計算機網(wǎng)絡局域網(wǎng)和城域網(wǎng)分析PPT學習教案

1、會計學1 計算機網(wǎng)絡局域網(wǎng)和城域網(wǎng)分析計算機網(wǎng)絡局域網(wǎng)和城域網(wǎng)分析 2 局域網(wǎng)特點：局域網(wǎng)特點： P67 私有服務、網(wǎng)絡所覆蓋的地理范圍較小、結構簡私有服務、網(wǎng)絡所覆蓋的地理范圍較小、結構簡 單單 數(shù)據(jù)的傳輸速率比較高數(shù)據(jù)的傳輸速率比較高 布線容易、成本低布線容易、成本低 局域網(wǎng)有較低的時延和較低的誤碼率局域網(wǎng)有較低的時延和較低的誤碼率 媒體適應性強媒體適應性強 局域網(wǎng)絡的經(jīng)營權和管理權屬于某個單位所有局域網(wǎng)絡的經(jīng)營權和管理權屬于某個單位所有 結構簡單，易于實現(xiàn)，便于安裝、維護和擴充，結構簡單，易于實現(xiàn)，便于安裝、維護和擴充， 局域網(wǎng)一般采用廣播技術而非交換技術。局域網(wǎng)一般采用廣播技術而非交換

2、技術。 第1頁/共87頁 3 和殘存性。 第2頁/共87頁 局域網(wǎng)的共享媒體技術局域網(wǎng)的共享媒體技術 局域網(wǎng)的組成局域網(wǎng)的組成 局域網(wǎng)的分類局域網(wǎng)的分類 局域網(wǎng)的關鍵技術局域網(wǎng)的關鍵技術 以太網(wǎng)的標準以太網(wǎng)的標準 局域網(wǎng)局域網(wǎng) 拓撲結構 傳輸介質(zhì) 通信協(xié)議 第3頁/共87頁 局域網(wǎng)的組成局域網(wǎng)的組成 第4頁/共87頁 1、 局域網(wǎng)的組成局域網(wǎng)的組成 | 局域網(wǎng)組成也包括局域網(wǎng)組成也包括硬件硬件和和軟件軟件。 | 資源硬件資源硬件主要是指服務器、工作站及各主要是指服務器、工作站及各 種共享的外圍設備如打印機、傳真機等，種共享的外圍設備如打印機、傳真機等，通通 信硬件信硬件主要是指通信線路和網(wǎng)卡、

3、集線器、主要是指通信線路和網(wǎng)卡、集線器、 交換機、路由器、無線交換機、路由器、無線AP等通信設備。等通信設備。 | 局域網(wǎng)的局域網(wǎng)的軟件軟件主要包括主要包括網(wǎng)絡操作系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和和 通信協(xié)議，較常使用的協(xié)議有通信協(xié)議，較常使用的協(xié)議有TCP/IP、 NetBEUI和和IPX/SPX三種。三種。 第5頁/共87頁 雙絞線、同軸雙絞線、同軸 電纜、光纖或電纜、光纖或 者無線電波者無線電波 網(wǎng)絡服務器網(wǎng)絡服務器 計算機計算機 網(wǎng)絡接網(wǎng)絡接 口卡口卡 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 計算機計算機計算機計算機 網(wǎng)絡網(wǎng)絡 打印機打印機 計算機、計算機、 服務器、打印服務器、打印 機等設備都可以通過局機等設備都可以通

