高職-局域網(wǎng)組建與維護(hù)-01.ppt

1、主講：宋一兵,局域網(wǎng)組建與維護(hù),第1章 局域網(wǎng)基本知識,局域網(wǎng)組建與維護(hù),第1章： 局域網(wǎng)基本知識,1.1節(jié),1.2節(jié),1.3節(jié),人類社會已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時(shí)代，這里的網(wǎng)絡(luò)是指“三網(wǎng)”，即電信網(wǎng)絡(luò)、電視網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其中發(fā)展最快且起到?jīng)Q定性作用的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。目前，以Internet為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)深入到社會的各個(gè)領(lǐng)域，改變著人們的工作、學(xué)習(xí)、生活以及思維方式，其應(yīng)用范圍越來越廣，成為信息社會的命脈和發(fā)展知識經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。世界各國都對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)給予高度重視，從某種意義上講，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展水平不僅反映了一個(gè)國家的計(jì)算機(jī)科學(xué)和通信技術(shù)水平，而且已經(jīng)成為衡量一國國力及現(xiàn)代

2、化程度的重要標(biāo)志之一。,第1章 局域網(wǎng)基本知識,1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),局域網(wǎng)組建與維護(hù),1.2 局域網(wǎng)的定義和結(jié)構(gòu),1.3 數(shù)據(jù)傳輸與交換,1.4網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議,1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),局域網(wǎng)組建與維護(hù),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)雖然只有半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷程，但其發(fā)展速度卻令人驚嘆。它是計(jì)算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程通信、遠(yuǎn)程信息處理和資源共享。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已由早期的“終端計(jì)算機(jī)網(wǎng)”、“計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)”演變成為現(xiàn)代具有統(tǒng)一體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。,1.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念,局域網(wǎng)組建與維護(hù),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義是：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將地理位置不同，且有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)利用通信

3、設(shè)備和線路互相連接起來，且以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（包括網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的系統(tǒng)。,1.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念,局域網(wǎng)組建與維護(hù),從這個(gè)定義中，可見計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有以下4個(gè)顯著的特點(diǎn)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)互連的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)群體，在地理上是分布的。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是自治的，即每臺主機(jī)是獨(dú)立工作的，它們向網(wǎng)絡(luò)用戶提供資源和服務(wù)（稱為資源子網(wǎng)）。 系統(tǒng)互連要通過通信設(shè)施來實(shí)現(xiàn)。通信設(shè)施一般是由通信線路以及相關(guān)的傳輸、交換設(shè)備等組成（稱為通信子網(wǎng)）。 主機(jī)和子網(wǎng)之間通過一系列的協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信。,1.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用,局域網(wǎng)組建與維護(hù),資源共享。 所謂的資源是指

4、構(gòu)成系統(tǒng)的所有要素，包括軟、硬件資源。例如，計(jì)算處理能力、大容量磁盤、高速打印機(jī)、繪圖儀、通信線路、數(shù)據(jù)庫、文件和其他計(jì)算機(jī)上的有關(guān)信息。由于受經(jīng)濟(jì)和其他因素的制約，這些資源并非（也不可能）所有用戶都能獨(dú)立擁有，所以網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)不僅可以使用自身的資源，也可以共享網(wǎng)絡(luò)上的資源。因而增強(qiáng)了計(jì)算機(jī)的處理能力，提高了計(jì)算機(jī)軟硬件的利用率。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建立的最初目的就是為了對分散的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源共享，以此提高各種設(shè)備的利用率，減少重復(fù)勞動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算的目標(biāo)。,1.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用,局域網(wǎng)組建與維護(hù),2、數(shù)據(jù)通信。 數(shù)據(jù)通信功能也即數(shù)據(jù)傳輸功能，這是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最基本的功能，主要用于計(jì)

5、算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的系統(tǒng)通信。用戶可以在網(wǎng)上傳送電子郵件、發(fā)布新聞消息以及進(jìn)行電子購物、電子貿(mào)易、遠(yuǎn)程電子教育等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用初期的主要用途之一就是在分散的計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享的前提條件，就是在源計(jì)算機(jī)與目標(biāo)計(jì)算機(jī)之間完成數(shù)據(jù)交換任務(wù)。,1.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用,局域網(wǎng)組建與維護(hù),3、分布式處理。 通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可以將一個(gè)任務(wù)分配到不同地理位置的多臺計(jì)算機(jī)上協(xié)同完成，以此實(shí)現(xiàn)均衡負(fù)荷，提高系統(tǒng)的利用率。對于許多綜合性的重大科研項(xiàng)目的計(jì)算和信息處理工作，可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分布式處理功能，采用適當(dāng)?shù)乃惴?，將任?wù)分散到不同的計(jì)算機(jī)上共同完成。

