局域網基礎ppt課件

1、局域網技術與組網工程08多媒體01、02 研討生部 沈楠：shennanjsj163 辦公室：秦皇島校區(qū)第一教學樓4051.1 計算機網絡的定義、開展過程和趨勢計算機網絡的定義、開展過程和趨勢1.1.1 計算機網絡的定義計算機網絡的定義 籠統(tǒng)地講，計算機網絡是結點和鏈路的集合。它可以為兩個或多個特定結點建立銜接籠統(tǒng)地講，計算機網絡是結點和鏈路的集合。它可以為兩個或多個特定結點建立銜接，以在這些結點之間進展通訊。，以在這些結點之間進展通訊。普通將計算機網絡定義為相互聯(lián)接、彼此獨立的計算機系統(tǒng)的集合。圖普通將計算機網絡定義為相互聯(lián)接、彼此獨立的計算機系統(tǒng)的集合。圖1-1-1描畫了一個典描畫了一個典

2、型的計算機網絡。型的計算機網絡。1.1.2 計算機網絡開展的歷史階段計算機網絡開展的歷史階段計算機網絡是計算機技術和通訊技術相結合的產物。這種結合主要表達在兩個方面：一方面，計算機網絡是計算機技術和通訊技術相結合的產物。這種結合主要表達在兩個方面：一方面，通訊網絡為計算機之間的數(shù)據(jù)傳送和信息交換提供了必要的條件；另一方面，計算機技術在通訊網絡為計算機之間的數(shù)據(jù)傳送和信息交換提供了必要的條件；另一方面，計算機技術在通訊領域中的廣泛運用，又提高了通訊網絡的性能。通訊領域中的廣泛運用，又提高了通訊網絡的性能。三個重要的里程碑三個重要的里程碑第一個里程碑以報文第一個里程碑以報文Message或分組或分

3、組Packet交換技術為標志，交換技術為標志，第二個里程碑以第二個里程碑以1980出現(xiàn)的開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型出現(xiàn)的開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM為標志。為標志。第三個里程碑以第三個里程碑以Internet的迅速開展與推行為特征。的迅速開展與推行為特征。1.1.3 計算機網絡的開展趨勢計算機網絡的開展趨勢1網絡高速化網絡高速化2網絡綜合化網絡綜合化3網絡智能化網絡智能化4網絡的易用性網絡的易用性1.2 計算機網絡的組成、功能和運用計算機網絡的組成、功能和運用1.2.1 計算機網絡的組成計算機網絡的組成計算機網絡脫胎于聯(lián)機系統(tǒng)。計算機網絡脫胎于聯(lián)機系統(tǒng)。20世紀世紀70年代，隨著年代，隨著A

4、RPANET的出現(xiàn)，產生了分組交換網。的出現(xiàn)，產生了分組交換網。分組交換網才稱得上真正的計算機網絡。隨著技術的提高，計算機網絡也在不斷變化，但分組交換網才稱得上真正的計算機網絡。隨著技術的提高，計算機網絡也在不斷變化，但所采用的交換方式依然以分組交換為主。在此，主要引見分組交換網的組成。所采用的交換方式依然以分組交換為主。在此，主要引見分組交換網的組成。分組交換網由通訊子網和資源子網兩部分構成，如圖分組交換網由通訊子網和資源子網兩部分構成，如圖1-2-1所示。所示。H1H4H3H2R通信子網鏈路H：主機R：路由器1.2.2 計算機網絡的功能計算機網絡的功能1數(shù)據(jù)通訊數(shù)據(jù)通訊2資源共享資源共享3

5、提高計算機系統(tǒng)的可靠性和可用性提高計算機系統(tǒng)的可靠性和可用性4易于進展分布處置易于進展分布處置1.2.3 計算機網絡的典型運用計算機網絡的典型運用1管理信息系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)MIS，Management Information System。2辦公自動化辦公自動化OA，Office Automation系統(tǒng)系統(tǒng)3信息檢索系統(tǒng)信息檢索系統(tǒng)IRS，Information Retrieve System4電子收款機系統(tǒng)電子收款機系統(tǒng)POS，Point Of Sells5分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)DCS，Distributed Control System6計算機集成與制造系統(tǒng)計算機集成與制造系統(tǒng)CI

