第4章 局域網(wǎng)工作原理與組網(wǎng)技術(shù)(11.19)

1、2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材12121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材2第四章第四章 局域網(wǎng)工作原理與組網(wǎng)技術(shù)局域網(wǎng)工作原理與組網(wǎng)技術(shù) 4.1 4.1 局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)概述4.2 4.2 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)4.3 4.3 傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)4.4 4.4 高速局域網(wǎng)高速局域網(wǎng)4.5 4.5 交換機(jī)與交換式局域網(wǎng)交換機(jī)與交換式局域網(wǎng) 4.6 4.6 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)VLANVLAN4.7 4.7 無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)4.8 4.8 綜合布線系統(tǒng)簡介綜合布線系統(tǒng)簡介2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材3本章

2、學(xué)習(xí)要求本章學(xué)習(xí)要求：了解：了解：局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)和功能局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)和功能掌握：局域網(wǎng)的主要技術(shù)特征掌握：局域網(wǎng)的主要技術(shù)特征掌握：局域網(wǎng)的拓?fù)錁?gòu)型掌握：局域網(wǎng)的拓?fù)錁?gòu)型 掌握：掌握：IEEE802標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)了解：高速局域網(wǎng)技術(shù)了解：高速局域網(wǎng)技術(shù)掌握：以太網(wǎng)交換機(jī)的工作原理掌握：以太網(wǎng)交換機(jī)的工作原理掌握：虛擬局域網(wǎng)的劃分方法掌握：虛擬局域網(wǎng)的劃分方法了解：無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)了解：無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)掌握：綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計掌握：綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材44.1 4.1 局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)概述4.1.1 局域網(wǎng)的定義局域網(wǎng)的定義4.1.2 決定局域

3、網(wǎng)特征的主要技術(shù)決定局域網(wǎng)特征的主要技術(shù) 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材54.1.1 4.1.1 局域網(wǎng)的定義局域網(wǎng)的定義 功能性定義：功能性定義： 一組臺式計算機(jī)和其它設(shè)備，在地理范圍上彼一組臺式計算機(jī)和其它設(shè)備，在地理范圍上彼此相隔不遠(yuǎn)，以允許用戶相互通信和共享諸如打印此相隔不遠(yuǎn)，以允許用戶相互通信和共享諸如打印機(jī)和存儲設(shè)備之類的計算資源的方式互連在一起的機(jī)和存儲設(shè)備之類的計算資源的方式互連在一起的系統(tǒng)。系統(tǒng)。 技術(shù)性定義：技術(shù)性定義： 由特定類型的傳輸媒體由特定類型的傳輸媒體(如電纜、光纜和無線媒如電纜、光纜和無線媒體體)和網(wǎng)絡(luò)適配器和網(wǎng)絡(luò)適配器(亦稱為網(wǎng)卡

4、亦稱為網(wǎng)卡)互連在一起的計算機(jī)，互連在一起的計算機(jī)，并受網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。并受網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材6較小的地域范圍較小的地域范圍 。高傳輸速率和低誤碼率高傳輸速率和低誤碼率 。局域網(wǎng)一般是采用同軸電纜、雙絞線等建立單位內(nèi)部局域網(wǎng)一般是采用同軸電纜、雙絞線等建立單位內(nèi)部專用線專用線 。側(cè)重共享信息的處理側(cè)重共享信息的處理 。v 局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)和功能局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)和功能局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材7資源共享：主要包括軟件、硬件和數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)資資源共享：

5、主要包括軟件、硬件和數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)資源的共享。源的共享。通信交往：數(shù)據(jù)、文件的傳輸；電子郵件；視頻會通信交往：數(shù)據(jù)、文件的傳輸；電子郵件；視頻會議。議。 局域網(wǎng)的功能局域網(wǎng)的功能2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材84.1.2 4.1.2 決定局域網(wǎng)特征的主要技術(shù)決定局域網(wǎng)特征的主要技術(shù) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)傳輸介質(zhì)與傳輸形式傳輸介質(zhì)與傳輸形式介質(zhì)訪問控制方式介質(zhì)訪問控制方式 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材9局域網(wǎng)技術(shù)的三個要素：局域網(wǎng)技術(shù)的三個要素： 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 介質(zhì)訪問控制協(xié)議介質(zhì)訪問控制協(xié)議2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育

6、系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材10v 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 總線型結(jié)構(gòu)：總線型結(jié)構(gòu)： 總線型結(jié)構(gòu)是指工作站和服務(wù)器均連接在一條總線型結(jié)構(gòu)是指工作站和服務(wù)器均連接在一條總線上，各工作站地位平等，無中心節(jié)點(diǎn)控制總線上，各工作站地位平等，無中心節(jié)點(diǎn)控制 。 圖圖4.14.1總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材11 環(huán)型結(jié)構(gòu)：環(huán)型結(jié)構(gòu)： 環(huán)型結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)中若干節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路環(huán)型結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)中若干節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路首尾相連形成一個閉合的環(huán)首尾相連形成一個閉合的環(huán) 。 圖圖4.24.2環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)

7、計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材12 星型結(jié)構(gòu)：星型結(jié)構(gòu)： 星型結(jié)構(gòu)中存在著中央節(jié)點(diǎn)（小型網(wǎng)絡(luò)中一般星型結(jié)構(gòu)中存在著中央節(jié)點(diǎn)（小型網(wǎng)絡(luò)中一般是是HUB或者交換機(jī)），其他節(jié)點(diǎn)（工作站、服務(wù)器）或者交換機(jī)），其他節(jié)點(diǎn)（工作站、服務(wù)器）通過點(diǎn)點(diǎn)鏈路與中心節(jié)點(diǎn)直接連接通過點(diǎn)點(diǎn)鏈路與中心節(jié)點(diǎn)直接連接 。 圖圖4.34.3星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材13雙絞線：雙絞線： 所謂雙絞線就是把兩根絕緣銅線擰成有規(guī)則的螺旋所謂雙絞線就是把兩根絕緣銅線擰成有規(guī)則的螺旋形的線纜。形的線纜。把多個線對扭在一塊可以使各線對之間或其他電子噪聲源的電磁干把多個線對扭在一塊可以使

8、各線對之間或其他電子噪聲源的電磁干擾最??；擾最??；雙絞線主要分為兩類，即非屏蔽雙絞線（雙絞線主要分為兩類，即非屏蔽雙絞線（UTP，Unshielded Twisted-Pair）和屏蔽雙絞線（）和屏蔽雙絞線（STP，Shielded Twisted-Pair）；）； EIA/TIA為非屏蔽雙絞線制定了布線標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)包括為非屏蔽雙絞線制定了布線標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)包括5類類UTP；雙絞線使用雙絞線使用RJ-45接頭連接計算機(jī)的網(wǎng)卡或集線器等通信設(shè)備。接頭連接計算機(jī)的網(wǎng)卡或集線器等通信設(shè)備。 v 傳輸介質(zhì)與傳輸形式傳輸介質(zhì)與傳輸形式傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列

