計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)第4章局域網(wǎng)組網(wǎng)原理全課件

1、“十二五”職業(yè)教育國家級規(guī)劃教材計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)（第4版）主編：XXX高等教育出版社第一篇 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)篇第4章 局域網(wǎng)組網(wǎng)原理與技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)（第4版）主編：XXX高等教育出版社了解：局域網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型與應(yīng)用特點(diǎn)掌握：局域網(wǎng)的基本組成掌握：常用傳輸介質(zhì)的分類和選型了解：局域網(wǎng)的模型、標(biāo)準(zhǔn)、訪問控制方式和工作原理掌握：局域網(wǎng)設(shè)計(jì)的基本原則掌握：典型以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握：共享式高速以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)掌握：交換式以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)掌握：虛擬局域網(wǎng)的基本原則和實(shí)現(xiàn)條件和劃分方法掌握：無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和組網(wǎng)技術(shù)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：局域網(wǎng)（local area network，LAN）是

2、一種小范圍內(nèi)（一般為幾公里），以實(shí)現(xiàn)資源共享、數(shù)據(jù)傳遞和彼此通信為基本目的，由網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)（計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)連接）設(shè)備和通信線路等硬件按照某種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接而成的，配有相應(yīng)軟件的高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。4.1局域網(wǎng)概述4.1.1局域網(wǎng)的定義1.局域網(wǎng)的特征（1）共享傳輸信道（2）高傳輸速率（3）有限傳輸距離（4）低誤碼率（5）連接規(guī)范整齊（6）用戶集中，歸屬與管理單一（7）采用多種傳輸介質(zhì)及相應(yīng)的訪問控制技術(shù)（8）一般采用分布式控制和廣播式通信（9）簡單的低層協(xié)議（10）易于安裝、組建和維護(hù)4.1.2局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)和功能2. 局域網(wǎng)的功能（1）資源共享資源共享主要指系統(tǒng)中的軟件、硬件，以及數(shù)據(jù)和信息等資源的共

3、享。（2）通信交往通信交往主要指各種形式的數(shù)據(jù)、文件等的傳輸。4.1.2局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)和功能3. 局域網(wǎng)的典型分布區(qū)域同一房間內(nèi)的所有主機(jī)，覆蓋距離為10m的數(shù)量級。同一樓宇內(nèi)的所有主機(jī)，覆蓋距離為100m的數(shù)量級。同一校園、廠區(qū)、院落內(nèi)的所有主機(jī)，覆蓋距離為1000m的數(shù)量級。4.1.2局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)和功能一個(gè)實(shí)用的局域網(wǎng)通常涉及以下四項(xiàng)基本網(wǎng)絡(luò)技術(shù)： 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 傳輸介質(zhì)和介質(zhì)的訪問控制方式 通信協(xié)議 布線技術(shù)4.1.3局域網(wǎng)的四大實(shí)現(xiàn)技術(shù)1.局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類（1）邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（2）物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇原則 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涞倪x擇將直接影響網(wǎng)絡(luò)的投資、運(yùn)行速率、安裝、維

4、護(hù)和診斷等性能。4.2局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.總線拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)“總線”（bus topology）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4-1所示。 4.2.1總線拓?fù)鋱D4-1 圖4-2 總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用2. “總線”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)3. 適用場合適用于小型辦公自動化系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室、游戲廳等低負(fù)荷，實(shí)時(shí)性要求不高的環(huán)境。3. 網(wǎng)絡(luò)范例10BASE5、10BASE2以太網(wǎng)。4.2.1總線拓?fù)?.“環(huán)型”拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)環(huán)型拓?fù)淙鐖D4-3所示；其實(shí)際應(yīng)用的連接如圖4-4所示。 4.2.2環(huán)型拓?fù)鋱D4-3 圖4-4 環(huán)型拓?fù)鋺?yīng)用2. “環(huán)型”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)3.適用場合曾被廣泛地用于局域網(wǎng)主干網(wǎng)，如FDDI。4.網(wǎng)絡(luò)范例IBM令牌環(huán)

5、網(wǎng)（Token-Ring），以及FDDI光纖分布式接口的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)。4.2.2環(huán)型拓?fù)?. “星型”拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)洌╯tar topology）的結(jié)構(gòu)如圖4-5；實(shí)際應(yīng)用結(jié)構(gòu)如圖4-6所示。4.2.3星型拓?fù)?圖4-5 圖4-6 星型拓?fù)鋺?yīng)用 （交換機(jī)或集線器組成的以太網(wǎng)）P86：2.星型拓?fù)涞耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)問題3.“星型”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)4.適用場合5.網(wǎng)絡(luò)范例10/100/1000BASE系列使用集線器或交換機(jī)的共享式或交換式以太網(wǎng)。4.2.3星型拓?fù)?.“樹型”拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu) 樹型拓?fù)洌═ree Topology）結(jié)構(gòu)如圖4-7，它可以看成是星型拓?fù)涞臄U(kuò)展，其應(yīng)用結(jié)構(gòu)如圖4-8。2.“樹型”拓

6、撲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)3.適用場合 樹型拓?fù)鋵儆诩锌刂剖骄W(wǎng)絡(luò)，適用于分級管理的場合，或者是控制型網(wǎng)絡(luò)。4.網(wǎng)絡(luò)范例10/100/1000BASE使用集線器或交換機(jī)的共享式或交換式以太網(wǎng)，以及使用ATM交換機(jī)組成的分層網(wǎng)絡(luò)等。4.2.4樹型拓?fù)?.2.4樹型拓?fù)鋱D4-7 樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖4-8 樹型拓?fù)鋺?yīng)用 （交換機(jī)或集線器組成的以太網(wǎng)）1.局域網(wǎng)的軟件系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件等3類。2.局域網(wǎng)的硬件件系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)客戶機(jī)或工作站、網(wǎng)卡、網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)共享設(shè)備等幾個(gè)部分。3. 局域網(wǎng)中的其他組件網(wǎng)絡(luò)資源。用戶。協(xié)議。4.3局域網(wǎng)的基本組成1.按網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的功能分類