6、同時(shí)，連網(wǎng)之后的計(jì)算機(jī)可以互為備份系統(tǒng)，當(dāng)一臺計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以調(diào)用其他計(jì)算機(jī)實(shí)施替代任務(wù)，從而提高了系統(tǒng)的安全可靠性。,1.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用,局域網(wǎng)組建與維護(hù),4、網(wǎng)絡(luò)綜合服務(wù)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以對文字、聲音、圖像、數(shù)字、視頻等多種信息進(jìn)行傳輸、收集和處理。綜合信息服務(wù)和通信服務(wù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本服務(wù)功能，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可以在信息化社會實(shí)現(xiàn)對各種經(jīng)濟(jì)信息、科技情報(bào)和咨詢服務(wù)的信息處理，得以實(shí)現(xiàn)文件傳輸、電子郵件、電子商務(wù)以及遠(yuǎn)程訪問等功能。,1. 2 局域網(wǎng)的定義和結(jié)構(gòu),局域網(wǎng)組建與維護(hù),局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）是最常見和應(yīng)用最廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)，隨著計(jì)

7、算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和提高它得到了充分的應(yīng)用和普及。幾乎每個(gè)單位都有自己的局域網(wǎng)，甚至有些家庭中都有自己的小型局域網(wǎng)。目前經(jīng)常見到的局域網(wǎng)有網(wǎng)吧局域網(wǎng)、辦公室局域網(wǎng)、校園網(wǎng)、酒店局域網(wǎng)以及企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)等。,1. 2.1 局域網(wǎng)的含義與特點(diǎn),局域網(wǎng)組建與維護(hù),電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）對局域網(wǎng)的定義為：局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)通信被限制在幾米至幾千米的地理范圍內(nèi)，能夠使用具有中等或較高傳輸速率的物理信道，并且具有較低的誤碼率。局域網(wǎng)是專用的，由單一組織機(jī)構(gòu)所使用。,1. 2.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),局域網(wǎng)組建與維護(hù),拓?fù)鋵W(xué)是幾何學(xué)的一個(gè)重要分支，它將實(shí)體抽象為與其形狀、大小無關(guān)的點(diǎn)，將物體之間的連接線路抽

8、象成與距離無關(guān)的線，進(jìn)而研究點(diǎn)、線、面之間的關(guān)系。這種表示點(diǎn)和線之間關(guān)系的圖被稱為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與幾何結(jié)構(gòu)屬于兩個(gè)不同的數(shù)學(xué)概念。在幾何結(jié)構(gòu)中，需要考察的是點(diǎn)、線之間的位置和形狀關(guān)系，如梯形、四邊形、圓等都屬于不同的幾何結(jié)構(gòu)。但是從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的角度去看，由于點(diǎn)、線間的連接關(guān)系相同，這些圖形就具有相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即環(huán)形結(jié)構(gòu)。也就是說，不同的幾何結(jié)構(gòu)可能具有相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。,1. 2.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),局域網(wǎng)組建與維護(hù),在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，把計(jì)算機(jī)、主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等抽象成點(diǎn)，把連接這些設(shè)備的通信線路抽象成線，用網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來反映網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)關(guān)系。 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是局域網(wǎng)組網(wǎng)的重要組成部分，也是關(guān)系局

9、域網(wǎng)性能的重要特征，局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常分為總線型、星型、環(huán)型、樹型、網(wǎng)狀型以及蜂窩型等。下面將分別介紹各類型的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)。,1. 2.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),局域網(wǎng)組建與維護(hù),1、總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的所有連網(wǎng)設(shè)備共用一條物理傳輸線路，所有的數(shù)據(jù)都發(fā)往這一條線路，并能夠被所有連接在線路上的設(shè)備接收。連網(wǎng)設(shè)備通過專用的分接頭接入線路?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是局域網(wǎng)的一種組成形式，如圖1-3所示。,1. 2.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),局域網(wǎng)組建與維護(hù),2、星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是以一臺中心處理機(jī)（通信設(shè)備）為主而構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，其他連網(wǎng)機(jī)器僅與該中心處理機(jī)之間有直接的物理鏈路，中心處

