計算機網絡第4章局域網第4章局域網

4.1局域網概述*4.2傳統以太網

4.2.1以太網的工作原理

4.2.2傳統以太網的連接方法

4.2.3以太網的信道利用率*4.3以太網的

MAC

層

4.3.1MAC層的硬件地址

4.3.2兩種不同的MAC幀格式第4章局域網（續）*4.4擴展的局域網

4.4.1在物理層擴展局域網

4.4.2在數據鏈路層擴展局域網

4.5虛擬局域網

4.5.1虛擬局域網的概念

4.5.2虛擬局域網使用的以太網幀格式第4章局域網（續）*4.6高速以太網

4.6.1100BASE-T以太網

4.6.2吉比特以太網

4.6.310吉比特以太網

4.7其他種類的高速局域網

4.7.1100VG-AnyLAN局域網

4.7.2光纖分布式數據接口FDDI 4.7.3高性能并行接口HIPPI 4.7.4光纖通道

4.8無線局域網

*4.8.1無線局域網的組成

4.8.2802.11標準中的物理層

4.8.3802.11標準中的MAC層4.1局域網概述局域網最主要的特點是：網絡為一個單位所擁有，且地理范圍和站點數目均有限。局域網具有如下的一些主要優點：能方便地共享昂貴的外部設備、主機以及軟件、數據。從一個站點可訪問全網。便于系統的擴展和逐漸地演變，各設備的位置可靈活調整和改變。提高了系統的可靠性、可用性和殘存性。局域網的拓撲匹配電阻集線器干線耦合器總線網星形網樹形網環形網媒體共享技術靜態劃分信道頻分復用時分復用波分復用碼分復用

動態媒體接入控制（多點接入）隨機接入受控接入，如多點線路探詢(polling)，或輪詢。

4.2傳統以太網

4.2.1以太網的工作原理

1.兩個標準DIXEthernetV2是世界上第一個局域網產品（以太網）的規約。IEEE的802.3標準。DIXEthernetV2標準與IEEE的802.3標準只有很小的差別，因此可以將802.3局域網簡稱為“以太網”。嚴格說來，“以太網”應當是指符合DIXEthernetV2標準的局域網

數據鏈路層的兩個子層為了使數據鏈路層能更好地適應多種局域網標準，802委員會就將局域網的數據鏈路層拆成兩個子層：邏輯鏈路控制LLC(LogicalLinkControl)子層媒體接入控制MAC(MediumAccessControl)子層。與接入到傳輸媒體有關的內容都放在MAC子層，而LLC子層則與傳輸媒體無關，不管采用何種協議的局域網對LLC子層來說都是透明的局域網對LLC子層

是透明的局域網網絡層物理層站點1網絡層物理層邏輯鏈路控制LLCLLC媒體接入控制MACMAC數據鏈路層站點2LLC子層看不見下面的局域網以后一般不考慮LLC子層由于TCP/IP體系經常使用的局域網是DIXEthernetV2而不是802.3標準中的幾種局域網，因此現在802委員會制定的邏輯鏈路控制子層LLC（即802.2標準）的作用已經不大了。很多廠商生產的網卡上就僅裝有MAC協議而沒有LLC協議。2.網卡的作用網絡接口板又稱為通信適配器(adapter)或網絡接口卡

NIC(NetworkInterfaceCard)，或“網卡”。網卡的重要功能：進行串行/并行轉換。對數據進行緩存。在計算機的操作系統安裝設備驅動程序。實現以太網協議。

計算機通過網卡

和局域網進行通信CPU高速緩存存儲器I/O總線計算機至局域網網絡接口卡（網卡）串行通信并行通信最初的以太網是將許多計算機都連接到一根總線上。當初認為這樣的連接方法既簡單又可靠，因為總線上沒有有源器件。3.CSMA/CD協議B向

D發送數據CDAE匹配電阻（用來吸收總線上傳播的信號）匹配電阻不接受不接受不接受接受B只有D接受B發送的數據以太網的廣播方式發送總線上的每一個工作的計算機都能檢測到B發送的數據信號。由于只有計算機D的地址與數據幀首部寫入的地址一致，因此只有D才接收這個數據幀。其他所有的計算機（A,C和E）都檢測到不是發送給它們的數據幀，因此就丟棄這個數據幀而不能夠收下來。具有廣播特性的總線上實現了一對一的通信。為了通信的簡便

以太網采取了兩種重要的措施采用較為靈活的無連接的工作方式，即不必先建立連接就可以直接發送數據。以太網對發送的數據幀不進行編號，也不要求對方發回確認。這樣做的理由是局域網信道的質量很好，因信道質量產生差錯的概率是很小的。

以太網提供的服務以太網提供的服務是不可靠的交付，即盡最大努力的交付。當目的站收到有差錯的數據幀時就丟棄此幀，其他什么也不做。差錯的糾正由高層來決定。如果高層發現丟失了一些數據而進行重傳，但以太網并不知道這是一個重傳的幀，而是當作一個新的數據幀來發送。載波監聽多點接入/碰撞檢測CSMA/CDCSMA/CD表示CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection。“多點接入”表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上。“載波監聽”是指每一個站在發送數據之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發送數據，如果有，則暫時不要發送數據，以免發生碰撞。總線上并沒有什么“載波”。因此，“載波監聽”就是用電子技術檢測總線上有沒有其他計算機發送的數據信號。碰撞檢測“碰撞檢測”就是計算機邊發送數據邊檢測信道上的信號電壓大小。當幾個站同時在總線上發送數據時，總線上的信號電壓擺動值將會增大（互相疊加）。當一個站檢測到的信號電壓擺動值超過一定的門限值時，就認為總線上至少有兩個站同時在發送數據，表明產生了碰撞。所謂“碰撞”就是發生了沖突。因此“碰撞檢測”也稱為“沖突檢測”。檢測到碰撞后在發生碰撞時，總線上傳輸的信號產生了嚴重的失真，無法從中恢復出有用的信息來。每一個正在發送數據的站，一旦發現總線上出現了碰撞，就要立即停止發送，免得繼續浪費網絡資源，然后等待一段隨機時間后再次發送。電磁波在總線上的

