道延遲B.非堅(jiān)持型監(jiān)聽算法的沖突概率低，但可能浪費(fèi)信道帶寬C.P-堅(jiān)持型監(jiān)聽算法實(shí)現(xiàn)簡單，而且可以到達(dá)最好性能D.非堅(jiān)持型監(jiān)聽算法可以及時(shí)搶占信道，減少發(fā)送延遲解析：非堅(jiān)持型以太網(wǎng)在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀之前先監(jiān)聽信道,如果信道空閑，則立即發(fā)送，否則后退一個(gè)隨機(jī)時(shí)間。由于隨機(jī)肘延后退，從而減少了沖突的概率，但是后退會(huì)使信道空閑一段時(shí)間，這使得信道的利用 率低，浪費(fèi)了帶寬。因此選項(xiàng)B是正確的，D是錯(cuò)誤的。堅(jiān)持型以太網(wǎng)在監(jiān)聽到信道忙的時(shí)候，會(huì)繼續(xù)監(jiān)聽，直到信道空閑后才發(fā)送。如果多個(gè)站同時(shí)在監(jiān)聽信 道時(shí)會(huì)發(fā)生沖突。可見，堅(jiān)持型監(jiān)聽算法有利于搶占信道，減少發(fā)送延遲，但沖突概率高。因此，選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的。P-堅(jiān)持型算法吸取了堅(jiān)持型和非堅(jiān)持型的優(yōu)點(diǎn)，但較為復(fù)雜，概率P的選擇是一個(gè)困難的問題。【答案：（62) B】』 .以太網(wǎng)一、傳統(tǒng)以太網(wǎng)最早采用CSMA/CD協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)是Xerox公司的以太網(wǎng)，1981年，DEC、Intel和Xerox三家公司 制定了DIX以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。后來,IEEE 802委員會(huì)參考了以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定了局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)是802.3 標(biāo)準(zhǔn)中的一種。1.MAC幀結(jié)構(gòu)MAC子層的核心協(xié)議是CSMA/CD，它的幀結(jié)構(gòu)如圖7-5所示。其中，7個(gè)字節(jié)的前導(dǎo)字段是接收方與發(fā)送方時(shí)鐘同步用的，它的每個(gè)字節(jié)的內(nèi)容都是 10101010。一個(gè)字節(jié)的幀開始標(biāo)志，表示一個(gè)幀的開始，內(nèi)容為10101011。隨后是兩個(gè)地址段：目的地址和源地址，目的地址可以是單個(gè)的物理地址，也可以是一組地址（多點(diǎn)廣播），當(dāng)?shù)刂返淖罡呶粸?時(shí)是普通地址，為1時(shí)是組地址。2字節(jié)的數(shù)據(jù)字段長度標(biāo)志數(shù)據(jù)段中的字節(jié)數(shù)。數(shù)據(jù)字段就是LLC數(shù)據(jù)幀，如果幀的數(shù)據(jù)部分少于46字節(jié)，則用填充字段，使之達(dá)到要求的最短長度。2.CSMA/CD協(xié)議的實(shí)現(xiàn)IEEE 802.3采用CSMA/CD協(xié)議，這個(gè)協(xié)議的載波監(jiān)聽、沖突檢測、沖突強(qiáng)化、二進(jìn)制指數(shù)后退等功能都由硬件實(shí)現(xiàn)。IEEE 802.3使用1-堅(jiān)持型監(jiān)聽算法，因?yàn)檫@個(gè)算法可及時(shí)搶占信道，減少空閑期，同時(shí)實(shí)現(xiàn)也較簡單。在監(jiān)聽到網(wǎng)絡(luò)由活動(dòng)變到安靜后，并不能立即開始發(fā)送，還要等待一個(gè)最小幀間隔時(shí)間， 只有在此期間網(wǎng)絡(luò)持續(xù)平靜，才能開始試發(fā)送。最小幀間隔時(shí)間規(guī)定為9.6us。在發(fā)送過程中繼續(xù)監(jiān)聽。若檢測到?jīng)_突，發(fā)送8個(gè)十六進(jìn)制數(shù)的序列55555555，這就是協(xié)議規(guī)定的阻塞信號。3.物理層規(guī)范IEEE802.3支持的物理層介質(zhì)和配置方式有多種，是由一組協(xié)議組成的。每一種實(shí)現(xiàn)方案都有 一個(gè)名稱代號，由以下三部分組成：<數(shù)據(jù)傳輸率(Mbps)> <信號方式> <最大段長度(百米)或介質(zhì)類型>如10BASE-5、10BASE-2、100BASE-T等。這里，最前面的數(shù)字指傳輸速率，如10為10.Mbps, 100為100Mbps。中間的BASE指基帶傳輸，BROAD指寬帶傳輸。最后若是數(shù)字的話，表示最大傳 輸距離，如5是指最大傳輸距離500m, 2指最大傳輸距離200m。若是字母則第一個(gè)表示介質(zhì)類型， 如T表示采用雙絞線，F(xiàn)表示采用光纖介質(zhì)，第二個(gè)字母表示土作方式，如X表示全雙工方式工作。 802.3最初的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了6種物理層傳輸介質(zhì)，它們的主要技術(shù)特點(diǎn)如表7-3所示。表7-3 10Mbps以太網(wǎng)的主要技術(shù)特點(diǎn)項(xiàng)目Ethernet10Base510Base21 Base510Base-T10 Broad 3610Base-F拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)::總線總線總線星形星形總線皇形數(shù)據(jù)速率10Mb/s10 Mb/s10Mb/s1 Mb/s10 Mb/s10 Mb/s10 Mb/s信號類型基帶曼碼基帶曼碼基帶曼碼基帶曼碼基帶曼碼寬帶DPSK基帶曼碼最大段長500m500m185m250mlOOrn3600m500m,2000m傳輸介質(zhì)粗同軸電纜粗同軸電纜細(xì)同軸_UTPUTPCATV電纜光纖二、快速以太網(wǎng)1995年100Mb/s的快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3u正式頒布，這是基于10BASE-T和10BASE-F技術(shù)，在基本布線系統(tǒng)不變的情況下開發(fā)的高速局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。1.100Mbps以太網(wǎng)的解決方案快速以太網(wǎng)使用的傳輸介質(zhì)如表7-4所示。快速以太網(wǎng)使用的集線器可以是共享型或交換型，也可以通過堆疊多個(gè)集線器擴(kuò)大端口數(shù)量 互相連接的集線器起到了中繼的作用，擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的跨距。快速以太網(wǎng)使用的中繼器分為兩類：I 類中繼器中包含了編碼/譯碼功能，它的延遲比II類中繼器大。2.沖突時(shí)槽和最小幀長問題快速以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)速率提高了 10倍，而最小幀長沒變，以太網(wǎng)的計(jì)算沖突時(shí)槽的公式為其中：S表示網(wǎng)絡(luò)的跨距（最長傳輸距離)，0.7C為0.7倍光速（信號傳輸速率)，tphy是發(fā)送 站物理層時(shí)延,由于包括發(fā)送和接收兩次，所以取其時(shí)延的兩倍值。可得計(jì)算快速以太網(wǎng)跨距的計(jì)算公式：三、千兆以太網(wǎng)1.千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)1996年3月IEEE成立了802.3z工作組，開始制定1000Mbps以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802.3z于1998年6 月公布，它和1999年6月公布的IEEE 802.3ab已經(jīng)成為千兆以太網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)。它們規(guī)定了4種傳輸 介質(zhì)，如表7-5所示。表7-5千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)名稱傳輸介質(zhì)傳輸距離IEEE 802.3z1000Base-LX62.5um多模光纖550m50um多模光纖550m10um單模光纖5km1000Base-SX62.5um多模光纖275m50um多模光纖550mlOOOBase-CX2 對 STP25mIEEE 802.3ablOOOBase-T4對5類UTP100m2.千兆以太網(wǎng)的工作方式(1)半雙工方式在半雙工方式下，最小幀長需要擴(kuò)展，以便在半雙工的情況下增加跨距。另外802.3Z還定義了一種幀突發(fā)方式（frame bursting),使得一個(gè)站可以連續(xù)發(fā)送多個(gè)幀。•載波延伸：工作在半雙工方式時(shí)，就必須進(jìn)行碰撞檢測。原因：由于數(shù)據(jù)率提高了，而最短幀長仍為64字節(jié)，同時(shí)將爭用時(shí)間增大為512字節(jié)。方法：凡發(fā)送的MAC幀長不足512字節(jié)時(shí)，就用一些特殊字符填充在幀的后面。.接收端在收到以太網(wǎng)的MAC幀后， 要將所填充的特殊字符刪除后才向高層交付。•幀突發(fā)：當(dāng)很多短幀要發(fā)送時(shí)，第一個(gè)短幀采用載波延伸的方法進(jìn)行填充。