局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用

1、局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用24.1 4.1.1 功能性定義：一組計算機和其他設備，在地理范圍上彼此相隔不遠，以允許用戶相互通信和共享諸如打印機和存儲設備之類的計算資源的方式互連在一起的系統(tǒng)。技術(shù)性定義：由特定類型的傳輸媒體和網(wǎng)卡互連在一起的計算機，并受網(wǎng)絡操作系統(tǒng)監(jiān)控的網(wǎng)絡系統(tǒng)。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用34.1 局域網(wǎng)(LAN)概述4.1.2 LAN的主要特點和功能的主要特點和功能 覆蓋范圍小覆蓋范圍小房間、建筑物、機關(guān)、工廠房間、建筑物、機關(guān)、工廠、學校內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)、學校內(nèi)部聯(lián)網(wǎng) 高傳輸速率高傳輸速率10Mbps1000Mbps 低誤碼率低誤碼率10

2、-8 10-10 為一個單位所擁有，自行建為一個單位所擁有，自行建設，在單位內(nèi)部控制管理和設，在單位內(nèi)部控制管理和使用使用局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用44.1.2 LAN的主要特點和功能1、資源共享軟件資源共享、硬件資源共享（設備共享）、數(shù)據(jù)資源共享2、通信交往數(shù)據(jù)、文件的傳輸；電子郵件；視頻會議局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用5l拓撲結(jié)構(gòu)（邏輯、物理）拓撲結(jié)構(gòu)（邏輯、物理）總線型、星型、環(huán)型、樹型總線型、星型、環(huán)型、樹型l傳輸介質(zhì)與傳輸形傳輸介質(zhì)與傳輸形 有線介質(zhì)、無線介質(zhì)有線介質(zhì)、無線介質(zhì)基帶、寬帶基帶、寬帶l介質(zhì)訪問方法介質(zhì)訪問方法按協(xié)議實現(xiàn)信道共享按協(xié)議實現(xiàn)信道共享:CSMA/CD

3、和和Token-passing局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用64.2.1 LAN典型拓撲結(jié)構(gòu)n總線型總線型: 所有結(jié)點都直接連接到共享信道所有結(jié)點都直接連接到共享信道n星型星型 : 所有結(jié)點都連接到中央結(jié)點所有結(jié)點都連接到中央結(jié)點n環(huán)型環(huán)型 : 結(jié)點通過點到點鏈路與相鄰結(jié)點連接結(jié)點通過點到點鏈路與相鄰結(jié)點連接BusStarRingABCCADCBABCAT局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用7l以鋁箔屏蔽以減少 干擾和串音EIA/TIA 為非屏蔽雙絞線制定了布線標準雙絞線外沒有任何附加屏蔽局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用8如何制作雙絞線雙絞線兩端頭通過RJ-45水晶頭連接網(wǎng)卡和集線器，需在雙絞線

4、兩端壓制水晶頭，壓制水晶頭需使用專用卡線鉗制作。下圖是已經(jīng)制作好的雙絞線： 局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用9如何制作雙絞線首先，我們要了解一下制作雙絞線的材料和工具：雙絞線、RJ-45水晶頭、壓線鉗、測線儀（如下圖）RJ-45水晶頭 雙絞線局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用10壓線鉗局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用11測線儀局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用12另外，我們還需要了解一下雙絞線制作標準： （1）EIA/TIA 568A 標準：白綠綠白橙藍白藍橙白棕棕（從左起）（2）EIA/TIA 568B 標準：白橙橙白綠藍白藍綠白棕棕（從左起）連接方法有兩種： （1） 直通線：雙絞線兩邊都按照E

5、IAT/TIA 568B 標準連接。 （2） 交叉線：雙絞線一邊是按照EIAT/TIA 568A 標準連接，另一邊按照EIT/TIA 568B 標準連接。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用13接下來以EIAT/TIA 568B 標準來制作步驟： （1) 利用斜口錯剪下所需要的雙絞線長度，然后再利用雙絞線剝線切口將雙絞線的外皮除去23厘米。 有一些雙絞線電纜上含有一條柔軟的尼龍繩，如果您在剝除雙絞線的外皮時，覺得裸露出的部分太短，而不利于制作RJ45接頭時，可以緊握雙絞線外皮，再捏住尼龍線往外皮的下方剝開，就可以得到較長的裸露線。（如下圖） 局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用14局域網(wǎng)工作基本原理和

