計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)-第4章-局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)要點(diǎn)課件

第4章局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)局域網(wǎng)技術(shù)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中非常重要的一個(gè)分支，局域網(wǎng)作為一種重要的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，在社會(huì)各個(gè)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用?？梢赃@樣說(shuō)，局域網(wǎng)是建立城域網(wǎng)甚至互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。本章主要介紹的內(nèi)容有：

局域網(wǎng)基本知識(shí)局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)共享介質(zhì)以太網(wǎng)交換式局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)無(wú)線局域網(wǎng)第4章局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)局域網(wǎng)技術(shù)是4.1局域網(wǎng)的定義和特性

4.1.1定義

局域網(wǎng)是將小區(qū)域內(nèi)的各種數(shù)據(jù)通信設(shè)備互聯(lián)在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)有以下3個(gè)屬性：1、局域網(wǎng)是一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)OSI/RM協(xié)議層次的劃分，局域網(wǎng)包含OSI/RM下3層的功能。2、局域網(wǎng)內(nèi)的通信設(shè)備是廣義的通信設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)，終端，各種外圍設(shè)備等。3、小區(qū)域可以是一個(gè)建筑物內(nèi)，一個(gè)校園或者大至幾十公里范圍內(nèi)的一個(gè)區(qū)域。4.1局域網(wǎng)的定義和特性

4.1.1定義4.1.2局域網(wǎng)的特點(diǎn)：局域網(wǎng)主要有如下一些特點(diǎn)：1、地理范圍有限，通常網(wǎng)絡(luò)分布在一座辦公大樓或集中的建筑群內(nèi)，為一個(gè)部門所有，涉轄范圍一般只有幾公里。2、通信速率高，一般為基帶傳輸，傳輸速率為1～20Mbit/s，直至1000Mbit/s.能支持計(jì)算機(jī)間高速通信。3、可采用多種通信介質(zhì)。4.多采用分布式控制和廣播式通信，可靠性較高，誤碼率通常為10-8～10-11，節(jié)點(diǎn)的增刪比較容易。4.1.2局域網(wǎng)的特點(diǎn)：4.1.3局域網(wǎng)的分類局域網(wǎng)分為共享介質(zhì)的局域網(wǎng)和交換式局域網(wǎng)兩大類4.1.3局域網(wǎng)的分類4.1.2決定局域網(wǎng)性能的因素局域網(wǎng)與城域網(wǎng)所涉及的技術(shù)有很多，但決定它們性能的主要技術(shù)有：1、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2、介質(zhì)訪問控制方法3、傳輸介質(zhì)局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與介質(zhì)控制方法緊密相關(guān)，一旦拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定，則對(duì)介質(zhì)控制方法產(chǎn)生很大的影響。4.1.2決定局域網(wǎng)性能的因素4.2局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)4.2.1局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)參考模型只對(duì)應(yīng)于OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層，它將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩個(gè)子層，即邏輯鏈路控制(logicallinkcontrol，LLC)子層與媒體訪問控制(MAC)子層。4.2局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)4.2.1局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)1．物理層物理層涉及通信在信道上傳輸?shù)脑急忍亓?，它的主要作用是確保二進(jìn)制位信號(hào)的正確傳輸，包括位流的正確傳送與正確接收。2．MAC子層媒體訪問控制(MAC)是數(shù)據(jù)鏈路層的一個(gè)功能子層。MAC構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路層的下半部，它直接與物理層相鄰。3．LLC子層邏輯鏈路控制(LLC)也是數(shù)據(jù)鏈路層的一個(gè)功能子層。它構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路層的上半部，與網(wǎng)絡(luò)層和MAC子層相鄰。1．物理層4.2局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)4.2.2IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802已被美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)ANSI，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局NBS和國(guó)家化標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO采用，成為事實(shí)上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802標(biāo)準(zhǔn)包括一系列局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，最廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)是以太網(wǎng)家族、令牌環(huán)、無(wú)線局域網(wǎng)和虛擬局域網(wǎng)等。

4.2局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)4.2.2IEEE80計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)_第4章__局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)要點(diǎn)課件4.3局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法介質(zhì)訪問控制方法是指局域網(wǎng)中對(duì)數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)進(jìn)行訪問管理的方法。不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的設(shè)備聯(lián)結(jié)方式是不同的，因此，網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中如何運(yùn)用介質(zhì)，也就是說(shuō)，當(dāng)有多個(gè)站點(diǎn)需要同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，使用信道就成為必需要考慮的問題，不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有不同的介質(zhì)訪問控制方法。這就是介質(zhì)訪問控制的目的所在。