隨后的一些短 幀則可一個(gè)接一個(gè)地發(fā)送，直到達(dá)到1500字節(jié)或梢多一些為止。（2）全雙工方式工作在全雙工方式時(shí)，因?yàn)椴淮嬖跊_突，也就不需要使用載波延伸和分組突發(fā)。四、萬兆以太網(wǎng)（10GE)1.萬兆以太網(wǎng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)2002年6月，IEEE802.3ae標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，支持lOGbps的傳輸速率，規(guī)定的幾種傳輸介質(zhì)如表7-6所示。表7-6萬兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)名稱傳輸介質(zhì)傳輸距離lOGBase-S (Short)62.um多模光纖65m50um多模光纖300mlOGBase-L (Long)單模光纖10km(續(xù)表)名稱傳輸介質(zhì)傳輸距離10GBase-E (Extended)單模光纖40km10GBase-LX4單模光纖10km50um多模光纖300m62.5um多模光纖300m2.萬兆以太網(wǎng)的特點(diǎn)MAC子層和物理層實(shí)現(xiàn)1.0Gbps傳輸速率。MAC子層的幀格式不變，并保留IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)最小和最大幀長度。不支持共享型，只支持全雙工，即只可能實(shí)現(xiàn)全雙工交換型lOGbps以太網(wǎng)。•支持星形局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用點(diǎn)到點(diǎn)連接和結(jié)構(gòu)化布線技術(shù)。•在物理層上分別定義了局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)兩種系列。不能使用雙絞線，只支持多模和單模光纖。【試題7-6】 2013年5月真題64以太網(wǎng)中使用物理地址的作用是（64)。A.用于不同子網(wǎng)中的主模進(jìn)行通信 B.作為第二層設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)C.用于區(qū)別第二層和第三層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元 D.使得主機(jī)可以檢測到未知的遠(yuǎn)程設(shè)備解析：以太網(wǎng)中使用物理地址的作用是作為第二層設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)。【答案：（64) B】【試題7-7】 2013年5月真題65下面的光纖以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中，支持1000m以上傳輸距離的是（65)。A. 1000BASE-Fx B.1000 BASE-Cx C.1000 BASE-Sx D. 1000 BASE-Lx解析：1000BASE 有五種傳輸介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：1000BASE-LX、1000BASE-SX、1000BASE-CX、1000BASE-ZX、 1000BASE-T。1000BASE-LX對應(yīng)于802.3z標(biāo)準(zhǔn)，既可以使用單模光纖也可以使用多模光纖。1000BASE-LX 所使用的光纖主要有：62.5um多模光纖、50um多模光纖和9um單模光纖。其中使用多模光纖的最大傳輸距 離為550m，使用單模光纖的最大傳輸距離為3千米。【答案：（65) D】【試題7-8】 2012年11月真題63在以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)中“填充”字段的作用是（63)。A.承載任選的路由信息 B.用于捎帶應(yīng)答C.發(fā)送緊急數(shù)據(jù) D.保持最小幀長解析：填充字段（PAD)不大于46字節(jié)。為了保證幀發(fā)送期間能檢測到?jīng)_突，IEEE 802.3規(guī)定最小幀為64字節(jié)。【答案：（63) D】【試題7-9】 2012年5月真題63在局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中，100BASE-T規(guī)定從收發(fā)器到集線器的距離不超過（63)米。A. 100 B.185 C. 300 D.1000解析：100BASE-T規(guī)定從收發(fā)器到集線器的距離不能超過100m。【答案：（63) A】【試題7-10】 2012年5月真題62局域網(wǎng)沖突時(shí)槽的計(jì)算方法如下：假設(shè)tPHY表示工作站的物理層時(shí)延，C表示光速，S表示網(wǎng)段長度，tR表示中繼器的時(shí)延，在局域網(wǎng)最太配置的情況下，沖突時(shí)槽等于（62)。A. S/0.7C+2tpfjy+8tR B. 2S/0.7C+2tpHY+8tRC. 2S/0.7C+tpjjy+8t^ D. 2S/0.7C+2tpHY+4tr解析以太網(wǎng)沖突時(shí)槽T=2* (電波傳播時(shí)間+4個(gè)中繼器的延時(shí)）+發(fā)送端的工作站延時(shí)+接收站延時(shí)， 即T=2* (S/0.7C) +2*4tR+2tPHY，T=2S/0.7C+2tPHY+8tR。[答案：（62) B]【試題7-11】2011年5月真題63以太網(wǎng)幀格式如圖7-6所示其中“填充”字段的作用是 （63)。前導(dǎo)字段幀起始符目的地址源地址長度數(shù)據(jù)填充校驗(yàn)和 圖 7-6A.可用于表示任選參數(shù) B.表示封裝的上層協(xié)議C.表示控制幀的類型 D.維持64字節(jié)的最小幀長解析：以太網(wǎng)的最小幀長是64字節(jié)，當(dāng)數(shù)據(jù)字段過短時(shí)，填充字段就發(fā)揮作用，維持最小幀長。 【答案：（63) D】【試題7-12】 2011年5月真題16快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)100Base-TX規(guī)定的傳輸介質(zhì)是 （16)。A.2類UTP B. 3類UTP C. 5類UTP D.光纖解析：100Base-TX：使用一對五類UTP，最大段長為lOOnu【答案：(16) Cl【試題7-13】 2011年11月真題65以下屬于萬兆以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)的是（65)。 IEEE 802.3u B. IEEE 802.3a C. IEEE 802.3e D. ffiEE 802.3ae解析：802.3標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議參數(shù)如表7-7所示：【試題7-14】 2011年11月真題64采用CSMA/CD協(xié)議的基帶總線，其段長為1000m,中間沒有中繼器，數(shù)據(jù)速率為10Mb/s,信號傳播速度 為200m4iS,為了保證在發(fā)送期間能夠檢測到?jīng)_突，則該網(wǎng)絡(luò)上的最小幀長應(yīng)為（64)比特。A.50 B.100 C.150 D.200解析：基帶長度為1000m,傳播速度為200m/us,則單程需要的傳播時(shí)間為5us，往返需要10us,而數(shù)據(jù)率為10Mb/s，則最小幀長為10Mb/s*10us=100bit【答案:(64) B】【試題7-15】 2011年11月真題13以下關(guān)于光纖通信的敘述中，正確的是（13)。A.多模光纖傳輸距離遠(yuǎn)，而單模光纖傳輸距離近B.多模光纖的價(jià)格便宜，而單模光纖的價(jià)格較貴C.多模光纖的包層外徑較粗，而單模光纖的包層外徑較細(xì)D.多模光纖的纖芯較細(xì)，而單模光纖的纖芯較粗解析：多模光纖纖芯直徑較大，有50um和62.5um兩種，包層外徑為125um,單模光纖纖芯直徑較小,一般為9?10um,包層外徑也為125um,可見選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近，一般只有幾千米，單模光纖中心玻璃芯很細(xì)（芯徑一般為9或10um),只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通信，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。而單模光纖價(jià)格比較貴，多模光纖價(jià)格便宜，所以選B。【答案：（13) B】【試題7-16】 2010年5月試題60IEEE802.3規(guī)定的最小幀長為64字節(jié)，這個(gè)幀長是指（60)。A.從前導(dǎo)字段到校驗(yàn)和的字段B.從目標(biāo)地址到校驗(yàn)和的長度C.從幀起始符到校驗(yàn)和的長度D.數(shù)據(jù)字段的長度解析：IEEE 802.3規(guī)定的最小幀長為64字節(jié)，這個(gè)幀長是指從目標(biāo)地址到校驗(yàn)和的長度。由于前導(dǎo)字 段和幀起始符是在物理層上加上的，所以不包括在幀長中。【答案：（60) B】【試題7-17】 2010年5月真題61千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.3z定義了一種傾突發(fā)方式（framebursting)，這種方式是指（61)。A.一個(gè)站可以突然發(fā)送一個(gè)幀B.—個(gè)站可以不經(jīng)過競爭就啟動(dòng)發(fā)送過程C.