6、組網(wǎng)技術(shù)應用15局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用16（2) 接下來就要進行撥線的操作。將裸露的雙絞線中的橙色對線撥向自己的左方，棕色對線撥向右方向，綠色對線撥向前方，藍色對線撥向后方，如下圖所示。 左：橙 前：綠 后：藍 右：棕 局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用17 （3）小心的剝開每一對線，因為我們是遵循EIATIA 568B的標準(白橙橙白綠藍白藍綠白棕棕）排列好（如下圖所示）。 局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用18（4）將裸露出的雙絞線用剪刀或斜口鉗剪齊。最后再將雙絞線的每一根線依序放入RJ45接頭的引腳內(nèi)，第一只引腳內(nèi)應該放白橙色的線，其余類推，如下圖： 局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應

7、用19（5)確定雙絞線的每根線是否按正確順序放置，并查看每根線是否進入到水晶頭的底部位置，如下圖所示： 局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用20(6)用RJ45壓線鉗壓接RJ45接頭，把水晶頭里的八塊小銅片壓下去后，使每一塊銅片的尖角都觸到一根銅線。如下圖所示局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用21 （6)重復步驟1到步驟6,再制作另一端的RJ45接頭。因為工作站與集線器之間是直接對接，所以另一端RJ45接頭的引腳接法完全一樣。 （7）最后用測線儀測試網(wǎng)線和水晶頭是否連接正常，如果兩組1、2、3、4、5、6、7、8指標燈對應的燈同時亮，剛表示制作雙絞線制作成功。（如下圖所示）局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技

8、術(shù)應用22l基帶同軸電纜用于數(shù)字信號發(fā)基帶同軸電纜用于數(shù)字信號發(fā)送送l寬帶同軸電纜用于模擬信號發(fā)寬帶同軸電纜用于模擬信號發(fā)送送銅芯銅芯絕緣層絕緣層外導體外導體屏蔽層屏蔽層保護套保護套局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用233.光纖通信有兩種不同類型的光纖，分別是單模光纖和多模光纖。（所謂“?！本褪侵敢砸欢ǖ慕嵌冗M入光纖的一束光線）。 多模光纖使用發(fā)光二極管（LED）作為發(fā)光設備，而單模光纖使用的則是激光二極管（LD）多模光纖允許多束光線穿過光纖。單模光纖只允許一束光線穿過光纖。 局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用243.單模光纖和多模光纖的特點因為不同光線進入光纖的角度不同，所以到達光纖末端的時間也

9、不同。這就是我們通常所說的模色散。色散從一定程度上限制了多模光纖所能實現(xiàn)的帶寬和傳輸距離。正是基于這種原因，多模光纖一般被用于同一辦公樓或距離相多模光纖一般被用于同一辦公樓或距離相對較近的區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡連接。對較近的區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡連接。單模光纖只允許一束光線穿過光纖。因為只有一種模態(tài)，所以不會發(fā)生色散。使用單模光纖傳遞數(shù)據(jù)的質(zhì)量更高，傳輸距離更長。單模光纖通常被用來連接辦公樓之間或地理分散更廣的網(wǎng)絡。 局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用253.光纖通信傳輸損耗小，適合長距離傳輸。無論傳輸損耗小，適合長距離傳輸。無論采用何種傳輸介質(zhì)其傳輸距離都是有采用何種傳輸介質(zhì)其傳輸距離都是有限的。超過這些距離，就

10、需要利用中限的。超過這些距離，就需要利用中繼器來擴展距離。粗同軸電纜每一網(wǎng)繼器來擴展距離。粗同軸電纜每一網(wǎng)段的最大距離為段的最大距離為500米，細同軸電纜米，細同軸電纜為為180米，雙絞線為米，雙絞線為100米），光纖支米），光纖支持的最大連接距離達兩公里以上，是持的最大連接距離達兩公里以上，是組建較大規(guī)模網(wǎng)絡的必然選擇。組建較大規(guī)模網(wǎng)絡的必然選擇。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用263.光纖通信抗干擾性能極好，保密性好。光纖不會抗干擾性能極好，保密性好。光纖不會向外界輻射電子信號，所以使用光纖介向外界輻射電子信號，所以使用光纖介質(zhì)的網(wǎng)絡無論是在安全性，可靠性還是質(zhì)的網(wǎng)絡無論是在安全性，可靠性