4、過局 域網(wǎng)互相連接起來域網(wǎng)互相連接起來 網(wǎng)絡上的每臺計算機都裝有網(wǎng)絡接網(wǎng)絡上的每臺計算機都裝有網(wǎng)絡接 口卡口卡(NIC,簡稱網(wǎng)卡簡稱網(wǎng)卡)，網(wǎng)卡通過傳，網(wǎng)卡通過傳 輸介質(zhì)把節(jié)點相互連接起來輸介質(zhì)把節(jié)點相互連接起來 第6頁/共87頁 | 按照網(wǎng)絡的管理模式，局域網(wǎng)可以劃分為按照網(wǎng)絡的管理模式，局域網(wǎng)可以劃分為對等網(wǎng)對等網(wǎng) 和和客戶客戶-服務器（服務器（C/S）網(wǎng)絡網(wǎng)絡。 第7頁/共87頁 |從應用角度劃分，局域網(wǎng)可以劃分為從應用角度劃分，局域網(wǎng)可以劃分為家庭網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)家庭網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng) 。 | 從介質(zhì)訪問控制方法的角度，局域網(wǎng)可分為從介質(zhì)訪問控制方法的角度，局域網(wǎng)可分為共享式局共享式局 域網(wǎng)和交換式

5、局域網(wǎng)域網(wǎng)和交換式局域網(wǎng)。 |按照按照技術規(guī)范技術規(guī)范劃分，局域網(wǎng)可劃分的種類較多，其中劃分，局域網(wǎng)可劃分的種類較多，其中 占主導地位的有占主導地位的有4種類型，分別是以太網(wǎng)（種類型，分別是以太網(wǎng)（Ethernet ）、令牌環(huán)網(wǎng)（）、令牌環(huán)網(wǎng)（Token Ring）、令牌總線（）、令牌總線（Token Bus）和光纖分布式數(shù)據(jù)接口）和光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI（Fiber Distributed Data Interface）。）。 | 其中，以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)和令牌總線是其中，以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)和令牌總線是IEEE（國際（國際 電氣和電子工程師協(xié)會）的標準，電氣和電子工程師協(xié)會）的標準， FDD

6、I是是ANSI（美（美 國國家標準協(xié)會）的標準。國國家標準協(xié)會）的標準。 第8頁/共87頁 10 協(xié)議名稱協(xié)議名稱內(nèi)內(nèi) 容容 描描 述述 IEEE802.1IEEE802.1局域網(wǎng)概述，體系結構、網(wǎng)絡管理和性能測量等。局域網(wǎng)概述，體系結構、網(wǎng)絡管理和性能測量等。 IEEE802.2IEEE802.2邏輯鏈路控制協(xié)議邏輯鏈路控制協(xié)議 LLCLLC。 IEEE802.3IEEE802.3總線網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議總線網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD及物理層技術規(guī)范。及物理層技術規(guī)范。 IEEE802.4IEEE802.4令牌總線網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議及其物理層技術規(guī)范。令牌總線網(wǎng)介質(zhì)訪問控制

7、協(xié)議及其物理層技術規(guī)范。 IEEE802.5IEEE802.5令牌環(huán)網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議及其物理層技術規(guī)范。令牌環(huán)網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議及其物理層技術規(guī)范。 IEEE802.7IEEE802.7寬帶技術咨詢組，為其他分委員會提供寬帶網(wǎng)絡技術的建議。寬帶技術咨詢組，為其他分委員會提供寬帶網(wǎng)絡技術的建議。 IEEE802.8IEEE802.8光纖技術咨詢組，為其他分委員會提供光纖網(wǎng)絡技術的建議。光纖技術咨詢組，為其他分委員會提供光纖網(wǎng)絡技術的建議。 IEEE802.9IEEE802.9綜合話音綜合話音/ /數(shù)據(jù)局域網(wǎng)（數(shù)據(jù)局域網(wǎng)（IVDIVD）的介質(zhì)訪問控制協(xié)議及其物理層技術規(guī)范；）的介質(zhì)訪問控制協(xié)議及