一個(gè)站可以連續(xù)發(fā)送多個(gè)幀D.—個(gè)站可以隨機(jī)地發(fā)送緊急數(shù)據(jù)解析：幀突發(fā)在千兆以太網(wǎng)上是一種可選功能，它使一個(gè)站(特別是服務(wù)器)一次能連續(xù)發(fā)送多個(gè)幀，當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)需要發(fā)送很多短幀時(shí)，該站點(diǎn)先試圖發(fā)送第一幀，該幀可能附加了擴(kuò)展位的幀。一旦第一個(gè)幀發(fā)送成功，則具有幀突發(fā)功能的站點(diǎn)就能夠繼續(xù)發(fā)送其他幀，直至幀突發(fā)的總長度達(dá)到1500字節(jié)為止。【答案：（61) C】【試題7-18】 2010年11月真題63以太網(wǎng)幀格式如圖7-7所示，其中的“長度”字段的作用是（63)。前導(dǎo)字段幀起始符曰的地址源地址長度數(shù)據(jù)填充校驗(yàn)和圖7-7A.表示數(shù)據(jù)字段的長度B.表示封裝的上層協(xié)議的類型C.表示整個(gè)幀的長度D.既可以表示數(shù)據(jù)字段長度屯可以表示上層協(xié)議的類型解析：長度字段說明數(shù)據(jù)字段的長度，其最大值為1500。802.3同時(shí)用長度字段指示上層協(xié)議的類型， 此時(shí)長度字段的值在1501~65535之間。【答案：（63) D】【試題7-19】2010年11月真題64下面列出的4種快速以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)中，使用兩對5類無屏蔽雙絞線作為傳輸介質(zhì)的是（64)。A.100BASE-FX B. 100BASE-T4C.100BASE-TX D. 100BASE-T2解析：100BASE-TX可使用兩對5類UTP和兩對STP, 100BASE-FX可使用一對多模光纖或一對單模光 纖，100BASE-T4使用四對3類UTP, 100BASE-T2使用兩對3類UTP。【答案：（64) C】交換式以太網(wǎng)和虛擬局域網(wǎng)一、交換式以太網(wǎng)在重負(fù)載下，以太網(wǎng)的吞吐率大大下降。實(shí)際的通信速率比網(wǎng)絡(luò)提供的帶寬低得多，這是因?yàn)樗械恼靖偁幫恍诺浪鸬摹Ｊ褂媒粨Q技術(shù)可以改善這種情況。交換式以太網(wǎng)的核心部件是交換機(jī)。交換機(jī)有一個(gè)高速底板，底板上有4~32個(gè)插槽，每個(gè)插槽可連接一塊插入卡，卡上有1~8個(gè)連接器，用于連接10Base-T網(wǎng)卡的主機(jī)。連接器接收主機(jī)發(fā)來的幀。插入卡判斷目的地址，如果目標(biāo)站是同一卡上的主機(jī)，則把幀轉(zhuǎn)發(fā) 到相應(yīng)的連接器端口，否則就轉(zhuǎn)發(fā)給高速底板。底板根據(jù)專用的協(xié)議進(jìn)一步轉(zhuǎn)發(fā)，送達(dá)目標(biāo)站。二、虛擬局域網(wǎng)1.虛擬局域網(wǎng)的概念.虛擬局域網(wǎng)（Virtual Local Area Network, VLAN),是一種通過將局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備邏輯地而不是物理地劃分成一個(gè)個(gè)網(wǎng)段從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組的技術(shù)。VLAN是一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)，它可以把用戶劃分成邏輯的組，而不用考慮用戶的實(shí)際位置。交換機(jī)的每個(gè)端口可以屬于不同的VLAN。同一個(gè)VLAN中的端口處于一個(gè)廣播域。處于不同VLAN的端口之間不能傳遞廣播，這樣可以有效地節(jié)省帶寬，提高網(wǎng)絡(luò)性能。劃分VLAN后，不同VLAN中的端口的通信就被阻斷了，因此必須依靠第三層的路由設(shè)備來實(shí)現(xiàn)VLAN間的通信。通過劃分可以使看起來很遠(yuǎn)的用戶處在同一個(gè)VLAN中，而 物理距離很近的用戶處在不同的VLAN之中。劃分VLAN的好處是對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了分段，對廣播進(jìn)行了有效控制，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和安全 性。當(dāng)某個(gè)用戶的物理位置發(fā)生改變，可以就近接入某臺(tái)交換機(jī)。管理員只需修改配置，可以使其 仍然處于原來的VLAN之中，減少了管理費(fèi)用。安全方面，管理員可以限制一個(gè)VLAN中的用戶數(shù) 量，可以防止未經(jīng)授權(quán)的用戶加入某個(gè)VLAN。VLAN還可以有效地控制廣播，這對于大型網(wǎng)絡(luò)是 非常有用的。圖7-8所示的是一個(gè)VLAN設(shè)計(jì)的實(shí)例。2.劃分虛擬局域網(wǎng)的方法在交換機(jī)上實(shí)現(xiàn)VLAN,可以采用靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的方法。（1）靜態(tài)分配VLAN靜態(tài)VLAN或稱基于端口劃分的VLAN是最常用的VLAN劃分方式，網(wǎng)絡(luò)管理員把交換機(jī)的某個(gè)端口分配給一個(gè)VLAN之后，此端口將保持某VLAN的成員身份，除非管理員更改其配置。比如某交換機(jī)的1~4、18、20、22端口為VLAN10, 5~17為VLAN20等。根據(jù)端口劃分是目前定義VLAN的最廣泛的方法，IEEE802.1Q規(guī)定了依據(jù)以太網(wǎng)交換機(jī)的端口來劃分VLAN的國際標(biāo)準(zhǔn)。（2）動(dòng)態(tài)分配VLAN動(dòng)態(tài)VLAN有3種劃分方法：基于MAC地址劃分VLAN、基于網(wǎng)絡(luò)層劃分VLAN和基于策略劃分VLAN。•基于MAC地址劃分VLAN:這種劃分VLAN的方法是根據(jù)連接在網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)設(shè)備網(wǎng)卡的物理地址來劃分VLAN，即對每個(gè)MAC地址的主機(jī)都配置它所屬的組。•基于網(wǎng)絡(luò)層地址劃分VLAN:這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個(gè)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)房地址或協(xié)議類型（如果支持多協(xié)議）劃分的，雖然這種劃分方法是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址，如IP地址，但它不 是路由，與網(wǎng)絡(luò)層的路由毫無關(guān)系。•基于策略的VLAN:是一種比較靈活有效的VLAN劃分方法。目前，常用的策略有（與廠商設(shè)備的支持有關(guān)）：按MAC地址、按IP地址、按以太網(wǎng)協(xié)議類型、按網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用等。3.虛擬局域網(wǎng)中繼在劃分成VLAN的交換網(wǎng)絡(luò)中，交換機(jī)端口之間的連接分為兩種：接入鏈路連接（Access-Link Connection)和中繼連接（Trunk Connection)。接入鏈路只能連接具有標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)卡的設(shè)備，也只能傳送屬于單個(gè)VLAN的數(shù)據(jù)包。任何連接 到接入鏈路的設(shè)備均屬于同一廣播域。中繼鏈路是在一條物理連接上生成多個(gè)邏輯連接，每個(gè)邏輯連接屬于一個(gè)VLAN。在進(jìn)入中繼 端口時(shí)，交換機(jī)在數(shù)據(jù)包中加入VLAN標(biāo)記。這樣，在中繼鏈路另一端的交換機(jī)就不僅要根據(jù)目標(biāo) 地址，而且要根據(jù)數(shù)據(jù)包屬于的VLAN進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)決策。4.VLAN幀標(biāo)記IEEE 802.1q協(xié)議定義了VLAN幀標(biāo)記的格式，在原來的以太幀中增加了4個(gè)字節(jié)的幀標(biāo)記字 段，如圖7-9所示。其中標(biāo)記控制信息（Tag Control Information, TCI)包括Priority、CFI和VID三個(gè)部分。 •標(biāo)記協(xié)議標(biāo)識(shí)符字段（Tag Protocol Identifier, TPID)設(shè)定為0x8100，表示該幀包含802.1q標(biāo)記。Priority字段提供了由802.1q定義的8個(gè)優(yōu)先級。當(dāng)有多個(gè)幀等待發(fā)送時(shí)，按優(yōu)先級發(fā)送數(shù)據(jù)包。CFI為規(guī)范格式指示（Canonical Format Indicator)，0表示以太網(wǎng)，1表示FDDI和令牌環(huán)網(wǎng)。VID字段表示VLAN標(biāo)識(shí)符（0~4095 )，其中VID 0用于識(shí)別優(yōu)先級，VID 4095#留未用，所以最多可配置4094個(gè)VLAN。5.VTP協(xié)議與VTP修剪VLAN中繼協(xié)議（VTP)用于在交換網(wǎng)絡(luò)中簡化VLAN的管理。