11、還是網(wǎng)絡性能方面都有了很大的提高。網(wǎng)絡性能方面都有了很大的提高。 依靠光波承載信息依靠光波承載信息速率高，通信容量大。一般都能達到千速率高，通信容量大。一般都能達到千兆以上。兆以上。加光電轉(zhuǎn)換設備（光端機）電加光電轉(zhuǎn)換設備（光端機）電光信號光信號的轉(zhuǎn)換。的轉(zhuǎn)換。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用274、無線傳輸微波紅外線激光紅外線和激光對環(huán)境干擾敏感，微波方向性不強，存在著竊聽，插入和干擾等一系列不安全問題。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用28介質(zhì)訪問控制方式帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問(CSMA/CD)令牌環(huán)訪問控制令牌總線訪問控制局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用29l每個站點都可以接收到所有

12、來自其他站點的數(shù)據(jù)每個站點都可以接收到所有來自其他站點的數(shù)據(jù)l為決定哪個站點接收，需要尋址機制來標識目的站點為決定哪個站點接收，需要尋址機制來標識目的站點l目的站點將該幀復制，其他站點則丟棄該幀目的站點將該幀復制，其他站點則丟棄該幀ABCABCABCABCAA(1)C 發(fā)現(xiàn)總線空閑發(fā)現(xiàn)總線空閑(2)C發(fā)送幀，目的地址為發(fā)送幀，目的地址為A(3)B 忽略該幀忽略該幀(4)A復制該幀復制該幀A信號由終端電阻吸收信號由終端電阻吸收終端電阻終端電阻局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用30：載波監(jiān)聽多點訪問CSMA/CD是采用爭用技術(shù)的一種介質(zhì)訪問控是采用爭用技術(shù)的一種介質(zhì)訪問控制方法。爭用方式一般用于總線

13、網(wǎng)，它的每制方法。爭用方式一般用于總線網(wǎng)，它的每個站點都能獨立決定發(fā)送幀，若兩個站點同個站點都能獨立決定發(fā)送幀，若兩個站點同時發(fā)送，即產(chǎn)生沖突時發(fā)送，即產(chǎn)生沖突工作原理：發(fā)送前監(jiān)聽。每個站點在發(fā)送工作原理：發(fā)送前監(jiān)聽。每個站點在發(fā)送數(shù)據(jù)之前要監(jiān)聽信道上是否有數(shù)據(jù)在傳送。數(shù)據(jù)之前要監(jiān)聽信道上是否有數(shù)據(jù)在傳送。若有，則此站不能發(fā)送，需等待一段時間后若有，則此站不能發(fā)送，需等待一段時間后重試。重試。CSMA技術(shù)不能解決發(fā)送中出現(xiàn)的沖突現(xiàn)象。技術(shù)不能解決發(fā)送中出現(xiàn)的沖突現(xiàn)象。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用312.CSMA/CD 帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多點訪問工作原理：發(fā)送前先監(jiān)聽信道是否空閑，若空閑則

14、工作原理：發(fā)送前先監(jiān)聽信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)送時，邊發(fā)邊繼續(xù)監(jiān)聽。若監(jiān)立即發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)送時，邊發(fā)邊繼續(xù)監(jiān)聽。若監(jiān)聽到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送。等待一段隨機時間（聽到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送。等待一段隨機時間（稱為退避）以后，再重新嘗試。稱為退避）以后，再重新嘗試。CCSMA/CD可歸結(jié)為四句話：可歸結(jié)為四句話： 發(fā)前先偵聽，空閑即發(fā)送，發(fā)前先偵聽，空閑即發(fā)送， 邊發(fā)邊檢測，沖突時退避。邊發(fā)邊檢測，沖突時退避。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用32CSMA/CD的流程圖媒體忙？媒體忙？發(fā)送幀發(fā)送幀碰撞？碰撞？發(fā)送完？發(fā)送完？發(fā)送發(fā)送JamJamN16?N16?YesYesNoNoNoN