9、教材14同軸電纜：同軸電纜： 同軸電纜是由一根空心的外圓柱形的導(dǎo)體圍繞著單同軸電纜是由一根空心的外圓柱形的導(dǎo)體圍繞著單根內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)成的。根內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)成的。同軸電纜可以用于長距離的電話網(wǎng)絡(luò)，有線電視信號的傳輸通道以同軸電纜可以用于長距離的電話網(wǎng)絡(luò)，有線電視信號的傳輸通道以及計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)；及計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)；5050的同軸電纜可用于數(shù)字信號發(fā)送，稱為基帶；的同軸電纜可用于數(shù)字信號發(fā)送，稱為基帶；7575的同軸電纜可用于頻分多路轉(zhuǎn)換的模擬信號發(fā)送，稱為寬帶。的同軸電纜可用于頻分多路轉(zhuǎn)換的模擬信號發(fā)送，稱為寬帶。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材15光纜：光纜： 它是采用超純的

10、熔凝石英玻璃拉成的比人頭發(fā)絲還它是采用超純的熔凝石英玻璃拉成的比人頭發(fā)絲還細(xì)的芯線。細(xì)的芯線。 光纖通信就是通過光導(dǎo)纖維傳遞光脈沖進(jìn)行通信的。光纖通信就是通過光導(dǎo)纖維傳遞光脈沖進(jìn)行通信的。 光導(dǎo)纖維可以分為多模和單模兩種；光導(dǎo)纖維可以分為多模和單模兩種； 發(fā)光二極管當(dāng)電流通過時產(chǎn)生可見光，價格便宜，多模光纖采發(fā)光二極管當(dāng)電流通過時產(chǎn)生可見光，價格便宜，多模光纖采用這種光源；用這種光源； 注入式激光二極管產(chǎn)生的激光定向性好，用于單模光纖，價格注入式激光二極管產(chǎn)生的激光定向性好，用于單模光纖，價格昂貴很多；昂貴很多；光纜通常用于高速的主干網(wǎng)絡(luò)。光纜通常用于高速的主干網(wǎng)絡(luò)。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教

11、育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材16基帶傳輸（數(shù)字傳輸）：基帶傳輸（數(shù)字傳輸）： 在數(shù)據(jù)通信中，表示計算機(jī)二進(jìn)制的比特序列的數(shù)字?jǐn)?shù)在數(shù)據(jù)通信中，表示計算機(jī)二進(jìn)制的比特序列的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號是一種矩形電脈沖，我們把這種矩形電脈沖信號的固據(jù)信號是一種矩形電脈沖，我們把這種矩形電脈沖信號的固有頻率稱為基本頻帶，簡稱基帶。這種矩形電脈沖信號就叫有頻率稱為基本頻帶，簡稱基帶。這種矩形電脈沖信號就叫做基帶信號。能通過這種矩形電脈沖信號的通信信道叫做數(shù)做基帶信號。能通過這種矩形電脈沖信號的通信信道叫做數(shù)字通信信道。在信道上直接傳輸基帶信號的方式就被稱為基字通信信道。在信道上直接傳輸基帶信號的方式就被稱為基帶

12、傳輸。帶傳輸。寬帶傳輸（頻帶傳輸、模擬傳輸）：寬帶傳輸（頻帶傳輸、模擬傳輸）： 寬帶傳輸又叫頻帶傳輸或模擬傳輸。將基帶信號進(jìn)行調(diào)寬帶傳輸又叫頻帶傳輸或模擬傳輸。將基帶信號進(jìn)行調(diào)制后形成的頻分復(fù)用模擬信號稱為頻帶信號或?qū)拵盘?，在制后形成的頻分復(fù)用模擬信號稱為頻帶信號或?qū)拵盘枺谛诺郎蟼鬏攲拵盘柕姆绞骄头Q為寬帶傳輸。信道上傳輸寬帶信號的方式就稱為寬帶傳輸。 傳輸形式傳輸形式局域網(wǎng)的傳輸形式有兩種：基帶傳輸與寬帶傳輸。局域網(wǎng)的傳輸形式有兩種：基帶傳輸與寬帶傳輸。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材17帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問（帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA

13、/CD）： CSMA/CD是采用爭用技術(shù)的一種介質(zhì)訪問控制方是采用爭用技術(shù)的一種介質(zhì)訪問控制方法法 。可將可將CSMA/CD形象地概括為用先聽后發(fā)形象地概括為用先聽后發(fā)/邊聽邊發(fā)邊聽邊發(fā)的方法來共享傳輸介質(zhì)。的方法來共享傳輸介質(zhì)。令牌環(huán)（令牌環(huán)（Token Ring）訪問控制）訪問控制 ： 令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制方法，是通過在環(huán)型網(wǎng)上傳遞令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制方法，是通過在環(huán)型網(wǎng)上傳遞令牌的方式來實現(xiàn)對介質(zhì)的訪問控制的。令牌的方式來實現(xiàn)對介質(zhì)的訪問控制的。 令牌總線（令牌總線（Token Bus）訪問控制）訪問控制 ： 令牌總線訪問控制是在物理總線上建立一個邏輯環(huán)，令牌總線訪問控制是在物理總線上建立一

14、個邏輯環(huán)，令牌在邏輯環(huán)路中依次傳遞，其操作原理與令牌環(huán)相同。令牌在邏輯環(huán)路中依次傳遞，其操作原理與令牌環(huán)相同。 v 介質(zhì)訪問控制方式介質(zhì)訪問控制方式介質(zhì)訪問控制方法決定著局域網(wǎng)的主要性能。介質(zhì)訪問控制方法決定著局域網(wǎng)的主要性能。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材184.2 4.2 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 4.2.1 局域網(wǎng)參考模型局域網(wǎng)參考模型4.2.2 IEEE 802 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材194.2.1 4.2.1 局域網(wǎng)參考模型局域網(wǎng)參考模型 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與OSI參考模型相比，局域網(wǎng)的

15、參考參考模型相比，局域網(wǎng)的參考模型就只相當(dāng)于模型就只相當(dāng)于OSI的最低的兩層。為了使局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)的最低的兩層。為了使局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)鏈路層不致過于復(fù)雜，還應(yīng)當(dāng)將局域網(wǎng)鏈路層劃分為兩個子鏈路層不致過于復(fù)雜，還應(yīng)當(dāng)將局域網(wǎng)鏈路層劃分為兩個子層，即介質(zhì)訪問控制（層，即介質(zhì)訪問控制（MAC，Medium Access Control）子）子層和邏輯鏈路控制（層和邏輯鏈路控制（LLC，Logical Link Control）子層。）子層。 MAC子層的主要功能是：子層的主要功能是：將上層交下來的數(shù)據(jù)封裝成幀進(jìn)行發(fā)送（接收時進(jìn)行相反將上層交下來的數(shù)據(jù)封裝成幀進(jìn)行發(fā)送（接收時進(jìn)行相反 的過程，將幀拆卸）；