VTP協(xié)議在交換網(wǎng)絡(luò)中建立了多個(gè)管理域，同一管理域中的所有交換機(jī)共享VLAN信息。一臺(tái)交換機(jī)只能參加一個(gè)管理域，不同管理域中的交換機(jī)不共享VLAN信息。通過VTP協(xié)議，可以在一臺(tái)交換機(jī)上配置所有的VLAN，配 置信息通過VTP報(bào)文可以傳播到管理域中的所有交換機(jī)。在默認(rèn)情況下,所有交換機(jī)通過中斷鏈路連接在一起，如果VLAN中的任何設(shè)備發(fā)出一個(gè)廣播包、組播包或者一個(gè)未知的單播數(shù)據(jù)包，交換機(jī)都會(huì)將其洪泛（flood)到所有與源VLAN端口相關(guān)的各個(gè)輸出端口上（包括中繼端口）。在很多情況下，這種洪泛轉(zhuǎn)發(fā)是必要的，特別是在VLAN跨 越多個(gè)交換機(jī)的情況下。然而，如果相鄰的交換機(jī)上不存在源VLAN的活動(dòng)端口，則這種洪泛發(fā)送的數(shù)據(jù)包是無用的。為了解決這個(gè)問題，可以使用靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的修剪方法。所謂靜態(tài)修剪，就是手工剪掉中繼鏈路上不活動(dòng)的VLAN。但是，手工修剪會(huì)遇到一些問題，主要是必須根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變經(jīng)常重新配置中繼鏈路。在多個(gè)交換機(jī)組成多個(gè)VLAN的網(wǎng)絡(luò)中，這種工作方式很容易出錯(cuò)。VIP動(dòng)態(tài)修剪允許交換機(jī)之間共享VLAN信息，也允許交換機(jī)從中繼連接上動(dòng)態(tài)地剪掉不活動(dòng)的VLAN,使得所有共享的VLAN都是活動(dòng)的。例如，交換機(jī)A告訴交換機(jī)B,它有兩個(gè)活動(dòng)的VLAN1和VLAN2,而交換機(jī)B告訴交換機(jī)A，它只有一個(gè)活動(dòng)的VLAN1,于是，它們就共享這樣的事實(shí)：VLAN2 在它們之間的中繼鏈路上是不活動(dòng)的，應(yīng)該從中繼鏈路的配置中剪掉。這樣做的好處顯而易見，如果以后在交換機(jī)B上添加了VLAN2的成員，交換機(jī)B就會(huì)通知交換機(jī)A，它有了一個(gè)新的活動(dòng)的VLAN2， 于是，兩個(gè)交換機(jī)就會(huì)動(dòng)態(tài)地把VLAN2添加到它們之間的中繼鏈路配置中。【試題7-20】 2013年5月真題19在交換網(wǎng)絡(luò)中，VTP協(xié)議作用是什么（19)。A.選舉根網(wǎng)橋 B.將VLAN信息傳播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)C.建立端到端連接 D.選擇最佳路由解析：VTP負(fù)責(zé)在VTP域內(nèi)同步VLAN信息，這樣就不必在每個(gè)交換上配置相同的VLAN信息。VTP 還提供一種映射方案，以便通信流能跨越混合介質(zhì)的骨干。VTP最重要的作用是將進(jìn)行變動(dòng)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的 配置不一致性降至最低。【答案：（19) B】【試題7-21】 2013年5月真題62關(guān)于VLAN,下面描述正確的是（62)。A. 一個(gè)新的交換機(jī)沒有配置VLAN B.通過配置VLAN減少了沖突域的數(shù)量C. 一個(gè)VLAN不能跨越多個(gè)交換機(jī) D.各個(gè)VLAN屬于不同的廣播域解析：VLAN除了能將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)廣播域，從而有效地控制廣播風(fēng)暴的發(fā)生，以及使網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變得非常靈活的優(yōu)點(diǎn)外，還可以用于控制網(wǎng)絡(luò)中不同部門、不同站點(diǎn)之間的互相訪問。各個(gè)VLAN屬于 不同的廣播域。【答案：（62) D]【試題7-22】 2013年5月真題63下列哪個(gè)協(xié)議用于承載多個(gè)VLAN信息？ (63)。A.802.3 B.802.lq C.802.lx D.802.11解析：IEEE于1999年頒布了用于標(biāo)準(zhǔn)化VLAN實(shí)現(xiàn)方案的802.1Q協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)草案。VLAN技術(shù)的出現(xiàn)， 使得管理員根據(jù)Vlan網(wǎng)卡Intel82573實(shí)際應(yīng)用需求，把同一物理局域網(wǎng)內(nèi)的不同用戶邏輯地劃分成不同的廣 播域，每一個(gè)VLAN都包含一組有著相同需求的計(jì)算機(jī)工作站，與物理上形成的LAN有著相同的屬性。【答案：(63) B]【試題7-23】 2013年5月真題23~25VLAN中繼協(xié)議（VTP)的作用是 （23)。按照VTP協(xié)議，交換機(jī)的運(yùn)行模式有 （24),如果要啟動(dòng)VTP動(dòng)態(tài)修剪，則 （25) 0(23)A.啟動(dòng)VLAN自動(dòng)配置過程B.減少VLAN配置信息的沖突C.讓同一管理域中的所有交換機(jī)共享VLAN配置信息D.建立動(dòng)態(tài)配置VLAN的環(huán)境(24)A.服務(wù)器模式，客戶機(jī)模式，透明模式B.服務(wù)器模式，客戶機(jī)模式，終端模式C.路由器模式，交換機(jī)模式，終端模式D.路由器模式，交換機(jī)模式，透明模式(25)A.管理域中的交換機(jī)必須配置成一個(gè)服務(wù)器和多個(gè)客戶機(jī)B.管理域中的所有交換機(jī)都不能配置成終端模式C.管理域中的所有交換機(jī)都不能配置成透明模式D.管理域中的所有交換機(jī)都必須配置成服務(wù)器解析：VLAN中繼協(xié)議，VTP, VLAN TRUNKING PROTOCOL,是CISCO專用協(xié)議，大多數(shù)交換機(jī)都支持該協(xié)議。VTP負(fù)責(zé)在VTP域內(nèi)同步VLAN信息，這樣就不必在每個(gè)交換上配置相同的VLAN信息。VTP還 提供一種映射方案，以便通信流能跨越混合介質(zhì)的骨干。VTP最重要的作用是，將進(jìn)行變動(dòng)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)在 的配置不一致性降至最低。VLAN中繼協(xié)議（VTP)的作用是讓同一管理域中的所有交換機(jī)共享VLAN配置信息。按照VTP協(xié)議，交 換機(jī)的運(yùn)行模式有服務(wù)器模式，客戶機(jī)模式，透明模式。如果要啟動(dòng)VTP動(dòng)態(tài)修剪，則管理域中的所有交換 機(jī)都必須配置成服務(wù)器。【答案：（23) C、(24) A、(25) D】【試題7-24】 2012年5月真題11網(wǎng)絡(luò)中存在各種交換設(shè)備，下面的說法中錯(cuò)誤的是（11)。A.以太網(wǎng)交換機(jī)根據(jù)MAC地址進(jìn)行交換B.幀中繼交換機(jī)只能根據(jù)虛電路號DLCI進(jìn)行交換C.三層交換機(jī)只能根據(jù)第三層協(xié)議進(jìn)行交換D.ATM交換機(jī)根據(jù)虛電路標(biāo)識(shí)進(jìn)行信元交換解析：三層交換機(jī)也可根據(jù)第二層協(xié)議進(jìn)行交換，C說法錯(cuò)誤。【答案：Cll) C】【試題7-25】 2010年11月真題59在交換機(jī)之間的鍵路中，能夠傳送多個(gè)VLAN數(shù)據(jù)包的是 （59)。A.中繼連接 B.接入鏈路 C.控制連接. D.分支鏈路解析：交換機(jī)之間的鏈路包括接入鏈路和中繼鏈路。接入鏈路只能傳輸單個(gè)VLAN的數(shù)據(jù)包。中繼技 術(shù)實(shí)現(xiàn)了在多個(gè)交換機(jī)之間進(jìn)行多個(gè)VLAN數(shù)據(jù)包的傳輸。數(shù)據(jù)包在中繼鏈路上傳輸?shù)臅r(shí)候，交換機(jī)在數(shù)據(jù) 包的頭信息_中加上標(biāo)記來指定相應(yīng)的VLAN ID。每一個(gè)數(shù)據(jù)包指定一個(gè)唯一的VLAN ID»當(dāng)數(shù)據(jù)包通過中繼 鏈路后，去掉標(biāo)記的同時(shí)把數(shù)據(jù)包交換到相應(yīng)的VLAN端口。【答案：（59) A】【試題7-26】2010年11月真題60要實(shí)現(xiàn)VTP動(dòng)態(tài)修剪，在VTP域中的所有交換機(jī)都必須配置成 (60)。A.服務(wù)器 B.服務(wù)器或客戶機(jī) C.透明模式 D.客戶機(jī)解析：如果要實(shí)現(xiàn)VTP動(dòng)態(tài)修剪，我們一般是在VTP服務(wù)器上配置。因?yàn)樵赩TP服務(wù)器上，即主交換機(jī)上進(jìn)行啟用，那么在整個(gè)域中的交換機(jī)上都會(huì)啟用。在透明模式下，交換機(jī)不會(huì)學(xué)習(xí)服務(wù)器廣播的配置信息，因此交換機(jī)不能配置為透明模式。【答案：（60) A】局域網(wǎng)互連一、網(wǎng)橋協(xié)議體系結(jié)構(gòu)1.網(wǎng)橋的體系結(jié)構(gòu)在IEEE 802體系結(jié)構(gòu)中，站地址是由MAC子層協(xié)議說明的，網(wǎng)橋在MAC子層起中繼作用。