7、主干服務(wù)器； 功能（專用）服務(wù)器； 應(yīng)用（程序）服務(wù)器。2. 按服務(wù)器技術(shù)分類（1）服務(wù)器技術(shù) 多處理機(jī)技術(shù)。 總線能力。 內(nèi)存。 磁盤接口和容錯(cuò)技術(shù)。其他常用的服務(wù)器技術(shù)：還有設(shè)備的熱插拔技術(shù)、雙機(jī)熱備份、集群技術(shù)等。4.3.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（2）服務(wù)器硬件類型 通用服務(wù)器。 專用型（功能型）服務(wù)器。 Web（WWW）服務(wù)器。 FTP服務(wù)器。 Email服務(wù)器。4.3.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器3. 網(wǎng)絡(luò)主干服務(wù)器運(yùn)行和安裝了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)管理員通過主干服務(wù)器對網(wǎng)絡(luò)中的各種對象，進(jìn)行全方位的集中、可靠管理。是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中軟件、硬件和數(shù)據(jù)信息資源共享和集中管理的主要計(jì)算機(jī)。主干服務(wù)器對處理能力、內(nèi)存容量與類型

8、、硬盤容量和可靠性等均有較高的要求?？梢赃x擇硬件功能強(qiáng)大的通用服務(wù)器。4.3.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器4. 功能（專用）服務(wù)器根據(jù)作用的不同，對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行的分類如下：（1）通信和遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器（2）WWW（Web）服務(wù)器（3）DNS服務(wù)器（4）DHCP服務(wù)器（5）打印服務(wù)器（6）VOD服務(wù)器（視頻點(diǎn)播）4.3.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器5. 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用服務(wù)器 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用服務(wù)器主要用于網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用系統(tǒng)。如，通過Excel應(yīng)用服務(wù)器，ERP（企業(yè)的資源管理）、OA、CRM（顧客關(guān)系管理）、SCM（供應(yīng)鏈關(guān)系管理）等管理信息系統(tǒng)。6. 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器物理設(shè)備的選擇和配備（1）集成的服務(wù)器（2）專用的服務(wù)器4.3.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

9、器7. 選購網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器時(shí)需要考慮的主要因素價(jià)格因素。系統(tǒng)的開放性、系統(tǒng)的延續(xù)性、可擴(kuò)展性、互連性能、應(yīng)用軟件的支持、性能價(jià)格比的合理性，生產(chǎn)廠商的技術(shù)支持以及等各種因素。主流品牌；足夠的高質(zhì)量內(nèi)存；高品質(zhì)的硬盤；以及所依賴的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等。4.3.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中，用戶連入網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)就是客戶機(jī)，也被稱為工作站。1.網(wǎng)絡(luò)客戶機(jī)（工作站）應(yīng)具有的功能2.網(wǎng)絡(luò)客戶機(jī)（工作站）的類型3.網(wǎng)絡(luò)客戶機(jī)（工作站）的配置要求（1）硬件條件（2）軟件條件4.3.2客戶機(jī)或工作站“網(wǎng)絡(luò)適配器”（network adapter），又稱為網(wǎng)絡(luò)接口卡（network interface card），簡稱網(wǎng)卡或NI

10、C。網(wǎng)卡是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信接口，一般安裝在每臺服務(wù)器或者客戶機(jī)的擴(kuò)展插槽中。1.網(wǎng)絡(luò)適配器的組成與連接 網(wǎng)卡的組成：如圖4-9所示，由CPU、RAM、ROM和I/O接口等組成。 網(wǎng)卡與LAN的連接：網(wǎng)卡通過傳輸介質(zhì)的接口與局域網(wǎng)連接。在傳輸介質(zhì)中，信號以串行方式傳輸。 網(wǎng)卡與計(jì)算機(jī)的連接：網(wǎng)卡通過計(jì)算機(jī)內(nèi)主板上的I/O總線與計(jì)算機(jī)連接。在計(jì)算機(jī)的I/O總線上，信號以并行方式傳輸。4.3.3網(wǎng)絡(luò)適配器圖4-9 網(wǎng)卡的結(jié)構(gòu)示意圖2. 網(wǎng)絡(luò)適配器的基本功能網(wǎng)卡工作在OSI模型的第2層，它實(shí)現(xiàn)“物理層”和“數(shù)據(jù)鏈路層”的功能。（1）網(wǎng)卡的工作流程發(fā)送端計(jì)算機(jī)：網(wǎng)卡負(fù)責(zé)將計(jì)算機(jī)待發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為能夠通過傳

11、輸介質(zhì)傳送的信號，并通過傳輸介質(zhì)傳遞信號到目的設(shè)備。接收端的計(jì)算機(jī)：網(wǎng)卡負(fù)責(zé)接收傳輸介質(zhì)傳遞過來的信號，并將其轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠處理的信息。4.3.3網(wǎng)絡(luò)適配器（2）網(wǎng)卡的功能 從功能來說，網(wǎng)卡相當(dāng)于廣域網(wǎng)的通信控制處理機(jī)，通過它將工作站或服務(wù)器連接到網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享和相互通信。此外，網(wǎng)卡還負(fù)責(zé)工作站與局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)之間的物理連接和電信號匹配，接收和執(zhí)行工作站與服務(wù)器送來的各種控制命令，完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能。4.3.3網(wǎng)絡(luò)適配器3. 選購網(wǎng)絡(luò)適配器時(shí)應(yīng)考慮的因素速率計(jì)算機(jī)總線接口類型支持的網(wǎng)絡(luò)類型和電纜接口其他因素4. 安裝和配置網(wǎng)絡(luò)適配器硬件連接設(shè)置軟件驅(qū)動安裝網(wǎng) 卡 的選購與

12、安裝1. 選擇傳輸介質(zhì)應(yīng)考慮的具體因素 成本。 安裝的難易程度。 容量。 衰減及最大距離。 抗干擾能力：主要指電磁干擾。 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 網(wǎng)絡(luò)連接方式。 環(huán)境因素：地理分布、氣象影響、環(huán)境溫度、結(jié)點(diǎn)間距等。4.3.4傳輸介質(zhì)2.雙絞線（Twisted Pairwire，TP） 雙絞線電纜為無屏蔽雙絞線（UTP）和有屏蔽雙絞線（STP）2種。這兩大類中又分為100歐姆電纜、雙體電纜、大對數(shù)電纜、150歐姆屏蔽電纜。（1）雙絞線的物理結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中常用的是4對雙絞線電纜，如圖4-10所示。 4.3.4傳輸介質(zhì)圖4-10 4對8根雙絞線（UTP和STP）（3）有屏蔽雙絞（4）雙絞線的傳輸距離:單段距離為