15、oYesYes發(fā)送成功發(fā)送成功YesYes發(fā)送失敗發(fā)送失敗NoNo延遲隨機時間延遲隨機時間NoNoYesYes發(fā)送幀發(fā)送幀碰撞次數(shù)碰撞次數(shù)N+N+局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用332.令牌環(huán)（）ABDC站點站點干線耦合器干線耦合器單向環(huán)單向環(huán) 拓撲結(jié)構(gòu)：點到點鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán)拓撲結(jié)構(gòu)：點到點鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán)發(fā)送緩沖區(qū)發(fā)送緩沖區(qū)接收緩沖區(qū)接收緩沖區(qū) 接收接收發(fā)送發(fā)送線路線路驅(qū)動驅(qū)動線路線路接收接收控制器控制器DTE環(huán)路環(huán)路輸入輸入環(huán)路環(huán)路輸出輸出干線耦合器的結(jié)構(gòu)干線耦合器的結(jié)構(gòu) 傳輸媒體：傳輸媒體：STP、光纖，速率、光纖，速率4/16Mbps； 最多站點數(shù)：最多站點數(shù)：250， 信號

16、采用曼徹斯特編碼信號采用曼徹斯特編碼TCU高層軟件高層軟件局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用34的操作1）誰可以發(fā)送幀，是由一個沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱為）誰可以發(fā)送幀，是由一個沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱為“ 令牌令牌”（TOKEN）的特殊幀來控制的。只有）的特殊幀來控制的。只有拿到令牌的站可以發(fā)送幀，而沒有拿到令牌的拿到令牌的站可以發(fā)送幀，而沒有拿到令牌的站只能等待。站只能等待。2）拿到令牌的站將令牌轉(zhuǎn)變成訪問控制頭，后）拿到令牌的站將令牌轉(zhuǎn)變成訪問控制頭，后面加掛上自己的數(shù)據(jù)進行發(fā)送。面加掛上自己的數(shù)據(jù)進行發(fā)送。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用353）數(shù)據(jù)幀通過任何一個站點）數(shù)據(jù)幀通過任何一個站點(除源站點外除源

17、站點外)時，該時，該站點都要把幀的目的地址和本站地址相比較：站點都要把幀的目的地址和本站地址相比較： a)如果地址相符合，則將幀拷貝到接收緩沖器，如果地址相符合，則將幀拷貝到接收緩沖器，供高層軟件處理，同時將幀送回環(huán)中；供高層軟件處理，同時將幀送回環(huán)中； b)如果地址不符合，則直接將幀送回環(huán)中。如果地址不符合，則直接將幀送回環(huán)中。 4）數(shù)據(jù)循環(huán)一周后由發(fā)送站回收。即發(fā)送的幀在）數(shù)據(jù)循環(huán)一周后由發(fā)送站回收。即發(fā)送的幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站時，發(fā)送站將該幀從環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站時，發(fā)送站將該幀從環(huán)上移去，同時再放一個空令牌到環(huán)上，使其余的環(huán)上移去，同時再放一個空令牌到環(huán)上，使其余的站點

18、能獲得發(fā)送幀的許可權(quán)。站點能獲得發(fā)送幀的許可權(quán)。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用36ATATATDataCTDataCTDataCTDataCData（a）（b）（c）幀循環(huán)一圈后幀循環(huán)一圈后A將數(shù)據(jù)幀回收將數(shù)據(jù)幀回收并放出空令牌并放出空令牌A有數(shù)據(jù)要發(fā)有數(shù)據(jù)要發(fā)送，它抓住空送，它抓住空令牌令牌A將令牌修改將令牌修改為數(shù)據(jù)幀，并為數(shù)據(jù)幀，并加掛數(shù)據(jù)加掛數(shù)據(jù)局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用374.3.1 LAN參考模型 80年代初期: 美國電氣和電子工程師學會IEEE 802委員會制定出局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu), 即IEEE 802參考模型. IEEE802標準誕生于1980年2月，故稱為802標準。 比