圖 7-10⑷表示了由一個(gè)網(wǎng)橋連接兩個(gè)LAN的情況。當(dāng)MAC幀的目標(biāo)地址和源地址屬于不同的LAN時(shí)， 該喊被網(wǎng)橋捕獲、暫時(shí)緩沖，然后傳送到另一個(gè)LAN。 數(shù)據(jù)由LLC用戶提供，LLC實(shí)體對用戶數(shù)據(jù)附加上幀頭后傳送給本地的MAC實(shí)體，MAC實(shí)體 再加上MAC幀頭和幀尾，從而形成MAC幀，如圖7-10(b)表示。網(wǎng)橋把MAC幀完整地傳送到目標(biāo) LAN。當(dāng)MAC到達(dá)目標(biāo)LAN后才能被目標(biāo)站捕獲。2.網(wǎng)橋的路由選擇策略在簡單情況下，網(wǎng)橋只根據(jù)MAC地址決定是否轉(zhuǎn)發(fā)幀，但在更復(fù)雜的情況下，網(wǎng)橋必須具有路由選擇的功能。為了對網(wǎng)橋的路由選擇提供支持，MAC層地址最好是分為兩部分：網(wǎng)絡(luò)地址部 分和站地址部分。網(wǎng)絡(luò)地址部分標(biāo)識(shí)因特網(wǎng)中唯一的LAN，站地址部分標(biāo)識(shí)某LAN中唯一的工作站。在網(wǎng)橋中使用的路由選擇技術(shù)可以是固定路由技術(shù)。每個(gè)網(wǎng)橋中存儲(chǔ)一張固定路由表，網(wǎng)橋 根據(jù)目標(biāo)站地址查找轉(zhuǎn)發(fā)的方向。在網(wǎng)絡(luò)配置發(fā)生改變時(shí)，路由表要重新計(jì)算。固定式路由策略適 合小型和配置穩(wěn)定的互連網(wǎng)絡(luò)。IEEE 802委員會(huì)定義了兩種路由策略規(guī)范：IEEE 802.1d標(biāo)準(zhǔn)是基于生成樹算法的，可實(shí)現(xiàn)透明網(wǎng)橋；伴隨IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)的是源路由網(wǎng)橋規(guī)范。二、生成樹網(wǎng)橋生成樹網(wǎng)橋是一種透明網(wǎng)橋，這種網(wǎng)橋插入電纜后就可以自動(dòng)完成路由選擇功能，無須由用 戶裝入路由表或設(shè)置參數(shù)。1.幀轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)橋?yàn)榱四軌驔Q定是否轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)幀，必須為每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)端口保存一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中保 存著必須通過該端口轉(zhuǎn)發(fā)的所有站的地址。作為一般情況，假定網(wǎng)橋從端口X收到二個(gè)MAC幀，則 它按照以下算法進(jìn)行路由決策：（1）查找除X端口之外的其他轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫。（2）如果沒有發(fā)現(xiàn)目標(biāo)地址，則丟棄該幀。（3）如果在某個(gè)端口V的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)目標(biāo)地址，并且Y端口沒有阻塞，則把收到的MAC 幀從Y端口發(fā)送出去；若Y端口阻塞，則丟棄該幀。2.地址學(xué)習(xí)如果一個(gè)MAC幀從某個(gè)端口到達(dá)網(wǎng)橋，顯然它的源工作站處于網(wǎng)橋的入口LAN—邊，從幀的源地址字段可以知道該站的地址，于是網(wǎng)橋就據(jù)此更新相應(yīng)端口的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫。3.生成樹算法如果網(wǎng)絡(luò)中存在環(huán)路，環(huán)路引起的循環(huán)轉(zhuǎn)發(fā)會(huì)破壞網(wǎng)橋的數(shù)據(jù)庫，使得網(wǎng)橋無法獲得正確的轉(zhuǎn)發(fā)信息。克服這個(gè)問題的思路是設(shè)法消除環(huán)路，從而避免出現(xiàn)互相轉(zhuǎn)發(fā)的情況。圖論中有一種提取連通圖生成樹的簡單算法，可用于因特網(wǎng)消除其中的環(huán)路。生成樹算法為：（1）確定一個(gè)根橋。（2）確定其他網(wǎng)橋的根端口。（3）對每一個(gè)LAN確定一個(gè)唯一的指定橋和指定端口，如果有兩個(gè)以上網(wǎng)橋的根通路費(fèi)用相 同，則選擇優(yōu)先級最高的網(wǎng)橋作為指定橋；如果指定橋有多個(gè)端口連接LAN,則選取標(biāo)識(shí)符值最 小的端口為指走端口。為了實(shí)現(xiàn)上述算法，網(wǎng)橋之間要交換信息，這種信息以網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元BPDU的形式在所有網(wǎng)橋之間傳播。在最初建立生成樹時(shí)，最主要的信息如下：（1）發(fā)出BPDU的網(wǎng)橋的標(biāo)識(shí)符及其端口標(biāo)識(shí)符。（2）認(rèn)為可作為根網(wǎng)橋的網(wǎng)橋標(biāo)識(shí)符。（3）該網(wǎng)橋的根通路費(fèi)用。三、源路由網(wǎng)橋源路由網(wǎng)橋的核心思想是：申幀的發(fā)送者顯式地指明路由信息。路由信息由網(wǎng)f地址和LAN 標(biāo)識(shí)符的序列組成，包含在幀頭中。每個(gè)收到幀的網(wǎng)橋根據(jù)幀頭中的地址信息可以知道自己是否在 轉(zhuǎn)發(fā)路徑中，并可以確定轉(zhuǎn)發(fā)的方向。【試題7-27】 2013年5月真題61生成樹協(xié)議STP使用哪兩個(gè)參數(shù)來選舉根網(wǎng)橋？ (61)。A.網(wǎng)橋優(yōu)先級和辦地址 B.鏈路速率和BP地址_C.釋路速率和MAC地址 D.網(wǎng)橋優(yōu)先緩和MAC地址解析：該協(xié)議可應(yīng)用于在網(wǎng)絡(luò)中建立樹形拓?fù)洌W(wǎng)絡(luò)中的環(huán)路，并耳可以通過一定的方法實(shí)現(xiàn)路徑冗余，但不是一定可以實(shí)現(xiàn)路徑冗余。生成樹協(xié)議STP使用優(yōu)先級和MAC地址這兩個(gè)參數(shù)來選舉根網(wǎng)橋。【答寒：(61) D】【試題7-28】 2012年5月真題64802.11在MAC層采用了（64)協(xié)議。A. CSMA/CD B. CSMA/CAC； DQDB D.令牌傳遞解析：802.11 MAC層定義的分布式協(xié)調(diào)功能（Distributed Coordination Ruction, DCF)利用了CSMA/CA 協(xié)議，在此基礎(chǔ)上又定義了點(diǎn)協(xié)調(diào)功能（PointCoordinationFuction, PCF)。【答案：（64) B】【試題7-29】 2011年5月真題61按照802.1d生成樹協(xié)議（STP),在交換機(jī)互連的局域網(wǎng)中，(61) 的交換機(jī)被選為根交換機(jī)。A. MAC地址最小的 B.MAC地扯最大的C. ID最小的 D. ID最大的解析：生成樹協(xié)議的工作過程簡單表述如下：（1）唯一根網(wǎng)橋的推選：各個(gè)網(wǎng)橋互相傳遞BPDU配置信息，系統(tǒng)的每個(gè)網(wǎng)橋都能監(jiān)聽到BPDU,根據(jù)網(wǎng)橋標(biāo)識(shí)共同“選舉”出具有最大優(yōu)先級的根網(wǎng)橋。如果優(yōu)先級相同，則取具有最小網(wǎng)橋地址的網(wǎng)橋作為根網(wǎng) 橋。根網(wǎng)橋默認(rèn)每2秒發(fā)出BPDU。（2）在每個(gè)非根網(wǎng)橋選出一個(gè)根端口：根網(wǎng)橋向系統(tǒng)廣播其BPDU,.對一個(gè)網(wǎng)橋來講.具有最小根路徑開銷的端口選為根端口;如果根路徑開銷相同，則取端口標(biāo)識(shí)最小的作為根端口,同時(shí)根端口處于轉(zhuǎn)發(fā)模式。 一個(gè)網(wǎng)橋只有一個(gè)根端口,根網(wǎng)橋沒有根端口。（3）在每個(gè)網(wǎng)段選一個(gè)指定端口：每個(gè)網(wǎng)橋接收到一個(gè)BPDU幀時(shí)，同時(shí)發(fā)出一個(gè)BPDU幀說明離根網(wǎng)橋 的路徑開銷。在同一個(gè)網(wǎng)段里，具有最小的根路徑開銷的端口被選為指定端口。如果根路徑開銷相同，則取 網(wǎng)橋標(biāo)識(shí)最小的作為指定端口。如果網(wǎng)橋標(biāo)識(shí)也相同，則取端口標(biāo)識(shí)最小的為指定端口。（4）STP設(shè)置根端口和指定端口進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)模式，可以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀；而落選端口則進(jìn)入阻塞模式，只偵聽 BPDU,不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。各網(wǎng)橋周期性地交換BPDU信息，保證系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的合理性。【答案：（61) C】【試題7-30】 2010年5月真題12.