第七次課局域網(wǎng)-副本

局域網(wǎng)主要內(nèi)容了解局域網(wǎng)的基本知識掌握各類局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)LAN特點(diǎn)覆蓋范圍有限數(shù)據(jù)率較高誤碼率較低支持廣播或組播數(shù)據(jù)以編址幀形式傳輸需要中繼器、網(wǎng)橋進(jìn)行擴(kuò)展沒有中間交換,不需要路由。傳輸媒體

雙絞線、同軸電纜、光纖、無線

用途文件管理、共享資源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型、星型、環(huán)型、樹型廣播：信息發(fā)送到網(wǎng)上所有的節(jié)點(diǎn)。

組播（Multicast）傳輸：在發(fā)送者和每一接收者之間實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)連接。如果一臺發(fā)送者同時(shí)給多個(gè)的接收者傳輸相同的數(shù)據(jù)，也只需復(fù)制一份的相同數(shù)據(jù)包。它提高了數(shù)據(jù)傳送效率。減少了骨干網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞的可能性。

一.局域網(wǎng)基本組成1.局域網(wǎng)的定義和組成定義:局域網(wǎng)絡(luò)中的通訊被限制在中等規(guī)模的地理范圍內(nèi),例如一幢辦公樓、一座工廠或一所學(xué)校;能夠使用具有中等或較高數(shù)據(jù)速率的物理信道,且具有較低的誤碼率;局域網(wǎng)絡(luò)是專用的,由單一組織機(jī)構(gòu)所使用。局域網(wǎng)的組成網(wǎng)絡(luò)硬件網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)工作站網(wǎng)絡(luò)適配器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件網(wǎng)絡(luò)通信軟件HUB…服務(wù)器雙絞線2.網(wǎng)絡(luò)工作站常見的網(wǎng)絡(luò)工作站有以下三種:(l)無盤工作站和有盤工作站

無盤工作站是不帶硬盤和軟盤驅(qū)動器的工作站,即所使用的計(jì)算機(jī)只有主機(jī)板、鍵盤、顯示器。(2)事務(wù)處理工作站和圖形處理工作站

圖形工作站往往要進(jìn)行如CAD一類的圖形圖像處理工作。這類工作站要求速度高、有浮點(diǎn)處理,內(nèi)存、硬盤的容量都較大,因此該類工作站要求機(jī)器的性能較高。(3)本地工作站和遠(yuǎn)程工作站本地工作站:是通過傳輸介質(zhì)和網(wǎng)卡直接與網(wǎng)絡(luò)相連的工作站,它們能與網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)交換。遠(yuǎn)程工作站:

是通過遠(yuǎn)程網(wǎng)橋或其他遠(yuǎn)程通訊設(shè)各連接到局域網(wǎng)上的工作站或終端設(shè)備。3.網(wǎng)絡(luò)適配器

網(wǎng)絡(luò)適配器(NAC)又稱為網(wǎng)絡(luò)接口卡(NⅠC),簡稱網(wǎng)卡:它是一塊可以插在PC機(jī)擴(kuò)展槽上的電路板,主要由一套協(xié)議控制電路和數(shù)據(jù)緩沖存貯器組成。網(wǎng)卡的主要功能為:接收來自設(shè)備(工作站、服務(wù)器等)的數(shù)據(jù)。在得到介質(zhì)的發(fā)送權(quán)之前,緩沖存儲這些數(shù)據(jù)。按一定的格式和編碼向介質(zhì)發(fā)送數(shù)據(jù)。按地址掃描介質(zhì)上的各個(gè)幀,并把發(fā)送到本站的幀讀入到緩沖器。把緩沖器的數(shù)據(jù)送到設(shè)備。常用網(wǎng)卡有以下幾種類型：(1)16位ISA總線網(wǎng)卡系列;(2)32位EISA網(wǎng)卡;(3)PCI網(wǎng)卡:隨著PCI總線成為微機(jī)的主流總線,且PCI總線可以從32位升級到64位,提供更高的速度,因此PCI網(wǎng)卡巳成為網(wǎng)絡(luò)工作站的首選網(wǎng)卡。(4)PCMCIA卡:移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,筆記本電腦的普及,出現(xiàn)了PCMCIA卡,實(shí)現(xiàn)了筆記本電腦與物理網(wǎng)絡(luò)的連接。二.局域網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)1.局域網(wǎng)參考模型2.IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)這些標(biāo)準(zhǔn)包括:IEEE802.1A綜述及體系結(jié)構(gòu)IEEE802.1B尋址、網(wǎng)間互連及網(wǎng)絡(luò)管理IEEE802.2邏輯鏈路控制LLCIEEE802.3CSMA/CD訪問控制方法及物理層技術(shù)規(guī)范IEEE802.4令牌總線訪問控制方法及物理層技術(shù)規(guī)范IEEE802.5令牌環(huán)網(wǎng)訪問控制方法及物理層技術(shù)規(guī)范IEEE802.6大城市地區(qū)網(wǎng)絡(luò)訪問控制方法及物理層技術(shù) 規(guī)范IEEE802.7寬帶網(wǎng)規(guī)范IEEE802.8光纖網(wǎng)規(guī)范IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802主要的LAN標(biāo)準(zhǔn)