13、100米。3.同軸電纜（1）同軸電纜的物理結(jié)構(gòu)（ 2）同軸電纜的分類和性能參數(shù)（3）常用基帶同軸電纜的應(yīng)用特點(diǎn)（4）同軸電纜的傳輸距離4.3.4傳輸介質(zhì)圖4-11 電纜的結(jié)構(gòu)和外形4.光導(dǎo)纖維電纜 光導(dǎo)纖維電纜（optical fiber），簡稱光纖電纜、光纖或光纜。它是一種用來傳輸光束的細(xì)軟而柔韌的傳輸介質(zhì)。光導(dǎo)纖維電纜通常由一捆纖維組成，因此得名“光纜”。 （1）光導(dǎo)纖維電纜的物理結(jié)構(gòu)4.3.4傳輸介質(zhì)圖4-12 光纖電纜的物理結(jié)構(gòu)4.光導(dǎo)纖維電纜（2）光纖通信系統(tǒng)的工作原理 光纖通信系統(tǒng)是以光波為信號的載體、光導(dǎo)纖維為傳輸介質(zhì)的通信系統(tǒng)。光纖通信系統(tǒng)由光纖、光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)等部分組成，

14、參見圖4-14。4.3.4傳輸介質(zhì)圖4-14 光纖通信系統(tǒng)工作示意圖（3）光導(dǎo)纖維電纜的分類與性能參數(shù)（4）光纖電纜的接口與常用設(shè)備（5）光導(dǎo)纖維電纜的主要應(yīng)用特點(diǎn) 光纖與其他傳輸介質(zhì)的比較，參見表4-2。（6）光導(dǎo)纖維電纜的應(yīng)用場合（7）光纖的傳輸距離光纖中的信號衰減極小，在不安裝光纖中繼器的條件下，其最大傳輸距離為68千米。4.3.4傳輸介質(zhì) 無線傳輸介質(zhì)，簡稱無線（自由或無形）介質(zhì)，或空間介質(zhì)。無線傳輸介質(zhì)通過空氣進(jìn)行信號傳輸。根據(jù)電磁波的頻率，無線傳輸系統(tǒng)大致分為廣播通信系統(tǒng)、地面微波通信系統(tǒng)、衛(wèi)星微波通信系統(tǒng)和紅外線通信系統(tǒng)。因此，對應(yīng)的3種無線介質(zhì)是無線電波（30MHz 1GHz）

15、、微波（300MHz 300GHz）、紅外線和激光。5.無線（自由）傳輸介質(zhì)5.無線（自由）傳輸介質(zhì)（1）無線電波通信（2）無線電微波通信 面微波接力通信 4.3.4傳輸介質(zhì)圖4-15 地面微波接力通信示意圖衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通信是利用靜止的地球與同步衛(wèi)星作為中繼站的微波接力通信系統(tǒng)。地面系統(tǒng)通常采用定向拋物天線。衛(wèi)星微波通信系統(tǒng)也具有：通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此，特別適用于全球通信、電視廣播，以及地理環(huán)境惡劣的地區(qū)使用。 目前的無線局域網(wǎng)已經(jīng)廣泛地作為有線局域網(wǎng)的補(bǔ)充，被廣泛用在移動辦公場合。4.3.4傳輸介質(zhì)1. IEEE 802參考模型 IEEE 802委員會負(fù)責(zé)制定局域

16、網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化，并制定了IEEE802局域網(wǎng)參考模型。該模型只制定了對應(yīng)于OSI參考模型的下兩層規(guī)范，即物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的規(guī)范。此外，IEEE802還將數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)一步劃分為邏輯鏈路子層和介質(zhì)訪問控制子層，參見表4-3。4.4局域網(wǎng)的模型與工作原理4.4.1 局域網(wǎng)的模型和標(biāo)準(zhǔn)（1）物理層（2）IEEE 802 LAN的數(shù)據(jù)鏈路層 介質(zhì)存取控制（MAC）子層的功能：控制對傳輸介質(zhì)的訪問。MAC子層在物理層的基礎(chǔ)上進(jìn)行無差錯(cuò)通信，并維護(hù)和管理通信鏈路。邏輯鏈路控制（LLC）子層的功能：集中了與傳輸介質(zhì)無關(guān)的部分，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)幀的封裝和拆裝，為網(wǎng)絡(luò)層提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的邏輯接口。4.4.1 局域網(wǎng)的模型和標(biāo)準(zhǔn)

17、2. IEEE 802的標(biāo)準(zhǔn)（1）第一類標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802.1A：定義了概述、體系結(jié)構(gòu)。 IEEE 802.1B：定義了尋址、網(wǎng)絡(luò)互連和網(wǎng)絡(luò)管理。（2）第二類標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.2標(biāo)準(zhǔn)定義了LLC邏輯鏈路控制子層的服務(wù)與功能。（3）第三類標(biāo)準(zhǔn) 定義了多大16個(gè)的不同介質(zhì)訪問控制子層與物理層的標(biāo)準(zhǔn)。4.4.1 局域網(wǎng)的模型和標(biāo)準(zhǔn) 物理地址IEEE802為局域網(wǎng)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)（如，網(wǎng)卡），還規(guī)定了一個(gè)48位的全局物理地址，即MAC地址。目前，IEEE是世界上局域網(wǎng)全局地址的法定管理機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)分配高24位的地址；而低24位由生產(chǎn)廠商自己決定。4.4.1 局域網(wǎng)的模型和標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)的訪問控制方式定義

18、了通信信道的訪問控制方法及安全可靠傳輸數(shù)據(jù)的規(guī)則。1. 介質(zhì)存取控制（medium access control）在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上，將傳送數(shù)據(jù)的規(guī)則稱為“通信協(xié)議”（protocol），其中與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)存取控制有關(guān)的協(xié)議是MAC（medium access control）。4.4.2局域網(wǎng)的訪問控制方式及分類2. 介質(zhì)存取控制訪問方式的分類（1）集中式控制方式（2）分布式控制方式IEEE802.3爭用型介質(zhì)訪問控制協(xié)議: CSMA/CD協(xié)議。 IEEE802.5確定型介質(zhì)訪問控制協(xié)議: Token-Ring協(xié)議，名為“令牌環(huán)”。Token-Ring定義的介質(zhì)訪問控制技術(shù)主要用于邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為