10、理機(jī)采用分時(shí)或輪詢的方法為連網(wǎng)機(jī)器服務(wù)，所有的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過中心處理機(jī)。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1-4所示。,1. 2.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),局域網(wǎng)組建與維護(hù),3、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中連網(wǎng)設(shè)備通過轉(zhuǎn)發(fā)器接入網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器僅與兩個(gè)相鄰的轉(zhuǎn)發(fā)器有直接的物理線路。環(huán)形網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸具有單向性，一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)出的數(shù)據(jù)只能被另一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器接收并轉(zhuǎn)發(fā)。所有的轉(zhuǎn)發(fā)器及其物理線路構(gòu)成了一個(gè)環(huán)狀的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。,1. 2.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),局域網(wǎng)組建與維護(hù),4、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是從總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)演變而來的，它是在總線網(wǎng)上加上分支形成的一種層次結(jié)構(gòu)，其傳輸介質(zhì)可有多條分支，但不形成閉合回路。它將網(wǎng)

11、絡(luò)中的所有站點(diǎn)按照一定的層次關(guān)系連接起來，就像一棵樹一樣，由根節(jié)點(diǎn)、葉節(jié)點(diǎn)和分支節(jié)點(diǎn)組成。樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面很廣，容易增加新的站點(diǎn)，也便于故障的定位和修復(fù)，但其根節(jié)點(diǎn)由于是數(shù)據(jù)傳輸?shù)某Ｓ弥?，因此?fù)荷較大。,1. 2.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),局域網(wǎng)組建與維護(hù),5、網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是利用專門負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信和傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，連網(wǎng)設(shè)備直接接入節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常利用冗余的設(shè)備和線路來提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，因此，節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)信息流量有選擇地將數(shù)據(jù)發(fā)往不同的線路。,1. 2.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),局域網(wǎng)組建與維護(hù),6、蜂窩型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 蜂窩型拓?fù)浣Y(jié)

12、構(gòu)是無線局域網(wǎng)中常用的結(jié)構(gòu)。在地形復(fù)雜的地區(qū)，架設(shè)有線傳輸介質(zhì)會比較困難，這時(shí)可利用無線傳輸介質(zhì)（如微波、衛(wèi)星、無線電、紅外線等）點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)傳輸?shù)奶卣?，組成無線網(wǎng)絡(luò)。蜂窩型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由圓形區(qū)域組成，每一區(qū)域都有一個(gè)節(jié)點(diǎn)（基站），區(qū)域中沒有物理連接介質(zhì)，只有無線介質(zhì)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適用于城市網(wǎng)、校園網(wǎng)以及企業(yè)網(wǎng)，更適合于移動(dòng)通信。,1. 2.2 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),局域網(wǎng)組建與維護(hù),6、蜂窩型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),1.3 數(shù)據(jù)傳輸與交換,局域網(wǎng)組建與維護(hù),數(shù)據(jù)在信源和信宿之間進(jìn)行傳輸最理想的方式是在兩個(gè)互連的站點(diǎn)之間直接建立傳輸信道并進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。但實(shí)際上，在大范圍的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中直接連接兩個(gè)設(shè)備是不現(xiàn)實(shí)的，也是不

13、可取的，只有通過網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點(diǎn)把數(shù)據(jù)從源站點(diǎn)發(fā)送到目的站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。這些中間節(jié)點(diǎn)并不關(guān)心數(shù)據(jù)內(nèi)容，而是提供一個(gè)交換設(shè)備，使數(shù)據(jù)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，直至到達(dá)目的地為止。,1.3.1 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),局域網(wǎng)組建與維護(hù),1、并行傳輸與串行傳輸 串行傳輸時(shí)每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只有一位，如圖1-9（a）所示。由于線路成本等方面的因素，遠(yuǎn)距離通信一般采用串行通信技術(shù)。 并行傳輸主要用于局域網(wǎng)通信等距離比較近的情況，至少有8bit數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸，如圖1-9（b）所示。計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)多是并行傳輸，如用于連接磁盤的扁平電纜一次就可以傳輸8bit或16bit數(shù)據(jù)，外部的并行端口及其連線也采用并行傳輸。,1.3