按照IEEE802.1d協(xié)議，當(dāng)交換機(jī)端口處于（12)狀態(tài)時(shí),既可以學(xué)習(xí)MAC幀中的源地址，又可以把接收到的MAC幀轉(zhuǎn)發(fā)到適當(dāng)?shù)亩丝凇.阻塞（blocking) B.學(xué)習(xí)（learning)C.轉(zhuǎn)發(fā)(forwarding) D.監(jiān)聽（listening)解析：以太網(wǎng)交換機(jī)端口的功能是從與其相連的LAN上接收或傳送數(shù)據(jù)。端口的狀態(tài)由生成樹算法規(guī) 定，包括轉(zhuǎn)發(fā)、學(xué)習(xí)、監(jiān)聽、阻塞和禁用狀態(tài)。•轉(zhuǎn)發(fā)（forwarding):端口既可以發(fā)送和監(jiān)聽BPDU,也可以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。•學(xué)習(xí)（learning):端口學(xué)習(xí)MAC地址，建立地址表，但不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)楨。•監(jiān)聽（listening):端口監(jiān)聽BPDU以確保網(wǎng)絡(luò)中不出現(xiàn)環(huán)路，但不學(xué)習(xí)接收幀的地址。•阻塞（blocking.):端口僅監(jiān)聽BPDU,但不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，也不學(xué)習(xí)接收幀的MAC地址。•禁用（disabled):端口不參與生成樹算法，既不發(fā)送和監(jiān)聽BPDU，也不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。【答案：（12) C】【試題7-31】2010年5月真題64~65圖7-11表示一個(gè)局域網(wǎng)的互連拓?fù)洌娇蛑械臄?shù)字是網(wǎng)橋ID ,用字母來區(qū)分不同的網(wǎng)段。按照EEE 802.1d協(xié)議，ID為（64)的網(wǎng)橋被選為根網(wǎng)橋，如果所有網(wǎng)段的傳輸費(fèi)用為1,則ID為92的網(wǎng)橋連接網(wǎng)段(65)的端口為根端口。（64）A.3 B：7 C. 92 D.12（65）A.a B.b C.d D.e解析：①根網(wǎng)橋的選擇：各個(gè)網(wǎng)橋互相傳遞BPDU配置信息，系統(tǒng)的每個(gè)網(wǎng)橋都能監(jiān)聽到BPDU,根據(jù)網(wǎng)橋標(biāo)識(shí)共同“選舉”出具有最大優(yōu)先級的根網(wǎng)橋。如果優(yōu)先級相同，則選取具有最小網(wǎng)橋地址的作為根網(wǎng)橋。本 題中沒有給出優(yōu)先級，因?yàn)檫@里選取ID最小的網(wǎng)橋作為拫網(wǎng)橋。②非根網(wǎng)橋的根端口選擇:對一個(gè)網(wǎng)橋來說，具有最小根路徑開銷的端口選為根端口；如果根路徑開 銷相同，則取端口標(biāo)識(shí)最小的作為根端口，同時(shí)根端口處于轉(zhuǎn)發(fā)模式。本題中，ID為92的網(wǎng)橋連接網(wǎng)段b的端 口為根端口，其根路徑的開銷最小。【答案:(64) A； (65) B】無線局域網(wǎng)一、無線局域網(wǎng)的基本概念1.無線局域網(wǎng)協(xié)議體系(1) IEEE 802.11協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)體系面向數(shù)據(jù)通信的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)發(fā)展而來的，采用的是無連接 協(xié)議。（2）HIPERLAN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)體系：歐洲郵電委員會(huì)（CEPT)制定的，致力于面向語音的蜂窩電 話，采用的是基于連接的協(xié)議。2.802.11 標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11委員會(huì)相繼制定了多種物理層標(biāo)準(zhǔn)。1997年頒布的IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行在2.4GHz 的ISM段頻，采用擴(kuò)頻通信技術(shù)，支持IMb/s和2Mb/s數(shù)據(jù)速率。隨后又出現(xiàn)了兩個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)，1998 年推出IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)，也是運(yùn)行在ISM頻段，采用CCK技術(shù)，支持1 IMb/s的數(shù)據(jù)速率。1999年 推出的IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行在U-NII頻段，采用OFDM調(diào)制技術(shù)，支持最高達(dá)54Mb/s的數(shù)據(jù)速率。 目前的WLAN標(biāo)準(zhǔn)主要有4種，如表7-8所示。名稱發(fā)布時(shí)間工作頻段調(diào)制技術(shù)數(shù)據(jù)速率802.111997年2,4GHzISM頻段DBPSK1Mb/sDQPSK2Mb/s802.11b1998年2.4GHzISM頻段CCK5.5Mb/s、11Mb/s802.11a1999年5 GHz u-NII頻段:OFDM54Mb/s802.llg2003年2.4GHz ISM頻段OFDM54Mb/sWLAN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)定義了兩種無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一種甚基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)（Infrastructure Networking),另一種是特殊網(wǎng)絡(luò)(Ad Hoc Networking) 。在基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)中，無線終端通過接入點(diǎn)訪問骨千網(wǎng)設(shè)備，或者相互訪問。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種點(diǎn)對點(diǎn)連接，不需要有線網(wǎng)絡(luò)和接入點(diǎn)的支持，以無線網(wǎng)卡連接的終端設(shè)備之間可以直接通信。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適合在移動(dòng)情況下快速部署網(wǎng)絡(luò)，主要用在軍事領(lǐng)域，也可以用在商業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行語音和數(shù)據(jù)傳輸。二、WLAN的通信技術(shù)現(xiàn)在無線網(wǎng)主要使用3種通信技術(shù)：紅外線、擴(kuò)展頻譜和窄帶微波技術(shù)。這三種技術(shù)的主要特點(diǎn)如表7-9所示。表 7-9 WLANi1信技術(shù)的比較紅外線擴(kuò)展!頃譜無線電散射紅外線定向紅外光束頻率跳動(dòng).直接序列窄帶微波數(shù)據(jù)速率（Mbps)1-4101?32-205-10移動(dòng)特性固定/移動(dòng)與LOS固定移動(dòng)固定/移動(dòng)范圍（ft)50-20080100-300100-80040?130可監(jiān)測性可忽略幾乎無有一些波長/頻率X： 850?950nmISM頻帶：902?928MHz 2.4?2.4835GHz 5.725~5.875GHz18.825?19.025GHz 或ISM頻帶調(diào)制技術(shù)OOKGFSKQPSKFSK/QPSK輻射能量NA<1W25mW訪問方法CSMA令牌環(huán)，CSMACSMA預(yù)約ALOHA，CSMA需許可證否否否除ISM外都要三、IEEE 802.11 WLAN體系結(jié)構(gòu)WLA1SI的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)如圖7-12所示。其中LLC子層與以太網(wǎng)一樣都是IEEE802.2。數(shù)據(jù)鏈路層LLC站管理MACMAC管理物理層PLCPPHY管理PMDMAC層分為MAC子層和MAC管理子層。MAC子層負(fù)責(zé)訪問和分組拆裝，MAC管理子層負(fù)責(zé) ESS漫游、電源管理和登記過程中的關(guān)聯(lián)管理。物理層分為物理層匯聚協(xié)議（Physical Layer Convergence Protocol, PLCP)、物理介質(zhì)相關(guān)（Physical Medium Dependent, PMD)子層和PHY管理子層。PLCP主要進(jìn)行載波監(jiān)聽和物理層分組的建立，PMD用于傳輸信號的調(diào)制和編碼，而PHY管理子層負(fù)責(zé)選擇物理信道和調(diào)諧。1.物理層IEEE 802.11定義了 3種PLCP幀格式來對應(yīng)3種不同的PMD子層通信技術(shù)。（1）FHSS對應(yīng)于FHSS通信的PLCP幀格式如圖7-13所示。SYNC(80)SFD(16)PLW(12)PSF⑷CRC(16)MPDU (<=4096字節(jié)）圖7-13用于FHSS方式的PLCP幀SYNC是0和1的序列，共80比特作為同步信號。SFD的比特模式為0000110010111101,用作幀 的起始符。