8、其物理層技術規(guī)范； IEEE802.10IEEE802.10局域網(wǎng)安全技術標準。局域網(wǎng)安全技術標準。 IEEE802.11IEEE802.11無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制協(xié)議及其物理層技術規(guī)范。的介質(zhì)訪問控制協(xié)議及其物理層技術規(guī)范。 IEEE802.12IEEE802.12100Mb/s100Mb/s高速以太網(wǎng)按需優(yōu)先的介質(zhì)訪問控制協(xié)議高速以太網(wǎng)按需優(yōu)先的介質(zhì)訪問控制協(xié)議100VG-ANY100VG-ANY。 LANLAN IEEE802.14電纜電視（電纜電視（cable-TV）訪問方法和物理層技術規(guī)范）訪問方法和物理層技術規(guī)范 IEEE802.15無線個人網(wǎng)（無線個人網(wǎng)（WPAN）介

9、質(zhì)訪問控制方法和物理層技術規(guī)范）介質(zhì)訪問控制方法和物理層技術規(guī)范 IEEE802.16固定帶寬無線接入系統(tǒng)的空中接口規(guī)范固定帶寬無線接入系統(tǒng)的空中接口規(guī)范 有關有關IEEE 的的 802 標準標準 P69 第9頁/共87頁 第10頁/共87頁 總線型 AB C C 星型 ABC A 環(huán)型 A D C B T 樹形局域網(wǎng)樹形局域網(wǎng) 第11頁/共87頁 多級星型拓撲結構多級星型拓撲結構 第12頁/共87頁 環(huán)形網(wǎng)絡中的每一站點是通過環(huán)形網(wǎng)絡中的每一站點是通過 環(huán)中繼轉(zhuǎn)發(fā)器與它左右相鄰的環(huán)中繼轉(zhuǎn)發(fā)器與它左右相鄰的 站點串行連接，站點串行連接，在傳輸介質(zhì)環(huán)在傳輸介質(zhì)環(huán) 的兩端各加上一個阻抗匹配器的兩端

10、各加上一個阻抗匹配器 （也稱（也稱“終端匹配器終端匹配器”）就形）就形 成了一個封閉的環(huán)路成了一個封閉的環(huán)路。 多個結點共享一條環(huán)通路。多個結點共享一條環(huán)通路。 環(huán)中數(shù)據(jù)沿著一個方向繞環(huán)逐環(huán)中數(shù)據(jù)沿著一個方向繞環(huán)逐 站傳輸；站傳輸； 采用同軸電纜作為傳輸介質(zhì)的采用同軸電纜作為傳輸介質(zhì)的 令牌網(wǎng)令牌網(wǎng)。 第13頁/共87頁 n維護困難。 第14頁/共87頁 第15頁/共87頁 17 第16頁/共87頁 總線拓撲的總線拓撲的主要主要優(yōu)點：優(yōu)點： 網(wǎng)絡結構簡單，易于布線網(wǎng)絡結構簡單，易于布線 擴展較容易擴展較容易 維護容易維護容易。 總線型結構的主要缺點：總線型結構的主要缺點： 傳輸速率低傳輸速率低

11、 故障診斷困難故障診斷困難 難以實現(xiàn)大規(guī)模擴展難以實現(xiàn)大規(guī)模擴展。 第17頁/共87頁 第18頁/共87頁 第19頁/共87頁 21 第20頁/共87頁 22 混合型拓撲結構主要特點：混合型拓撲結構主要特點： 應用廣泛、擴展靈活、維護較為困難。應用廣泛、擴展靈活、維護較為困難。 第21頁/共87頁 在網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)上主在網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)上主 要采用雙絞線與光纜。要采用雙絞線與光纜。 第22頁/共87頁 第23頁/共87頁 第24頁/共87頁 26 第25頁/共87頁 27 以太網(wǎng)由共享傳輸媒體，如雙 絞線電纜或同軸電纜和多端口 集線器、網(wǎng)橋或交換機構成。 n采用星型或總線型結構。 第26頁/共87頁