4.3局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法介質(zhì)訪問控制方法是指局一、共享介質(zhì)媒體訪問控制方法傳統(tǒng)的局域網(wǎng)采用的是“共享媒體”的工作方式，其媒體訪問控制方法主要有以下幾種：載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)方法（CSMA/CD） 、控制令牌、開槽環(huán)1.載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)方法（CSMA/CD）方法CSMA/CD技術(shù)包含載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA）和沖突檢測(cè)（CD）兩方面的內(nèi)容。CSMA/CD技術(shù)只用于總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。一、共享介質(zhì)媒體訪問控制方法傳統(tǒng)的局域網(wǎng)采用的CSMA/CD協(xié)議的工作過(guò)程CSMA/CD協(xié)議的工作過(guò)程通?？梢愿爬椋合嚷牶蟀l(fā)、邊聽邊發(fā)、沖突停發(fā)、隨機(jī)重發(fā)。CSMA/CD協(xié)議的工作過(guò)程CSMA/CD協(xié)議的工作過(guò)程通CSMA/CD協(xié)議的特點(diǎn)在采用CSMA/CD協(xié)議的總線LAN中，各節(jié)點(diǎn)通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)的方法強(qiáng)占對(duì)媒體的訪問權(quán)利，出現(xiàn)沖突后，必須延遲重發(fā)。因此，節(jié)點(diǎn)從準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)到成功發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間是不能確定的，它不適合傳輸對(duì)時(shí)延要求較高的實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)方便、增刪節(jié)點(diǎn)容易，網(wǎng)絡(luò)在輕負(fù)載（節(jié)點(diǎn)數(shù)較少）的情況下效率較高。但是隨著網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加，傳遞信息量增大，即在重負(fù)載時(shí)，沖突概率增加，總線LAN的性能就會(huì)明顯下降。CSMA/CD協(xié)議的特點(diǎn)在采用CSMA/CD協(xié)議的總線LAN載波監(jiān)聽多路訪問有三種協(xié)議：

非堅(jiān)持CSMA：一旦監(jiān)聽到信道忙就不再堅(jiān)持聽下去，延遲一隨機(jī)時(shí)間后再重新監(jiān)聽。如果監(jiān)聽到信道空閑，就立即發(fā)送數(shù)據(jù)。1堅(jiān)持CSMA：監(jiān)聽到信道忙時(shí)仍然堅(jiān)持聽下去，當(dāng)信道空閑時(shí)為止。一旦聽到信道空閑時(shí)就立即發(fā)送數(shù)據(jù)。如果有沖突（在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)未得到應(yīng)答），則等待一段隨機(jī)時(shí)間后再監(jiān)聽。P堅(jiān)持CSMA：監(jiān)聽到信道忙時(shí)仍然堅(jiān)持聽下去，直到信道空閑時(shí)為止。當(dāng)聽到信道空閑時(shí)，以概率P發(fā)送數(shù)據(jù)，而以概率（1-P）延遲一個(gè)時(shí)間單位，時(shí)間單位等于最大傳播延遲，再重新監(jiān)聽信道。載波監(jiān)聽多路訪問有三種協(xié)議：2.控制令牌控制令牌訪問技術(shù)是另一種局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法?？刂屏钆圃L問技術(shù)可以用于環(huán)型和總線型兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)，這種訪問方式在環(huán)型和總線型網(wǎng)中建立了一個(gè)“環(huán)”，這種環(huán)是一種“邏輯環(huán)”?？刂屏钆频暮x是這樣的：令牌表示一種權(quán)力，網(wǎng)絡(luò)中的所有站點(diǎn)按照他們共同認(rèn)可的規(guī)則，從一個(gè)站點(diǎn)到另一個(gè)站點(diǎn)傳遞控制令牌。2.控制令牌令牌環(huán)（TokenRing）在令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制方法中，使用了一個(gè)沿著環(huán)路循環(huán)的令牌。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)只有截獲令牌時(shí)才能發(fā)送數(shù)據(jù)，沒有獲取令牌的節(jié)點(diǎn)不能發(fā)送數(shù)據(jù)，因此，使用令牌環(huán)的LAN中不會(huì)產(chǎn)生沖突。令牌環(huán)（TokenRing）在令牌環(huán)介質(zhì)TokenRing的特點(diǎn)由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)不是隨機(jī)的爭(zhēng)用信道，不會(huì)出現(xiàn)沖突，因此稱它是一種確定型的介質(zhì)訪問控制方法，而且每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間可以確定。在輕負(fù)載時(shí)，由于存在等待令牌的時(shí)間，效率較低。在重負(fù)載時(shí)，對(duì)各節(jié)點(diǎn)公平，且效率高。采用令牌環(huán)的局域網(wǎng)還可以對(duì)各節(jié)點(diǎn)設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)，具有高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可以先發(fā)送數(shù)據(jù)，比如某個(gè)節(jié)點(diǎn)需要傳輸實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)，就可以申請(qǐng)高優(yōu)先級(jí)。TokenRing的特點(diǎn)由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)不是隨機(jī)的爭(zhēng)用信道，不令牌總線（TokenBus）令牌總線訪問控制是在物理總線上建立一個(gè)邏輯環(huán)。從物理連接上看，它是總線結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)，但邏輯上，它是環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。連接到總線上的所有節(jié)點(diǎn)組成了一個(gè)邏輯環(huán)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)被賦予一個(gè)順序的邏輯位置。和令牌環(huán)一樣，節(jié)點(diǎn)只有取得令牌才能發(fā)送幀，令牌在邏輯環(huán)上依次傳遞。在正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送完數(shù)據(jù)后，就要將令牌傳送給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。令牌總線（TokenBus）令牌總線訪問控制是在物理總線上TokenBus的特點(diǎn)令牌總線適用于重負(fù)載的網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)發(fā)送的延遲時(shí)間確定，適合實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。網(wǎng)絡(luò)管理較為復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)必須有初始化的功能，以生成一個(gè)順序訪問的次序。令牌總線訪問控制的復(fù)雜性高：網(wǎng)絡(luò)中的令牌丟失，出現(xiàn)多個(gè)令牌、將新節(jié)點(diǎn)加入到環(huán)中，從環(huán)中刪除不工作的節(jié)點(diǎn)等。TokenBus的特點(diǎn)令牌總線適用于重負(fù)載的網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)發(fā)3.開槽環(huán)開槽環(huán)訪問控制方法只用于環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種訪問控制方法是把信息在環(huán)型信道上的傳輸時(shí)間分成大小固定的時(shí)間塊，這個(gè)時(shí)間塊稱為時(shí)間槽。每個(gè)時(shí)間都是由一同等的固定長(zhǎng)度的一串比特組成，信息被分成若干個(gè)和時(shí)間槽相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段。信息在環(huán)路上的傳輸時(shí)間指兩部分：節(jié)點(diǎn)之間傳輸線上的信息傳輸時(shí)間和在各結(jié)點(diǎn)中的轉(zhuǎn)發(fā)延遲時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)中設(shè)立一個(gè)管理站，集中對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行控制和管理。3.開槽環(huán)二、交換式局域網(wǎng)媒體訪問控制方法