19、“環(huán)型拓?fù)洹钡木钟蚓W(wǎng)。目前，應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng)是以太網(wǎng)，它的核心技術(shù)是即CSMA/CD方式。4.4.2局域網(wǎng)的訪問控制方式及分類3. 分布式控制訪問方式的分類（1） “爭用”型CSMA/CD訪問方式是基于“爭用”的存取方法。這就意味著，局域網(wǎng)上的所有結(jié)點(diǎn)按照“先進(jìn)先服務(wù)”的原則爭用可使用的帶寬。（2）“定時(shí)”型 這種訪問方法是分配給每個(gè)站點(diǎn)一個(gè)可采用的帶寬片，并確保當(dāng)時(shí)間到來時(shí)對局域網(wǎng)進(jìn)行存取。4.4.2局域網(wǎng)的訪問控制方式及分類CSMA/CD協(xié)議主要用于物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線（bus）、星型或樹型（tree）的以太網(wǎng)中，其使用的是IEEE 802.3系列標(biāo)準(zhǔn)。1.載波偵聽與多路訪問（CSMA）

20、我們把查看信道上有無數(shù)字信號傳輸稱為“載波偵聽”，而把同時(shí)有多個(gè)結(jié)點(diǎn)在偵聽信道是否空閑和發(fā)送數(shù)據(jù)，稱為“多路訪問”。 2. 沖突檢測（CD） 每個(gè)計(jì)算機(jī)結(jié)點(diǎn)上的沖突檢測器（如網(wǎng)卡）具備發(fā)現(xiàn)沖突和處理沖突的能力。4.4.3 以太網(wǎng)的工作原理和訪問控制方法3. CSMA/CD方法CSMA/CD的工作原理可以概括為以下四點(diǎn)：先聽后發(fā)。邊聽邊發(fā)。沖突停止。隨機(jī)延遲后重發(fā)。4.4.3 以太網(wǎng)的工作原理和訪問控制方法4.以太網(wǎng)中數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收 在以太網(wǎng)中，發(fā)送給所有結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)被稱為“以太幀”；幀的首部寫明了發(fā)送站點(diǎn)（MACA）和接收站點(diǎn)的地址（MACB）；如圖4-16所示。 在A站向B站發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)：僅

21、當(dāng)數(shù)據(jù)幀中的目的地址（MACB）與計(jì)算機(jī)（MACB）的地址一致時(shí)，計(jì)算機(jī)才會接收；否則，不會接收，并丟棄收到的數(shù)據(jù)幀。 4.4.3 以太網(wǎng)的工作原理和訪問控制方法圖4-16 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收5.使用CSMA/CD的以太網(wǎng)的工作特點(diǎn)在低負(fù)荷時(shí)，響應(yīng)較快，具有較高的工作效率；在高負(fù)荷（結(jié)點(diǎn)激增）時(shí)，隨著沖突的急劇增加，傳輸延時(shí)劇增，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能的急劇下降；時(shí)間不確定，不適合控制型網(wǎng)絡(luò)。4.4.3 以太網(wǎng)的工作原理和訪問控制方法Token Ring是令牌傳遞環(huán)（token passing ring）的簡寫，其使用的是IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)。1.令牌環(huán)的物理結(jié)構(gòu)令牌環(huán)網(wǎng)是將各結(jié)點(diǎn)連接成一個(gè)環(huán)型

22、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也就是將所有連網(wǎng)的計(jì)算機(jī)、終端和其他外圍設(shè)備等都通過網(wǎng)卡（環(huán)接口）連接到環(huán)路上去，參見P109圖4-17。2. 令牌環(huán)的工作原理參見P109 3. 令牌環(huán)的工作步驟參見P1094.4.4令牌環(huán)訪問控制在圖4-17中，顯示了算機(jī)結(jié)點(diǎn)A給結(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù)的過程。 圖4-17 令牌環(huán)的工作原理4. 令牌環(huán)方法的工作特點(diǎn)令牌環(huán)網(wǎng)的工作方式是確定性、順序和定時(shí)的。因此，不會發(fā)生沖突。 無沖突。 時(shí)間確定。 適合光纖。 控制性能好。 負(fù)荷：在低負(fù)荷時(shí)，也要等待令牌的順序傳遞，因此，低負(fù)荷時(shí)響應(yīng)一般，而在高負(fù)荷時(shí)，由于沒有沖突，因此有較好的響應(yīng)特性。4.4.4令牌環(huán)訪問控制局域網(wǎng)的的實(shí)用組網(wǎng)技術(shù)包括

23、以下4部分：典型以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)高速局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)結(jié)構(gòu)化綜合布線技術(shù)網(wǎng)間互連設(shè)備與互連技術(shù)4.5典型局域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)1.局域網(wǎng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì)。2. 設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾r(shí)應(yīng)考慮的基本原則分段能力。診斷和故障檢測能力。帶寬?？晒芾硇源_保用戶及其應(yīng)用程序的可靠存取、安全保密和管理的可控性。橋接能力允許附加新的局域網(wǎng)、小型機(jī)和大型機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)。擴(kuò)展和維護(hù)能力。 4.5.1設(shè)計(jì)局域網(wǎng)的基本原則1.以太網(wǎng)的發(fā)展2.以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)共享式以太網(wǎng)的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是“總線型”，是根據(jù)其介質(zhì)訪問控制方式而定義的；其物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線、星型（樹型，即擴(kuò)展星型）幾種，最常用的是星型拓?fù)洹?.

24、以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方式以太網(wǎng)采用了爭用型的CSMA/CD技術(shù)方式。4.5.2典型以太網(wǎng)4. 以太網(wǎng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與分類（1）低速產(chǎn)品的常見標(biāo)準(zhǔn)符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)絡(luò)低端產(chǎn)品的傳輸速率通常為10Mb/s，其常用的正式標(biāo)準(zhǔn)有以下3種：10BASE5、10BASE2和10BASET。（2）其他以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)100BASE系列：快速以太網(wǎng)。1000BASE系列：千兆位以太網(wǎng)。交換式以太網(wǎng)系列：10Mb/s、100Mb/s和1000Mb/s。4.5.2典型以太網(wǎng)（3）共享以太網(wǎng)的總結(jié) 傳輸速度：10、100或1000Mb/s 介質(zhì)訪問控制方法：CSMA/CD 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：邏輯拓?fù)錇椤翱偩€”結(jié)構(gòu)；物