12、 28 第27頁/共87頁 29 n10 Gigabit Ethernet IEEE 802.3ae 第28頁/共87頁 類類 型型10BASE-210BASE-510BASE-T10BASE-F 數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率10Mbps10Mbps10Mbps10Mbps 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 基帶細同軸電基帶細同軸電 纜纜 基帶粗同軸電基帶粗同軸電 纜纜 非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線光纖光纖 拓撲結構拓撲結構總線型總線型總線型總線型星型星型星型星型 網(wǎng)絡接口網(wǎng)絡接口BNCAUIRJ-45F/O 最大段長最大段長185m500m100m1000m以上以上 其中第一個數(shù)字表示數(shù)據(jù)傳輸速率（其中第一個數(shù)字表

13、示數(shù)據(jù)傳輸速率（ Mbps），），Base表示基帶傳輸，表示基帶傳輸，Borde 表示寬帶傳輸，最后一個數(shù)字表示傳表示寬帶傳輸，最后一個數(shù)字表示傳 輸介質(zhì)和最大傳輸距離（輸介質(zhì)和最大傳輸距離（100M） 第29頁/共87頁 31 5、以太網(wǎng)的兩個標準、以太網(wǎng)的兩個標準 第30頁/共87頁 32 第31頁/共87頁 33 來說都是透明的。 第32頁/共87頁 34 數(shù)據(jù) 鏈路層 局 域 網(wǎng) 網(wǎng)絡層 物理層 站點 1 網(wǎng)絡層 物理層 邏輯鏈路控制 LLCLLC 媒體接入控制MACMAC 站點 2 LLC 子層看不見子層看不見 下面的局域網(wǎng)下面的局域網(wǎng) 第33頁/共87頁 35 第34頁/共87頁

14、第35頁/共87頁 37 n所說的“地址”嚴格地講應當 是每一個站的“名字”或標識 符。 第36頁/共87頁 38 48。 n“MAC地址”實際上就是適配 器地址或適配器標識符EUI-48。 第37頁/共87頁 39 IBM 08-00-5A n如何獲得Ethernet地址？ Ipconfig /all、Nbtstat a IP 地址 第38頁/共87頁 40 n廣播(broadcast)幀（一對全體） n多播(multicast)幀（一對多） 第39頁/共87頁 41 第40頁/共87頁 有效載荷有效載荷(傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)) 校驗校驗 信息信息 目的計算機目的計算機 MAC地址地址 發(fā)送

15、計算機發(fā)送計算機 MAC地址地址 類型類型 發(fā)給哪一發(fā)給哪一 臺計算機臺計算機 ？ 校驗信息隨同數(shù)據(jù)一起進行傳校驗信息隨同數(shù)據(jù)一起進行傳 輸，供接收節(jié)點在收到數(shù)據(jù)之輸，供接收節(jié)點在收到數(shù)據(jù)之 后驗證數(shù)據(jù)傳輸是否正確后驗證數(shù)據(jù)傳輸是否正確 哪一臺計算機哪一臺計算機 發(fā)送的數(shù)據(jù)幀發(fā)送的數(shù)據(jù)幀 需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，如程序需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，如程序 、郵件、郵件、MP3MP3音樂等音樂等 注意：注意：不同類型的局域網(wǎng)，不同類型的局域網(wǎng)， MACMAC地址規(guī)定不地址規(guī)定不 同，數(shù)據(jù)幀的格式不同，有效載荷最大長度同，數(shù)據(jù)幀的格式不同，有效載荷最大長度 不同，校驗方法不同不同，校驗方法不同 以太網(wǎng)以太網(wǎng)V2的的 M

16、AC 幀格式幀格式 第41頁/共87頁 43 10101010101010 10101010101010101011 以太網(wǎng)以太網(wǎng) MAC 幀幀物理層物理層 MAC層層 前同步碼前同步碼 幀開始幀開始 定界符定界符 7 字節(jié)字節(jié)1 字節(jié)字節(jié) 8 字節(jié)字節(jié) 插插 入入 IP層層 目的地址目的地址源地址源地址類型類型數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)FCS 6624 字節(jié)字節(jié) 46 1500 IP 數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報 以太網(wǎng)以太網(wǎng)V2的的 MAC 幀格式幀格式 第42頁/共87頁 44 MAC 幀 物理層 MAC 層 IP 層 目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS 6624 字節(jié) 46 1500 IP 數(shù)據(jù)報 目的地址字段 6 字節(jié)