14、.1 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),局域網(wǎng)組建與維護(hù),（1）同步傳輸。 同步傳輸采用的是按位同步的同步技術(shù)（即位同步）。在同步傳輸中，字符之間有一個(gè)固定的時(shí)間間隔。這個(gè)時(shí)間間隔由數(shù)字時(shí)鐘確定，因此，各字符沒有起始位和停止位。在通信過程中，接收端接收數(shù)據(jù)的序列與發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的序列在時(shí)間上必須取得同步，這里又分為兩種情況，即外同步和內(nèi)同步。 外同步指由通信線路設(shè)備提供同步時(shí)鐘信號，該同步信號與數(shù)據(jù)編碼一同傳輸，以保證線路兩端數(shù)據(jù)傳輸同步，如圖1-10所示。,1.3.1 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),局域網(wǎng)組建與維護(hù),（2）異步傳輸。 有數(shù)據(jù)需要發(fā)送的終端設(shè)備可以在任何時(shí)刻向信道發(fā)送信號，而不需要與接收方進(jìn)行同步和協(xié)商。它把每個(gè)

15、字節(jié)作為一個(gè)單元獨(dú)立傳輸，字節(jié)之間的傳輸間隔任意。為了標(biāo)志字節(jié)的開始和結(jié)尾，在每個(gè)字符的開始附加1bit起始位，結(jié)尾加1bit、1.5bit或2bit停止位，構(gòu)成一個(gè)個(gè)“字符”。這里的“字符”指異步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元，不同于“字節(jié)”，一般略大于一個(gè)字節(jié)，如圖1-11所示。,1.3.1 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),局域網(wǎng)組建與維護(hù),3、數(shù)據(jù)傳輸方向 根據(jù)信號在信道上的傳輸方向與時(shí)間關(guān)系，可以將信道的通信方式分為單工、半雙工和全雙工3種。 （1）單工。 采用單工通信方式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只能在一個(gè)方向上流動(dòng)，發(fā)送端使用發(fā)送設(shè)備，接收端使用接收設(shè)備。,1.3.1 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),局域網(wǎng)組建與維護(hù),（2）半雙工。 采用半雙工通信

16、方式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在某一時(shí)刻向一個(gè)方向傳輸，在需要的時(shí)候，又可以向另外一個(gè)方向傳輸，它實(shí)質(zhì)上是可切換方向的單工通信，如圖1-12（b）所示。 （3）全雙工。 采用全雙工通信方式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向上同時(shí)傳輸，它相當(dāng)于兩個(gè)單工通信方式的結(jié)合，如圖1-12（c）所示。,1.3.2 數(shù)據(jù)交換技術(shù),局域網(wǎng)組建與維護(hù),1、電路交換 電路交換就是計(jì)算機(jī)終端之間通信時(shí)，由一方發(fā)起呼叫，獨(dú)占一條物理線路。當(dāng)交換機(jī)完成接續(xù)，對方收到發(fā)送端的信號后，雙方即可進(jìn)行通信。在整個(gè)通信過程中雙方一直獨(dú)占該電路，示意圖如圖1-13所示。,1.3.2 數(shù)據(jù)交換技術(shù),局域網(wǎng)組建與維護(hù),2、報(bào)文交換 報(bào)文交換是以“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”方式

17、在網(wǎng)內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。先將用戶的報(bào)文存儲在交換機(jī)的存儲器中（內(nèi)存或外存），當(dāng)所需要的輸出電路空閑時(shí)，再將該報(bào)文發(fā)向接收交換機(jī)或終端。,1.3.2 數(shù)據(jù)交換技術(shù),局域網(wǎng)組建與維護(hù),3、分組交換 分組交換分組交換實(shí)質(zhì)上是在“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兼有電路交換和報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)。它將用戶發(fā)來的整份報(bào)文分割成若干個(gè)定長的數(shù)據(jù)塊（稱為分組或數(shù)據(jù)包），每一個(gè)分組信息都帶有接收地址和發(fā)送地址，能夠自主選擇傳輸路徑。數(shù)據(jù)包暫存在交換機(jī)的存儲器內(nèi)，接著在網(wǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)。到達(dá)接收端后，再去掉分組頭，將各數(shù)據(jù)字段按順序重新裝配成完整的報(bào)文。在一條物理線路上采用動(dòng)態(tài)復(fù)用的技術(shù)，能夠同時(shí)傳送多個(gè)數(shù)據(jù)分組。分組交換比電路交換的電

18、路利用率高，比報(bào)文交換的傳輸時(shí)延小、交互性好。,1.3.2 數(shù)據(jù)交換技術(shù),局域網(wǎng)組建與維護(hù),分組交換又有數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路兩種方式。 （1）數(shù)據(jù)報(bào)。 這種交換方式中，所有傳送的信息在送入交換網(wǎng)前都被劃分為更短的報(bào)文分組，每個(gè)分組除攜帶目標(biāo)地址外，還攜帶所屬信息包的編號。各分組獨(dú)立選擇路由，分別到達(dá)目的主機(jī)后，再按照信息包的編號順序重新組合還原。 （2）虛電路。 在發(fā)送數(shù)據(jù)前，先建立一條邏輯連接，此連接是虛擬的。數(shù)據(jù)包在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處仍需存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，并不獨(dú)占線路。對目標(biāo)主機(jī)的尋址在連接過程中進(jìn)行。每個(gè)分組在包含數(shù)據(jù)之外，還要包含一個(gè)虛電路標(biāo)志符。在預(yù)先建立好的路徑上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都知道如何把這些分組傳遞到下