25、理拓?fù)錇椤翱偩€”和“星型”結(jié)構(gòu)傳輸類型：幀交換典型以太網(wǎng)：一般指速率在10Mb/s及以下的低速共享式以太網(wǎng)。4.5.2典型以太網(wǎng)5.以太網(wǎng)的主要設(shè)計(jì)特點(diǎn) 以太網(wǎng)具有較高的傳輸速率、結(jié)構(gòu)簡單、組網(wǎng)靈活、便于擴(kuò)充、易于實(shí)現(xiàn)和低成本等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的局域網(wǎng)技術(shù)。4.5.2典型以太網(wǎng)1.共享式雙絞線以太網(wǎng)的硬件結(jié)構(gòu) 10BASET是在“共享模式”的局域網(wǎng)，它利用3、5或超5類的非屏蔽雙絞線、RJ-45接頭和集線器連接為物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為“星型”的網(wǎng)絡(luò)，如圖4-18所示。（1）集線器（Hub）-主要功能：組網(wǎng)功能。與其他介質(zhì)連接的功能。信號的強(qiáng)化功能。自動檢測與強(qiáng)化“碰撞”信號的功能。故障的檢測與處

26、理。（2）非屏蔽雙絞線（UTP）（3）網(wǎng)卡（RJ-45接口）、雙絞線電纜和RJ-45接頭4.5.3雙絞線以太網(wǎng)圖4-18 “星型”物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的雙絞線以太網(wǎng) 圖4-19 RJ-45類型的連接器、插座和網(wǎng)卡2.10BASET網(wǎng)絡(luò)的組建方法（1）組建10BASET網(wǎng)絡(luò)所需的工具（2）標(biāo)準(zhǔn)線和交叉線的制作要點(diǎn)與使用場合 “標(biāo)準(zhǔn)線”（直通線）：兩頭線序一致。兩頭均按表4-6規(guī)定的TIA/EIA 568B標(biāo)準(zhǔn)的線序制作。標(biāo)準(zhǔn)線主要用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡與Hub/網(wǎng)橋/交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的連接。4.5.3雙絞線以太網(wǎng)“交叉線”（跳階線）：兩頭線序不一致。一頭按表4-6中的TIA/EIA 568B標(biāo)準(zhǔn)制作；另一頭

27、按表4-6中的TIA/EIA 568A標(biāo)準(zhǔn)制作。交叉線主要用于“雙機(jī)互連”（即直接連接兩臺計(jì)算機(jī)的網(wǎng)卡）；或用于連接集線器的兩個(gè)普通RJ45口，通常級聯(lián)沒有Uplink口的Hub。4.5.3雙絞線以太網(wǎng)3. 雙絞線以太網(wǎng)的擴(kuò)展組網(wǎng)方案（1）獨(dú)立集線器提供的端口類型（2）多集線器級聯(lián)結(jié)構(gòu) 級聯(lián)的目的：是為了組成更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。如，在低速10BASET網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)遵循5-4-3規(guī)則，參見圖4-25。 級聯(lián)的方法： 使用“標(biāo)準(zhǔn)線”，通過集線器上專門的“級聯(lián)出口/級聯(lián)入口”進(jìn)行級聯(lián)，如圖4-20。4.5.3雙絞線以太網(wǎng)圖4-20 使用專用級聯(lián)口級聯(lián)的雙集線器10BASET網(wǎng)絡(luò)圖4-21 使用Uplink

28、和普通RJ45口級聯(lián)的雙集線器10BASET網(wǎng)絡(luò)圖4-21 使用Uplink和普通RJ45口級聯(lián)的雙集線器10BASET網(wǎng)絡(luò)圖4-22 使用光纖口級聯(lián)的雙集線器10BASET網(wǎng)絡(luò)（3）可疊加集線器以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)使用可疊加集線器或交換機(jī)組建以太網(wǎng)的典型結(jié)構(gòu)如圖4-23所示。堆疊的目的：滿足大型網(wǎng)絡(luò)對端口的數(shù)量要求。堆疊的條件：只有支持堆疊的設(shè)備才能進(jìn)行堆疊。同型號的設(shè)備才能堆疊在一起。堆疊設(shè)備的管理：堆疊的一組設(shè)備作為一個(gè)對象來管理，提供統(tǒng)一的管理模式。4.5.3雙絞線以太網(wǎng)堆疊設(shè)備的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：堆疊后的集線器或交換機(jī)可以看成一臺設(shè)備來使用。缺點(diǎn)：堆疊技術(shù)是一種非標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，各廠商的堆疊產(chǎn)品是不能進(jìn)

29、行混合堆疊的。 可疊加集線器以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖4-23 集線器/交換機(jī)的堆疊結(jié)構(gòu)4. 10BASET雙絞線以太網(wǎng)的應(yīng)用特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)容易檢測故障。容易組建。低成本。擴(kuò)展方便。容易改變網(wǎng)絡(luò)的布局。允許多種媒體共存。4.5.3雙絞線以太網(wǎng)（2）缺點(diǎn)對于使用CSMA/CD的共享以太網(wǎng)絡(luò)，隨著計(jì)算機(jī)結(jié)點(diǎn)的增加，網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)速度會不斷下降，并導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的性能的急劇下降。網(wǎng)絡(luò)的中央結(jié)點(diǎn)的負(fù)荷過重，一旦Hub出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致整段或全部網(wǎng)絡(luò)癱瘓。雙絞線的抗干擾能力弱。網(wǎng)絡(luò)通信線路的利用率很低。4.5.3雙絞線以太網(wǎng)5.10BASET雙絞線以太網(wǎng)的總結(jié)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：邏輯上的“總線”型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；物理上的“星型”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)線類

30、型：3、5或超5類非屏蔽雙絞線。傳輸速度：10Mb/s。最大網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)數(shù)目：1024個(gè)。每段最大結(jié)點(diǎn)數(shù)目：1個(gè)。級聯(lián)的最大集線器數(shù)量：4個(gè)。最大網(wǎng)絡(luò)長度：無最大長度。最大網(wǎng)段長度：100m。4.5.3雙絞線以太網(wǎng)1.高速局域網(wǎng)基本概念（1）高速局域網(wǎng) 一般將數(shù)據(jù)傳輸速率在100Mb/s以上的局域網(wǎng)稱為高速局域網(wǎng)。（2）改善網(wǎng)絡(luò)性能的傳統(tǒng)手段 采用“纜段細(xì)化”的方法。 采用更高速率的局域網(wǎng)。4.6高速局域網(wǎng) 4.6.1高速局域網(wǎng)技術(shù)概述（3）當(dāng)前改善網(wǎng)絡(luò)性能的手段交換式：通常是從多纜段所連接的核心設(shè)備，將共享式的設(shè)備變換為交換式。交換技術(shù)從根本上改善了介質(zhì)的訪問方式，廢除了“競爭”的訪問方式，采用