19、如OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層在局域網(wǎng)中就被分為介質(zhì)訪問控制（MAC）子層與邏輯鏈路控制子層。MAC子層負責解決設備使用共享信道的問題，而LLC子層完成通常意義下的數(shù)據(jù)鏈路層功能。 IEEE 802參考模型相當于OSI模型的最低兩層，如下圖所示局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用384.3.1 LAN參考模型IEEE802標準標準網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制 LLC媒體訪問控制媒體訪問控制 MAC高層高層 OSI IEEE 802物理層物理層PHY由由NOS來實現(xiàn)來實現(xiàn)局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用39的體系結(jié)構(gòu)與功能實現(xiàn) 物理層物理層站接口站接口數(shù)據(jù)封裝數(shù)據(jù)封

20、裝/解封（解封（MAC 幀）幀）鏈路管理（鏈路管理（CSMA/CD協(xié)議）協(xié)議）曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼/譯碼譯碼發(fā)送發(fā)送/接收接收MACLLC局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用40LAN中物理層的功能實現(xiàn)位(比特流)的傳輸與接收規(guī)定了如下標準:所使用的信號與編碼:曼徹斯特編碼所使用的介質(zhì):雙絞線、同軸電纜、光纖等。拓撲結(jié)構(gòu)：總線型、樹型、環(huán)型。傳輸速率：10Mbps、100Mbps等。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用41 LAN的數(shù)據(jù)鏈路層 由于局域網(wǎng)的種類繁多，其介質(zhì)訪問的方法也各不相同，為了使局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)鏈路層不致過于復雜，將LAN的數(shù)據(jù)鏈路層其劃分為兩個子層，即介質(zhì)訪問控制（MAC）子層和

21、邏輯鏈路控制（LLC）子層。 與訪問各種傳輸介質(zhì)有關(guān)的問題都放在MAC子層，當介質(zhì)存取方法改變時，不致于影響其他較高層協(xié)議。 數(shù)據(jù)鏈路層中與介質(zhì)訪問無關(guān)的部分都集中在LLC子層。LLC： 與介質(zhì)、拓撲無關(guān)；與介質(zhì)、拓撲無關(guān)； MAC：與介質(zhì)、拓撲相：與介質(zhì)、拓撲相關(guān)。關(guān)。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用42LAN中數(shù)據(jù)鏈路層的功能中數(shù)據(jù)鏈路層的功能 數(shù)據(jù)鏈路層的功能分別由其LLC子層和MAC子層承擔。 LLC子層向高層提供一個或多個邏輯接口（具有發(fā)送幀和接收幀的功能）。還具有幀順序控制及流量控制等功能。 MAC子層支持數(shù)據(jù)鏈路功能，并為LLC子層提供服務。支持CSMA/CD，令牌環(huán)、令牌總線等

22、介質(zhì)訪問控制方式。它判斷哪一個設備具有享用介質(zhì)的權(quán)力以及介質(zhì)操作所需要的尋址。LANLAN對對LLCLLC子層透明，僅在子層透明，僅在MACMAC子層才可見子層才可見LANLAN的標準的標準( (對不同的對不同的LANLAN標準，區(qū)別在標準，區(qū)別在MACMAC子層子層) ) 局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用43LAN的網(wǎng)絡層和高層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層由于由于IEEE 802局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)簡單，一般不需中間局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)簡單，一般不需中間轉(zhuǎn)接，所以網(wǎng)絡層的很多功能轉(zhuǎn)接，所以網(wǎng)絡層的很多功能(如路由選擇等如路由選擇等)是是沒有必要的，而流量控制、尋址、排序、差錯控沒有必要的，而流量控制、尋址、排序、差錯控

23、制等功能可在數(shù)據(jù)鏈路層完成，故制等功能可在數(shù)據(jù)鏈路層完成，故IEEE 802標準沒標準沒有單獨設立網(wǎng)絡層。有單獨設立網(wǎng)絡層。高層高層局域網(wǎng)的高層尚未定義，一般由網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（局域網(wǎng)的高層尚未定義，一般由網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（NOS）來實現(xiàn)，如）來實現(xiàn)，如Unix、Windows NT、Netware等。等。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用444.3.2 IEEE802標準標準802.2 - 邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制LLC 802.3 - 802.4 - 802.5 - 802.6 - 802.8 802.11 無線無線LAN局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用45CSMA/CDToken BusToken