有限傳播速率的影響當某個站監聽到總線是空閑時，也可能總線并非真正是空閑的。A向B發出的信息，要經過一定的時間后才能傳送到B。B若在A發送的信息到達B之前發送自己的幀(因為這時B的載波監聽檢測不到A所發送的信息)，則必然要在某個時間和A發送的幀發生碰撞。碰撞的結果是兩個幀都變得無用。1kmABt碰撞t=2

A檢測到發生碰撞t=

B發送數據B檢測到發生碰撞t=t=0單程端到端傳播時延記為

1kmABt碰撞t=

B檢測到信道空閑發送數據t=

/2發生碰撞t=2

A檢測到發生碰撞t=

B發送數據B檢測到發生碰撞t=ABABABt=0A檢測到信道空閑發送數據ABt=0t=B檢測到發生碰撞停止發送STOPt=2

A檢測到發生碰撞STOPAB單程端到端傳播時延記為

重要特性使用CSMA/CD協議的以太網不能進行全雙工通信而只能進行雙向交替通信（半雙工通信）。每個站在發送數據之后的一小段時間內，存在著遭遇碰撞的可能性。這種發送的不確定性使整個以太網的平均通信量遠小于以太網的最高數據率。4.爭用期最先發送數據幀的站，在發送數據幀后至多經過時間2（兩倍的端到端往返時延）就可知道發送的數據幀是否遭受了碰撞。以太網的端到端往返時延2稱為爭用期，或碰撞窗口。經過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才能肯定這次發送不會發生碰撞。二進制指數類型退避算法(truncatedbinaryexponentialtype)發生碰撞的站在停止發送數據后，要推遲（退避）一個隨機時間才能再發送數據。確定基本退避時間，一般是取為爭用期2。定義重傳次數k

，k10，即

k=Min[重傳次數,10]從整數集合[0,1,…,(2k

1)]中隨機地取出一個數，記為r。重傳所需的時延就是r倍的基本退避時間。當重傳達16次仍不能成功時即丟棄該幀，并向高層報告。

爭用期的長度以太網取51.2s為爭用期的長度。對于10Mb/s以太網，在爭用期內可發送512bit，即64字節。以太網在發送數據時，若前64字節沒有發生沖突，則后續的數據就不會發生沖突。最短有效幀長如果發生沖突，就一定是在發送的前64字節之內。由于一檢測到沖突就立即中止發送，這時已經發送出去的數據一定小于64字節。以太網規定了最短有效幀長為64字節，凡長度小于64字節的幀都是由于沖突而異常中止的無效幀。強化碰撞當發送數據的站一旦發現發生了碰撞時，除了立即停止發送數據外，還要再繼續發送若干比特的人為干擾信號(jammingsignal)，以便讓所有用戶都知道現在已經發生了碰撞。數據幀干擾信號TJ人為干擾信號ABTBtB發送數據A檢測到沖突開始沖突信道占用時間A發送數據B也能夠檢測到沖突，并立即停止發送數據幀，接著就發送干擾信號。這里為了簡單起見，只畫出A發送干擾信號的情況。CSMA/CD協議發送數據幀流程數據幀接收流程4.2.2傳統以太網的連接方法傳統以太網可使用的傳輸媒體有四種：銅纜（粗纜或細纜）銅線（雙絞線）光纜這樣，以太網就有四種不同的物理層。10BASE5粗纜10BASE2細纜10BASE-T雙絞線10BASE-F光纜以太網媒體接入控制MAC銅纜或銅線連接到以太網

的示意圖主機箱主機箱主機箱雙絞線集線器BNCT型接頭收發器電纜網卡插入式分接頭MAUMDI保護外層外導體屏蔽層內導體收發器DB-15連接器BNC連接器插口RJ-45插頭網卡的功能數據的封裝與解封發送時將上一層交下來的數據加上首部和尾部，成為以太網的幀。接收時將以太網的幀剝去首部和尾部，然后送交上一層。鏈路管理主要是CSMA/CD協議的實現。編碼與譯碼即曼徹斯特編碼與譯碼。星形網10BASE-T不用電纜而使用無屏蔽雙絞線。每個站需要用兩對雙絞線，分別用于發送和接收。在星形網的中心則增加了一種可靠性非常高的設備，叫做集線器(hub)。集線器使用了大規模集成電路芯片，因此這樣的硬件設備的可靠性已大大提高了。以太網在局域網中的統治地位10BASE-T的通信距離稍短，每個站到集線器的距離不超過100m。這種10Mb/s速率的無屏蔽雙絞線星形網的出現，既降低了成本，又提高了可靠性。10BASE-T雙絞線以太網的出現，是局域網發展史上的一個非常重要的里程碑，它為以太網在局域網中的統治地位奠定了牢固的基礎。集線器的一些特點集線器是使用電子器件來模擬實際電纜線的工作，因此整個系統仍然像一個傳統的以太網那樣運行。使用集線器的以太網在邏輯上仍是一個總線網，各工作站使用的還是CSMA/CD

協議，并共享邏輯上的總線。集線器很像一個多端口的轉發器，工作在物理層。具有三個端口的集線器集線器網卡工作站網卡工作站網卡工作站雙絞線4.2.3以太網的信道利用率我們假定：總線上共有N

個站，每個站發送幀的概率都是p。爭用期長度為2，即端到端傳播時延的兩倍。檢測到碰撞后不發送干擾信號。幀長為L

(bit)，數據發送速率為C(b/s)，因而幀的發送時間為L/C=T0(s)。

以太網的信道利用率一個幀從開始發送，經碰撞后再重傳數次，到發送成功且信道轉為空閑(即再經過時間使得信道上無信號在傳播)時為止，共需平均時間為Tav。發送成功爭用期爭用期爭用期2τ2τT0τt占用期爭用期的平均個數NR

發送一幀所需的平均時間Tav…2τ以太網的信道利用率（續）令A為某個站發送成功的概率，則

A=P[某個站發送成功]=Np(1–p)N–1

(4-1)顯然，某個站發送失敗的概率為1

A。因此，

P[爭用期為j個]=P[發送j次失敗但下一次成功]=(1–A)jA

(4-2)爭用期的平均個數等于幀重發的次數NR：(4-3)以太網的信道利用率（續）求出以太網的信道利用率（它又稱為歸一化吞吐量）為：這里參數a

是總線的單程傳播時延與幀的發送時延之比。

(4-4)(4-5)最大信道利用率若設法使A

為最大，則可獲得最大的信道利用率。將(4-4)式對p求極大值，得出當p=1/N時可使A等于其極大值Amax：當N→∞時，Amax=1/e0.368。

(4-6)