交換方式介質(zhì)訪問控制方法在網(wǎng)絡(luò)中要有一定數(shù)量的交換機(jī)。交換機(jī)在局域網(wǎng)中處在相當(dāng)于集線器的位置，但與集線器工作方式不同，它不是向所有端口重發(fā)輸入的幀，而是去觀察此幀的目的地址、源地址，以此確定“轉(zhuǎn)發(fā)”到一個(gè)輸出端口。二、交換式局域網(wǎng)媒體訪問控制方法交換方式介質(zhì)訪問控三、常見局域網(wǎng)簡(jiǎn)介傳統(tǒng)以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)吉位以太網(wǎng)萬(wàn)兆位以太網(wǎng)目前人們提到局域網(wǎng)，大多數(shù)是指以太網(wǎng)。媒體訪問控制方法采用的是CSNMA/CD，意即共享介質(zhì)的訪問控制方法。例如，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有10個(gè)站點(diǎn)，傳輸帶寬為100Mbps，則每個(gè)站點(diǎn)的平均帶寬為10Mbps。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)太多時(shí)，網(wǎng)絡(luò)性能就將急劇下降。三、常見局域網(wǎng)簡(jiǎn)介傳統(tǒng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展以太網(wǎng)的起源:ALOHA無(wú)線電系統(tǒng)(1968-1972)Xerox創(chuàng)建第一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的以太網(wǎng)(1972-1977)DEC、Intel和Xerox將以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化(1979-1983)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)問世（1982年）,10BASE-5出現(xiàn)；10BASE-T結(jié)構(gòu)化布線的歷史(1986-1990)交換式和全雙工制以太網(wǎng)的出現(xiàn)(1990-1994)快速以太網(wǎng)的出現(xiàn)(1992-1995)千兆網(wǎng)的出現(xiàn)(1996)萬(wàn)兆以太網(wǎng)以太網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展以太網(wǎng)的起源:ALOHA無(wú)線電系統(tǒng)(19IEEE802.3的四種規(guī)范數(shù)據(jù)率（Mbps）基帶信號(hào)段最大長(zhǎng)度（百米）10Base-5IEEE802.3的四種規(guī)范數(shù)據(jù)率（Mbps）基帶信號(hào)段10Base5分插頭:插入電纜收發(fā)器:發(fā)送/接收,沖突檢測(cè),電氣隔離，超長(zhǎng)控制;AUI:連接件單元接口；終接器；

粗纜vampiretapBNC端子收發(fā)器AUI電纜NIC最大段長(zhǎng)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