16、的過程，將幀拆卸）；實現(xiàn)和維護(hù)實現(xiàn)和維護(hù)MAC協(xié)議；協(xié)議；比特差錯檢測；比特差錯檢測；尋址。尋址。2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材20 LLC子層的主要功能是：子層的主要功能是：建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯連接；建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯連接；提供與高層的接口提供與高層的接口 ；差錯控制差錯控制 ；給幀加上序號給幀加上序號 。 下圖是局域網(wǎng)參考模型與下圖是局域網(wǎng)參考模型與OSI參參考模型對應(yīng)關(guān)系考模型對應(yīng)關(guān)系 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材214.2.2 IEEE 802 4.2.2 IEEE 802 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802 標(biāo)準(zhǔn)系列

17、包含標(biāo)準(zhǔn)系列包含12個部分，如圖個部分，如圖4.5所示是各標(biāo)所示是各標(biāo)準(zhǔn)間的關(guān)系。準(zhǔn)間的關(guān)系。2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材224.3 4.3 傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng) 4.3.1 以太網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展以太網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展4.3.2 粗纜粗纜Ethernet（10Base-5）4.3.3 細(xì)纜細(xì)纜Ethernet（10Base-2）4.3.4 雙絞線雙絞線Ethernet（10Base-T）2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材234.3.1 4.3.1 以太網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展以太網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展 1980年年DEC，Intel和和Xerox三家公司公布了

18、以太網(wǎng)蘭皮書，三家公司公布了以太網(wǎng)蘭皮書，也稱為也稱為DIX（三家公司名字的首字母）版以太網(wǎng)（三家公司名字的首字母）版以太網(wǎng)1.0規(guī)范。規(guī)范。 1981年年6月，月，IEEE 802工程決定組成工程決定組成802.3分委員會，以產(chǎn)分委員會，以產(chǎn)生基于生基于DIX工作成果的國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。工作成果的國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。 1982年年12 月月19日，日，19個公司宣布了新的個公司宣布了新的IEEE 802.3草稿草稿標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。 以太網(wǎng)的核心思想是使用共享的公共傳輸信道。以太網(wǎng)的核心思想是使用共享的公共傳輸信道。 交換式及快速型以太網(wǎng)將確保以太網(wǎng)保持旺盛的生命力。交換式及快速型以太網(wǎng)將確保以太網(wǎng)保持旺盛

19、的生命力。 下面介紹下面介紹10BASE-5，10BASE-2，10BASE-T三種常見的三種常見的傳統(tǒng)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。傳統(tǒng)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材244.3.2 4.3.2 粗纜粗纜EthernetEthernet（10Base-510Base-5） 粗電纜粗電纜Ethernet干線上的每個站點(diǎn)使用一個收發(fā)器和收發(fā)干線上的每個站點(diǎn)使用一個收發(fā)器和收發(fā)器電纜連接。如圖器電纜連接。如圖4.6所示，即為一個粗電纜所示，即為一個粗電纜Ethernet布線方案布線方案 10BASE-5這種記號的含義如下：這種記號的含義如下：10表示信號在電纜上

20、的傳輸速率為表示信號在電纜上的傳輸速率為10Mbps；BASE表示電纜上的信號是基帶信號表示電纜上的信號是基帶信號 ；5表示每一段電纜的最大長度為表示每一段電纜的最大長度為500m 。2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材254.3.3 4.3.3 細(xì)纜細(xì)纜EthernetEthernet（10Base-210Base-2） 細(xì)電纜細(xì)電纜Ethernet的電纜在物理上較粗的電纜在物理上較粗Ethernet電纜容易處電纜容易處理，它不需要站點(diǎn)使用收發(fā)器。如圖理，它不需要站點(diǎn)使用收發(fā)器。如圖4.7所示。所示。 10BASE-2這種記號的含義如下：這種記號的含義如下：10表示信

21、號在電纜上的傳輸速率為表示信號在電纜上的傳輸速率為10Mbps；BASE表示電纜上的信號是基帶信號表示電纜上的信號是基帶信號 ；2表示每一段電纜的最大長度小于表示每一段電纜的最大長度小于200m 。2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材264.3.4 4.3.4 雙絞線雙絞線EthernetEthernet（10Base-T10Base-T） IEEE10Mbps 基帶雙絞線的標(biāo)準(zhǔn)稱為基帶雙絞線的標(biāo)準(zhǔn)稱為10BASE-T 。一個基。一個基本的本的10BASE-T連接如圖連接如圖4.8所示。工作站連至一個中心集線器所示。工作站連至一個中心集線器（Central Hub）或集

22、中器（）或集中器（Concentrator），其作用相當(dāng)于一），其作用相當(dāng)于一個轉(zhuǎn)發(fā)器。工作站能夠用一根長度不超過個轉(zhuǎn)發(fā)器。工作站能夠用一根長度不超過100m的非屏蔽雙絞的非屏蔽雙絞線與集成器相連，當(dāng)來自工作站的信號到達(dá)時，該集線器將在線與集成器相連，當(dāng)來自工作站的信號到達(dá)時，該集線器將在它的所有輸出線路上廣播。它的所有輸出線路上廣播。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材27 10BASE-T規(guī)格參數(shù)列出如下：規(guī)格參數(shù)列出如下：使用非屏蔽雙絞線（使用非屏蔽雙絞線（ UTP）；）；通常使用通常使用RJ-45連接器。針連接器。針1和和2針用于傳輸，針針用于傳輸，針3和針和

23、針6用于用于接收；接收；從收發(fā)器到集線器的距離不能超過從收發(fā)器到集線器的距離不能超過100m；一個集線器能夠連接多達(dá)一個集線器能夠連接多達(dá)24個工作站；個工作站；一個中心集線器能夠連接多達(dá)一個中心集線器能夠連接多達(dá)12個以上集線器以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)工個以上集線器以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)工作站的數(shù)目；作站的數(shù)目；集線器能與同軸電纜或光纖相連，以成為較大集線器能與同軸電纜或光纖相連，以成為較大Ethernet網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的一部分；的一部分； 無須使用網(wǎng)橋在網(wǎng)絡(luò)上連接多達(dá)無須使用網(wǎng)橋在網(wǎng)絡(luò)上連接多達(dá)1023個工作站。個工作站。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材284.4 4.4 高速局域網(wǎng)高速局域