將(4-6)式中的Amax值代入(4-4)式，即得出信道利用率的最大值Smax。取A=Amax=e1

0.368時，(4-4)式可簡化為：若a→0，則信道利用率的最大值可達到100%。

信道利用率的最大值Smax

N→(4-7)a>1時的信道利用情況

（a=4）ABABt=T0ABABt=3T0t=4T0t=2T0ABt=5T0參數a=4使得信道利用率很低。考慮到T0

是幀長L與數據的發送速率C之比，于是參數a可寫為：(4-9)式的分子正是時延帶寬積，或以比特為單位的信道長度，而分母是以比特為單位的幀長。參數

a

可以很容易地和

時延帶寬積聯系起來(4-9)a=0.01時的信道利用情況參數a=0.01使得信道利用率很高。ABABt=t=0.5…ABt=100…ABt=100.54.3以太網的

MAC

層

4.3.1MAC

層的硬件地址

在局域網中，硬件地址又稱為物理地址，或MAC地址。802

標準所說的“地址”嚴格地講應當是每一個站的“名字”或標識符。但鑒于大家都早已習慣了將這種48bit的“名字”稱為“地址”，所以本書也采用這種習慣用法，盡管這種說法并不太嚴格。第1最高位最先發送最低位最高位最低位最后發送001101010111101100010010000000000000000000000001最低位最先發送最高位最低位最高位最后發送機構惟一標志符OUI擴展標志符高位在前低位在前十六進制表示的EUI-48地址：AC-DE-48-00-00-80二進制表示的EUI-48地址：第1字節第6字節I/G比特I/G比特字節順序第2第3第4第5第6第1字節順序第2第3第4第5第6101011001101111001001000000000000000000010000000802.5802.6802.3802.4網卡上的硬件地址路由器1A-24-F6-54-1B-0E00-00-A2-A4-2C-0220-60-8C-C7-75-2A08-00-20-47-1F-E420-60-8C-11-D2-F6路由器由于同時連接到兩個網絡上，因此它有兩塊網卡和兩個硬件地址。網卡檢查MAC地址網卡從網絡上每收到一個MAC幀就首先用硬件檢查MAC幀中的MAC地址.如果是發往本站的幀則收下，然后再進行其他的處理。否則就將此幀丟棄，不再進行其他的處理。“發往本站的幀”包括以下三種幀：單播(unicast)幀（一對一）廣播(broadcast)幀（一對全體）多播(multicast)幀（一對多）4.3.2兩種不同的MAC

幀格式常用的以太網MAC幀格式有兩種標準：DIXEthernetV2標準IEEE的802.3標準最常用的MAC幀是以太網V2的格式。MAC幀字節6624IP層物理層目的地址源地址長度/類型FCSMAC層1010101010101011前同步碼幀開始定界符7字節1字節…8字節插入數據MAC子層IP層LLC子層802.2LLC幀當長度/類型字段表示長度時802.3MAC幀以太網V2MAC幀這種802.3+802.2幀已經較少使用目的地址源地址類型數據FCS6624字節46~150043~1497111DSAPSSAP111

控制數據字節DSAPSSAP控制IP數據報IP數據報MAC幀物理層MAC層IP層以太網V2MAC幀目的地址源地址類型數據FCS6624字節46~1500IP數據報以太網V2的MAC幀格式目的地址字段6字節MAC幀物理層MAC層IP層以太網V2MAC幀目的地址源地址類型數據FCS6624字節46~1500IP數據報以太網V2的MAC幀格式源地址字段6字節MAC幀物理層MAC層IP層以太網V2MAC幀目的地址源地址類型數據FCS6624字節46~1500IP數據報以太網V2的MAC幀格式類型字段2字節類型字段用來標志上一層使用的是什么協議，以便把收到的MAC幀的數據上交給上一層的這個協議。MAC幀物理層MAC層IP層以太網V2MAC幀目的地址源地址類型數據FCS6624字節46~1500IP數據報以太網V2的MAC幀格式數據字段46~1500

字節數據字段的正式名稱是MAC

客戶數據字段最小長度64字節

18字節的首部和尾部=數據字段的最小長度

MAC幀物理層MAC層IP層以太網V2MAC幀目的地址源地址類型數據FCS6624字節46~1500IP數據報以太網V2的MAC幀格式FCS字段4

字節當傳輸媒體的誤碼率為1108

時，MAC子層可使未檢測到的差錯小于11014。當數據字段的長度小于46字節時，應在數據字段的后面加入整數字節的填充字段，以保證以太網的MAC幀長不小于64字節。MAC幀物理層MAC層IP層以太網V2MAC幀目的地址源地址類型數據FCS6624字節46~1500IP數據報以太網V2的MAC幀格式1010101010101011前同步碼幀開始定界符7字節1字節…8字節插入在幀的前面插入的8字節中的第一個字段共7個字節，是前同步碼，用來迅速實現MAC幀的比特同步。第二個字段是幀開始定界符，表示后面的信息就是MAC幀。為了達到比特同步，在傳輸媒體上實際傳送的要比MAC幀還多8個字節幀的長度不是整數個字節；用收到的幀檢驗序列FCS查出有差錯；數據字段的長度不在46~1500字節之間。有效的MAC幀長度為64~1518字節之間。對于檢查出的無效MAC幀就簡單地丟棄。以太網不負責重傳丟棄的幀。無效的MAC幀幀間最小間隔為9.6s，相當于96bit的發送時間。一個站在檢測到總線開始空閑后，還要等待9.6s才能再次發送數據。這樣做是為了使剛剛收到數據幀的站的接收緩存來得及清理，做好接收下一幀的準備。幀間最小間隔用多個集線器可連成更大的局域網4.4擴展的局域網

4.4.1在物理層擴展局域網

一系二系三系集線器集線器集線器集線器主干集線器優點使原來屬于不同碰撞域的局域網上的計算機能夠進行跨碰撞域的通信。擴大了局域網覆蓋的地理范圍。缺點碰撞域增大了，但總的吞吐量并未提高。如果不同的碰撞域使用不同的數據率，那么就不能用集線器將它們互連起來。