10Base5分插頭:插入電纜粗纜vampiretap10Base2細(xì)纜BNC接頭NIC段最大長(zhǎng)度185m每段最多站點(diǎn)數(shù)30兩站點(diǎn)間最短距離0.5m10Base2細(xì)纜BNC接頭NIC段最大長(zhǎng)度185m兩10BaseT集線器的作用相當(dāng)于一個(gè)多端口的中繼器（轉(zhuǎn)發(fā)器），數(shù)據(jù)從集線器的一個(gè)端口進(jìn)入后，集線器會(huì)將這些數(shù)據(jù)從其他所有端口廣播出去（擴(kuò)充信號(hào)傳輸距離。將信號(hào)放大并整形后再轉(zhuǎn)發(fā)，消除信號(hào)傳輸?shù)氖д婧退p）。NIC最大長(zhǎng)度100m10BaseT集線器的作用相當(dāng)于一個(gè)多端口的中快速以太網(wǎng)（FastEthernet）100BASE-T快速以太網(wǎng)，是標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的100Mbps版本。100BASE-T的標(biāo)準(zhǔn)為802.3u，作為802.3的補(bǔ)充；100BASE-TMAC的速度相當(dāng)于10倍的BASE-T的MAC；與10BASE-T相同，100BASE-T要求有中央集線器的星型布線結(jié)構(gòu)；FastEthernet的協(xié)議結(jié)構(gòu)：快速以太網(wǎng)（FastEthernet）100BASE-T快100Base-T的四種標(biāo)準(zhǔn)100Base-TX支持2對(duì)五類非屏蔽雙絞線（UTP）或2對(duì)一類屏蔽雙絞線（STP）。其中1對(duì)用于發(fā)送，另1對(duì)用于接收，因此100Base-TX可以全雙工方式工作，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)以100Mbps的速率發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。使用五類UTP的最大距離為100米。100Base-T4支持4對(duì)三類非屏蔽雙絞線UTP，其中有3對(duì)用于數(shù)據(jù)傳輸，1對(duì)用于沖突檢測(cè)。100Base-T2支持2對(duì)三類非屏蔽雙絞線UTP。100Base-FX支持2芯的多?；騿文９饫w。100Base-FX主要是用作高速主干網(wǎng)，從節(jié)點(diǎn)到集線器HUB的距離可以達(dá)到450米。100Base-T的四種標(biāo)準(zhǔn)100Base-TX快速以太網(wǎng)的應(yīng)用采用快速以太網(wǎng)集線器作為中央設(shè)備（100Base-TX集線器），使用非屏蔽5類雙絞線以星型連接的方式連接以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)（工作站和服務(wù)器），以及連接另一個(gè)快速以太網(wǎng)集線器和10Base-T的共享集線器?？焖僖蕴W(wǎng)的應(yīng)用采用快速以太網(wǎng)集線器作為中央設(shè)備（100B100BASE-T快速以太網(wǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：具有較高的性能，適合網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)多或者對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求較高的應(yīng)用環(huán)境；基于以太網(wǎng)的技術(shù)，與現(xiàn)有10BASE-T的兼容可以容易的移植到高速網(wǎng)絡(luò)上；最大地利用了已有的設(shè)備、電纜布線和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)；眾多的廠商支持；缺點(diǎn)：仍然是一種共享式以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，采用CSMA/CD作為介質(zhì)存取方式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)增加時(shí)，網(wǎng)絡(luò)性能會(huì)下降；CSMA/CD方式使得網(wǎng)絡(luò)延時(shí)變化較大，不適合實(shí)時(shí)性應(yīng)用；速率較高，中繼器間距較小，100BASE-TX不適合做主干；100BASE-T快速以太網(wǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：千兆位以太網(wǎng)（GigabitEthernet）千兆位以太網(wǎng)產(chǎn)生的背景；千兆位以太網(wǎng)同樣保留著傳統(tǒng)的100Base-T的所有特征。GigabitEthernet標(biāo)準(zhǔn)的工作是從1995年開始的，1995年11月IEEE802.3委員會(huì)成立了高速網(wǎng)研究組；1996年8月成立了802.3z工作組，主要研究使用光纖與短距離屏蔽雙絞線的GigabitEthernet物理層標(biāo)準(zhǔn)；1997年初成立了802.3ab工作組，主要研究使用長(zhǎng)距離光纖與非屏蔽雙絞線的GigabitEthernet物理層標(biāo)準(zhǔn)。千兆位以太網(wǎng)（GigabitEthernet）千兆位以太GigabitEthernet物理層標(biāo)準(zhǔn)一1000Base-SX使用短波長(zhǎng)激光作為信號(hào)源的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)技術(shù)，配置波長(zhǎng)為770-860nm（一般為850nm）的激光傳輸器，只能支持多模光纖。1000Base-SX所使用的光纖規(guī)格有兩種：62.5微米多模光纖使用62.5微米多模光纖在全雙工方式下的最長(zhǎng)傳輸距離為275米；50微米多模光纖使用50微米多模光纖，全雙工方式下最長(zhǎng)有效距離為550米。GigabitEthernet物理層標(biāo)準(zhǔn)一1000BaseGigabitEthernet物理層標(biāo)準(zhǔn)二1000Base-LX1000Base-LX使用長(zhǎng)波長(zhǎng)激光作為信號(hào)源的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)技術(shù)，配置波長(zhǎng)為1270-1355nm（一般為1300nm）的激光傳輸器，既可以驅(qū)動(dòng)多模光纖，也可以驅(qū)動(dòng)單模光纖。1000Base-LX所使用的光纖規(guī)格為：62.5微米多模光纖、50微米多模光纖、9微米單模光纖。使用多模光纖時(shí)，在全雙工方式下，最長(zhǎng)傳輸距離可以達(dá)到550米；使用單模光纖時(shí)，全雙工方式下的最長(zhǎng)有效距離為3000米。GigabitEthernet物理層標(biāo)準(zhǔn)二1000BaseGigabitEthernet物理層標(biāo)準(zhǔn)三1000Base-CX1000Base-CX是使用銅纜作為網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的兩種千兆以太網(wǎng)技術(shù)之一。1000Base-CX使用了一種特殊規(guī)格的高質(zhì)量平衡屏蔽雙絞線，最長(zhǎng)有效距離為25米，使用9芯D型連接器連接電纜。1000Base-T1000BaseT使用5類UTP作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的千兆以太網(wǎng)技術(shù)，最長(zhǎng)有效距離與100Base-TX一樣可以達(dá)到100米。采用這種技術(shù)可以在原有的快速以太網(wǎng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)從100Mbps到1000Mbps的平滑升級(jí)。GigabitEthernet物理層標(biāo)準(zhǔn)三1000Base萬(wàn)兆位以太網(wǎng)（10GigabitEthernet）萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)與千兆以太網(wǎng)類似，仍然保留了以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)。通過(guò)不同的編碼方式或波分復(fù)用提供10Gbit/s傳輸速度，因此，10G以太網(wǎng)仍是以太網(wǎng)的一種類型。由于它僅支持全雙工方式，不存在沖突，也不使用CSMA/CD協(xié)議，因此傳輸距離不受碰撞檢測(cè)的限制而大大提高。10G以太網(wǎng)使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路和結(jié)構(gòu)化布線組建星形物理結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)，并支持802.3ad鏈路匯聚協(xié)議，在MAC/PLS服務(wù)接口上實(shí)現(xiàn)10Gbit/s的速度。萬(wàn)兆位以太網(wǎng)（10GigabitEthernet）萬(wàn)兆IEEE802.3ae萬(wàn)兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3ae萬(wàn)兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)定義兩種PHY（物理層規(guī)范），即串行局域網(wǎng)物理層（SerialLANPHY）和廣域網(wǎng)物理層（SerialWANPHY。IEEE802.3ae也定義支持特定物理介質(zhì)相關(guān)接口（PMD）的物理層規(guī)范，包括多模光纖和單模光纖以及相應(yīng)傳送距離等：IEEE802.3ae萬(wàn)兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3萬(wàn)兆以太網(wǎng)的應(yīng)用企業(yè)網(wǎng)和校園網(wǎng)寬帶IP城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心和Internet交換中心超級(jí)計(jì)算中心萬(wàn)兆以太網(wǎng)的應(yīng)用企業(yè)網(wǎng)和校園網(wǎng)4.5交換式局域網(wǎng)4.5.1交換式局域網(wǎng)的一般概念