802.3CSMA/CD以太網(wǎng)協(xié)議

802.4TokenBus令牌總線

802.5TokenRing令牌環(huán)

802.6分布隊(duì)列雙總線DQDB--MAN標(biāo)準(zhǔn)

FDDI光纖分布數(shù)據(jù)接口FDDI802.3CSMA/CD802.4TokenBus802.5TokenRing802.6DQDBFDDI802.2LLC數(shù)據(jù)鏈路層物理層3.IEEE802結(jié)構(gòu)LLC邏輯鏈路控制協(xié)議繼承了HDLC的幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層的上子層MAC介質(zhì)訪問控制協(xié)議解決共享介質(zhì)的競爭使用問題數(shù)據(jù)鏈路層的下子層實(shí)現(xiàn)幀的尋址和識別,完成幀檢測序列產(chǎn)生和檢驗(yàn)包含有CSMA/CD、令牌總線、令牌環(huán)和時(shí)間片分隔環(huán)四種IEEE802結(jié)構(gòu)協(xié)議數(shù)據(jù)單元和HDLC類似DSAP和SSAP是LLC所使用的地址,標(biāo)明接收和發(fā)送數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)的協(xié)議堆棧IEEE802.5令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)：通過使用令牌避免沖突；令牌依次傳遞，收到令牌的站發(fā)送一幀，然后交出令牌；點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路，特別適合光纖。潛在問題： 一個(gè)站點(diǎn)故障，整個(gè)網(wǎng)癱瘓。令牌環(huán)網(wǎng)的運(yùn)行過程ABCD收到令牌，有數(shù)據(jù)要發(fā)給D不是我的，原樣送出不是我的，原樣送出是我的，接收設(shè)標(biāo)志后送出D收到了，令牌送出IEEE802.4令牌總線問題的提出：具有最小延時(shí)的實(shí)時(shí)控制是必須的。由于在以太網(wǎng)中，沖突的數(shù)目是不可預(yù)測的，以太網(wǎng)（IEEE802.3）并不是一個(gè)合適的協(xié)議。令牌環(huán)網(wǎng)（IEEE802.5）也不是一個(gè)合適的協(xié)議，因?yàn)樯a(chǎn)線類似總線而不是環(huán)。令牌總線（IEEE802.4）同時(shí)具有以太網(wǎng)和令牌環(huán)的特點(diǎn)，它將以太網(wǎng)的物理配置（總線拓?fù)洌┖土钆骗h(huán)網(wǎng)的無沖突（可預(yù)測的延時(shí)）特性結(jié)合在一起。令牌總線的特點(diǎn)物理上是總線結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)，邏輯上是環(huán)型結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)。無沖突，數(shù)據(jù)長度可很短，開銷減少了，增加了網(wǎng)絡(luò)的容量?？墒孪却_定最大等待時(shí)間，在工業(yè)控制中很重要?？商峁┎煌膬?yōu)先級。令牌總線的過程在正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)站點(diǎn)完成了它的發(fā)送，就將令牌送給下一個(gè)站。從邏輯上看，令牌是按地址的遞減順序傳送至下一個(gè)站點(diǎn)，但從物理上看，帶有目的地址的令牌幀廣播到總線上所有的站點(diǎn)，當(dāng)目的站識別出符合它的地址，即把該令牌幀接收。邏輯環(huán)按遞降的站地址次序組成，剛發(fā)完幀的站將令牌傳給后繼站，后繼站應(yīng)立即發(fā)送數(shù)據(jù)或令牌幀，原先釋放令牌的站監(jiān)聽到總線上的信號，便可以確認(rèn)后繼站已獲得令牌。HUB…雙絞線服務(wù)器LAN常用結(jié)構(gòu)形式：客戶-服務(wù)器HUB…雙絞線LAN常用結(jié)構(gòu)形式：對等式HUB…雙絞線服務(wù)器LAN常用傳輸介質(zhì)-雙絞線細(xì)同軸電纜匹配電阻匹配電阻服務(wù)器LAN常用傳輸介質(zhì)-同軸電纜粗同軸電纜服務(wù)器匹配電阻匹配電阻LAN常用傳輸介質(zhì)-光纜特點(diǎn)：環(huán)型/星型結(jié)構(gòu)連接不方便，但不受雷電等干擾，防鼠害速率：10M/100Mbps更高SWITCHHUB雙絞線服務(wù)器光纜100M10/100M雙絞線100MEthernet以太網(wǎng)