用集線器擴展局域網在數據鏈路層擴展局域網是使用網橋。網橋工作在數據鏈路層，它根據MAC幀的目的地址對收到的幀進行轉發。網橋具有過濾幀的功能。當網橋收到一個幀時，并不是向所有的端口轉發此幀，而是先檢查此幀的目的MAC地址，然后再確定將該幀轉發到哪一個端口4.4.2在數據鏈路層擴展局域網1.網橋的內部結構站表端口管理軟件網橋協議實體端口1端口2緩存①②③網段B網段A1112①③⑤2②④⑥2站地址端口網橋網橋④⑤⑥過濾通信量。擴大了物理范圍。提高了可靠性。可互連不同物理層、不同MAC子層和不同速率（如10Mb/s和100Mb/s以太網）的局域網。使用網橋帶來的好處存儲轉發增加了時延。在MAC子層并沒有流量控制功能。具有不同MAC子層的網段橋接在一起時時延更大。網橋只適合于用戶數不太多(不超過幾百個)和通信量不太大的局域網，否則有時還會因傳播過多的廣播信息而產生網絡擁塞。這就是所謂的廣播風暴。使用網橋帶來的缺點用戶層IPMAC站1用戶層IPMAC站2物理層網橋1網橋2AB①②③④⑤⑥⑦⑧⑨用戶數據IP-HMAC-HMAC-TDL-HDL-T①⑨②⑧③④⑥⑦⑤物理層DLRMAC物理層物理層DLRMAC物理層物理層LANLAN兩個網橋之間還可使用一段點到點鏈路網橋和集線器（或轉發器）不同共享以太網

一個沖突域內在一個特定時刻只能有一個站點發送數據幀，其它站點只能接收數據幀每個站點的帶寬：10/nMb/s，隨著n的增大，加上沖突的發生，每個站點的帶寬將明顯減少網橋阻止一個局域網的報文傳輸到另外一個局域網中去，讓LAN1與LAN2兩個局域網同時進行數據傳輸，從而縮小了沖突域，增加了網絡的帶寬沖突域1沖突域2網橋和集線器（或轉發器）不同集線器在轉發幀時，不對傳輸媒體進行檢測。網橋在轉發幀之前必須執行CSMA/CD算法。若在發送過程中出現碰撞，就必須停止發送和進行退避。在這一點上網橋的接口很像一個網卡。但網橋卻沒有網卡。

由于網橋沒有網卡，因此網橋并不改變它轉發的幀的源地址。網橋和集線器（或轉發器）不同目前使用得最多的網橋是透明網橋(transparentbridge)。“透明”是指局域網上的站點并不知道所發送的幀將經過哪幾個網橋，因為網橋對各站來說是看不見的。透明網橋是一種即插即用設備，其標準是IEEE802.1D。2.透明網橋(1)從端口x收到無差錯的幀（如有差錯即丟棄），在轉發表中查找目的站MAC地址。(2)如有，則查找出到此MAC地址應當走的端口d，然后進行(3)，否則轉到(5)。(3)如到這個MAC地址去的端口d=x，則丟棄此幀（因為這表示不需要經過網橋進行轉發）。否則從端口d轉發此幀。(4)轉到(6)。(5)向網橋除x以外的所有端口轉發此幀（這樣做可保證找到目的站）。(6)如源站不在轉發表中，則將源站MAC地址加入到轉發表，登記該幀進入網橋的端口號，設置計時器。然后轉到(8)。如源站在轉發表中，則執行(7)。(7)更新計時器。(8)等待新的數據幀。轉到(1)。網橋應當按照以下算法

處理收到的幀和建立轉發表站地址：登記收到的幀的源MAC地址。端口：登記收到的幀進入該網橋的端口號。時間：登記收到的幀進入該網橋的時間。轉發表中的MAC地址是根據源MAC地址寫入的，但在進行轉發時是將此MAC地址當作目的地址。如果網橋現在能夠從端口x收到從源地址A發來的幀，那么以后就可以從端口x將幀轉發到目的地址A。

網橋在轉發表中

登記以下三個信息透明網橋使用了支撐樹算法假設：站點A發送數據給站點C

站點C將分別通過網橋X和Y接收到兩個重復的數據幀存在網絡回路,有以下影響:第一種情況：產生重復數據幀假設：站點A發送數據給站點C，但網橋X和Y的站緩沖區內均沒有C的記錄

A發送給C的幀將在LAN1和LAN2之間產生兩個不同方向的循環，C將接收到大量重復的幀，直到C向外發送數據幀存在網絡回路,有以下影響:第二種情況：產生循環重復數據幀透明網橋使用了支撐樹算法假設：站點A向外發送一個廣播幀廣播幀將在LAN1和LAN2之間產生兩個不同方向的循環可以引起網絡癱瘓，甚至影響計算機的正常運行存在網絡回路,有以下影響:第三種情況：產生廣播風暴透明網橋使用了支撐樹算法支撐樹協議（Spanning-TreeProtocol，IEEE802.1d）在存在冗余鏈路的情況下，在網絡中標識出一條無環鏈路，作為工作鏈路，并臨時關閉非工作鏈路中的網橋端口當網絡中任何一條鏈路的狀態發生變化時，網橋將根據生成樹協議重新計算是否因為鏈路狀態的改變而出現新的回路如果工作鏈路出現了故障導致幀不能通過，生成樹協議將重新計算出一條新的無環鏈路，并打開臨時關閉的網橋端口支撐樹協議每隔幾秒鐘每一個網橋要廣播其標識號(由生產網橋的廠家設定的一個惟一的序號)和它所知道的其他所有在網上的網橋。支撐樹算法選擇一個網橋作為支撐樹的根(例如，選擇一個最小序號的網橋)，然后以最短路徑為依據，找到樹上的每一個結點。當互連局域網的數目非常大時，支撐樹的算法很花費時間。這時可將大的互連網劃分為多個較小的互連網，然后得出多個支撐樹。支撐樹的得出快速支撐樹協議（RapidSpanning-TreeProtocol，IEEE802.1w）RSTP完全向下兼容802.1dSTP協議，除了和傳統的STP協議一樣具有避免回路、提供冗余鏈路的功能外，最主要的特點就是“快”如果一個局域網內的網橋都支持RSTP協議且管理員配置得當，一旦網絡拓撲改變而要重新生成拓撲樹只需要不超過1秒的時間（傳統的STP需要大約50秒）支撐樹協議透明網橋容易安裝，但網絡資源的利用不充分。源路由(sourceroute)網橋在發送幀時將詳細的路由信息放在幀的首部中。源站以廣播方式向欲通信的目的站發送一個發現幀，每個發現幀都記錄所經過的路由。發現幀到達目的站時就沿各自的路由返回源站。源站在得知這些路由后，從所有可能的路由中選擇出一個最佳路由。凡從該源站向該目的站發送的幀的首部，都必須攜帶源站所確定的這一路由信息。3.源路由網橋1990年問世的交換式集線器(switchinghub)，可明顯地提高局域網的性能。交換式集線器常稱為以太網交換機(switch)或第二層交換機（表明此交換機工作在數據鏈路層）。以太網交換機通常都有十幾個端口。因此，以太網交換機實質上就是一個多端口的網橋，可見交換機工作在數據鏈路層。4.多端口網橋——以太網交換機以太網交換機原理以太網交換機原理交換方式直通交換(Cut-Through)測到目的地址字段，立即轉發存儲轉發交換(StoreandForward)完整地接收整個數據，對數據進行差錯檢測以太網交換機原理交換方式存儲轉發交換方式與直通交換方式的比較存儲轉發交換方式直通交換方式轉發時機等完整接收一個幀后再轉發接收到目的地址后即進行轉發轉發延遲時間較長，且隨幀長度不同而變化較短，且基本固定不變可靠性較高，不會轉發錯誤幀和無用幀較低，存在轉發錯誤幀，浪費帶寬的情況適用網絡差錯率高、通信量大的網絡差錯率低的網絡以太網交換機原理交換機結構總線型結構交換機。