24、網(wǎng) 4.4.1 快速以太網(wǎng)（快速以太網(wǎng)（Fast Ethernet） 4.4.2 千兆位以太網(wǎng)（千兆位以太網(wǎng)（Gigabit Ethernet）4.4.3 光纖分布式數(shù)據(jù)接口（光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI） 4.4.4 萬兆位以太網(wǎng)（萬兆位以太網(wǎng)（10 Gigabit Ethernet） 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材294.4.1 4.4.1 快速以太網(wǎng)（快速以太網(wǎng)（Fast EthernetFast Ethernet） IEEE正式通過正式通過100BASE-T為為802.3u標(biāo)準(zhǔn)，它是一個很像標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，它是一個很像標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，但比它快準(zhǔn)以太網(wǎng)，但比它快10倍的

25、以太網(wǎng)，故稱為快速以太網(wǎng)（倍的以太網(wǎng)，故稱為快速以太網(wǎng)（Fast Ethernet）。也是一種共享介質(zhì)技術(shù)（共享）。也是一種共享介質(zhì)技術(shù)（共享100Mbps），但也），但也可以工作在交換環(huán)境下，為每端口提供可以工作在交換環(huán)境下，為每端口提供 100Mbps的帶寬。的帶寬。 100BASE-T標(biāo)準(zhǔn)定義了三種標(biāo)準(zhǔn)定義了三種OSI物理層規(guī)范以支持不同的物物理層規(guī)范以支持不同的物理介質(zhì)，它們分別是理介質(zhì)，它們分別是 ： 100BASE-TX，用于兩對，用于兩對 5 類類 UTP 電纜。電纜。 100BASE-T4，用于四對，用于四對 3，4 或或 5 類類 UTP 電纜。電纜。 100 BASE-FX

26、，用于光纜。，用于光纜。 在使用標(biāo)準(zhǔn)的半雙工在使用標(biāo)準(zhǔn)的半雙工100BASE-FX的情況下，使用的情況下，使用450m 長的光纖是允許的。非標(biāo)準(zhǔn)雙工的長的光纖是允許的。非標(biāo)準(zhǔn)雙工的100BASE-FX 允許網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)允許網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備在設(shè)備在2000m 以上的距離進(jìn)行連接。以上的距離進(jìn)行連接。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材30快速以太網(wǎng)（快速以太網(wǎng)（Fast EthernetFast Ethernet）協(xié)議結(jié)構(gòu)）協(xié)議結(jié)構(gòu)2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材314.4.2 4.4.2 千兆位以太網(wǎng)（千兆位以太網(wǎng)（Gigabit Ethernet

27、Gigabit Ethernet） IEEE正式通過的正式通過的1000BASE-T為為802.3z標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。 千兆位以太網(wǎng)將顯著增加純帶寬，并通過與現(xiàn)有的千兆位以太網(wǎng)將顯著增加純帶寬，并通過與現(xiàn)有的10/100Mbps 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的向后兼容能力，提供卓越的投資保以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的向后兼容能力，提供卓越的投資保護(hù)。護(hù)。 實現(xiàn)最長實現(xiàn)最長550m的多模式光纖鏈接；最長的多模式光纖鏈接；最長3km的單模式光纖的單模式光纖鏈接鏈接 。 目前，目前，IEEE正積極探索可在正積極探索可在5類非屏蔽雙絞線（類非屏蔽雙絞線（UTP）上）上支持至少支持至少100m連接距離的技術(shù)。連接距離的技術(shù)。 應(yīng)用在大型校園網(wǎng)

28、骨干網(wǎng)中心的布署應(yīng)用在大型校園網(wǎng)骨干網(wǎng)中心的布署 。2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材32千兆位以太網(wǎng)（千兆位以太網(wǎng)（Gigabit EthernetGigabit Ethernet）協(xié)議結(jié)構(gòu)）協(xié)議結(jié)構(gòu)2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材33千兆位以太網(wǎng)（千兆位以太網(wǎng)（Gigabit EthernetGigabit Ethernet）技術(shù)介紹）技術(shù)介紹標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)名稱使用的介質(zhì)使用的介質(zhì)傳輸?shù)木嚯x傳輸?shù)木嚯x1000Base-SX62.5 m多模光纖多模光纖50 m多模光纖多模光纖260m525m1000Base-LX62.5 m多模光纖多模光纖

29、50 m多模光纖多模光纖單模光纖單模光纖550m525m3000m1000Base-CX同軸電纜同軸電纜25m2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材344.4.3 4.4.3 光纖分布式數(shù)據(jù)接口（光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDIFDDI） FDDI（光纖分布式數(shù)據(jù)接口）是（光纖分布式數(shù)據(jù)接口）是100Mbps的光纖主干的光纖主干網(wǎng)網(wǎng) 。 FDDI使用定時的、早釋放的令牌傳送方案。使用定時的、早釋放的令牌傳送方案。 FDDI主要用于提供不同建筑物之間網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力，如校主要用于提供不同建筑物之間網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力，如校園網(wǎng)主干?？刹捎枚嗄９饫w或單模光纖。采用多模光纖時，園網(wǎng)主干?？刹捎?/p>

30、多模光纖或單模光纖。采用多模光纖時，兩個節(jié)點(diǎn)之間最大距離為兩個節(jié)點(diǎn)之間最大距離為2km，支持，支持500站點(diǎn)，整個環(huán)長達(dá)站點(diǎn)，整個環(huán)長達(dá)200km，若使用雙環(huán)，每個環(huán)最大，若使用雙環(huán)，每個環(huán)最大100km，但可用于故障自，但可用于故障自修復(fù)；采用單模光纖時兩站之間距離可超過修復(fù)；采用單模光纖時兩站之間距離可超過20km，全網(wǎng)光纖，全網(wǎng)光纖總長數(shù)千公里?？傞L數(shù)千公里。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材35光纖分布式數(shù)據(jù)接口（光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDIFDDI）主干網(wǎng)拓?fù)洌┲鞲删W(wǎng)拓?fù)?121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材36FDDIFDDI的雙環(huán)

31、結(jié)構(gòu)與故障自修復(fù)的雙環(huán)結(jié)構(gòu)與故障自修復(fù)2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材374.4.4 4.4.4 萬兆位以太網(wǎng)（萬兆位以太網(wǎng)（10 Gigabit Ethernet10 Gigabit Ethernet） 10G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)定名為以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)定名為IEEE 802.3ae。 10G以太網(wǎng)特別工作組所定義的基本技術(shù)滿足以下一些設(shè)以太網(wǎng)特別工作組所定義的基本技術(shù)滿足以下一些設(shè)計目標(biāo)：計目標(biāo)：在媒體存取控制層在媒體存取控制層(MAC)客戶服務(wù)器接口保留客戶服務(wù)器接口保留802.3以太網(wǎng)幀格式；以太網(wǎng)幀格式；保留保留802.3標(biāo)準(zhǔn)最小和最大幀長度；標(biāo)準(zhǔn)最小和最大幀長度；只支持全