24、 RingDQDBFDDI802.2 LLC數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 物理層物理層LLCMAC802.1D Bridge802.1A 體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)IEEE802體系結(jié)構(gòu)示意圖體系結(jié)構(gòu)示意圖PHY局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用464.4 傳統(tǒng)以太網(wǎng)分委員會促進了以太網(wǎng)標準分委員會促進了以太網(wǎng)標準，最初以，最初以IEEE 10Base-5出現(xiàn)，接著出現(xiàn)出現(xiàn)，接著出現(xiàn)10Base-2。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用47局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用48布線介質(zhì)標準10Base5 粗同軸粗同軸10Base2 細同軸細同軸10BaseT 雙絞線雙絞線 100BaseT 雙絞線雙絞線100BaseF

25、 MMF/SMF1000BaseX 屏蔽短雙絞線屏蔽短雙絞線/MMF/SMF1000BaseT 雙絞線雙絞線10 Base 5局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用494.4.2 10Base5局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用504.4.3 10Base2局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用514.4.4 10BaseT局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用524.5 高速局域網(wǎng)高速局域網(wǎng)4.5.1 100Mbps 快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)又稱快速以太網(wǎng)又稱快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet，F(xiàn)E)，包括，包括100Base-TX和和100Base-FX。與與10Mbps網(wǎng)絡的比較：網(wǎng)絡的比較：拓撲結(jié)構(gòu)和媒體

26、布線方法幾乎完全一樣；拓撲結(jié)構(gòu)和媒體布線方法幾乎完全一樣；傳輸率快傳輸率快10倍；倍；幀結(jié)構(gòu)和介質(zhì)訪問控制方式沿用幀結(jié)構(gòu)和介質(zhì)訪問控制方式沿用。 3種不同的物理層標準：種不同的物理層標準：MAC子層子層100BaseFX100BaseTX2對對5類類 UTP光纖光纖4對對3、4、5類類 UTP100BaseT4局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用534.5.1 快速以太網(wǎng)網(wǎng)卡網(wǎng)卡(外置或內(nèi)置收發(fā)器外置或內(nèi)置收發(fā)器)、收發(fā)器、收發(fā)器(外置外置)與收發(fā)器電纜與收發(fā)器電纜集線器（雙絞線或光纖接口）集線器（雙絞線或光纖接口）雙絞線及光纜雙絞線及光纜外置光纖收發(fā)器外置光纖收發(fā)器光纖光纖100Base FX1

27、00Base FX集線器集線器100Base TX100Base TX集線器集線器100Base TX100Base TX集線器集線器光纖光纖插有光纖接口網(wǎng)卡插有光纖接口網(wǎng)卡UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5光纖光纖UTP5UTP5局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用544.5.2 千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)(Gigabit Ethernet，GE)兩種標準：和兩種標準：和802.3z 1000BaseX 屏蔽短雙絞線屏蔽短雙絞線/MMF/SMF802.3ab 1000BaseT 無屏蔽雙絞線無屏蔽雙絞線(5類，類，6類類)連接距離較短：連接距離較短：1000BaseX:雙

28、絞線雙絞線 - 25米；米；MMF - 550米；米；SMF - 3km1000BaseT: 5類雙絞線類雙絞線 100米米 拓撲結(jié)構(gòu)和媒體布線方法同拓撲結(jié)構(gòu)和媒體布線方法同10/100BaseT相同；相同； 傳輸速率比傳輸速率比100BaseT快快10倍；倍； 幀結(jié)構(gòu)和介質(zhì)訪問控制方式仍沿用幀結(jié)構(gòu)和介質(zhì)訪問控制方式仍沿用。 允許網(wǎng)絡平滑升級到千兆主干，具有較好的兼容性。允許網(wǎng)絡平滑升級到千兆主干，具有較好的兼容性。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用55以網(wǎng)絡交換機為主干的以太網(wǎng)以網(wǎng)絡交換機為主干的以太網(wǎng)拓撲仍為星形結(jié)構(gòu)拓撲仍為星形結(jié)構(gòu)為何要使用網(wǎng)絡交換機？為何要使用網(wǎng)絡交換機？ 以太網(wǎng)以太網(wǎng)共