基于并行總線結構的交換機采用一種由介質組成的單板背板。各端口之間的數據流必須經過這條總線進行傳輸，數據利用時分復用（TDM）方式進行傳輸，每個端口分配一個時隙。總線結構交換機總線帶寬受背板總線傳輸最高速率的限制，使總線帶寬一般限制在2Gbit/s左右。以太網交換機原理交換機結構共享存儲器結構交換機。

共享存儲器結構，各端口的輸入、輸出MAC幀直接從存儲存入或取出。因而這類交換機完全不需要背板，比較容易實現。但在容量擴展到一定程度時，內存操作會產生時延，因此適合于小系統交換機。以太網交換機原理交換機結構矩陣結構交換機。

采用全矩陣方式，即每個端口模塊都通過連接總線直接與其他端口模塊相連，形成全網狀背板。由于每個端口模塊間均有連線，故不必設置中央交換陣列。背板總線容量等于端口模塊間連接總線數犤N×（N－1）犦乘以點對點連接總線速率（1Gbit/s左右）。點對點結構交換機容量可以做得很大，但擴容困難。以太網交換機原理交換機結構比較

矩陣結構交換機造價高，擴容困難，不適合于大端口量的交換機。共享存儲器交換機結構簡單，在采用優化和分布處理技術后，也能達到很好的性能，因此廣泛地應用在企業級的局域網中。以太網交換機的每個端口都直接與主機相連，并且一般都工作在全雙工方式。交換機能同時連通許多對的端口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣，進行無碰撞地傳輸數據。以太網交換機由于使用了專用的交換結構芯片，其交換速率就較高。以太網交換機的特點對于普通10Mb/s的共享式以太網，若共有N個用戶，則每個用戶占有的平均帶寬只有總帶寬(10Mb/s)的N分之一。使用以太網交換機時，雖然在每個端口到主機的帶寬還是10Mb/s，但由于一個用戶在通信時是獨占而不是和其他網絡用戶共享傳輸媒體的帶寬，因此對于擁有N對端口的交換機的總容量為N10Mb/s。這正是交換機的最大優點。獨占傳輸媒體的帶寬交換機的主要技術指標背板帶寬——交換機背板總線或交換矩陣的總吞吐能力（GB）包轉發率——以數據包為單位表示的交換能力（Mpps，百萬包/每秒，一般幾十到幾百)。各廠商公布的都是以64字節定長包在設備上傳輸為測試標準。端口類型——以太網/令牌環/FDDI/ATM等端口速率——10/100/1000/10000Mbps端口密度——所有模塊插槽均插滿時的最大端口數堆疊能力——堆疊的帶寬和臺數VLAN數量——現在大多支持1000個以上的VLANMAC地址數量——交換機的地址存儲表中最多可存儲的MAC地址數，通常幾千到幾萬，越多則數據轉發速度越高線速三層交換——具有和二層交換相同的交換速率用以太網交換機擴展局域網集線器集線器集線器一系三系二系10BASE-T至因特網100Mb/s100Mb/s100Mb/s萬維網服務器電子郵件服務器以太網交換機路由器廣播風暴:大量廣播幀導致局域網性能下降.如ARP通過廣播從IP地址中解析MAC地址）產生大量目標地址為廣播地址的無用網絡流量.解決方案:劃分VLAN4.5虛擬局域網

4.5.1虛擬局域網的概念虛擬局域網VLAN是由一些局域網網段構成的與物理位置無關的邏輯組。這些網段具有某些共同的需求。每一個VLAN的幀都有一個明確的標識符，指明發送這個幀的工作站是屬于哪一個VLAN。虛擬局域網其實只是局域網給用戶提供的一種服務，而并不是一種新型局域網。4.5虛擬局域網

4.5.1虛擬局域網的概念以太網交換機A4B1以太網交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網交換機以太網交換機三個虛擬局域網VLAN1,VLAN2和VLAN3

的構成以太網交換機A4B1以太網交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網交換機以太網交換機三個虛擬局域網VLAN1,VLAN2和VLAN3

的構成當B1

向VLAN2

工作組內成員發送數據時，工作站B2和B3將會收到廣播的信息。以太網交換機A4B1以太網交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網交換機以太網交換機三個虛擬局域網VLAN1,VLAN2和VLAN3

的構成B1發送數據時，工作站A1,A2和C1都不會收到B1發出的廣播信息。以太網交換機A4B1以太網交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網交換機以太網交換機三個虛擬局域網VLAN1,VLAN2和VLAN3