32、雙工；只支持全雙工；采用點(diǎn)到點(diǎn)連接和結(jié)構(gòu)化電纜附設(shè)技術(shù)，支持星形局域網(wǎng)拓?fù)?；采用點(diǎn)到點(diǎn)連接和結(jié)構(gòu)化電纜附設(shè)技術(shù)，支持星形局域網(wǎng)拓?fù)?；在在MAC/PLS(專線業(yè)務(wù)專線業(yè)務(wù))接口支持接口支持10Gbps 的傳輸速率；的傳輸速率；定義局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)兩個物理層裝置定義局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)兩個物理層裝置(PHY)系列，并定義系列，并定義MAC/PLS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率適應(yīng)廣域網(wǎng)物理層裝置數(shù)據(jù)傳輸速率的機(jī)制；傳輸速率適應(yīng)廣域網(wǎng)物理層裝置數(shù)據(jù)傳輸速率的機(jī)制；提供支持多膜和單模光纖連接距離的物理層技術(shù)規(guī)范。提供支持多膜和單模光纖連接距離的物理層技術(shù)規(guī)范。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材3

33、84.5 4.5 交換機(jī)與交換式局域網(wǎng)交換機(jī)與交換式局域網(wǎng) 4.5.1 局域網(wǎng)連接設(shè)備局域網(wǎng)連接設(shè)備 4.5.2 交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng) （Switching Ethernet） 4.5.3 局域網(wǎng)交換機(jī)的工作原理局域網(wǎng)交換機(jī)的工作原理 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材394.5.1 4.5.1 局域網(wǎng)連接設(shè)備局域網(wǎng)連接設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)適配器網(wǎng)絡(luò)適配器 中繼器中繼器 集線器集線器以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī)2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材40v 網(wǎng)絡(luò)適配器網(wǎng)絡(luò)適配器 網(wǎng)絡(luò)適配器又稱網(wǎng)卡，全稱為網(wǎng)絡(luò)接口卡（網(wǎng)絡(luò)適配器又稱網(wǎng)卡，全稱為網(wǎng)絡(luò)接口卡（NI

34、C，Network Interface Card）,網(wǎng)卡是工作站與網(wǎng)絡(luò)之間的邏輯網(wǎng)卡是工作站與網(wǎng)絡(luò)之間的邏輯和物理鏈路，其作用是為工作站與網(wǎng)絡(luò)間提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓臀锢礞溌?，其作用是為工作站與網(wǎng)絡(luò)間提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。在能。在OSI模型中，網(wǎng)卡屬于數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備。模型中，網(wǎng)卡屬于數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備。 網(wǎng)卡的基本功能有：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)緩存、通信服務(wù)網(wǎng)卡的基本功能有：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)緩存、通信服務(wù) 。 可從不同的角度對網(wǎng)卡進(jìn)行分類可從不同的角度對網(wǎng)卡進(jìn)行分類 ： 按總線類型分類，網(wǎng)卡分為按總線類型分類，網(wǎng)卡分為 ISA、EISA、PCI、PCMCIA 等。等。 按媒體訪問協(xié)議分類，網(wǎng)卡分為按媒體訪問協(xié)

35、議分類，網(wǎng)卡分為 Ethernet、TokenRing、FDDI、ATM、FastEthernet 等。等。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材41v 中繼器中繼器 中繼器又稱重發(fā)器，是一種低層設(shè)備，它在物理層中繼器又稱重發(fā)器，是一種低層設(shè)備，它在物理層實現(xiàn)互連。它主要完成放大、再生物理信號的功能。中實現(xiàn)互連。它主要完成放大、再生物理信號的功能。中繼器最典型的應(yīng)用是連接兩個以上的以太網(wǎng)電纜段，其繼器最典型的應(yīng)用是連接兩個以上的以太網(wǎng)電纜段，其目的是為了延長網(wǎng)絡(luò)的長度。目的是為了延長網(wǎng)絡(luò)的長度。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材42v 集線器

36、集線器 集線器（集線器（HUB）是一種特殊的中繼器，它是一種多端）是一種特殊的中繼器，它是一種多端口中繼器，用于連接雙絞線介質(zhì)或光纖介質(zhì)以太網(wǎng)系統(tǒng)，是口中繼器，用于連接雙絞線介質(zhì)或光纖介質(zhì)以太網(wǎng)系統(tǒng)，是組成組成 10Base-T、100Base-T 或或 10Base-F、100Base-F 以太網(wǎng)以太網(wǎng)的核心設(shè)備。的核心設(shè)備。 從功能上分，從功能上分，HUB可分為下面可分為下面4種類型：種類型： 基本型集線器（基本型集線器（Dumb HUB） 智能型智能型 HUB（Intelligent HUB） 機(jī)架式機(jī)架式HUB（Chaise Concentrator HUB） 堆棧式堆棧式HUB（St

37、ackable HUB） 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材43v 以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī) 以太網(wǎng)交換機(jī)有兩個主要功能，一是在發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收以太網(wǎng)交換機(jī)有兩個主要功能，一是在發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間建立一條虛連接，二是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。節(jié)點(diǎn)之間建立一條虛連接，二是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。 局域網(wǎng)交換機(jī)工作在局域網(wǎng)交換機(jī)工作在OSI參考模型的第二層，通常把基參考模型的第二層，通常把基于數(shù)據(jù)鏈路層的交換稱為第于數(shù)據(jù)鏈路層的交換稱為第2層交換。層交換。 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前又開發(fā)出三層、四隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前又開發(fā)出三層、四層以至多層交換技術(shù)和產(chǎn)品，這樣的交換設(shè)備能完

38、成更高層層以至多層交換技術(shù)和產(chǎn)品，這樣的交換設(shè)備能完成更高層的交換功能，它們把路由功能和交換功能有機(jī)地結(jié)合起來，的交換功能，它們把路由功能和交換功能有機(jī)地結(jié)合起來，使網(wǎng)絡(luò)具有更好的性能，更快的速度和更高的帶寬。使網(wǎng)絡(luò)具有更好的性能，更快的速度和更高的帶寬。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材444.5.2 4.5.2 交換式以太網(wǎng)（交換式以太網(wǎng)（Switching EthernetSwitching Ethernet） v 傳統(tǒng)共享式局域網(wǎng)的缺點(diǎn)傳統(tǒng)共享式局域網(wǎng)的缺點(diǎn)傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術(shù)建立在傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術(shù)建立在“共享介質(zhì)共享介質(zhì)”基礎(chǔ)上，典型的介基礎(chǔ)上，典型的介質(zhì)訪問控制