PLW代表幀的長度，共12位，所以幀最大長度可以達(dá)到4096字節(jié)。PSF是分組信令字段, 用來標(biāo)識(shí)不同的數(shù)據(jù)速率。起始數(shù)據(jù)速率為IMb/s,以0.5的步長遞增。PSF=0000時(shí)代表數(shù)據(jù)速率 為IMb/s, PSF為其他數(shù)值時(shí)則在起始速率的基礎(chǔ)上增加一定倍數(shù)的步長，例如PSF=0010,則 lMb/s+0.5Mb/sX2=2Mb/s。16位的CRC是為了保護(hù)PLCP頭部所加的，_它能糾正2比特錯(cuò)。MPDU 代表MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元。（2）DSSS圖7-14所示為采用DSSS通信時(shí)的幀格式。與前一種不同的字段解釋如下：SFD字段的比特模式為1111001110100000。Signal字段表示數(shù)據(jù) 速率，步長為100kb/s,比FHSS精確5倍。Service字段保留未用。Length字段指MPDU的長度。SYNC(128)SFD(16)Signal(8)Sefvice(8)Length(16)FCS(8)MPDU圖7-14 用于DSSS方式的PLCP幀（3）DFIR圖7-15所示為采用漫反射紅外線時(shí)的PLCP幀格式。DFIR的SYNC比FHSS和DSSS的都短，因?yàn)椴捎霉饷舳O管檢測信號不需要復(fù)雜的同步過程。 Data rate字段=000，表示IMb/s，Data rate字段=001,表示2Mb/s。DCLA是直流電平調(diào)節(jié)字段，通過發(fā)送32個(gè)時(shí)隙的脈沖序列來確定接收信號的電平。MPDU的長度不超過2500字節(jié)。2.802.11 MAC子層802.11標(biāo)準(zhǔn)為MAC子層定義了3種訪問控制機(jī)制：一是通過CSMA/CA方式進(jìn)行分布式協(xié)調(diào)功能DCF,用于支持爭用服務(wù)；二是通過點(diǎn)協(xié)調(diào)功能PCF來支持無爭用服務(wù)；三是通過RST/CST來支持信道預(yù)約。圖7-16所示是DCF和PCF之間的關(guān)系。（1）CSMA/CA協(xié)議 其原理如圖7-17所示。為了盡量避免碰撞，所有的站在完成發(fā)送后，必須再等待一段很短的時(shí)間（繼續(xù)監(jiān)聽）才能 發(fā)送下一幀。這段時(shí)間的通稱是幀間間隔IFS。有三種幀間間隔：SIFS:短（Short)幀間間隔，長度為28uS,是最短的幀間間隔，用來分隔開屬于一次對話的各幀。PIFS:點(diǎn)協(xié)調(diào)功能幀間間隔（比SIFS長），是為了在開始使用PCF方式時(shí)（在PCF方式下使用，沒有爭用）優(yōu)先獲得接入到媒體中。PIFS的長度是SIFS加一個(gè)時(shí)隙（slot) 長度(其長度為50us），即78us。DIFS:分布協(xié)調(diào)功能幀間間隔（最長的IFS),在DCF方式中用來發(fā)送數(shù)據(jù)幀和管理幀。 DIFS的長度比PIFS再增加一個(gè)時(shí)隙長度，因此DIFS的長度為128us。（2）分布式協(xié)調(diào)DCFMAC層定義的分布式協(xié)調(diào)功能（Distributed Coordination Fuction, DCF)利用了 CSMA/CA協(xié)議，在此基礎(chǔ)上又定義了點(diǎn)協(xié)調(diào)功能（Point Coordination Fuction, PCF)。DCF是數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕痉绞剑饔糜谛诺栏偁幤凇CF工作于非競爭期。兩者總是交替出現(xiàn)，先由DCF競爭介質(zhì)使用權(quán)，然后進(jìn)入非競爭期，由PCF控制數(shù)據(jù)傳輸。（3）點(diǎn)協(xié)調(diào)PCFPCF是在DCF之上實(shí)現(xiàn)的一個(gè)可選功能，在Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中沒有PCF。它由AP集中輪詢所有移動(dòng) 站，將發(fā)送數(shù)據(jù)權(quán)輪流交給各個(gè)站，從而避免了碰撞的產(chǎn)生，為它們提供無爭用服務(wù)。這種機(jī)制適 用于對時(shí)間敏感的業(yè)務(wù)，如分組話音等。輪詢過程中使用PIFS作為幀間隔時(shí)間。由于PIFS比DIFS小，所以點(diǎn)協(xié)調(diào)能夠優(yōu)先CSMA/CA獲得信道，并把所有的異步幀都推后傳送。（3）MAC管理子層WLAN是開放系統(tǒng)，各站點(diǎn)共享傳輸介質(zhì)，而且通信站具有移動(dòng)性，因此，必須解決信息的 同步問題、漫游問題、保密問題和節(jié)能問題。（1）同步問題信標(biāo)是一種管理幀，由AP定期發(fā)送，用于進(jìn)行時(shí)間同步。同步方式有主動(dòng)掃描和被動(dòng)掃描兩種。所謂主動(dòng)掃描，就是終端在預(yù)定的各個(gè)頻道上連續(xù)掃描，發(fā)射探試請求幀，并等待各個(gè)AP回答的響應(yīng)幀；收到各AP的響應(yīng)幀后，工作站將對各個(gè)幀中的相關(guān)部分進(jìn)行比較以確定最佳AP。終端獲得同步的另一種方法是被動(dòng)掃描。如果終端已在BSS區(qū)域，那么它可以收到各個(gè)AP周 期性發(fā)射的信標(biāo)幀，因?yàn)閹泻型叫畔ⅲ怨ぷ髡緦Ω鲙M(jìn)行比較后，確定最佳AP。（2）移動(dòng)方式IEEE802.11定義了3種移動(dòng)方式：無轉(zhuǎn)移方式、BSS轉(zhuǎn)移和ESS轉(zhuǎn)移。無轉(zhuǎn)移方式是指終端是固定的，或者僅在BSA內(nèi)部移動(dòng)。BSS轉(zhuǎn)移是指終端在同一 ESS內(nèi)部的多個(gè)BSS之間移動(dòng)。ESS轉(zhuǎn)移是指從一個(gè)ESS移動(dòng)到另一個(gè)ESS。（3）安全管理為了達(dá)到與有線網(wǎng)絡(luò)同等的安全性能，IEEE 802.11采取了認(rèn)證和加密措施。IEEE 802.11提供的加密方式采用有線等價(jià)協(xié)議（Wired Equivalency Protocol, WEP)。WEP 是一種對稱性的加密技術(shù)，即加密和解密都使用同樣的算法和密鑰，其加密算法是RC4流加密協(xié)議， 密鑰長度最初為40位（5個(gè)字符），后來增加到128位（13個(gè)字符）。使用靜態(tài)WEP加密可以設(shè)置4個(gè)WEPKey,使用動(dòng)態(tài)WEP加密時(shí)，WEP Key會(huì)隨時(shí)間變化而變化。2004年6月公布的IEEE 802.lli標(biāo)準(zhǔn)是對WEP協(xié)議的改進(jìn)。802.11i定義了新的密鑰交換協(xié)議 (Temporal Key Integrity Protocol, TKIP)和高級加密標(biāo)準(zhǔn)（Advanced Encrypt丨on Standard，AES)。 TRIP提供了報(bào)文完整性檢查，每個(gè)數(shù)據(jù)包使用不同的混合密鑰（per-packet key mixing),每次建 立連接時(shí)生成一個(gè)新的基本密鑰（re-keying) ，這些手段的使用使得諸如密鑰共享、碰撞攻擊和重放攻擊等無能為力，從而彌補(bǔ)了WEP協(xié)議的安全隱患。（4）電源管理IEEE 802.11允許空閑站處于睡眠狀態(tài)，在同步時(shí)鐘的控制下周期性地喚醒處于睡眠態(tài)的空閑 站，由AP發(fā)送的信標(biāo)幀中的TIM (業(yè)務(wù)指示表）指示是否有數(shù)據(jù)暫存于AP,若有，則向AP發(fā)探詢幀，從AP接收數(shù)據(jù)，然后進(jìn)入睡眠態(tài)；若無，則立即進(jìn)入睡眠態(tài)。怎么考【試題7-32】 2013年5月真題60在Wi-Fi安全協(xié)議中，WPA與WEP相比，采用了（60)。A.較短的初始化向量 B.更強(qiáng)的加密算法C.共享密鑰認(rèn)證方案 D.臨時(shí)密鑰以減少安全風(fēng)險(xiǎn)解析：WPA的資料是以一把128位元的鑰匙和一個(gè)48位元的初向量（IV)的RC4 stream cipher 來加密。WPA超越WEP的主要改進(jìn)就是在使用中可以動(dòng)態(tài)改變鑰匙的“臨時(shí)鑰匙完整性協(xié)定”（Temporal Key Integrity Protocol, TKIP)，加上更長的初向量，這可以擊敗知名的針對WEP的金鑰匙取攻擊。在Wi-Fi 安全協(xié)議中，WPA與WEP相比，采用了臨時(shí)密鑰以減少安全風(fēng)險(xiǎn)。【答案：（60) D】【試題7-33】 2013年5月真題66IEEE 802.11采用CSMA/CA協(xié)議，采用這個(gè)協(xié)議的原因是（66)。A.這個(gè)協(xié)議比CSMA/CD更安全 B.這種協(xié)議可以引進(jìn)更多業(yè)務(wù)C.這種協(xié)議可以解決隱蔽終端問題 D.這個(gè)協(xié)議比其他協(xié)議更有效率解析：IEEE 802.11采用CSMA/CA協(xié)議，采用這個(gè)協(xié)議的原因是這種協(xié)議可以解決隱蔽終端問題。【答案(66) C]【試題7-34】2013年11月真題66~67 IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)采用的工作頻段是_(66) ,下列標(biāo)準(zhǔn)中采用雙頻工作模式的是 （67)。