的構成虛擬局域網限制了接收廣播信息的工作站數，使得網絡不會因傳播過多的廣播信息(即“廣播風暴”)而引起性能惡化。虛擬局域網協議允許在以太網的幀格式中插入一個4字節的標識符，稱為VLAN標記(tag)，用來指明發送該幀的工作站屬于哪一個虛擬局域網。4.5.2虛擬局域網使用的

以太網幀格式802.3MAC幀字節66246~15004MAC幀目地地址源地址長度/類型數據FCS長度/類型=802.1Q標記類型標記控制信息

1000000100000000VID2字節2字節插入4字節的VLAN標記4用戶優先級CFIVLAN的劃分方式基于端口（port-based）的VLAN特點：VLAN成員是通過交換機的端口組進行劃分（如將某交換機的第1、3、5和7號端口劃分為VLANA，而將其第2、4和6號端口劃分為VLANB），包括支持跨交換機的VLAN（如將交換機X的第1和2號端口及交換機Y的第3、4、6號端口劃分為VLANA，而將交換機X的3、4、5、6、7和8號端口及交換機Y的第1、2、5號端口劃分為VLANB）。這種基于端口的方案仍是當前最常用的定義VLAN成員的方法優點：所有的廠商都支持，而且設置相當方便基于管理員（由管理員人工設置）安全性很好（只有網絡管理員能修改設置）缺點：·每個端口只能支持一個VLAN，不能支持多個VLAN使用同一個物理網段（即交換機端口）的要求。不支持按業務分組。VLAN的劃分方式VLAN的劃分方式VLAN的劃分方式基于MAC地址（MAC-based）的VLAN特點：根據MAC地址劃分VLAN。優點：工作站移動到網絡的其他物理位置時其VLAN成員的身份不變（特別適用于各種便攜式電腦）。——“基于用戶”可實現按業務分組可以形成“交迭的”VLAN——即一個站點可以同時屬于多個VLAN。便于實現若干個業務群間的跨接通信（如銷售主管和經理們需要同時在銷售和市場兩個VLAN中）。缺點：

VLAN設置相當麻煩基于協議（protocol-based）的VLAN特點：根據協議來劃分VLAN，如將所有基于MAC地址的用戶劃分到一個VLAN中，其他的可以通過IP地址或IPX等協議進行劃分。優點：用戶可以同時處于多個VLAN中。“基于管理員”——如果他所管理一個大型網絡運行有不同的協議，而不同的用戶組則已經是不同通信類型的成員了。這種情況下，它可以用來分隔不同的通信類型。缺點：其他站點可以隨意加入某個VLAN，只要配備相應的協議。VLAN的劃分方式基于IP（IP-based）的VLAN特點：使用網絡（如IP子網）地址確定VLAN成員資格。優點：可實現通過協議劃分VLAN用戶可以物理移動其工作站而不必重新設置每個工作站的網絡地址（適用于純TCP/IP網絡）可以不需要使用幀標識（tagging）在交換機間的VLAN進行通信，降低了傳輸開銷。網絡管理員可以在VLAN管理軟件中通過簡單的拖放式操作規定哪個子網在哪個VLAN中，并將所有的用戶與其子網一起分配。新用戶加入可以由VLAN自動調整（因為交換機會發現它們位于哪個子網）缺點：需要解決IP地址盜用問題VLAN的劃分方式基于策略（policy-based）的VLAN所謂“策略實際上就是各種可能行為的控制準則。它們按if-then結構工作，可以對網絡中的不同對象（用戶、管理員、應用軟件及硬件的下部構造）的行為進行禁止、許可或強制。基于策略是最強大的VLAN方案。它使網絡管理員可以使用任何VLAN策略的組合來建立適合自己需要的VLAN。一旦一個策略被下載到一臺交換機中，它在整個網絡中就得到全面應用，有關設備就將被加入到各VLAN中。基于策略的VLAN可以使用各種劃分方法，包括上述所列的各種VLAN類型：MAC源地址，IP地址，及協議字段。也可以將不同的策略結合起來，形成一個策略，以滿足網絡管理員的特殊要求。但使用這種VLAN技術的設備和控制軟件相當復雜，目前只有極少網絡使用。VLAN的劃分方式虛擬局域網的標準IEEE802.3ac標準

定義了以太網的幀格式的擴展,以便支持虛擬局域網.IEEE802.10標準

安全性方面的標準，定義了一個單獨的協議數據單元，插在MAC的幀頭和數據區域之間，可用作VLAN的標識域IEEE802.1Q標準VLAN互操作性的標準規定VLAN中MAC幀的格式，制定了諸如幀發送及校驗、回路檢測、對QoS參數的支持以及對網管系統的支持等三層交換機劃分虛擬子網后存在的問題:VLAN之間的通信問題.解決方法探討:

采用路由器實現:IP包途經每個路由器時，需經過排隊、協議處理、尋址選路等軟件處理環節，造成延時加大。使路由器在網絡中成為瓶頸.

可采用三層交換技術三層交換機核心思路一次路由，隨后交換。基本過程

假設兩個使用IP協議的站點通過第三層交換機進行通信的過程，發送站點A在開始發送時，已知目的站的IP地址，但尚不知道在局域網上發送所需要的MAC地址。要采用地址解析(ARP)來確定目的站的MAC地址。發送站把自己的IP地址與目的站的IP地址比較，采用其軟件中配置的子網掩碼提取出網絡地址來確定目的站是否與自己在同一子網內。若目的站B與發送站A在同一子網內，A廣播一個ARP請求，B返回其MAC地址，A得到目的站點B的MAC地址后將這一地址緩存起來，并用此MAC地址封包轉發數據，第二層交換模塊查找MAC地址表確定將數據包發向目的端口。若兩個站點不在同一子網內，如發送站A要與目的站C通信，發送站A要向"缺省網關"發出ARP(地址解析)封包，而"缺省網關"的IP地址已經在系統軟件中設置。這個IP地址實際上對應第三層交換機的第三層交換模塊。所以當發送站A對"缺省網關"的IP地址廣播出一個ARP請求時，若第三層交換模塊在以往的通信過程中已得到目的站B的MAC地址，則向發送站A回復B的MAC地址；否則第三層交換模塊根據路由信息向目的站廣播一個ARP請求，目的站C得到此ARP請求后向第三層交換模塊回復其MAC地址，第三層交換模塊保存此地址并回復給發送站A。以后，當再進行A與C之間數據包轉發時，將用最終的目的站點的MAC地址封包，數據轉發過程全部交給第二層交換處理，信息得以高速交換。4.6高速以太網