39、方法是質(zhì)訪問控制方法是CSMS/CD、Token Ring、Token Bus；介質(zhì)訪問控制方法用來保證每個結(jié)點(diǎn)都能夠介質(zhì)訪問控制方法用來保證每個結(jié)點(diǎn)都能夠“公平公平”地地使用公共傳輸介質(zhì)；使用公共傳輸介質(zhì)；每個結(jié)點(diǎn)平均能分配到的帶寬隨著結(jié)點(diǎn)數(shù)的不斷增加而每個結(jié)點(diǎn)平均能分配到的帶寬隨著結(jié)點(diǎn)數(shù)的不斷增加而急劇減少；急劇減少；網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷加重時，沖突和重發(fā)現(xiàn)象將大量發(fā)生，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷加重時，沖突和重發(fā)現(xiàn)象將大量發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)效率將會下降，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲將會增長，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)絡(luò)效率將會下降，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲將會增長，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量將會下降。量將會下降。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教

40、材45v 高速局域網(wǎng)的研究高速局域網(wǎng)的研究 推動局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的因素：推動局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的因素：在過去二十年中，計算機(jī)的處理速度提高了百萬倍，而在過去二十年中，計算機(jī)的處理速度提高了百萬倍，而網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率只提高了上千倍；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率只提高了上千倍；基于基于Web的的Internet/Intranet應(yīng)用要求更高的帶寬；應(yīng)用要求更高的帶寬；在數(shù)據(jù)倉庫、桌面電視會議、在數(shù)據(jù)倉庫、桌面電視會議、3D圖形與高清晰度圖像這圖形與高清晰度圖像這類應(yīng)用中，人們需要有更高帶寬的局域網(wǎng)。類應(yīng)用中，人們需要有更高帶寬的局域網(wǎng)。2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材46高速局域網(wǎng)的研究

41、方法：高速局域網(wǎng)的研究方法：第一種方案：提高第一種方案：提高Ethernet的數(shù)據(jù)傳輸速率：的數(shù)據(jù)傳輸速率：10Mbps100Mbps10Gbps ；第二種方案：將一個大型局域網(wǎng)劃分成多個用網(wǎng)橋或路第二種方案：將一個大型局域網(wǎng)劃分成多個用網(wǎng)橋或路由器互連的子網(wǎng)，導(dǎo)致局域網(wǎng)互連技術(shù)的發(fā)展；由器互連的子網(wǎng)，導(dǎo)致局域網(wǎng)互連技術(shù)的發(fā)展；第三種方案：將第三種方案：將“共享介質(zhì)方式共享介質(zhì)方式”改為改為“交換方式交換方式”，導(dǎo)致導(dǎo)致“交換式局域網(wǎng)交換式局域網(wǎng)”技術(shù)的發(fā)展。技術(shù)的發(fā)展。2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材47v 交換式以太網(wǎng)（交換式以太網(wǎng)（Switching Ethe

42、rnetSwitching Ethernet） 以太網(wǎng)用戶的廣播式信道，使整個網(wǎng)絡(luò)的信道始終處于以太網(wǎng)用戶的廣播式信道，使整個網(wǎng)絡(luò)的信道始終處于大家大家“分享分享”和和“共享共享”的狀態(tài)。在這種方式下網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)的狀態(tài)。在這種方式下網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)共享信道的帶寬，如以太網(wǎng)帶寬為點(diǎn)共享信道的帶寬，如以太網(wǎng)帶寬為10Mbps，則對于，則對于100個個節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)，理論上每個節(jié)點(diǎn)分享的帶寬只有節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)，理論上每個節(jié)點(diǎn)分享的帶寬只有0.1Mbps。 利用交換式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的以太網(wǎng)交換機(jī)（利用交換式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的以太網(wǎng)交換機(jī)（Switch），擁有），擁有一個共享內(nèi)存交換矩陣，用來將一個共享內(nèi)存交換矩陣，用來將LA

43、N分成多個獨(dú)立沖突段并分成多個獨(dú)立沖突段并以全線速度提供這些段間互連。數(shù)據(jù)幀直接從一個物理端口以全線速度提供這些段間互連。數(shù)據(jù)幀直接從一個物理端口送到另一個物理端口，在用戶間提供并行通信，允許不同用送到另一個物理端口，在用戶間提供并行通信，允許不同用戶對同時進(jìn)行傳送，這就稱為交換式以太網(wǎng)戶對同時進(jìn)行傳送，這就稱為交換式以太網(wǎng)（Switching Ethernet）。）。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材48交換式以太網(wǎng)（交換式以太網(wǎng)（Switching EthernetSwitching Ethernet）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 計算機(jī) 計算機(jī) 計算機(jī) 計算機(jī) 局域網(wǎng)交

44、換機(jī) 端口速率是 100Mbps 100Mbps 100Mbps 100Mbps 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材494.5.3 4.5.3 局域網(wǎng)交換機(jī)的工作原理局域網(wǎng)交換機(jī)的工作原理 典型的局域網(wǎng)交換機(jī)是以太網(wǎng)交換機(jī)。以太網(wǎng)交換機(jī)可以典型的局域網(wǎng)交換機(jī)是以太網(wǎng)交換機(jī)。以太網(wǎng)交換機(jī)可以通過交換機(jī)端口之間的多個并發(fā)連接，實現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的通過交換機(jī)端口之間的多個并發(fā)連接，實現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸。這種并發(fā)數(shù)據(jù)傳輸方式與共享式以太網(wǎng)在某一時刻并發(fā)傳輸。這種并發(fā)數(shù)據(jù)傳輸方式與共享式以太網(wǎng)在某一時刻只允許一個節(jié)點(diǎn)占用共享信道的方式完全不同。只允許一個節(jié)點(diǎn)占用共享信道

45、的方式完全不同。 局域網(wǎng)交換機(jī)（b ） 交換式局域網(wǎng)（b ） 交換式局域網(wǎng)（a ） 共享介質(zhì)局域網(wǎng)（a ） 共享介質(zhì)局域網(wǎng)結(jié)點(diǎn)總線結(jié)點(diǎn)2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材50v 以太網(wǎng)交換機(jī)的工作過程以太網(wǎng)交換機(jī)的工作過程 典型的交換機(jī)結(jié)構(gòu)與工作過程如圖所示。圖中的交換機(jī)典型的交換機(jī)結(jié)構(gòu)與工作過程如圖所示。圖中的交換機(jī)有有6個端口，其中端口個端口，其中端口1、4、5、6分別連接了節(jié)點(diǎn)分別連接了節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)D。于是，交換機(jī)。于是，交換機(jī)“端口端口/MAC地址映射表地址映射表”就就可以根據(jù)以上端口與節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)以上端口與節(jié)點(diǎn)MAC地址的對應(yīng)關(guān)