70年代中期由Xerox提出，數(shù)據(jù)率為2.94M，稱為Ethernet

后來由DEC,IntelandXerox(DIX標(biāo)準(zhǔn))改進(jìn)為10M標(biāo)準(zhǔn)

1985年定名為IEEE802.3，使用1堅(jiān)持的CSMA/CD協(xié)議的LAN標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)率從1M到10M，支持多種傳輸媒體

Ethernet是指基帶總線LANIEEE802.3協(xié)議CSMA/CD協(xié)議：發(fā)送前監(jiān)聽總線；如介質(zhì)空閑則發(fā)送；如介質(zhì)忙則等待一隨機(jī)間隔后重試；各站在發(fā)送時(shí)同時(shí)檢測沖突；一旦發(fā)現(xiàn)沖突，立即停發(fā)，并向總線上發(fā)一串阻塞信號，讓各站知道；沖突后采用二進(jìn)制指數(shù)退避算法：初始L=2，退避間隔取1—L的隨機(jī)數(shù)；沖突后L加倍，設(shè)置最大重傳次數(shù)；超過最大重傳次數(shù)，不再傳，報(bào)告出錯(cuò)。以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)規(guī)范不同標(biāo)準(zhǔn)

10Base5--粗纜Ethernet10Base2--細(xì)纜Ethernet10BaseT--雙絞線

10BaseF--光纜

10Broad36--寬帶快速EthernetIEEE802.3u：100BaseTX,100BaseT4,100BaseF等數(shù)據(jù)率（Mbps）基帶或?qū)拵Ф巫畲箝L度（百米）10Base510Base5

分插頭

:插入電纜

收發(fā)器

:發(fā)送/接收,沖突檢測,電氣隔離，超長控制

AUI:連接件單元接口

用于骨干網(wǎng)最大段長度500米每段最多站點(diǎn)數(shù)100兩站點(diǎn)間最小距離2.5米網(wǎng)絡(luò)最大跨度2.8公里

粗纜vampiretapBNC端子收發(fā)器AUI電纜NIC網(wǎng)卡10Base2細(xì)纜BNC接頭NIC

BNCT型接頭

無需插入電纜

用于辦公室LAN段最大長度185m每段最多站點(diǎn)數(shù)30兩站點(diǎn)間最短距離0.5m網(wǎng)絡(luò)最大跨度925m10BaseTNIC

Hub（集線器）相當(dāng)于多端口轉(zhuǎn)發(fā)器用于辦公室LAN

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形，邏輯上仍然是總線形。

轉(zhuǎn)發(fā)器/中繼器的作用：擴(kuò)充信號傳輸距離。將信號放大并整形后再轉(zhuǎn)發(fā)，消除信號傳輸?shù)氖д婧退p。物理層設(shè)備。hub段最大長度100m10BaseF

使用光纖進(jìn)行長距離連接，最適于建筑物間的連接。

3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)

10BaseFP-無源星形拓?fù)?鏈路最長1km10BaseFL-異步點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，鏈路最長2km10BaseFB-同步點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，鏈路最長2km，有15個(gè)層疊的轉(zhuǎn)發(fā)器每個(gè)站點(diǎn)都可以接收到所有來自其他站點(diǎn)的數(shù)據(jù)需要尋址機(jī)制來標(biāo)識目的站點(diǎn)只有一個(gè)站點(diǎn)將收到的幀復(fù)制下來，其他站點(diǎn)都將丟棄幀ABCC發(fā)現(xiàn)總線空閑終端電阻IEEE802.3/Ethernet操作ABCC發(fā)送幀，目的地址為AACACABCB忽略該幀ACABCA復(fù)制該幀信號由終端電阻吸收AC交換式802.3LAN問題：