19、一個(gè)節(jié)點(diǎn)，而不需要路由選擇。源端口將全部數(shù)據(jù)分組，然后按照順序，逐個(gè)沿虛電路發(fā)向目標(biāo)主機(jī)。,1.3.2 數(shù)據(jù)交換技術(shù),局域網(wǎng)組建與維護(hù),3種交換方式的比較,1.3.2 數(shù)據(jù)交換技術(shù),局域網(wǎng)組建與維護(hù),3種交換方式的比較,不同交換技術(shù)應(yīng)用于不同的場合。 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，主要采用分組交換，偶爾采用電路交換，不使用報(bào)文交換。 當(dāng)兩節(jié)點(diǎn)間的負(fù)載較重且持續(xù)時(shí)間較長或租用專用線路時(shí)，采取電路交換的方式比較合適。 數(shù)據(jù)報(bào)分組交換適用于短報(bào)文交換，虛電路分組交換適用于長報(bào)文交換。,1.3.2 數(shù)據(jù)交換技術(shù),局域網(wǎng)組建與維護(hù),ATM（Asynchronous Transfer Mode，異步傳輸模式）是用于寬帶

20、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的一種交換技術(shù)。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)是集語音、數(shù)據(jù)、圖文傳真、可視電話等各種業(yè)務(wù)為一體的網(wǎng)絡(luò)，適用于不同的帶寬要求和多樣的業(yè)務(wù)要求。ATM是在分組交換基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它使用固定長度分組，并使用空閑信元來填充信道，從而使信道被劃分為等長的時(shí)間小段。由于光纖通信提供了低誤碼率的傳輸通道，因而流量控制和差錯(cuò)控制便可移到用戶終端，網(wǎng)絡(luò)只負(fù)責(zé)信息的交換和傳送，從而使傳輸時(shí)延減小，所以ATM技術(shù)適用于高速數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)。,1.4 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議,局域網(wǎng)組建與維護(hù),了減少網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者并不是設(shè)計(jì)一個(gè)單一和巨大的協(xié)議來為所有形式的通信規(guī)定完整的細(xì)節(jié)，而是采用把通信問題劃分為許多個(gè)

21、小問題，然后為每個(gè)小問題設(shè)計(jì)一個(gè)單獨(dú)協(xié)議的方法。這就使得每個(gè)協(xié)議的設(shè)計(jì)、分析、編碼和測試都比較容易。,1.4.1 體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議分層,局域網(wǎng)組建與維護(hù),1、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 從數(shù)據(jù)處理的觀點(diǎn)看待網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，也可以從載體通信的觀點(diǎn)觀察網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。前者類似于從上到下的過程調(diào)用，各個(gè)組成部分之間通過接口相互作用。后者涉及兩個(gè)通信方之間的交互作用。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該闡明計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)組成部分的功能特性，以及它們之間是如何配合、組織，如何相互聯(lián)系、互相制約，從而構(gòu)成一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的。 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)被定義為計(jì)算機(jī)之間相互通信的層次，以及各層中的協(xié)議和層次之間接口的集合。,1.4.1 體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議

22、分層,局域網(wǎng)組建與維護(hù),2、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式系統(tǒng)中相互通信的對等實(shí)體間交互信息時(shí)所必須遵守的規(guī)則的集合稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。,1.4.1 體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議分層,局域網(wǎng)組建與維護(hù),3、協(xié)議分層 為了減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)采用分層設(shè)計(jì)方法。所謂分層設(shè)計(jì)方法，就是按照信息的流動(dòng)過程將網(wǎng)絡(luò)的整體功能分解為一個(gè)個(gè)的功能層，不同機(jī)器上的同等功能層之間采用相同的協(xié)議，同一機(jī)器上的相鄰功能層之間通過接口進(jìn)行信息傳遞。,1.4.1 體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議分層,局域網(wǎng)組建與維護(hù),網(wǎng)絡(luò)中同等層之間的通信規(guī)則就稱為該層使用的協(xié)議，如有關(guān)第N層的通信規(guī)則的集合，就是第N層的協(xié)議。而同一計(jì)算機(jī)的不同功能層之間的通信