46、系建立起來。地址的對應(yīng)關(guān)系建立起來。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材51v 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式 LAN交換模式?jīng)Q定了當(dāng)交換機(jī)端口接收到一個幀時將如交換模式?jīng)Q定了當(dāng)交換機(jī)端口接收到一個幀時將如何處理這個幀。因此包（或分組）通過交換機(jī)所需要的時間何處理這個幀。因此包（或分組）通過交換機(jī)所需要的時間取決于所選的交換模式。交換模式有三種：取決于所選的交換模式。交換模式有三種：存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)直通直通不分段方式（也稱為改進(jìn)的直通模式）不分段方式（也稱為改進(jìn)的直通模式） 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材52v 生成樹協(xié)議生成樹協(xié)議 生成樹協(xié)議

47、（生成樹協(xié)議（STP，Spanning Tree Protocol）是網(wǎng)橋或）是網(wǎng)橋或交換機(jī)使用的協(xié)議，在后臺運(yùn)行，交換機(jī)使用的協(xié)議，在后臺運(yùn)行，用于阻止網(wǎng)絡(luò)第二層上產(chǎn)生用于阻止網(wǎng)絡(luò)第二層上產(chǎn)生回路（回路（Loop）。）。STP一直監(jiān)一直監(jiān)視著網(wǎng)絡(luò)，找出所有的鏈路視著網(wǎng)絡(luò)，找出所有的鏈路并關(guān)閉多余的鏈路，保證不并關(guān)閉多余的鏈路，保證不產(chǎn)生回路。產(chǎn)生回路。 Switch-3 PORT14PORT20Switch-2 PORT6PORT8Switch-1PORT4PORT11一個有循環(huán)的局域網(wǎng)一個有循環(huán)的局域網(wǎng)2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材534.6 4.6 虛擬局域

48、網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)VLAN VLAN 4.6.1 VLAN概述概述 4.6.2 VLAN的實現(xiàn)的實現(xiàn) 4.6.3 VLAN的劃分方法的劃分方法4.6.4 基于端口的基于端口的VLAN配置配置 4.6.5 VLAN的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn) 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材544.6.1 VLAN4.6.1 VLAN概述概述 局域網(wǎng)（局域網(wǎng)（LAN）通常被定義為一個單獨(dú)的廣播域，處于）通常被定義為一個單獨(dú)的廣播域，處于不同局域網(wǎng)段內(nèi)的設(shè)備之間的通信則必須經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)路由器不同局域網(wǎng)段內(nèi)的設(shè)備之間的通信則必須經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)路由器 的的轉(zhuǎn)發(fā)，增加了網(wǎng)絡(luò)延時。那么，我們設(shè)想一種技術(shù)，既能劃轉(zhuǎn)發(fā)，增加了網(wǎng)

49、絡(luò)延時。那么，我們設(shè)想一種技術(shù)，既能劃分不同的廣播域，又能不降低傳輸速度。分不同的廣播域，又能不降低傳輸速度。 VLAN（Virtual Local Area Network）即虛擬局域網(wǎng)，）即虛擬局域網(wǎng)，雖然雖然VLAN所連接的設(shè)備來自不同的網(wǎng)段，但是相互之間可所連接的設(shè)備來自不同的網(wǎng)段，但是相互之間可以進(jìn)行直接通信，好像處于同一網(wǎng)段中一樣，由此得名虛擬以進(jìn)行直接通信，好像處于同一網(wǎng)段中一樣，由此得名虛擬局域網(wǎng)。局域網(wǎng)。 它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它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個網(wǎng)段從而實現(xiàn)虛擬工作組的新興技術(shù)。分成一個個網(wǎng)段從而實現(xiàn)虛擬工作組

50、的新興技術(shù)。IEEE于于1999年頒布了用以標(biāo)準(zhǔn)化年頒布了用以標(biāo)準(zhǔn)化VLAN實現(xiàn)方案的實現(xiàn)方案的802. 1q協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)草案。草案。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材55VLANVLAN的邏輯分組示意圖的邏輯分組示意圖 COL-ACT-STA-1 2 3 4 5 6 7 8 910 11 12HS1 HS2 OK1 OK2 PSCONSOLEA1B1C1COL-ACT-STA-1 2 3 4 5 6 7 8 910 11 12HS1 HS2 OK1 OK2 PSCONSOLEA2B2C2COL-ACT-STA-1 2 3 4 5 6 7 8 910 11 12

51、HS1 HS2 OK1 OK2 PSCONSOLEA3B3C3COL-ACT-STA-1 2 34 5 6 7 8 910 11 12HS1 HS2 OK1 OK2 PSCONSOLE一樓二樓三樓四樓VLAN1VLAN2VLAN32121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材562121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材574.6.2 VLAN4.6.2 VLAN的實現(xiàn)的實現(xiàn) VLAN的實現(xiàn)方式有兩種：靜態(tài)和動態(tài)。的實現(xiàn)方式有兩種：靜態(tài)和動態(tài)。 靜態(tài)實現(xiàn)是網(wǎng)絡(luò)管理員將交換機(jī)端口分配給某一個靜態(tài)實現(xiàn)是網(wǎng)絡(luò)管理員將交換機(jī)端口分配給某一個VLAN，這是一種最經(jīng)常使用的

52、配置方式，容易實現(xiàn)和監(jiān)，這是一種最經(jīng)常使用的配置方式，容易實現(xiàn)和監(jiān)視，而且比較安全。視，而且比較安全。 動態(tài)實現(xiàn)方式中，管理員必須先建立一個較復(fù)雜的數(shù)據(jù)動態(tài)實現(xiàn)方式中，管理員必須先建立一個較復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫，動態(tài)庫，動態(tài)VLAN的配置可以基于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的的配置可以基于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MAC地址、地址、IP地址、應(yīng)用或者所使用的協(xié)議。實現(xiàn)動態(tài)地址、應(yīng)用或者所使用的協(xié)議。實現(xiàn)動態(tài)VLAN時候一般時候一般情況下使用管理軟件來進(jìn)行管理。情況下使用管理軟件來進(jìn)行管理。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材584.6.3 VLAN4.6.3 VLAN的劃分方法的劃分方法 虛擬網(wǎng)通常用一個虛擬網(wǎng)

53、通常用一個VLAN號（號（VLAN ID）和）和VLAN名名（VLAN name）標(biāo)識。）標(biāo)識。 劃分劃分VLAN是通過使用軟件定義是通過使用軟件定義VLAN成員實現(xiàn)的，定成員實現(xiàn)的，定義義VLAN成員的方法主要有如下三種：成員的方法主要有如下三種：基于端口劃分基于端口劃分VLAN：就是按交換機(jī)端口定義：就是按交換機(jī)端口定義VLAN成員，每個端口成員，每個端口只能屬于一個只能屬于一個VLAN，這是一種最通用的方法。，這是一種最通用的方法。 基于基于 MAC 地址劃分地址劃分VLAN：就是按每個連接到交換機(jī)設(shè)備的：就是按每個連接到交換機(jī)設(shè)備的MAC地地址（物理地址）定義址（物理地址）定義VLAN