交換式局域網(wǎng)就是將傳統(tǒng)局域網(wǎng)中連接設(shè)備集線器換作交換機(jī)后的局域網(wǎng)。網(wǎng)段、交換機(jī)與集線器的概念：

網(wǎng)段Segment（段，節(jié)）指的是沖突域，即當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生沖突時(shí)，同一個(gè)區(qū)域內(nèi)都能感知的站點(diǎn)，這個(gè)區(qū)域就叫沖突域上，也叫網(wǎng)段。對(duì)于不同沖突域的站點(diǎn)，相互之間是不會(huì)產(chǎn)生沖突的影響，也就是說(shuō)，在不同的網(wǎng)段，不同的站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息，不會(huì)引起沖突。4.5交換式局域網(wǎng)4.5.1交換式局域網(wǎng)的一般概念

集線器（HUB），從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)看，為星形結(jié)構(gòu)。顯然有許多站點(diǎn)通過(guò)各自的線路連接到HUB，但它相當(dāng)于一個(gè)大的網(wǎng)段，某一瞬間只能有一個(gè)站傳送信息，其它的站點(diǎn)只能等待，否則將發(fā)生沖突。交換機(jī)，從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)看，似乎和集線器一樣，但實(shí)質(zhì)卻不同。連接到交換機(jī)上的線和站點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)段。交換機(jī)上的每一個(gè)端口都代表一個(gè)獨(dú)立的沖突域，也就是一個(gè)網(wǎng)段。