23、規(guī)則稱為接口（Interface），在第N層和第（N+1）層之間的接口稱為N/（N+1）層接口?？傊?，協(xié)議是不同機(jī)器同等層之間的通信約定，而接口是同一機(jī)器相鄰層之間的通信約定。不同的網(wǎng)絡(luò)，其分層數(shù)量、各層的名稱和功能以及協(xié)議都各不相同。然而，在所有的網(wǎng)絡(luò)中，每一層的目的都是向它的上一層提供一定的服務(wù)。協(xié)議層次化不同于程序設(shè)計(jì)中模塊化的概念。在程序設(shè)計(jì)中，各模塊可以相互獨(dú)立、任意拼裝或者并行，而層次則一定有上下之分，它是依據(jù)數(shù)據(jù)流的流動(dòng)而產(chǎn)生的。組成不同計(jì)算機(jī)同等層的實(shí)體稱為對等進(jìn)程（Peer Process）。對等進(jìn)程不一定是相同的程序，但其功能必須完全一致，且采用相同的協(xié)議。,1.4.1 體

24、系結(jié)構(gòu)與協(xié)議分層,局域網(wǎng)組建與維護(hù),1.4.2 OSI參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),OSI參考模型將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信功能劃分成7個(gè)部分（也叫7個(gè)層次），每層各自完成一定的功能，由底層至頂層分別稱為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。前3層（低3層）也叫通信子網(wǎng)，后4層（高4層）也叫資源子網(wǎng),1.4.2 OSI參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),1.4.2 OSI參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),1、物理層 物理層是OSI參考模型的第1層，它位于最底層，是整個(gè)開放系統(tǒng)的基礎(chǔ)。物理層為設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸介質(zhì)及互連設(shè)備，為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的環(huán)境。物理層提供物理信道，并在此信道上傳輸原始

25、比特流。要考慮多大的電壓代表“1”或“0”，以及當(dāng)發(fā)送端發(fā)出比特“1”時(shí)，在接收端如何識別出是“1”而不是“0”；一個(gè)比特持續(xù)多少微秒；傳輸是否在兩個(gè)方向上同時(shí)進(jìn)行；最初的連接如何建立，完成通信后連接如何終止；連接電纜的插頭有多少根引腳以及各個(gè)引腳如何連接等問題。物理層主要是設(shè)計(jì)處理機(jī)械的、電氣的和過程的接口，以及物理層下的物理傳輸介質(zhì)等問題。,1.4.2 OSI參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),2、數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層提供物理鏈路上的可靠的數(shù)據(jù)傳輸，負(fù)責(zé)在兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)間的線路上，無差錯(cuò)地傳送以幀（Frame）為單位的數(shù)據(jù)。每一幀包括一定數(shù)量的數(shù)據(jù)和一些必要的控制信息，有同步信息、地址信息、差錯(cuò)控

26、制以及流量控制信息等。和物理層相似，數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接。發(fā)送方把輸入數(shù)據(jù)分裝在數(shù)據(jù)幀里，按順序傳送各幀，并處理接收方回送的確認(rèn)幀。若接收方檢測到所傳數(shù)據(jù)中有差錯(cuò)，就要通知發(fā)送方重發(fā)這一幀，直到這一幀正確無誤地到達(dá)接收方為止。數(shù)據(jù)鏈路層定義了諸如物理尋址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、線路規(guī)程、錯(cuò)誤通告、幀的順序傳遞和流量控制等功能。IEEE將這一層劃分為MAC（介質(zhì)訪問控制）子層和LLC（邏輯鏈路控制）子層，,1.4.2 OSI參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),3、網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層關(guān)系到子網(wǎng)的運(yùn)行控制，提供兩個(gè)終端系統(tǒng)之間的連接和路徑選擇。其中的一個(gè)關(guān)鍵問題是確定分組（Packet），從源端

27、到目的端如何選擇路由。既可以選用網(wǎng)絡(luò)中固定的靜態(tài)路由表，也可以在每一次會話開始時(shí)臨時(shí)決定路由，還可以根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀況，高度靈活地為每一個(gè)分組決定路由。,1.4.2 OSI參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),4、傳輸層 信息的傳送單位是數(shù)據(jù)報(bào)（Datagram）。傳輸層負(fù)責(zé)兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)之間的可靠網(wǎng)絡(luò)通信。其基本功能是從會話層接收數(shù)據(jù)，并且在必要時(shí)把它分成較小的分組，傳遞給網(wǎng)絡(luò)層，并確保到達(dá)對方的各段信息正確無誤、高效率地完成。傳輸層提供機(jī)制來建立、維護(hù)和終止虛電路，并進(jìn)行錯(cuò)誤檢測、恢復(fù)和信息流量控制等。因此，傳輸層能夠隔離硬件和應(yīng)用，使上層的會話層等不受硬件技術(shù)變化的影響。,1.4.2 OSI參考模