6、MS，Computer Integrated Manufacturing System7電子數(shù)據(jù)交換電子數(shù)據(jù)交換EDI，Electronic Data Interchange和電子商務和電子商務EB，Electronic Business或或EC，Electronic Commerce系統(tǒng)系統(tǒng)8信息效力系統(tǒng)信息效力系統(tǒng)1.3 計算機網絡的分類與任務方式計算機網絡的分類與任務方式1.3.1 計算機網絡的分類計算機網絡的分類 按網絡的拓撲構造分類按網絡的拓撲構造分類網絡的拓撲構造指網絡中結點設備和鏈路銜接網絡設備的信道的幾何外形。網絡的拓撲構造指網絡中結點設備和鏈路銜接網絡設備的信道

7、的幾何外形。常見的網絡拓撲構造有總線型、星型、環(huán)型、樹型、網型和混合型，如圖常見的網絡拓撲構造有總線型、星型、環(huán)型、樹型、網型和混合型，如圖1-3-1所示。所示?？偩€型網型環(huán)型星型樹型混合型 按網絡的覆蓋范圍分類按網絡的覆蓋范圍分類按網絡覆蓋范圍的大小，可以將計算機網絡分為：局域網按網絡覆蓋范圍的大小，可以將計算機網絡分為：局域網LAN，Local Area Network、城域、城域網網MAN，Metropolitan Area Network、廣域網、廣域網WAN，Wide Area Network和因特網和因特網Internet。表1-3-1 各類計算機網絡的典型特征分類縮

8、寫分布間隔近似典型覆蓋地域傳輸速率局域網LAN10米房間4Mbps2Gbps100米樓宇數(shù)千米校園城域網MAN10千米城市50Kbps100Mbps廣域網WAN城市、國家、洲或全球9.6Kbps45Mbps因特網Internet1.3.2 計算機網絡的任務方式計算機網絡的任務方式1基于效力器基于效力器Server-based的網絡的網絡在基于效力器的網絡中，普通至少存在在基于效力器的網絡中，普通至少存在臺比其他客戶機功能強大的計算機該臺比其他客戶機功能強大的計算機該機被稱為效力器，其上裝有網絡操作系統(tǒng)，一切其他任務站客戶機的管理機被稱為效力器，其上裝有網絡操作系統(tǒng)，一切其他任務站客戶機的管理任

9、務都以此效力器為中心。即，一切的任務站的注冊登錄和資源訪問操作，均受任務都以此效力器為中心。即，一切的任務站的注冊登錄和資源訪問操作，均受效力器控制。效力器控制。圖圖1-3-4闡明了基于效力器構造的網絡配置。其中，文件效力器控制著用戶的注冊闡明了基于效力器構造的網絡配置。其中，文件效力器控制著用戶的注冊登錄和共享資源如數(shù)據(jù)、打印機等的訪問權限。登錄和共享資源如數(shù)據(jù)、打印機等的訪問權限。Com3文件服務器郵件服務器客戶機客戶機客戶機2對等網絡在對等網絡構造中，計算機彼此處于同等位置，沒有主從之分，故稱為對等網絡Peer to Peer network。圖1-3-5為對等網絡方式表示圖。Com3服

10、務器/客戶機服務器/客戶機服務器/客戶機服務器/客戶機服務器/客戶機服務器/客戶機1.4 計算機網絡體系構造計算機網絡體系構造1.4.1 計算機網絡體系構造概述計算機網絡體系構造概述 網絡的分層體系構造網絡的分層體系構造為了構造計算機網絡以實現(xiàn)通訊，可采用為了構造計算機網絡以實現(xiàn)通訊，可采用“分層的方法，將龐大而復雜的問題，轉化為假設干較小的部分問題，分層的方法，將龐大而復雜的問題，轉化為假設干較小的部分問題，而這些較小的問題總是易于研討和處置的。而這些較小的問題總是易于研討和處置的。按照上述思緒，可以把網絡通訊的復雜過程籠統(tǒng)成一種層次構造模型，如圖按照上述思緒，可以把網絡通訊的