集線器（HUB），從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)看，為星形結(jié)構(gòu)。顯然有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)_第4章__局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)要點(diǎn)課件交換機(jī)的主要特點(diǎn)：所有端口平時(shí)都不連通，當(dāng)某個(gè)站點(diǎn)需要通信時(shí)，交換機(jī)能同時(shí)連通多對(duì)端口，使每一對(duì)相互通信的站點(diǎn)獨(dú)占通信介質(zhì)，無(wú)沖突的傳輸數(shù)據(jù)，通信完成后斷開連接。交換機(jī)的交換方式：1、直通式：直通并不是物理上的直通，而是指在進(jìn)行交換時(shí)，不必將整個(gè)幀先存入緩沖區(qū)再進(jìn)行處理，而是在接收數(shù)據(jù)幀得同時(shí)，就立即按幀中的地址決定該幀的轉(zhuǎn)發(fā)端口

2、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式：交換機(jī)的主要特點(diǎn)：4.5交換式局域網(wǎng)4.5.2交換式局域網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)交換式局域網(wǎng)是指以數(shù)據(jù)鏈路層的幀或更小的數(shù)據(jù)單元（信元）為數(shù)據(jù)交換單位，以交換設(shè)備為基礎(chǔ)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。交換機(jī)為每個(gè)端口提供專用的帶寬，各個(gè)站點(diǎn)有一條專用鏈路連到交換機(jī)的一個(gè)端口。這樣每個(gè)站點(diǎn)都可以獨(dú)享通道，獨(dú)享帶寬。4.5交換式局域網(wǎng)4.5.2交換式局域網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)4.5交換式局域網(wǎng)4.5.2交換式局域網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)4.5交換式局域網(wǎng)4.5.2交換式局域網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)與交換式局域網(wǎng)主要有以下一些特征：（1）交換式網(wǎng)絡(luò)對(duì)站點(diǎn)提供獨(dú)占的連接。（2）高帶寬和靈活的接口速度。（3）高度的可擴(kuò)充性和網(wǎng)絡(luò)延展性。

(4)易于管理、便于調(diào)整網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的分布，有效地利用網(wǎng)絡(luò)帶寬。(5)交換式局域網(wǎng)可以與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)兼容。(6)互聯(lián)不同標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)。

交換式局域網(wǎng)主要有以下一些特征：4.5交換式局域網(wǎng)4.5.3局域網(wǎng)交換機(jī)的工作原理4.5交換式局域網(wǎng)4.5.3局域網(wǎng)交換機(jī)的工作原理4.6虛擬局域網(wǎng)4．6．1VlAN概述4．6．1．1VLAN的概念與特點(diǎn)虛擬局域網(wǎng)（邏輯網(wǎng)）是以交換式網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，把網(wǎng)絡(luò)上的用戶（終端設(shè)備）分為若干個(gè)邏輯工作組，每個(gè)邏輯工作組就是一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)（VirtualNetwork，VLAN）。VLAN并不是一種新型的局域網(wǎng)技術(shù)，而是交換網(wǎng)絡(luò)為用戶提供的一種服務(wù)。4.6虛擬局域網(wǎng)4．6．1VlAN概述4.6虛擬局域網(wǎng)4.6.1.1虛擬局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)(圖）4．6．1．2VLAN標(biāo)準(zhǔn)1996年3月，IEEE802委員會(huì)發(fā)布了IEEE802．1QVLAN標(biāo)準(zhǔn)。4.6虛擬局域網(wǎng)4.6.1.1虛擬局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)(圖）

4．6．2VLAN的實(shí)現(xiàn)

4．6．2．1組建VLAN的原則

●在網(wǎng)絡(luò)中盡量使用同一廠家的交換機(jī)，而且在能用交換機(jī)的地方盡量使用交換機(jī)?！袷褂媒粨Q機(jī)組建一個(gè)范圍盡可能大的交換鏈路，并且讓盡可能多的計(jì)算機(jī)直接連接到交換機(jī)上?！駥哟位貙⒔粨Q機(jī)與交換機(jī)相連，要避免使用傳統(tǒng)的路由器，以保持整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連通性。●根據(jù)應(yīng)用的需要，使用軟件劃分出若干個(gè)VLAN，而每個(gè)VLAN上的所有計(jì)算機(jī)不論其所在的物理位置如何，都處在一個(gè)邏輯網(wǎng)中。●VLAN之間可以互通，也可以不相通。若要實(shí)現(xiàn)其中的某些VLAN能夠互通，則要使用一臺(tái)中央路由器(或者路由交換機(jī))將這些VLAN互連起來(lái)，從而形成一個(gè)完整的VLAN。

4．6．2VLAN的實(shí)現(xiàn)

4．6．2．2VLAN網(wǎng)絡(luò)管理軟件VLAN網(wǎng)絡(luò)管理軟件是構(gòu)成VLAN的基礎(chǔ)，它通過(guò)運(yùn)行在交換式局域網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)管理程序來(lái)建立、配置、修改或刪除整個(gè)VLAN。VLAN管理軟件應(yīng)具備的主要功能有以下幾個(gè)方面。1．地址過(guò)濾能力2．虛擬連網(wǎng)能力3．廣播功能4．封裝