54、成員。成員。 基于第三層協(xié)議類型或地址劃分：允許按照網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議類型基于第三層協(xié)議類型或地址劃分：允許按照網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議類型（TCP/IP、IPX、DECNET等）組成等）組成VLAN，也可以按網(wǎng)絡(luò)地址（如，也可以按網(wǎng)絡(luò)地址（如TCP/IP的子網(wǎng)地址）定義的子網(wǎng)地址）定義VLAN成員。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是有利于組成成員。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是有利于組成基于應(yīng)用的基于應(yīng)用的VLAN。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材594.6.4 4.6.4 基于端口的基于端口的VLANVLAN配置配置 在交換式互連網(wǎng)絡(luò)中配置基于端口的在交換式互連網(wǎng)絡(luò)中配置基于端口的VLAN，需要依，需要依照以下基

55、本步驟：照以下基本步驟： 建立建立VLAN。 將交換機(jī)端口分配給將交換機(jī)端口分配給VLAN。 標(biāo)識標(biāo)識VLAN。 檢驗配置。檢驗配置。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材60端口12345678局域網(wǎng)交換機(jī)局域網(wǎng)交換機(jī)（a ）（a ）端口12345678端口12345678（b ）（b ）局域網(wǎng)交換機(jī)1局域網(wǎng)交換機(jī)1局域網(wǎng)交換機(jī)2局域網(wǎng)交換機(jī)2VLAN1VLAN2VLAN1VLAN2 用交換機(jī)用交換機(jī)端口號定義端口號定義VLAN成員成員2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材614.6.5 VLAN4.6.5 VLAN的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn) VLAN相當(dāng)于相

56、當(dāng)于OSI參考模型的第二層的廣播域，能夠參考模型的第二層的廣播域，能夠?qū)V播風(fēng)暴控制在一個將廣播風(fēng)暴控制在一個VLAN內(nèi)部；內(nèi)部；劃分劃分VLAN后，由于廣播域的縮小，網(wǎng)絡(luò)中廣播包消后，由于廣播域的縮小，網(wǎng)絡(luò)中廣播包消耗帶寬所占的比例大大降低，網(wǎng)絡(luò)的性能得到顯著的耗帶寬所占的比例大大降低，網(wǎng)絡(luò)的性能得到顯著的提高；提高； 不同的不同的VLAN之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過第三層（網(wǎng)絡(luò)層）之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過第三層（網(wǎng)絡(luò)層）的路由來實現(xiàn)的；的路由來實現(xiàn)的； VLAN具有靈活性和可擴(kuò)張性等特點(diǎn)，方便于網(wǎng)絡(luò)維具有靈活性和可擴(kuò)張性等特點(diǎn)，方便于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和管理。護(hù)和管理。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計

57、算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材624.7 4.7 無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLAN WLAN 4.7.1 無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn) 4.7.2 無線局域網(wǎng)的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域無線局域網(wǎng)的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域 4.7.3 無線局域網(wǎng)的組建無線局域網(wǎng)的組建2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材634.7.1 4.7.1 無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn) 1997年通過了無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)年通過了無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11，規(guī)定了無線，規(guī)定了無線局域網(wǎng)在局域網(wǎng)在2.4GHz波段進(jìn)行操作，這一波段被全球無線電法規(guī)實波段進(jìn)行操作，這一波段被全球無線電法規(guī)實體定義為擴(kuò)頻使用波段。體定義為擴(kuò)頻使

58、用波段。1999年年8月，月，802.11標(biāo)準(zhǔn)得到了進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)得到了進(jìn)一步的完善和修訂，增加了兩項內(nèi)容：的完善和修訂，增加了兩項內(nèi)容： 802.11a ：頻帶為：頻帶為5GHz，采用，采用QFSK調(diào)制方式，傳輸速率為調(diào)制方式，傳輸速率為6Mb/s54Mb/s。但是，采用該標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品目前還沒有進(jìn)入市。但是，采用該標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品目前還沒有進(jìn)入市場。場。 802.11b ：采用：采用2.4GHz頻帶和補(bǔ)償編碼鍵控（頻帶和補(bǔ)償編碼鍵控（CCK）調(diào)制方）調(diào)制方式。該標(biāo)準(zhǔn)可提供式。該標(biāo)準(zhǔn)可提供11Mb/s的數(shù)據(jù)速率，而且可以根據(jù)情況的變的數(shù)據(jù)速率，而且可以根據(jù)情況的變化，在化，在11 Mbps、5.5 Mbp

59、s、2 Mbps、1 Mbps的不同速率之間的不同速率之間自動切換?，F(xiàn)在，大多數(shù)廠商生產(chǎn)的自動切換。現(xiàn)在，大多數(shù)廠商生產(chǎn)的WLAN產(chǎn)品都基于產(chǎn)品都基于802.11b標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材644.7.2 4.7.2 無線局域網(wǎng)的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域無線局域網(wǎng)的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域 v 無線無線LAN可應(yīng)用于下面一些領(lǐng)域：可應(yīng)用于下面一些領(lǐng)域： 在企業(yè)內(nèi)部獲得傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)之外的移動功能；在企業(yè)內(nèi)部獲得傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)之外的移動功能；在整個站點(diǎn)內(nèi)或選定的區(qū)域內(nèi)靈活而頻繁地改變在整個站點(diǎn)內(nèi)或選定的區(qū)域內(nèi)靈活而頻繁地改變LAN布線；布線； 任何其地點(diǎn)因建筑物或預(yù)算的限

60、制，而不適于使用任何其地點(diǎn)因建筑物或預(yù)算的限制，而不適于使用LAN布線的公司；布線的公司；任何需要靈活地且節(jié)約成本地來達(dá)到視野內(nèi)建筑物到任何需要靈活地且節(jié)約成本地來達(dá)到視野內(nèi)建筑物到建筑物橋接設(shè)備聯(lián)接。建筑物橋接設(shè)備聯(lián)接。 2121世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材世紀(jì)計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列教材65v 無線局域網(wǎng)的特點(diǎn)無線局域網(wǎng)的特點(diǎn) 無線局域網(wǎng)被看作傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的延伸，在某些無線局域網(wǎng)被看作傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的延伸，在某些環(huán)境還可以替代傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)。與之相比，無線局環(huán)境還可以替代傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)。與之相比，無線局域網(wǎng)有以下顯著的特點(diǎn)：域網(wǎng)有以下顯著的特點(diǎn)： 移動性：在服務(wù)區(qū)域，無線局域網(wǎng)用戶可隨時隨地訪移動性