站點(diǎn)數(shù)的增加將導(dǎo)致LAN的性能降低解決方法：交換式LAN，中心設(shè)備為一個(gè)交換機(jī)，具有高速背板，交換機(jī)具有多個(gè)連接端口，支持10BaseT工作原理：站點(diǎn)將幀發(fā)送到所連接的端口上，交換機(jī)檢測目的站點(diǎn)所聯(lián)端口空閑否；若是，則將幀復(fù)制到相應(yīng)的端口；否則，緩存，待目的端口空閑后發(fā)送。NICSwitchhub快速以太網(wǎng)兩種思路：保留原來的802.3協(xié)議，提高數(shù)據(jù)率--IEEE802.3u

設(shè)計(jì)一種新的MAC協(xié)議--IEEE802.12IEEE802.3u

基本思想：幀結(jié)構(gòu)、接口、協(xié)議與802.3相同，位時(shí)間從100ns

減少到10ns。傳輸媒體：雙絞線（100BASE-T） 光纖（100BASE-F）

HUB：共享式、交換式

10/100M1ijn10/100MHUBGigabit（千兆以太網(wǎng)）

傳輸媒體及段最大長度：UTP5超5類網(wǎng)線（100m）、多模光纖（500m）、單模光纖（4km）

幀結(jié)構(gòu)、接口、協(xié)議與802.3相同，增加了一些新特性

3級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)hubhub10M10M100M100M1000MGigabit交換機(jī)智能HUB局域網(wǎng)擴(kuò)展技術(shù)四類型局域網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備:

1.中繼器 2.網(wǎng)橋 3.交換機(jī)4.集線器中繼器為解決信號衰減問題，而設(shè)計(jì)的。可對衰減的信號進(jìn)行再生放大，保持與原數(shù)據(jù)相同，并把信號從一根電纜發(fā)送到另一根電纜，以延長網(wǎng)絡(luò)的長度。常用來連接LAN的兩個(gè)網(wǎng)段，一個(gè)網(wǎng)段上的計(jì)算機(jī)能和另一個(gè)網(wǎng)段上的計(jì)算機(jī)通信。擴(kuò)展了局域網(wǎng)的覆蓋范圍。負(fù)責(zé)物理層上信號的放大和傳輸，屬于物理層的設(shè)備。存在的問題：只轉(zhuǎn)發(fā)信號，不能判斷信號的目的地址；也無法區(qū)分信號是否有效，不能對錯(cuò)誤進(jìn)行隔離。每個(gè)網(wǎng)段最大長度500米網(wǎng)橋類似于中繼器，可用來連接局域網(wǎng)的兩個(gè)網(wǎng)段。是一種智能化中繼器?？梢越馕鍪盏降臄?shù)據(jù)幀，根據(jù)幀中攜帶的接收地址決定是否將幀轉(zhuǎn)發(fā)到與其相連的網(wǎng)段上。有檢錯(cuò)能力，能隔離故障。網(wǎng)橋如果檢測到一個(gè)錯(cuò)誤的幀，就拋棄該幀，不會把一個(gè)網(wǎng)段上的錯(cuò)誤信號傳輸?shù)搅硪粋€(gè)網(wǎng)段。所以比中繼器使用更廣泛。網(wǎng)橋?qū)儆跀?shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。集線器（HUB）是一種特殊的中繼器，作為星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的中心結(jié)點(diǎn)?？煞譃椋簾o源集線器、有源集線器、智能集線器。無源集線器：只負(fù)責(zé)把多個(gè)設(shè)備通過多段介質(zhì)連接在一起，不對信號做任何放大處理。有源集線器：能對傳輸信號進(jìn)行再生和放大，具有擴(kuò)展介質(zhì)長度的功能。智能集線器：在有源集線器的基礎(chǔ)上，加入了部分網(wǎng)絡(luò)管理、選擇傳輸線路等功能。hub中繼器集線器（HUB）特點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)具有健壯性。某條線或某結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，不會影響網(wǎng)絡(luò)上其他結(jié)點(diǎn)的正常工作。容易安裝和卸載。集線器可以連接多臺計(jì)算機(jī)，由于不具備解析數(shù)據(jù)幀的能力，無法檢查數(shù)據(jù)幀攜帶的目的地址，只能將任何發(fā)送的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到集線器所連接的所有站點(diǎn)。屬于物理層設(shè)備。hub交換機(jī)是一種特殊的網(wǎng)橋