4．6．2．2VLAN網(wǎng)絡(luò)管理軟件4.6.3VLAN的劃分方法1、基于交換機(jī)端口的虛擬局域網(wǎng)基于交換機(jī)端口的虛擬局域網(wǎng)無(wú)法自動(dòng)解決節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)、增加和變更問題。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)從一個(gè)端口移動(dòng)到另一個(gè)端口時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理者必須對(duì)虛擬局域網(wǎng)成員進(jìn)行重新配置。4.6.3VLAN的劃分方法1、基于交換機(jī)端口的虛擬局域VLAN中使用集線器當(dāng)交換機(jī)端口連接的是一個(gè)集線器時(shí)，由于集線器所支持的是一個(gè)共享介質(zhì)的多用戶網(wǎng)絡(luò)，因此，按交換機(jī)端口號(hào)的劃分方案只能將連接到集線器的所有用戶劃分到同一個(gè)VLAN中；VLAN中使用集線器當(dāng)交換機(jī)端口連接的是一個(gè)2、基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：允許節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到網(wǎng)絡(luò)其它物理網(wǎng)段；可以解決基于端口的VLAN所不能解決的問題，將一個(gè)集線器連接區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)劃分到不同的VLAN中。缺點(diǎn)需要對(duì)大量的毫無(wú)規(guī)律的MAC地址進(jìn)行操作；2、基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：3、基于網(wǎng)絡(luò)層地址的虛擬局域網(wǎng)使用節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)層地址來(lái)配置虛擬局域網(wǎng)，要求交換機(jī)能夠處理網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)；有利于組成基于服務(wù)或應(yīng)用的虛擬局域網(wǎng)；用戶可以隨意移動(dòng)節(jié)點(diǎn)而無(wú)需重新配置網(wǎng)絡(luò)地址；一個(gè)虛擬局域網(wǎng)可以擴(kuò)展到多個(gè)交換機(jī)的端口上，甚至一個(gè)端口能對(duì)應(yīng)于多個(gè)虛擬局域網(wǎng)。由于檢查網(wǎng)絡(luò)層地址比檢查MAC地址的延遲要大，因此，這種方法影響了交換機(jī)的交換時(shí)間以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能；3、基于網(wǎng)絡(luò)層地址的虛擬局域網(wǎng)使用節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)層地址來(lái)配置虛4、VLAN的其他劃分方法基于IP組播的虛擬局域網(wǎng)使用IP廣播組動(dòng)態(tài)的建立VLAN；基于策略的虛擬局域網(wǎng)可以同時(shí)使用不同劃分VLAN的方法來(lái)建立一個(gè)虛擬局域網(wǎng)；4、VLAN的其他劃分方法基于IP組播的虛擬局域網(wǎng)4．6．4VLAN的優(yōu)點(diǎn)

1．控制網(wǎng)絡(luò)的廣播風(fēng)暴2．確保網(wǎng)絡(luò)的安全性3．簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理4．6．4VLAN的優(yōu)點(diǎn)4.7無(wú)線局域網(wǎng)無(wú)線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetworks，WLAN）作為傳統(tǒng)局域網(wǎng)的補(bǔ)充，目前已成為局域網(wǎng)應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)問題。無(wú)線局域網(wǎng)可以使在難以布線的建筑物或需要臨時(shí)組網(wǎng)的場(chǎng)所實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。無(wú)線局域網(wǎng)具有靈活、可移動(dòng)、設(shè)備安裝簡(jiǎn)單、節(jié)省布線投資、擴(kuò)展能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是局域網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向之一。4.7無(wú)線局域網(wǎng)無(wú)線局域網(wǎng)（WirelessLoca4．7．1無(wú)線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)

1998年，IEEE制定出無(wú)線局域網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)802．11，ISO也批準(zhǔn)了這一標(biāo)準(zhǔn)?；痉?wù)集(BasicServiceSet，BSS)。一個(gè)BSS包括一個(gè)基站和若干個(gè)移動(dòng)站。基本服務(wù)集類似于無(wú)線移動(dòng)通信的蜂窩小區(qū)。接入點(diǎn)(AccessPoint，AP)擴(kuò)展的服務(wù)集ESS，接入點(diǎn)AP的作用與網(wǎng)橋相似，使擴(kuò)展的服務(wù)集ESS成為一個(gè)在LLC子層上的邏輯局域網(wǎng)。802．11標(biāo)準(zhǔn)還定義了3種類型的站。一種是僅在一個(gè)BSS內(nèi)移動(dòng)，另一種是在BSS之間移動(dòng)但仍在一個(gè)ESS之內(nèi)，還有一種是在不同的ESS之間移動(dòng)。4．7．1無(wú)線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)_第4章__局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)要點(diǎn)課件4.7無(wú)線局域網(wǎng)無(wú)線局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