17、 源地址字段 6 字節(jié) 第43頁/共87頁 45 MAC 幀 物理層 MAC 層 IP 層 目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS 6624 字節(jié) 46 1500 IP 數(shù)據(jù)報 類型字段 2 字節(jié) 類型字段用來標志上一層使用的是什么協(xié)議， 以便把收到的 MAC 幀的數(shù)據(jù)上交給上一層的這個協(xié)議。 第44頁/共87頁 46 MAC 幀 物理層 MAC 層 IP 層 目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS 6624 字節(jié) 46 1500 IP 數(shù)據(jù)報 數(shù)據(jù)字段 46 1500 字節(jié) 數(shù)據(jù)字段的正式名稱是數(shù)據(jù)字段的正式名稱是 MAC 客戶數(shù)據(jù)字段客戶數(shù)據(jù)字段 最小長度最小長度 64 字節(jié)字節(jié) 18 字節(jié)字節(jié)的首部和尾

18、部的首部和尾部 = 數(shù)據(jù)字段的最小長度數(shù)據(jù)字段的最小長度 當數(shù)據(jù)字段的長度小于當數(shù)據(jù)字段的長度小于 46 字節(jié)時，字節(jié)時， 應在數(shù)據(jù)字段的后面加入整數(shù)字節(jié)的填充字段，應在數(shù)據(jù)字段的后面加入整數(shù)字節(jié)的填充字段， 以保證以太網(wǎng)的以保證以太網(wǎng)的 MAC 幀長不小于幀長不小于 64 字節(jié)。字節(jié)。Why? 第45頁/共87頁 47 MAC 幀 物理層 MAC 層 IP 層 目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS 6624 字節(jié) 46 1500 IP 數(shù)據(jù)報 FCS 字段 4 字節(jié) 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。 第46頁/共87頁 48 MAC 幀 物理層

19、 MAC 層 IP 層 目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS 6624 字節(jié) 46 1500 IP 數(shù)據(jù)報 10101010101010 10101010101010101011 前同步碼 幀開始 定界符 7 字節(jié)1 字節(jié) 8 字節(jié) 插入 在幀的前面插入的 8 字節(jié)中的第一個字段共 7 個字節(jié)， 是前同步碼，1和0交替出現(xiàn)，用來迅速實現(xiàn) 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(jié) 第47頁/共87頁 49 1518 n對于檢查出的無效 MAC 幀就 簡單地丟棄。以太網(wǎng)不負責重

20、傳丟棄的幀。 第48頁/共87頁 第49頁/共87頁 2. 2. 介質(zhì)爭用解決方法介質(zhì)爭用解決方法 不同網(wǎng)絡，所采用的共享介質(zhì)爭用解決方法也不不同網(wǎng)絡，所采用的共享介質(zhì)爭用解決方法也不 一樣一樣。在。在令牌環(huán)網(wǎng)絡和令牌總線網(wǎng)絡中采用了令牌環(huán)網(wǎng)絡和令牌總線網(wǎng)絡中采用了“令牌令牌 ”控制原理控制原理來解決介質(zhì)爭用問題。還可通過信道復用來解決介質(zhì)爭用問題。還可通過信道復用 方式來介質(zhì)爭用問題。方式來介質(zhì)爭用問題。 在我們常用的以太局域網(wǎng)和在我們常用的以太局域網(wǎng)和WLANWLAN無線局域網(wǎng)的介無線局域網(wǎng)的介 質(zhì)爭用解決方案主要有：質(zhì)爭用解決方案主要有：CSMACSMA、CSMA/CDCSMA/CD和和