11、復雜過程籠統(tǒng)成一種層次構造模型，如圖1-4-1所示。所示。公用線路AABBCCDD編址、路由選擇、報文分組層應用管理層對話管理層數(shù)據(jù)鏈路控制層實體 1實體 計算機網絡規(guī)范制定組織簡介計算機網絡規(guī)范制定組織簡介1國際規(guī)范化組織國際規(guī)范化組織ISO，International Standards Organization由美國國家規(guī)范組織由美國國家規(guī)范組織ANSI，American National Standards Institute及其他各國的國家規(guī)范組織的代表組成。及其他各國的國家規(guī)范組織的代表組成。該組織對計算機網絡的主要奉獻是開放系統(tǒng)互聯(lián)該組織對計算機網絡的主要奉獻是

12、開放系統(tǒng)互聯(lián)OSI，Open System Interconnection參考模型。參考模型。2電氣電子工程師協(xié)會電氣電子工程師協(xié)會IEEE，the Institute of Electrical and Electronic EngineerIEEE是世界上最大的專業(yè)組織之一。是世界上最大的專業(yè)組織之一。該組織對計算機網絡的主要奉獻是該組織對計算機網絡的主要奉獻是IEEE802協(xié)議。該協(xié)議主要用于局域網，其中比較著名的是協(xié)議。該協(xié)議主要用于局域網，其中比較著名的是802.3CSMA/CD和和802.5Token Ring。3美國國防部高級研討方案署美國國防部高級研討方案署ARPA，Advan

13、ced Research Projects Agency該機構對計算機網絡的主要奉獻是該機構對計算機網絡的主要奉獻是TCP/IP協(xié)議。該協(xié)議主要用計算機網絡之間的互聯(lián)。協(xié)議。該協(xié)議主要用計算機網絡之間的互聯(lián)。1.4.2 OSI的參考模型OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型將整個網絡的通訊功能劃分成7個層次，每個層次完成不同的義務。如圖1-4-2所示。應用層表示層會話層傳輸層網絡層鏈路層物理層網絡層鏈路層物理層網絡層鏈路層物理層應用層表示層會話層傳輸層網絡層鏈路層物理層子網內部協(xié)議應用層協(xié)議表示層協(xié)議會話層協(xié)議傳輸層協(xié)議網絡層協(xié)議鏈路層協(xié)議物理層協(xié)議通信子網轉接結點轉接結點系統(tǒng)系統(tǒng)1系統(tǒng)系統(tǒng)2層次7654

14、321協(xié)議數(shù)據(jù)單元報文報文報文報文分組幀比特1.4.3 TCP/IP參考模型參考模型TCP/IP體系共分成四個層次如圖體系共分成四個層次如圖1-4-4所示。所示。 網絡接口層以太網令牌環(huán)幀中繼ATMInternet層IP傳輸層TCPUDP應用層FTPDNSRIPSNMPSMTPTelnetARPIGMPICMPT TC CP P/ /I IP P模模型型T TC CP P/ /I IP P協(xié)協(xié)議議族族1.5 局域網的相關概念與規(guī)范局域網的相關概念與規(guī)范1.5.1 局域網局域網1局域網是限定區(qū)域的網絡。局域網是限定區(qū)域的網絡。2局域網的線路是公用的。局域網的線路是公用的。3局域網具有較高的數(shù)據(jù)通

15、訊速率。局域網具有較高的數(shù)據(jù)通訊速率。4局域網具有開放性。局域網具有開放性。1.5.2 局域網規(guī)范局域網規(guī)范IEEE802是主要的局域網規(guī)范，該規(guī)范所描畫的局域網經過共享的傳輸介質通訊，網絡站點連在是主要的局域網規(guī)范，該規(guī)范所描畫的局域網經過共享的傳輸介質通訊，網絡站點連在傳輸介質上，并按照某種方式串行運用傳輸介質。傳輸介質上，并按照某種方式串行運用傳輸介質。1IEEE802參考模型參考模型IEEE802規(guī)范所描畫的局域網參考模型與規(guī)范所描畫的局域網參考模型與OSI參考模型的關系如圖參考模型的關系如圖1-5-1所示。所示。應用層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網絡層傳輸層會話層表示層邏輯鏈路控制（LLC）層介