31、了各個(gè)結(jié)點(diǎn)間的并發(fā)、多連接交換鏈路。其他技術(shù)：通過軟件與硬件的結(jié)合，可以更大地提高網(wǎng)段的性能。如，引入虛擬局域網(wǎng)（VLAN）或IP子網(wǎng)技術(shù)，重新劃分沖突域和廣播域，極大的提高網(wǎng)段的傳輸性能，提高安全性和可管理性。 4.6.1高速局域網(wǎng)技術(shù)概述2.提高網(wǎng)絡(luò)性能的幾種常用解決方案提高傳輸速率：增加絕對帶寬。采用網(wǎng)絡(luò)分段：通過網(wǎng)橋、交換機(jī)和路由器等隔離子網(wǎng)之間的通信量，使網(wǎng)絡(luò)性能改善。將“共享式局域網(wǎng)”變化為“交換式局域網(wǎng)”：替換核心設(shè)備，改變技術(shù)。采用更先進(jìn)的技術(shù)：新的技術(shù)層出不窮。例如：采用ATM交換技術(shù)的局域網(wǎng)；又如，在交換式以太網(wǎng)中采用的VLAN和IP子網(wǎng)劃分技術(shù)。常見高速局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和主要

32、參數(shù)見表4-7。 4.6.1高速局域網(wǎng)技術(shù)概述1. 100BASE快速以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)100BASETX快速以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與圖4-18所示的10BASET類似，只是其中心控制設(shè)備為100Mb/s的共享式集線器。根據(jù)所使用的傳輸介質(zhì)的不同，已經(jīng)制定了以下3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。其主要參數(shù)參見表4-8。2. 100BASE快速以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)與IEEE 802.3（10BASET）的協(xié)議和數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)基本相同，僅僅是速度上的升級。采用物理的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及邏輯的“總線”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。4.6.2共享式快速以太網(wǎng)（1）與10Mb/s以太網(wǎng)的相同之處采用相同的介質(zhì)訪問控制方式，即CSMA/CD協(xié)議。采用相同的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸?/p>

33、式。相同的組網(wǎng)方法。同樣的低成本、易擴(kuò)展性能。（2）與10BASET的不同之處快速以太網(wǎng)將每個(gè)比特的發(fā)送時(shí)間降低到10ns。工作頻率不同。物理層所支持的傳輸介質(zhì)和信號編碼方式不同?？焖僖蕴W(wǎng)采用的MII（media independent interface）介質(zhì)獨(dú)立接口將MAC子層與物理層分隔開來，參見圖4-24。 4.6.2共享式快速以太網(wǎng)圖4-24 100BASET（802.3u）示意圖3.100BASETX組網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn) 100BASETX可以看成是10BASET的直接升級。 MAC子層與物理層的之間采用了與介質(zhì)無關(guān)的MII接口。 介質(zhì)訪問控制方式仍然為CSMA/CD。 組網(wǎng)技術(shù)關(guān)鍵如

34、下：10BASET最多可以使用4個(gè)中繼器或集線器連接5個(gè)100m長的網(wǎng)絡(luò)段，如圖4-25所示；100BASETX只允許使用兩個(gè)，而且兩個(gè)中繼器或集線器之間的最大連接長度不能超過5m，如圖4-26所示。因此，當(dāng)端口不足時(shí)，應(yīng)采用可堆疊Hub。 4.6.2共享式快速以太網(wǎng)圖4-25 10BASET級聯(lián)示意圖圖4-26 100BASET級聯(lián)示意圖 4. 100BASET4組網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn) 100BASE高速以太網(wǎng)具有較高的帶寬，可作為小型局域網(wǎng)的主干網(wǎng)絡(luò)。這樣既可以實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有的10Mb/s以太網(wǎng)絡(luò)的無障礙連接和集成，也可以與交換式以太網(wǎng)結(jié)合，提高網(wǎng)絡(luò)性能，消除網(wǎng)絡(luò)傳輸中的瓶頸問題。4.6.2共享式快速

35、以太網(wǎng)1.千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的推出在1998年6月IEEE正式推出了1000Mb/s以太網(wǎng)的解決方案。千兆位以太網(wǎng)是現(xiàn)有IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，它采用的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802.3z，如圖4-28所示。2. 千兆位以太網(wǎng)的組網(wǎng)特點(diǎn)（1）與10/100BASET的相同之處相同的組網(wǎng)方法。半雙工通信時(shí)，采用的介質(zhì)訪問控制方式與傳統(tǒng)以太網(wǎng)類似，即CSMA/CD協(xié)議。同樣的低成本、易擴(kuò)展性能。 4.6.3千兆位以太網(wǎng)（2）與10/100BASET的不同之處 千兆位以太網(wǎng)將每個(gè)比特的發(fā)送時(shí)間由10BASET時(shí)的100ns降低到1ns。 千兆位以太網(wǎng)采用GMII（千兆位介質(zhì)專用）接口，將MAC子層與物

36、理層分隔開來。 千兆位以太網(wǎng)使用的物理層標(biāo)準(zhǔn)：參見表4-9。4.6.3千兆位以太網(wǎng)圖4-27 IEEE 802.3z千兆位以太網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)3. 千兆位以太網(wǎng)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn)（1）千兆位以太網(wǎng)的重點(diǎn)應(yīng)用（2）千兆位以太網(wǎng)的典型應(yīng)用結(jié)構(gòu) 采用千兆位以太網(wǎng)組建校園或企業(yè)的主干網(wǎng)絡(luò)發(fā)應(yīng)用方式如圖4-28所示。企業(yè)級采用速率為1000Mb/s千兆以太網(wǎng)作為主干網(wǎng)。部門采用速率為100Mb/s快速共享或交換式以太網(wǎng)。桌面采用速率為10Mb/s的共享或交換式雙絞線以太網(wǎng)。 4.6.3千兆位以太網(wǎng)圖4-28 千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)作為企業(yè)網(wǎng)主干網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)（3）千兆位以太網(wǎng)中使用的主要網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品千兆位以太網(wǎng)共享集