21、CSMA/CACSMA/CA協(xié)協(xié) 議議。 其中，其中，CSMA/CDCSMA/CD是標準以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)和千兆是標準以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)和千兆 以太網(wǎng)中統(tǒng)一采用的介質(zhì)爭用處理協(xié)議。以太網(wǎng)中統(tǒng)一采用的介質(zhì)爭用處理協(xié)議。 第50頁/共87頁 52 B向 D 發(fā)送數(shù)據(jù) C D A E 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(fā)送的數(shù)據(jù) 第51頁/共87頁 第52頁/共87頁 碰撞，協(xié)調(diào)總線上各計算機工作 而設計的協(xié)議。 第53頁/共87頁 第54頁/共87頁 第55頁/共87頁 第56頁/共87頁 58 到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會 發(fā)生碰撞。

22、 第57頁/共87頁 59 第58頁/共87頁 60 第59頁/共87頁 61 第60頁/共87頁 62 第61頁/共87頁 63 4.6.1 100BASE-T 以太網(wǎng)以太網(wǎng) 第62頁/共87頁 IEEE 802.3u快速以太網(wǎng)在快速以太網(wǎng)在MAC子層子層 數(shù)據(jù)傳輸速率為數(shù)據(jù)傳輸速率為100 Mbps CSMA/CD作為介質(zhì)訪問控制協(xié)議作為介質(zhì)訪問控制協(xié)議 保留了標準以太網(wǎng)的保留了標準以太網(wǎng)的MAC幀格式幀格式 保留了保留了最小幀長及組網(wǎng)方法最小幀長及組網(wǎng)方法。 爭用期是爭用期是5.12s；幀間時間間隔從原來的；幀間時間間隔從原來的 9.6 s 改改 為現(xiàn)在的為現(xiàn)在的 0.96 s， 都是都

23、是10Mb/s以太網(wǎng)的以太網(wǎng)的1/10。 第63頁/共87頁 介質(zhì)； n100Base-FX：采用光纖作為傳 輸介質(zhì)。 第64頁/共87頁 66 制定千兆以太網(wǎng)制定千兆以太網(wǎng)GEGE標準的工作是從標準的工作是從19951995年開始的；年開始的； 19951995年年1111月，月，IEEE 802.3IEEE 802.3委員會成立了高速網(wǎng)研究組；委員會成立了高速網(wǎng)研究組； 19981998年年2 2月，月，IEEE 802IEEE 802委員會正式批準了委員會正式批準了GEGE標準標準IEEE 802.3zIEEE 802.3z。 GEGE的傳輸速率比的傳輸速率比FEFE快快1010倍，它的

24、數(shù)據(jù)傳輸速率達到了倍，它的數(shù)據(jù)傳輸速率達到了1000Mbps1000Mbps；GEGE保留著傳統(tǒng)的保留著傳統(tǒng)的10Mbps10Mbps速率速率EthernetEthernet的基本特征，它們具有的基本特征，它們具有相同的幀格式、最小幀長度相同的幀格式、最小幀長度與類似的組網(wǎng)方法。與類似的組網(wǎng)方法。 第65頁/共87頁 67 第66頁/共87頁 68 。 第67頁/共87頁 69 在在10G以太網(wǎng)中，最顯著的改變就是只能與全以太網(wǎng)中，最顯著的改變就是只能與全 雙工交換機連接，不再支持半雙工連接，也不支雙工交換機連接，不再支持半雙工連接，也不支 持持CSMA/CD。 1、萬兆以太網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)標準標準 10G以太網(wǎng)標準和規(guī)范都比較繁多：在標準方以太網(wǎng)標準和規(guī)范都比較繁多：在標準方 面，有面，有2002年的年的IEEE 802.3ae，2004年的年的IEEE 802.3ak，2006年的年的IEEE 802.3an和和IEEE 802.3aq ，以及，以及