16、質訪問控制（MAC）層物理層OSIIEEE8022MAC地址地址MAC地址又稱為物理地址，也就是通常所說的計算機硬件地址。地址又稱為物理地址，也就是通常所說的計算機硬件地址。在消費網卡時，在消費網卡時，MAC地址被固化在網卡中。地址被固化在網卡中。IEEE國際電氣和電子工程師協(xié)會擔任分配國際電氣和電子工程師協(xié)會擔任分配MAC地址中的前地址中的前3個字節(jié)，消費局域網卡的廠家必需向個字節(jié)，消費局域網卡的廠家必需向IEEE購買由三個字節(jié)購買由三個字節(jié)構成的一個編號，該編號稱為構成的一個編號，該編號稱為“塊地址或塊地址或“廠商代碼，而廠商代碼，而MAC地址中的后三個字節(jié)，那么由廠家自行分配。地址中的后

17、三個字節(jié)，那么由廠家自行分配。3IEEE802規(guī)范規(guī)范主要規(guī)范：主要規(guī)范：802.1A：綜述和體系構造：綜述和體系構造802.1B：尋址、網絡管理、網間互連及高層接口：尋址、網絡管理、網間互連及高層接口802.2：邏輯鏈路控制：邏輯鏈路控制LLC，用于實現(xiàn)高層協(xié)議與，用于實現(xiàn)高層協(xié)議與MAC子層的接口子層的接口802.3：帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問：帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問CSMA/CD方法和物理層規(guī)范方法和物理層規(guī)范802.4：令牌傳送總線訪問方法和物理層規(guī)范：令牌傳送總線訪問方法和物理層規(guī)范802.5：令牌環(huán)訪問方法和物理層規(guī)范：令牌環(huán)訪問方法和物理層規(guī)范802.6：城域網訪問方法和

18、物理層規(guī)范：城域網訪問方法和物理層規(guī)范802.7：IEEE為寬帶為寬帶LAN引薦的適用技術引薦的適用技術802.8：光纖技術：光纖技術802.9：介質訪問控制子層：介質訪問控制子層MAC與物理層與物理層PHY上的集效果勞接口上的集效果勞接口802.10：互操作：互操作LAN平安規(guī)范平安規(guī)范802.11：無線局域網介質訪問控制子層與物理層規(guī)范：無線局域網介質訪問控制子層與物理層規(guī)范802.12：需求優(yōu)先權的訪問方法及物理層和重發(fā)器：需求優(yōu)先權的訪問方法及物理層和重發(fā)器Repeater描畫描畫802.14：交互式電視網包括：交互式電視網包括Cable Modem802.3z：千兆以太網：千兆以太網

19、802.3ab：1000Base-T銅質千兆以太網銅質千兆以太網802.3ac：虛擬局域網中的標簽交換：虛擬局域網中的標簽交換802.3ad：鏈路集成：鏈路集成802.3ae：10千兆以太網千兆以太網 以太網以太網IEEE802.3概述概述以太網以太網Ethernet具有性能高、價錢低、運用方便等特點，是目前最為流行的局域網體系構造。具有性能高、價錢低、運用方便等特點，是目前最為流行的局域網體系構造。表表1-5-1給出了以太網的主要類型與規(guī)范。給出了以太網的主要類型與規(guī)范。類型速度技術IEEE規(guī)范以太網10Mbps10Base-5802.310Base-2802.3a10Base

20、-T802.3i10Base-F802.3j快速以太網100Mbps100Base-FX802.3u100Base-TX100Base-T4100Base-T2千兆以太網1000Mbps1000Base-CX802.3z1000Base-LX1000Base-SX1000Base-TX802.3ab前導符SFDDASATYPEDATAFCS7B1B6B6B2B4B461500B 以太網的幀構造以太網的幀構造圖圖1-5-2給出了以太網的幀構造。給出了以太網的幀構造。1前導符。長度為前導符。長度為7個字節(jié)，內容為個字節(jié)，內容為“0、“1交錯出現(xiàn)的比特流即交錯出現(xiàn)的比特流即“10101