37、線器。千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)。千兆位以太網(wǎng)網(wǎng)卡千兆位中使用的傳輸介質(zhì)：光纖、銅纜、UTP。千兆位以太網(wǎng)支持IEEE 802.1Q VLAN，提供靈活的網(wǎng)絡(luò)分段功能，提高網(wǎng)絡(luò)性能、效率和安全性能等。4.6.3千兆位以太網(wǎng)1.交換式以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)交換式以太網(wǎng)是在10/100BASET雙絞線以太網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高速網(wǎng)絡(luò)，其組網(wǎng)技術(shù)與100BASETX類似，但是，其關(guān)鍵的核心設(shè)備使用的是以太網(wǎng)的交換機(jī)（switch），又稱為“交換式集線器”，參見圖4-29。 4.6.4交換式以太網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)圖4-29 獨(dú)立交換式以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與工作原理2. 交換機(jī)的基本概念和工作原理（1）工作原理（2）交換機(jī)的實(shí)際作用交

38、換機(jī)在實(shí)際中的作用主要有3點(diǎn)：第一，組網(wǎng)，即作為連接終端設(shè)備的各種節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)和設(shè)備（交換機(jī)或集線器），參見圖4-30；第二，通過學(xué)習(xí)過濾功能依據(jù)“轉(zhuǎn)發(fā)表”轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀；第三，自動維護(hù)交換機(jī)的“轉(zhuǎn)發(fā)表”。 4.6.4交換式以太網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)圖4-30 交換式與共享式以太網(wǎng)組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)表（3）沖突域和廣播域的數(shù)量：P129交換機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：通過增加沖突域的個(gè)數(shù)，減小沖突域的范圍，使得原有的共享網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分段；以實(shí)現(xiàn)改善和提高網(wǎng)絡(luò)性能的目的。缺點(diǎn)是：這層設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)所有的廣播數(shù)據(jù)，由于其不能過濾廣播信息，因此就不能控制廣播風(fēng)暴；但具有VLAN功能的交換機(jī)除外。4.6.4交換式以太網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)（

39、3）沖突域和廣播域的數(shù)量交換機(jī)是端口沖突域和傳播所有的廣播信息的設(shè)備；因此，使用第2層交換機(jī)互連的網(wǎng)絡(luò)處于多個(gè)沖突域和同一個(gè)廣播域。 例如，圖4-31所示的網(wǎng)絡(luò)中的8口交換機(jī)上，連接有3個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，其沖突域?yàn)?個(gè)；而廣播域只有一個(gè)。交換機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)3. 共享式與交換式以太網(wǎng)的區(qū)別（1） “共享”與“交換”設(shè)備的帶寬區(qū)別（2）核心設(shè)備的區(qū)別（3）通信方式的區(qū)別（4）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的區(qū)別交換式網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均為“星型”結(jié)構(gòu)。4.6.4交換式以太網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)4. 交換機(jī)端口參數(shù)和類型 單/多MAC地址。專用端口和共享端口。端口密度。高速端口。管理端口。其他連接端口。背板帶寬 。4.6.4交換

40、式以太網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)5. 交換機(jī)的分類 獨(dú)立型式：獨(dú)立型交換機(jī)（集線器）的外型如圖4-31所示。 堆疊式：堆疊式交換機(jī)（集線器）如圖4-32所示 模塊式：模塊化交換機(jī)（集線器）如圖4-33所示。 4.6.4交換式以太網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)交換機(jī)和集線器按外形的分類6.交換式以太網(wǎng)的特點(diǎn)充分保護(hù)原有低速以太網(wǎng)的大部分投資。實(shí)現(xiàn)多對用戶之間的的并行通信，每對用戶通信時(shí)可以獨(dú)占網(wǎng)絡(luò)帶寬?？蓪⒃瓉沓d的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分割，或者是在原有基礎(chǔ)上，擴(kuò)展新的主干網(wǎng)?？梢蕴岣呔W(wǎng)絡(luò)的性能?？梢灾С謴V泛的傳輸介質(zhì)，如3、5、超5類UTP、STP、同軸電纜和光纖等。4.6.4交換式以太網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)1.設(shè)計(jì)交換式快速以太網(wǎng)的主要步驟“交換式快

41、速以太網(wǎng)”只要采用帶有10、100Mb/s端口的100BASE交換機(jī)，就可以實(shí)現(xiàn)從10BASET共享式以太網(wǎng)到100BASET交換式網(wǎng)絡(luò)的直接升級。2.共享式網(wǎng)絡(luò)提升為交換式網(wǎng)絡(luò)的硬件條件（1）購買核心設(shè)備-交換機(jī)（2）購買和更換網(wǎng)卡（3）購置、更換和制作網(wǎng)線3.消除原來網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)瓶頸 網(wǎng)絡(luò)的瓶頸為速度、帶寬、容量需求較高的高性能結(jié)點(diǎn)或交換機(jī)的上下級的級聯(lián)接口。4.6.5從共享式以太網(wǎng)升級為交換式以太網(wǎng)的方法1. 利用10 /100 Mb/s交換機(jī)與原有的10BASET以太網(wǎng)用戶組網(wǎng)2. 利用10 /100 Mb/和10 Mb/s交換機(jī)組建單位網(wǎng)絡(luò)將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器連入上層交換機(jī)的100Mb/s口；

42、將其中的集線器改換為10Mb/s交換機(jī)；盡可能多地將有固定帶寬要求的高性能工作站接入交換機(jī)而不是集線器。4.6.6 共享式與交換式以太網(wǎng)的實(shí)用組網(wǎng)方案利用帶有部分100Mb/s端口的交換機(jī)與原有的快速以太網(wǎng)用戶組網(wǎng)，此方案與圖4-31類似，只是將所有的100Mb/s集線器更換為100Mb/s交換機(jī)。利用一個(gè)或多個(gè)100BASET交換機(jī)和多個(gè)100BASET共享式集線器組網(wǎng)，參見圖4-34。利用100/1000Mb/s和多個(gè)100BASET交換機(jī)組網(wǎng)。100/1000Mb/s三層交換機(jī)，以及多個(gè)100BASET交換機(jī)級聯(lián)成兩層交換式網(wǎng)絡(luò)。參見圖4-35。 4.6.6 共享式與交換式以太網(wǎng)的實(shí)用組