29、享介質(zhì)網(wǎng)絡共享介質(zhì)網(wǎng)絡 共享介質(zhì)網(wǎng)絡中站點數(shù)的增加將導致共享介質(zhì)網(wǎng)絡中站點數(shù)的增加將導致LAN的性能降低，相當于多個子的性能降低，相當于多個子信道分享通信線路。信道分享通信線路?？偩€網(wǎng)絡或基于集線器的網(wǎng)絡：總線網(wǎng)絡或基于集線器的網(wǎng)絡：網(wǎng)絡總帶寬網(wǎng)絡總帶寬=10Mbps，n個站點共享，每站點平均帶寬個站點共享，每站點平均帶寬10/n Mbps；基于網(wǎng)絡交換機的網(wǎng)絡：允許多個信道同時傳輸信息，不受基于網(wǎng)絡交換機的網(wǎng)絡：允許多個信道同時傳輸信息，不受CSMA/CD的限制，的限制， 網(wǎng)絡總帶寬網(wǎng)絡總帶寬=（n/2n）*10Mbps，每個連接的帶寬為，每個連接的帶寬為10Mbps ；局域網(wǎng)工作基本原理和

30、組網(wǎng)技術(shù)應用56使用交換機后，可建立多個并發(fā)使用交換機后，可建立多個并發(fā)的通信。例如：的通信。例如：8個端口可建立個端口可建立4個并發(fā)通信，個并發(fā)通信，總帶寬總帶寬 = (8/2)*10Mbps = 40 Mbps在訪問服務器的流量非常大的網(wǎng)在訪問服務器的流量非常大的網(wǎng)絡中，可在交換機上設置絡中，可在交換機上設置1-2個高個高速端口速端口(100Mbps/1Gbps)，把服，把服務器與該高速端口相連，便可大務器與該高速端口相連，便可大大提高服務器訪問的速度。這種大提高服務器訪問的速度。這種連接服務器的方法又稱為連接服務器的方法又稱為Big-Pipe。10Mbps 網(wǎng)絡交換機網(wǎng)絡交換機局域網(wǎng)工作

31、基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用57交換機的兩種用法交換機的兩種用法(以以10Mbps網(wǎng)絡交換機為例網(wǎng)絡交換機為例)： (1) 端口下接站點：站點獨占端口下接站點：站點獨占10Mbps帶寬帶寬 (2) 端口下接網(wǎng)段：網(wǎng)段中所有站點共享端口下接網(wǎng)段：網(wǎng)段中所有站點共享10Mbps帶寬帶寬共享共享10M獨享獨享10M共享共享10M獨享獨享10M網(wǎng)絡交換機網(wǎng)絡交換機SwitchHUBHUB局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用583.FDDI (Fiber Distributed Data Interface)網(wǎng)絡由雙環(huán)構(gòu)成，可靠性高。網(wǎng)絡由雙環(huán)構(gòu)成，可靠性高。傳輸速率為傳輸速率為100Mbps。介質(zhì)訪問控制方法采

32、用介質(zhì)訪問控制方法采用Token Passing，類似于令牌環(huán)。，類似于令牌環(huán)。傳輸介質(zhì)主要為光纖，網(wǎng)絡覆蓋范圍較大傳輸介質(zhì)主要為光纖，網(wǎng)絡覆蓋范圍較大(幾十幾十km)。集中器集中器集中器集中器令牌令牌服務器服務器局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用594.5.5 萬兆位以太網(wǎng)隨著網(wǎng)絡應用的快速發(fā)展，高分辨率圖象、視頻和其他大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)類型都需要在網(wǎng)上傳輸，促使對帶寬的要求日益增長，并對計算機、服務器、集線器、交換機造成越來越大的壓力。10G以太網(wǎng)由此誕生，10G以太網(wǎng)標準定名為。有以下三類網(wǎng)絡：局域網(wǎng)中的10G以太網(wǎng)、 城域網(wǎng)中的10G以太網(wǎng)、廣域網(wǎng)中的10G以太網(wǎng)。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技