4.6.1100BASE-T以太網速率達到或超過100Mb/s的以太網稱為高速以太網。在雙絞線上傳送100Mb/s基帶信號的星型拓撲以太網，仍使用IEEE802.3的CSMA/CD協議。100BASE-T以太網又稱為快速以太網(FastEthernet)。100BASE-T以太網的特點可在全雙工方式下工作而無沖突發生。因此，不使用CSMA/CD協議。MAC幀格式仍然是802.3標準規定的。保持最短幀長不變，但將一個網段的最大電纜長度減小到100m。幀間時間間隔從原來的9.6s改為現在的0.96s。三種不同的物理層標準100BASE-TX使用2對UTP5類線或屏蔽雙絞線STP。

100BASE-FX使用2對光纖。

100BASE-T4使用4對UTP3類線或5類線。

4.6.2吉比特以太網允許在1Gb/s下全雙工和半雙工兩種方式工作。使用802.3協議規定的幀格式。在半雙工方式下使用CSMA/CD協議（全雙工方式不需要使用CSMA/CD協議）。與10BASE-T和100BASE-T技術向后兼容。吉比特以太網的物理層1000BASE-X基于光纖通道的物理層：1000BASE-SXSX表示短波長1000BASE-LXLX表示長波長1000BASE-CXCX表示銅線1000BASE-T使用4對5類線UTP

載波延伸(carrierextension)吉比特以太網在工作在半雙工方式時，就必須進行碰撞檢測。由于數據率提高了，因此只有減小最大電纜長度或增大幀的最小長度，才能使參數a保持為較小的數值。吉比特以太網仍然保持一個網段的最大長度為100m，但采用了“載波延伸”的辦法，使最短幀長仍為64字節（這樣可以保持兼容性），同時將爭用時間增大為512字節。在短MAC幀后面加上載波延伸凡發送的MAC幀長不足512字節時，就用一些特殊字符填充在幀的后面，使MAC幀的發送長度增大到512字節，但這對有效載荷并無影響。接收端在收到以太網的MAC幀后，要將所填充的特殊字符刪除后才向高層交付。目地地址源地址數據長度數據FCSMAC幀的最小值=64字節載波延伸前同步碼加上載波延伸使MAC幀長度=爭用期長度512字節在以太網上實際傳輸的幀長分組突發當很多短幀要發送時，第一個短幀要采用上面所說的載波延伸的方法進行填充。隨后的一些短幀則可一個接一個地發送，只需留有必要的幀間最小間隔即可。這樣就形成可一串分組的突發，直到達到1500字節或稍多一些為止。發送的數據分組#1RRRRRRRR

分組#2

RRRR

分組#3RRR

分組#4爭用期512字節將突發計時器設定為1500字節載波延伸載波監聽全雙工方式當吉比特以太網工作在全雙工方式時（即通信雙方可同時進行發送和接收數據），不使用載波延伸和分組突發。吉比特以太網的配置舉例1Gb/s鏈路吉比特交換集線器百兆比特或吉比特集線器100Mb/s鏈路中央服務器4.6.310

吉比特以太網10吉比特以太網與10Mb/s，100Mb/s和1Gb/s以太網的幀格式完全相同。10吉比特以太網還保留了802.3標準規定的以太網最小和最大幀長，便于升級。10吉比特以太網不再使用銅線而只使用光纖作為傳輸媒體。10吉比特以太網只工作在全雙工方式，因此沒有爭用問題，也不使用CSMA/CD協議。

吉比特以太網的物理層局域網物理層LANPHY。局域網物理層的數據率是10.000Gb/s。可選的廣域網物理層WANPHY。廣域網物理層具有另一種數據率，這是為了和所謂的“Gb/s”的SONET/SDH（即OC-192/STM-64）相連接。為了使10吉比特以太網的幀能夠插入到OC-192/STM-64幀的有效載荷中，就要使用可選的廣域網物理層，其數據率為9.95328Gb/s。

端到端的以太網傳輸10吉比特以太網的出現，以太網的工作范圍已經從局域網（校園網、企業網）擴大到城域網和廣域網，從而實現了端到端的以太網傳輸。這種工作方式的好處是：成熟的技術互操作性很好在廣域網中使用以太網時價格便宜。統一的幀格式簡化了操作和管理。

以太網從10Mb/s到

10Gb/s的演進以太網從10Mb/s到10Gb/s的演進證明了以太網是：可擴展的（從10Mb/s到10Gb/s）。靈活的（多種傳輸媒體、全/半雙工、共享/交換）。易于安裝。穩健性好。4.7其他種類的高速局域網4.7.1100VG-AnyLAN局域網使用集線器的100Mb/s高速局域網

4.7.2光纖分布式數據接口FDDI(FiberDistributedDataInterface)使用光纖作為傳輸媒體的令牌環形網

4.7.3高性能并行接口HIPPI(HIgh-PerformanceParallelInterface)主要用于超級計算機與一些外圍設備（如海量存儲器、圖形工作站等）的高速接口4.7.4光纖通道(FibreChannel)4.8無線局域網

4.8.1無線局域網的組成有固定基礎設施的無線局域網基本服務集

BSS擴展的服務集ESS基本服務集

BSSAB漫游接入點AP接入點AP分配系統DS門橋門橋802.x局域網因特網有固定基礎設施的無線局域網基本服務集BSS擴展的服務集ESS基本服務集BSSAB接入點AP接入點AP分配系統DS門橋門橋802.x局域網因特網一個基本服務集BSS包括一個基站和若干個移動站，所有的站在本BSS以內都可以直接通信，但在和本BSS以外的站通信時都要通過本BSS的基站。有固定基礎設施的無線局域網基本服務集BSS擴展的服務集ESS基本服務集BSSAB接入點AP接入點AP分配系統DS門橋門橋802.x局域網因特網基本服務集中的基站叫做接入點AP(AccessPoint)其作用和網橋相似。擴展的服務集ESS基本服務集BSS基本服務集BSSAB接入點AP接入點AP分配系統DS門橋門橋802.x局域網因特網一個基本服務集可以是孤立的，也可通過接入點AP連接到一個主干分配系統