43、網(wǎng)方案圖4-34 多個(gè)100Mb/s交換機(jī)組和100Mb/s共享式集線器組網(wǎng)示例圖4-35 二級交換式以太網(wǎng)劃分子網(wǎng)后的組網(wǎng)示例虛擬局域網(wǎng)是指在邏輯上將一個(gè)物理的局域網(wǎng)劃分為多個(gè)不同大小的邏輯子網(wǎng)；每一個(gè)邏輯子網(wǎng)就是一個(gè)單獨(dú)的廣播域。 1. 虛擬局域網(wǎng)的基本概念（1）什么是虛擬局域網(wǎng)VLAN？ VLAN是建立在交換機(jī)或路由交換機(jī)基礎(chǔ)上，通過網(wǎng)絡(luò)管理軟件構(gòu)建的、可以跨越不同網(wǎng)段、不同網(wǎng)絡(luò)（如ATM、FDDI和100/1000BASE）的邏輯網(wǎng)絡(luò)。（2）VLAN使用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.1Q4.7虛擬局域網(wǎng)4.7.1 虛擬局域網(wǎng)概述（3）VLAN的分類與技術(shù)基礎(chǔ) 幀交換和基于ATM機(jī)的信元

44、交換兩種。（4）VLAN的適用場合在幾百臺乃至上千臺電腦構(gòu)成的大中型局域網(wǎng)中，劃分和建立虛擬局域網(wǎng)，是十分必要的，因?yàn)樘摂M局域網(wǎng)能夠有效地隔離廣播風(fēng)暴。4.7.1 虛擬局域網(wǎng)概述2. 建立VLAN時(shí)的技術(shù)條件（1）硬件條件 具有VLAN功能的局域網(wǎng)交換機(jī)（以太網(wǎng)交換機(jī)或ATM交換機(jī)）。（2）軟件條件 VLAN交換機(jī)還應(yīng)當(dāng)具有相應(yīng)管理軟件的支持。3. 虛擬局域網(wǎng)的功能特點(diǎn)（1）使用VLAN技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn) 提高網(wǎng)絡(luò)性能。 簡化網(wǎng)絡(luò)管理。 能夠控制廣播風(fēng)暴。 能夠提高網(wǎng)絡(luò)的整體安全性。4.7.1 虛擬局域網(wǎng)概述（2）使用VLAN技術(shù)的缺點(diǎn)在使用MAC地址定義VLAN的技術(shù)中，必須進(jìn)行初始配置。端口

45、劃分VLAN成員的方法時(shí)，用戶從一個(gè)交換機(jī)的端口移動到另一個(gè)端口時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理員必須對VLAN的成員重新配置。需要專職的網(wǎng)絡(luò)管理員和必要的專業(yè)技術(shù)支持。4.7.1 虛擬局域網(wǎng)概述 盡量使用同一廠家的VLAN的交換機(jī)。 盡量使用支持VLAN的交換機(jī)，并且盡可能多地將計(jì)算機(jī)接入交換機(jī)的端口，而不是集線器或路由器的端口。 盡量使用第3層交換機(jī)來取代傳統(tǒng)的路由器。 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)成為如圖4-28所示的樹型結(jié)構(gòu)以保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的層次性，以及VLAN的物理連通性。應(yīng)根據(jù)需求選擇交換機(jī)。通過交換機(jī)相應(yīng)的軟件將整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)VLAN，無論每個(gè)VLAN上計(jì)算機(jī)的物理位置如何，都可以劃分在一個(gè)邏輯工作組內(nèi)。4.7.

46、2 虛擬局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的基本原則1. 基于交換機(jī)端口劃分的VLAN 這種劃分是把一個(gè)或多個(gè)交換機(jī)上的幾個(gè)端口劃分一個(gè)邏輯組，這是最簡單、最有效的劃分方法?；诮粨Q機(jī)端口劃分的VLAN如下圖4-36所示： 4.7.3虛擬局域網(wǎng)劃分的基本方法 按端口劃分的VLAN特點(diǎn)：（1）優(yōu)點(diǎn) 端口劃分方法的配置過程簡單明了。（2）缺點(diǎn) 一個(gè)用戶從一個(gè)端口所在的虛擬網(wǎng)移動到另一個(gè)端口所在的虛擬網(wǎng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理員必須重新進(jìn)行設(shè)置。2.基于MAC地址劃分的VLAN基于MAC地址劃分VLAN就是以網(wǎng)卡的MAC地址來決定隸屬的虛擬網(wǎng)。如圖4-37。 4.7.3虛擬局域網(wǎng)劃分的基本方法（1）優(yōu)點(diǎn)：方便網(wǎng)絡(luò)用戶的物理位置的移動。

47、（2）缺點(diǎn)：在大型網(wǎng)絡(luò)中，初始工作量非常大。4.7.3虛擬局域網(wǎng)劃分的基本方法圖4-37 按MAC地址劃分的 VLAN3. 基于網(wǎng)絡(luò)層地址劃分VLAN 基于網(wǎng)絡(luò)層地址劃分的VLAN就是以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)層地址來確定的VLAN成員；參見圖4-38。（1）優(yōu)點(diǎn)用交換機(jī)的VLAN來取代路由器的子網(wǎng)。不用更改配置，方便網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的隨意移動。有利于建立基于某種服務(wù)或應(yīng)用的VLAN。（2）缺點(diǎn)不同VLAN之間的連接，仍需使用路由器來實(shí)現(xiàn)；此外，第三層交換機(jī)比第二層貴很多。 4.7.3虛擬局域網(wǎng)劃分的基本方法 交換機(jī)工作在OSI模型的層次越高，設(shè)備的智能化程度就較高；劃分也就越靈活；管理就越簡單；所支持設(shè)備

48、的價(jià)格就越貴；速度就越慢。圖4-38 按網(wǎng)絡(luò)層地址（IP地址）劃分的VLAN示意圖WLAN主要是作為有線局域網(wǎng)絡(luò)的延伸和擴(kuò)展1. WLAN的基本概念 WLAN以無線介質(zhì)（多址信道）作為傳輸介質(zhì)，提供的功能與傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)類似。2. WLAN的特點(diǎn) 具有易安裝、易擴(kuò)展、易管理、易維護(hù)、高移動性、保密性強(qiáng)、抗干擾等特點(diǎn)。其最大的特點(diǎn)為靈活。 WLAN使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)隨時(shí)、隨地、隨意的接入網(wǎng)絡(luò)，使用網(wǎng)絡(luò)中的資源與服務(wù)。4.8無線局域網(wǎng)-WLAN4.8.1 WLAN的概述3.WLAN的傳輸方式目前無線網(wǎng)采用的傳輸媒體主要有“無線電波”與“紅外線”兩種。在采用無線電波做為傳輸媒體的WLAN中，依調(diào)制方式不同，又可分為“擴(kuò)展頻譜方式”與“窄帶調(diào)制方