33、術(shù)應用604.6 虛擬局域網(wǎng)VLAN VLAN是一個廣播域，是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的 與物理位置無關(guān)的邏輯組 便于進行網(wǎng)絡的管理 增強了網(wǎng)絡安全性 抑制廣播數(shù)據(jù)的泛濫 減少了處理用戶站點移動所帶來的開銷q一個VLAN就好像是一個孤立的網(wǎng)段，VLAN間不能 直接通信，實現(xiàn)VLAN間互聯(lián)必須借助于路由器。局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用61兩個分離的廣播域兩個分離的廣播域HUBHUBHUBHUBSwitch財務室財務室開發(fā)部開發(fā)部財務室財務室開發(fā)部開發(fā)部合并廣播域既有好處，但也帶來了問題。不必要的廣播流量會泛濫到整個廣播域，同時也帶來了安全性問題。開發(fā)部和財務室的計算機互相不能訪問，流量完全隔離開

34、發(fā)部和財務室的計算機互相可以訪問，降低了安全性，廣播流量會泛濫到整個廣播域經(jīng)交換機連接后經(jīng)交換機連接后變成一個廣播域變成一個廣播域局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用62HUBHUBSwitch劃分劃分VLAN后分割后分割成兩個廣播域成兩個廣播域財務室財務室開發(fā)部開發(fā)部劃分劃分VLAN局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用63SwitchSwitchSwitchSwitch當一個部門位于多個地點時，分隔的廣播域設計會給布線帶來很大困難。但用VLAN可很方便地解決這個問題。1樓樓3樓樓6樓樓VLAN 1VLAN 2VLAN 3財務財務辦公辦公開發(fā)開發(fā)局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用64qVLAN操作VLA

35、N的標準在中定義VLAN幀中增加了一個VLAN標記標記，它插入在原始以太網(wǎng)幀的源地址域和類型/長度與之間(4個字節(jié))。帶有VLAN標記的幀稱為標記幀標記幀。當幀從一個邏輯組輸出時，支持VLAN的交換機就會在幀中插入VLAN標記，其中攜帶了該VLAN的編號。當支持VLAN交換機收到一個標記幀時，就根據(jù)其中的VLAN的編號把它映射到相應VLAN網(wǎng)段，然后再按通常的方法進行交換。(標記同時被刪除)SAVLAN標記協(xié)議標標記協(xié)議標識符，識符，=8100H VLAN標識符標識符長度/類型12位16位4位局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用65qVLAN劃分的方法按交換機端口號(最常用)。例如1，2，3，6號

36、端口劃分為VLAN1，則凡是連接到這幾個端口的計算機都屬于VLAN1。按MAC地址按IP地址(或協(xié)議)qVLAN的優(yōu)點抑制廣播流量，使其不會溢出到另外的VLAN中可以建立自己的私有安全網(wǎng)絡在網(wǎng)絡中添加、移動設備時，或設備的配置發(fā)生變化時，能夠減輕網(wǎng)絡管理人員的負擔實現(xiàn)虛擬工作組，使不同地點的用戶就好像是在一個單獨的LAN上那樣通信局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用664.5 LAN的擴展（LAN互連） 網(wǎng)橋LAN互連的必要性及要解決的問題互連的必要性及要解決的問題LAN互連的必要性：互連的必要性： 地域限制、負載問題、互通問題、安全問題地域限制、負載問題、互通問題、安全問題LAN互連的困難：互連的困難： 幀格式不同、傳輸速率不同、最大幀長不同幀格式不同、傳輸速率不同、最大幀長不同LAN互連的實現(xiàn)：互連的實現(xiàn)： 中繼器中繼器/HUB 在物理層上實現(xiàn)互聯(lián)在物理層上實現(xiàn)互聯(lián) 網(wǎng)橋網(wǎng)橋 在數(shù)據(jù)鏈路層上實現(xiàn)互聯(lián)在數(shù)據(jù)鏈路層上實現(xiàn)互聯(lián) 路由器路由器 在網(wǎng)絡層上實現(xiàn)互聯(lián)在網(wǎng)絡層上實現(xiàn)互聯(lián)局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用67用網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)多個網(wǎng)段互連局域網(wǎng)工作基本原理和組網(wǎng)技術(shù)應用68用網(wǎng)橋進行用網(wǎng)橋進行LAN擴展的缺點：擴展的缺點： 時延時延增加增加 沒有流量控制功能，重載時會丟失幀沒有流量控制功能，重載時會丟失幀 不能防止廣播