21、0。用于建立同步。用于建立同步。2幀首定界符幀首定界符SFD。長度為。長度為1個字節(jié)，內容為個字節(jié)，內容為“10101011。標識一幀即將開場。標識一幀即將開場。3目的地址目的地址DA。長度為。長度為6個字節(jié)，內容為幀的目的地址。該地址可以是普通地址如個字節(jié)，內容為幀的目的地址。該地址可以是普通地址如“0000e8114953、組播地址或廣播地址、組播地址或廣播地址“FFFFFFFFFFFF。4源地址源地址SA。長度為。長度為6個字節(jié)，內容為幀的源地址。個字節(jié)，內容為幀的源地址。5類型類型TYPE。長度為。長度為2個字節(jié)，代表高層所運用的協(xié)議。個字節(jié)，代表高層所運用的協(xié)議。6數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)DATA。

22、長度應在。長度應在46到到1500字節(jié)之間。字節(jié)之間。7幀校驗序列幀校驗序列FCS。長度為。長度為4個字節(jié)，內容為位于個字節(jié)，內容為位于DA、DATA之間內容的之間內容的CRC校驗結果。校驗結果。 CSMA/CD先聽后發(fā)。邊發(fā)邊聽。沖突停頓。隨機延遲后重發(fā)。先聽后發(fā)。邊發(fā)邊聽。沖突停頓。隨機延遲后重發(fā)。 幾種以太網規(guī)范幾種以太網規(guī)范110Base-5粗纜以太網粗纜以太網210Base-2細纜以太網細纜以太網310Base-T雙絞線以太網雙絞線以太網410Base-F光纖以太網光纖以太網5100Base-TX運用雙絞線的快速以太網運用雙絞線的快速以太網6100Base

23、-FX運用光纖的快速以太網運用光纖的快速以太網7100Base-T4運用運用4對對3類類UTP的快速以太網的快速以太網8100Base-T2運用運用2對對3類類UTP的快速以太網的快速以太網91000Base-SX運用運用1對短波長光光纖的千兆以太網對短波長光光纖的千兆以太網111000Base-TX運用運用4對對5類類UTP的千兆以太網的千兆以太網121000Base-CX運用屏蔽雙絞線的千兆以太網運用屏蔽雙絞線的千兆以太網1.6.1 NetBEUI/NetBIOS協(xié)議協(xié)議體積小、效率高、速度快、不可路由1.6.2 IPX/SPX協(xié)議協(xié)議 對復雜環(huán)境具有很強的順應性。具有強大的路由功能，適宜

24、于大型網絡運用。對復雜環(huán)境具有很強的順應性。具有強大的路由功能，適宜于大型網絡運用。1.6 局域網中常用通訊協(xié)議及選擇局域網中常用通訊協(xié)議及選擇1.6.3 TCP/IP協(xié)議協(xié)議可以在各種硬件和操作系統(tǒng)上實現(xiàn)。目前，可以在各種硬件和操作系統(tǒng)上實現(xiàn)。目前，TCP/IP協(xié)議已成為建立計算機局域網、廣域網的首選協(xié)議已成為建立計算機局域網、廣域網的首選協(xié)議，并將隨著網絡技術的提高和信息高速公路的開展而不斷地完善。協(xié)議，并將隨著網絡技術的提高和信息高速公路的開展而不斷地完善。TCP/IP的配置的配置在利用在利用TCP/IP進展通訊時，主要應設置如下參數(shù)：進展通訊時，主要應設置如下參數(shù)：IP地址。標識地址。標識TCP/IP主機的獨一的主機的獨一的32位地址。位地址。子網掩碼。用來判別目的子網掩碼。用來判別目的IP地址能否屬于本地網絡。地址能否屬于本地網絡。默許網關：與遠程網絡互聯(lián)的路由器的默許網關：與遠