DS(DistributionSystem)，然后再接入到另一個基本服務集，構成擴展的服務集ESS(ExtendedServiceSet)。擴展的服務集ESS基本服務集BSS基本服務集BSSAB接入點AP接入點AP分配系統DS門橋門橋802.x局域網因特網ESS還可通過叫做門橋(portal)為無線用戶提供到非802.11無線局域網（例如，到有線連接的因特網）的接入。門橋的作用就相當于一個網橋。擴展的服務集ESS基本服務集BSS基本服務集BSSAB接入點AP接入點AP分配系統DS門橋門橋802.x局域網因特網移動站A從某一個基本服務集漫游到另一個基本服務集，而仍然可保持與另一個移動站B進行通信。無固定基礎設施的無線局域網

自組網絡(adhocnetwork)

自組網絡AEDCBF源結點目的結點轉發結點轉發結點轉發結點自組網絡沒有上述基本服務集中的接入點AP而是由一些處于平等狀態的移動站之間相互通信組成的臨時網絡。移動自組網絡的應用前景在軍事領域中，攜帶了移動站的戰士可利用臨時建立的移動自組網絡進行通信。這種組網方式也能夠應用到作戰的地面車輛群和坦克群，以及海上的艦艇群、空中的機群。當出現自然災害時，在搶險救災時利用移動自組網絡進行及時的通信往往很有效的，移動自組網絡

和移動IP并不相同移動IP技術使漫游的主機可以用多種方式連接到因特網。移動IP的核心網絡功能仍然是基于在固定互聯網中一直在使用的各種路由選擇協議。移動自組網絡是將移動性擴展到無線領域中的自治系統，它具有自己特定的路由選擇協議，并且可以不和因特網相連。4.8.2802.11標準中的物理層1997年IEEE制訂出無線局域網的協議標準的第一部分，802.11。在1999年又制訂了剩下的兩部分，802.11a和802.11b。802.11的物理層有以下三種實現方法：跳頻擴頻FHSS直接序列擴頻DSSS紅外線

IR

802.11標準中的物理層（續）802.11a的物理層工作在5GHz頻帶，采用正交頻分復用OFDM，它也叫做多載波調制技術（載波數可多達52個）。可以使用的數據率為6,9,12,18,24,36,48和56Mb/s。802.11b的物理層使用工作在2.4GHz的直接序列擴頻技術，數據率為5.5或11Mb/s。4.8.3802.11標準中的MAC層

1.CSMA/CA協議

無線局域網卻不能簡單地搬用CSMA/CD協議。這里主要有兩個原因。CSMA/CD協議要求一個站點在發送本站數據的同時還必須不間斷地檢測信道，但在無線局域網的設備中要實現這種功能就花費過大。即使我們能夠實現碰撞檢測的功能，并且當我們在發送數據時檢測到信道是空閑的，在接收端仍然有可能發生碰撞。A的作用范圍無線局域網的特殊問題C的作用范圍ABCD當A和C檢測不到無線信號時，都以為B是空閑的，因而都向B發送數據，結果發生碰撞。這種未能檢測出媒體上已存在的信號的問題叫做隱蔽站問題(hiddenstationproblem)B的作用范圍無線局域網的特殊問題C的作用范圍ADCB？B向A發送數據，而C又想和D通信。C檢測到媒體上有信號，于是就不敢向D發送數據。其實B向A發送數據并不影響C向D發送數據這就是暴露站問題(exposedstationproblem)CSMA/CA協議無線局域網不能使用CSMA/CD，而只能使用改進的CSMA協議。改進的辦法是將CSMA增加一個碰撞避免(CollisionAvoidance)功能。802.11就使用CSMA/CA協議。而在使用CSMA/CA的同時還增加使用確認機制。下面先介紹802.11的MAC層。

802.11的MAC層MAC層無爭用服務爭用服務分布協調功能DCF(DistributedCoordinationFunction)(CSMA/CA)點協調功能PCF(PointCoordinationFunction)物理層2.4GHzFHSS1Mb/s2Mb/s2.4GHzDSSS1Mb/s2Mb/sIR1Mb/s2Mb/s5GHzOFDM6,9,12,18,24,36,48,54Mb/s2.4GHzDSSS5.5Mb/s11Mb/s802.11b802.11aIEEE802.11MAC層通過協調功能來確定在基本服務集BSS中的移動站在什么時間能發送數據或接收數據。802.11

的

MAC

層在物理層之上包括兩個子層MAC層無爭用服務爭用服務分布協調功能DCF(DistributedCoordinationFunction)(CSMA/CA)點協調功能PCF(PointCoordinationFunction)物理層2.4GHzFHSS1Mb/s2Mb/s2.4GHzDSSS1Mb/s2Mb/sIR1Mb/s2Mb/s5GHzOFDM6,9,12,18,24,36,48,54Mb/s2.4GHzDSSS5.5Mb/s11Mb/s802.11b802.11aIEEE802.11DCF子層在每一個結點使用CSMA機制的分布式接入算法，讓各個站通過爭用信道來獲取發送權。因此

DCF

向上提供爭用服務。MAC層無爭用服務爭用服務分布協調功能DCF(DistributedCoordinationFunction)(CSMA/CA)點協調功能PCF(PointCoordinationFunction)物理層2.4GHzFHSS1Mb/s2Mb/s2.4GHzDSSS1Mb/s2Mb/sIR1Mb/s2Mb/s5GHzOFDM6,9,12,18,24,36,48,54Mb/s2.4GHzDSSS5.5Mb/s11Mb/s802.11b802.11aIEEE802.11PCF

子層使用集中控制的接入算法將發送數據權

輪流交給各個站從而避免了碰撞的產生MAC層無爭用服務爭用服務分布協調功能DCF(DistributedCoordinationFunction)(CSMA/CA)點協調功能PCF(PointCoordinationFunction)物理層2.4GHzFHSS1Mb/s2Mb/s2.4GHzDSSS1Mb/s2Mb/sIR1Mb/s2Mb/s5GHzOFDM6,9,12,18,24,36,48,54Mb/s2.4GHzDSSS5.5Mb/s11Mb/s802.11b802.11aIEEE802.11幀間間隔IFS所有的站在完成發送后，必須再等待一段很短的時間（繼續監聽）才能發送下一幀。這段時間的通稱是幀間間隔

IFS(InterFrameSpace)。幀間間隔長度取決于該站欲發送的幀的類型。高優先級幀需要等待的時間