（66）A. 900MHz和800MHz B. 900MHz和2.4GHzC. 5GHz和800MHz D. 2.4GHz和5GHz（67）A. IEEE802.11a B. EEEE802.11b C.EEE802.11g D. ffiEE802.11n解析：802.11a定義了一個(gè)在5GHz ISM頻段上的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)54Mbit/s的物理層，802.11b定義了一個(gè)在2.4GHz的ISM頻段上但數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)11Mbit/s的物理層。2.4GHz的ISM頻段為世界上絕大多數(shù) 國家通用，因此802.11b得到了最為廣泛的應(yīng)用。采用雙頻工作模式的是IEEE802.11n。【答案：（66) D、(67) D】【試題7-35】2012年5月真題65~66在無線局域網(wǎng)中，AP的作用是（65)。新標(biāo)準(zhǔn)TRRE 802.11n提供的最高數(shù)據(jù)諫率可達(dá)到（66)。（65）A.無線接入 B.用戶認(rèn)證 C.路由選擇 D.業(yè)務(wù)管理（66）A. 54Mb/s B. 100s C. 200Mb/s D. 300Mb/s解析：AP是無線接入點(diǎn)，IEEE 802.11n使用2.4GHz頻段和5GHz頻段，核心是MIMO (Multiple-Input Multiple-Output,多入多出）和OFDM技術(shù)，傳輸速度為300Mb/s,最高可達(dá)600Mb/s。【答案：(65) A； (66) D】【試題7-36】 2012年5月真題67IEEE 802.16工作組提出的無線接入系統(tǒng)中的接口標(biāo)準(zhǔn)是（67).(67) A.GPRS B.UMB C.LTE D.WiMAX解析：WiMax即全球微波互聯(lián)接入。WiMAX也叫802.16無線城域網(wǎng)或802.16。WiMAX是一項(xiàng)新興的 寬帶無線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km。【答案：（67) D】【試題7-37】 2012年11月真題64關(guān)于無線網(wǎng)絡(luò)中使用的擴(kuò)頻技術(shù)，下面描述中錯(cuò)誤的是（64)。A.不同的頻率傳播信號擴(kuò)大了通信的范圍B.擴(kuò)頻通信減少了干擾并有利于通信保密C.每一個(gè)信號比特可以用N個(gè)碼片比特來傳輸D.信號散布到更寬的頻帶上降低了信道阻塞的概率解析：擴(kuò)展頻譜通信的主要思想是將信號散布到更寬的帶寬上，以減少發(fā)生阻塞和千擾的機(jī)會(huì)。(1.)頻率跳動(dòng)在這種方案中，信號按照看似隨機(jī)的無線電頻譜發(fā)送，每一個(gè)分組采用不同的頻率傳輸。(2)直接序列在這種擴(kuò)頻方案中，信號源中的每一比特用稱為碼片的N個(gè)比特來傳輸，這個(gè)過程在擴(kuò)展器中進(jìn)行。【答案：（64）A】【試題7-38】 2012年11月真題65物聯(lián)網(wǎng)中使用的無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是（65)。A. 802.15.1藍(lán)牙個(gè)域網(wǎng) B. 802.11n無線局域網(wǎng)C. 802.15.3 ZigBee微微網(wǎng) D. 802.l6n無線城域網(wǎng)解析：無線傳感技術(shù)是ZigBee。【答案：（65) C]【試題7-39】 2012年11月真題66正在發(fā)展的第4代無線通信技術(shù)推出了多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，在下面的選項(xiàng)中不屬于4G標(biāo)準(zhǔn)的是（66)A. LTE B. WiMAXH C. WCDMA D. UMB解析：4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括LTE、LTE-Advanced、WiMax、Wireless MAN、UMB等。【答案：（66) C】【試題7-40】 2011年.5月真題66Wi-Fi聯(lián)盟制定的安全認(rèn)證方案WPA (Wi-Fi Protected Access)是 (66) 標(biāo)準(zhǔn)的子集。A. IEEE802.il B. IEEE 802.11aC. IEEE 802.11b D. IEEE 802.lli解析：IEEE 802.11i是IEEE 802.11協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，于2004年正式被IEEE通過，取代原來脆弱的WEP加密技術(shù)。IEEE 802.1 li為使用IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)提供加密技術(shù)和安全認(rèn)證功能，這 樣的網(wǎng)絡(luò)被描述為RSN (Robust Security Network,健壯安全的網(wǎng)絡(luò)）。【答案：（66) D】【試題7-41】2011年5月真題65在IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中使用了擴(kuò)頻通信技術(shù)，下面選項(xiàng)中有關(guān)擴(kuò)頻通信技術(shù)說法正確的是 （65)。A.擴(kuò)頻技術(shù)是一種帶寬很寬的紅外通信技術(shù)B.擴(kuò)頻技術(shù)就是用偽隨機(jī)序列對代表數(shù)據(jù)的模擬信號進(jìn)行調(diào)制C.擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的帶寬隨著數(shù)據(jù)速率的提高而不斷擴(kuò)大D.擴(kuò)頻技術(shù)就是擴(kuò)大了頻率許可證的使用范圍解析：擴(kuò)頻是指一種在物理層上通過某種機(jī)制拓寬信號帶寬，把原本是窄帶的數(shù)字信號變成寬帶的傳輸信號的信號調(diào)制技術(shù)。根據(jù)香農(nóng)公式C=Wlog2 (1+S/N)(其中，C信道容量，W頻帶寬度，S/N信噪比），在信道容量C一定的情況下，增加頻帶寬度可以在較低信噪比的情況下傳輸信息，還可以有效地降低噪聲功率 譜密度，從而提高抗干擾能力。FHSS和DSSS是最常見的擴(kuò)頻技術(shù)。FHSS系統(tǒng)的基本運(yùn)作過程如下：發(fā)送端首先把信息數(shù)據(jù)調(diào)制成基帶信號，然后進(jìn)入載波頻率調(diào)制階段；此時(shí)載波頻率受偽隨機(jī)碼發(fā)生器控制，在給定的某帶寬遠(yuǎn)大于基帶信號的頻帶內(nèi)隨機(jī)跳變，使基帶信號帶寬 擴(kuò)展到發(fā)射信號使用的帶寬；接下來，跳頻信號便由天線發(fā)送出去；接收端接收到跳頻信號后，首先從中提 取出同步信息，使本機(jī)偽隨機(jī)序列控制的頻率跳變與接收到的頻率跳變同步，這樣才能夠得到數(shù)據(jù)載波，將 載波解調(diào)（即擴(kuò)頻解調(diào)）后得到發(fā)射機(jī)發(fā)出的信息。DSSS的擴(kuò)頻方式是：首先用高速率的偽噪聲（PN)碼序列與信息碼序列作模二加（波形相乘）運(yùn)算，得到一個(gè)復(fù)合碼序列；然后用這個(gè)復(fù)合碼序列去控制載波的相位，從而獲得DSSS信號。通過這種方式可將原來較高功率而較窄頻的頻率變成具有較寬頻的低功率頻率，使系統(tǒng)具有較好的抗噪聲干擾能力。DSSS使用的 偽噪聲碼序列的速率不能低于原>臺(tái)數(shù)據(jù)信息序列的速率。【答案：（65) B】【試題7-42】 2011年5月真題64IEEE 802.11采用了CSMA/CA協(xié)議，下面關(guān)于這個(gè)協(xié)議的描述中錯(cuò)誤的是 （64)。A.各個(gè)發(fā)送站在兩次幀間隔（IFS)之間進(jìn)行競爭發(fā)送B.每一個(gè)發(fā)送站維持一個(gè)后退計(jì)數(shù)器并監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)上的通信C.各個(gè)發(fā)送站按業(yè)務(wù)的優(yōu)先級獲得不同的發(fā)送機(jī)會(huì)D.CSMA/CA協(xié)議適用于突發(fā)性業(yè)務(wù).解析：IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)定義了兩種操作模式，第一種模式是DCF (Distributed Coordination Function,分布式協(xié)調(diào)功能），該模式?jīng)]有中心控制設(shè)備，所有站點(diǎn)都在競爭信道；另一種模式是PCF (Point Coordination Function，點(diǎn)協(xié)調(diào)功能),該模式有基站，作為中心控制設(shè)備通過輪詢機(jī)制控制決定各個(gè)站點(diǎn)的傳輸順序。根據(jù)1EEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)，DCF是必需的而PCF是可選的。CSMA/CA協(xié)議應(yīng)用于DCF下，目的在于解決在允許競爭的情況下信道如何分配的問題。它支持的操作方式有兩種：第一種操作方式采用延時(shí)算法進(jìn)行訪問控制。當(dāng)一個(gè)要發(fā)送數(shù)據(jù)的站點(diǎn)檢測到信道空閑時(shí)，站 點(diǎn)需繼續(xù)監(jiān)聽與IFS (Interframe Space,幀間間隔)相等的一段時(shí)間，若