4.7無(wú)線局域網(wǎng)無(wú)線局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖4.7無(wú)線局域網(wǎng)4.7.2無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用●接入Internet：●辦公室環(huán)境：●商業(yè)環(huán)境：構(gòu)成無(wú)線的POS系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)，利于購(gòu)物環(huán)境的布局和管理?！窆I(yè)現(xiàn)場(chǎng)：在提高可靠性的前提下，用于工業(yè)自動(dòng)化的管理，可減少對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的改造，適應(yīng)車間布局的變化。

4.7無(wú)線局域網(wǎng)4.7.2無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用4．7．3無(wú)線局域網(wǎng)的特點(diǎn)1．傳輸方式2．無(wú)線局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3．網(wǎng)絡(luò)接口4．支持移動(dòng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)

4．7．3無(wú)線局域網(wǎng)的特點(diǎn)

4．7．4無(wú)線局域網(wǎng)的組建4．7．4．1無(wú)線局域網(wǎng)的的設(shè)備1．無(wú)線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)卡2．無(wú)線網(wǎng)絡(luò)Hub

3，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)橋4．7．4無(wú)線局域網(wǎng)的組建4．7．4．2無(wú)線局域網(wǎng)的組建形式無(wú)線局域網(wǎng)的組建通常包含下面幾種形式。1．全無(wú)線網(wǎng)2．無(wú)線節(jié)點(diǎn)接入有線網(wǎng)3．兩個(gè)有線網(wǎng)通過(guò)無(wú)線方式相連

4．7．4．2無(wú)線局域網(wǎng)的組建形式4.7無(wú)線局域網(wǎng)4.7.5無(wú)線局域網(wǎng)的主要類型

無(wú)線局域網(wǎng)使用的是無(wú)線傳輸介質(zhì)，按照所采用的傳輸技術(shù)可以分為三類：紅外線局域網(wǎng)擴(kuò)頻無(wú)線局域網(wǎng)窄帶微波無(wú)線局域網(wǎng)4.7無(wú)線局域網(wǎng)4.7.5無(wú)線局域網(wǎng)的主要類型4.8局域網(wǎng)連接設(shè)備與應(yīng)用1、網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）的分類按照支持的計(jì)算機(jī)的種類分標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡；PCMCIA網(wǎng)卡；按照網(wǎng)卡的速率10Mbps網(wǎng)卡；10/100Mbps；1000Mbps；10Gbps；按照網(wǎng)卡支持的傳輸介質(zhì)粗纜網(wǎng)卡；細(xì)纜網(wǎng)卡；雙絞線網(wǎng)卡；光纖網(wǎng)卡；按照網(wǎng)卡支持的總線類型：ISA、EISA、PCI；4.8局域網(wǎng)連接設(shè)備與應(yīng)用1、網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）的分類2、中繼器中繼器（Repeater），又被稱為轉(zhuǎn)發(fā)器，它是局域網(wǎng)連接中最簡(jiǎn)單的設(shè)備，它的作用是將因傳輸而衰減的信號(hào)進(jìn)行放大、整形和轉(zhuǎn)發(fā)，從而擴(kuò)展了局域網(wǎng)的距離。2、中繼器中繼器（Repeater），又被稱為轉(zhuǎn)發(fā)器，它是3、集線器集線器（HUB）是帶有多個(gè)端口的中繼器（轉(zhuǎn)發(fā)器），也是一個(gè)工作在OSI模型中的物理層設(shè)備。按集線器端口連接介質(zhì)的不同，集線器可連接同軸電纜、雙絞線和光纖。許多集線器上除了帶有RJ-45接口外，還帶有一個(gè)AUI粗纜接口和(或)一個(gè)BNC細(xì)纜接口，以實(shí)現(xiàn)不同介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的連接。3、集線器集線器（HUB）是帶有多個(gè)端口的中繼器（轉(zhuǎn)發(fā)器）集線器集線器通常帶有多個(gè)（8個(gè)、12個(gè)、16個(gè)或24個(gè)）RJ-45端口集線器集線器通常帶有多個(gè)（8個(gè)、12個(gè)、16個(gè)或24個(gè)）RJ4、交換機(jī)獨(dú)立式交換機(jī)(StandaloneSwitch)獨(dú)立式交換機(jī)是最簡(jiǎn)單的一種交換機(jī)，帶有多個(gè)（8個(gè)、12個(gè)、16個(gè)或24個(gè)）RJ-45端口；端口密度是指交換機(jī)提供的端口數(shù)，通常為8～24個(gè)端口，端口速率為為10Mbps或100Mbps。LED指示燈通常用來(lái)指示以太網(wǎng)交換機(jī)的信息或交換狀態(tài)。高速端口用來(lái)連到服務(wù)器或主干網(wǎng)絡(luò)上，可以是1