28、型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),5、會話層 會話層主要用于建立、管理和終止應(yīng)用程序會話并管理表示層實(shí)體之間的數(shù)據(jù)交換，允許不同機(jī)器上的用戶建立會話關(guān)系，允許進(jìn)行類似傳輸層的普通數(shù)據(jù)傳輸，在兩個(gè)互相通信的應(yīng)用進(jìn)程之間建立、組織和協(xié)調(diào)其交互（Interaction）過程。,1.4.2 OSI參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),6、表示層 表示層主要解決用戶信息的語法表示問題。表示層將欲交換的數(shù)據(jù)從適合于某一用戶的抽象語法，轉(zhuǎn)換為適合于OSI系統(tǒng)內(nèi)部使用的傳送語法。此層保證某系統(tǒng)應(yīng)用層發(fā)出的信息能被另一系統(tǒng)的應(yīng)用層讀懂。表示層與程序使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有關(guān)，從而能夠?yàn)閼?yīng)用層處理數(shù)據(jù)和傳輸句法（如信息的編碼、加密、解密等）。

29、,1.4.2 OSI參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),7、應(yīng)用層 應(yīng)用層包含大量人們普遍需要的協(xié)議，通過定義一個(gè)抽象的網(wǎng)絡(luò)虛擬終端，編輯程序和其他所有程序都面向該虛擬終端。 應(yīng)用層為處于OSI參考模型之外的應(yīng)用程序（如電子郵件、文件傳輸和終端仿真等）提供服務(wù)。應(yīng)用層識別并確認(rèn)欲通信伙伴的有效性和連接它們所需要的資源，并建立關(guān)于差錯(cuò)恢復(fù)和數(shù)據(jù)完整性控制步驟的協(xié)議。,1.4.3 TCP/IP參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),由于Internet的飛速發(fā)展和全球化，使得TCP/IP協(xié)議成為事實(shí)上的國際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并得到了極其廣泛的應(yīng)用，許多產(chǎn)品都支持TCP/IP，使之具有極強(qiáng)的可用性。 TCP/IP不是一個(gè)

30、簡單的協(xié)議，而是一組小的、專業(yè)化的協(xié)議，包括TCP/IP、UDP、ARP、ICMP以及其他的一些被稱為子協(xié)議的協(xié)議。大部分網(wǎng)絡(luò)管理員將整組協(xié)議稱為TCP/IP協(xié)議。,1.4.3 TCP/IP參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),1、主機(jī)網(wǎng)絡(luò)層 主機(jī)網(wǎng)絡(luò)層是TCP/IP參考模型的最底層，負(fù)責(zé)接收從網(wǎng)絡(luò)互連層交來的IP數(shù)據(jù)報(bào)并將IP數(shù)據(jù)報(bào)通過底層物理網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去，或者從底層物理網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，抽出IP數(shù)據(jù)報(bào)，交給網(wǎng)絡(luò)互連層。,1.4.3 TCP/IP參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),2、網(wǎng)絡(luò)互連層 網(wǎng)絡(luò)互連層又稱為IP層，其主要功能是負(fù)責(zé)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳送，包括如下3個(gè)方面。 處理來自傳輸層的分組發(fā)送請求。

31、 處理輸入數(shù)據(jù)報(bào)。 處理ICMP（網(wǎng)絡(luò)控制報(bào)文協(xié)議）報(bào)文。,1.4.3 TCP/IP參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),3、傳輸層 TCP/IP參考模型中傳輸層的作用與OSI參考模型中傳輸層的作用是一樣的，即在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)兩個(gè)進(jìn)程實(shí)體之間提供可靠的端到端數(shù)據(jù)傳輸。為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，傳輸層協(xié)議規(guī)定接收端必須發(fā)回確認(rèn)信息，否則假定分組丟失，必須重新發(fā)送。,1.4.3 TCP/IP參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),TCP/IP參考模型提供了TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）兩個(gè)傳輸層協(xié)議。TCP是一個(gè)可靠的面向連接的傳輸層協(xié)議，它將某節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)以字節(jié)流形式無差錯(cuò)傳遞到Internet的任何

32、一臺機(jī)器上。發(fā)送方的TCP將用戶交來的字節(jié)流劃分成獨(dú)立的報(bào)文并交給網(wǎng)絡(luò)互連層進(jìn)行發(fā)送，而接收方的TCP將接收的報(bào)文重新裝配后交給接收用戶。TCP同時(shí)處理有關(guān)流量控制的問題，以防止快速的發(fā)送方淹沒慢速的接收方。UDP是一個(gè)不可靠的、無連接的傳輸層協(xié)議，將可靠性問題交給應(yīng)用程序來解決。UDP主要面向請求/應(yīng)答式的交易型應(yīng)用，這種交易往往只有一來一回兩次報(bào)文交換，假如為此單獨(dú)建立和撤銷連接，成本相當(dāng)高，這種情況下使用UDP就非常有效。,1.4.3 TCP/IP參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),4、應(yīng)用層 傳輸層的上一層是應(yīng)用層，應(yīng)用層包括所有的高層協(xié)議。早期的應(yīng)用層有遠(yuǎn)程登錄協(xié)議（Telnet）、文件傳輸

33、協(xié)議（File Transfer Protocol，F(xiàn)TP）和簡單郵件傳輸協(xié)議（Simple Mail Transfer Protocol，SMTP）等協(xié)議。,1.4.3 TCP/IP參考模型,局域網(wǎng)組建與維護(hù),1.4.4 局域網(wǎng)協(xié)議IEEE 802,局域網(wǎng)組建與維護(hù),IEEE 802參考模型只對應(yīng)OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層，它將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為邏輯鏈路控制（Logical Link Control，LLC）子層與介質(zhì)訪問控制（Media Access Control，MAC）子層。,1.4.4 局域網(wǎng)協(xié)議IEEE 802,局域網(wǎng)組建與維護(hù),IEEE 802.1標(biāo)準(zhǔn)：包括局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

34、、網(wǎng)絡(luò)互連以及網(wǎng)絡(luò)管理與性能測試。 IEEE 802.2標(biāo)準(zhǔn)：定義了LLC子層的功能與服務(wù)。 IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)：定義了CSMA/CD總線MAC子層與物理層規(guī)范。 IEEE 802.4標(biāo)準(zhǔn)：定義了令牌總線（Token Bus）MAC子層與物理層規(guī)范。 IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)：定義了令牌環(huán)（Token Ring）MAC子層與物理層規(guī)范。 IEEE 802.6標(biāo)準(zhǔn)：定義了城域網(wǎng)MAN MAC子層與物理層規(guī)范。 IEEE 802.7標(biāo)準(zhǔn)：定義了寬帶技術(shù)。 IEEE 802.8標(biāo)準(zhǔn)：定義了光纖技術(shù)。 IEEE 802.9標(biāo)準(zhǔn)：定義了語音與數(shù)據(jù)綜合局域網(wǎng)IVD LAN技術(shù)。 IEEE 802.1

35、0標(biāo)準(zhǔn)：定義了可互操作的局域網(wǎng)安全性規(guī)范SILS。 IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)：定義了無線局域網(wǎng)技術(shù)。,1.4.4 局域網(wǎng)協(xié)議IEEE 802,局域網(wǎng)組建與維護(hù),局域網(wǎng)從介質(zhì)訪問控制方法的角度可以分為共享介質(zhì)局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)兩類。IEEE 802.2標(biāo)準(zhǔn)定義的共享介質(zhì)局域網(wǎng)又分3類：采用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法的總線型局域網(wǎng)、采用Token Bus介質(zhì)訪問控制方法的總線型局域網(wǎng)以及采用Token Ring介質(zhì)訪問控制方法的環(huán)型局域網(wǎng)。,1.4.4 局域網(wǎng)協(xié)議IEEE 802,局域網(wǎng)組建與維護(hù),1、IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn) IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)定義了基帶總線局域網(wǎng)Ethernet（以太網(wǎng)）。以太網(wǎng)的核心技術(shù)是它的隨機(jī)爭用型介質(zhì)訪問控制方法，即帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，CSMA/CD）方法。,1.4.4 局域網(wǎng)協(xié)議IEEE 802,局域網(wǎng)組建與維護(hù),所謂“沖突檢測”是指發(fā)送節(jié)點(diǎn)在發(fā)送同時(shí)，將其發(fā)送信號波形與從總線上接收到的信號波形進(jìn)行比較。如果總線上同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以