項目一局域網(wǎng)的基礎(chǔ)知識.ppt

1、局域網(wǎng)組建與管理主編 范建華西北工業(yè)大學出版社,項目一 局域網(wǎng)的基礎(chǔ)知識,任務1 了解局域網(wǎng)的基本概念,計算機網(wǎng)絡的迅猛發(fā)展，使世界范圍內(nèi)的信息及通信變得更加方便、快捷，任何人都無法忽視其存在。其友好的圖形界面更讓所有想要接觸它的人只需操縱鼠標就可以輕松地瀏覽世界各地的信息。計算機網(wǎng)絡正以其強大的魅力席卷全球，走進人們的日常生活，成為許多人生活的一部分。,一、計算機網(wǎng)絡分類 計算機網(wǎng)絡的分類標準很多。 例如，按計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)分類，按網(wǎng)絡的交換方式分類，按網(wǎng)絡協(xié)議分類，按數(shù)據(jù)的傳輸方式分類等。但是，各種分類標準只能從某一方面反映網(wǎng)絡的特征。按網(wǎng)絡覆蓋的地理范圍（距離）進行分類是最普遍的分類

2、方法，它能較好地反映網(wǎng)絡的本質(zhì)特征。,依照這種方法，可把計算機網(wǎng)絡分為三類：局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)。 （一）局域網(wǎng) 局域網(wǎng)（LAN，Local Area Network）是一種在小區(qū)域內(nèi)使用的網(wǎng)絡，其傳送距離一般在幾千米之內(nèi)，最大距離不超過10 km。,（二）廣域網(wǎng) 廣域網(wǎng)（WAN，Wide Area Network）也叫遠程網(wǎng)絡，覆蓋地理范圍比局域網(wǎng)要大得多，可從幾十千米到幾千千米。,（三）城域網(wǎng) 城域網(wǎng)（MAN，Metropolitan Area Network）是一種介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的高速網(wǎng)絡，覆蓋地理范圍介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，一般為幾千米到幾十千米，傳輸速率一般在50 Mb/s

3、左右，其用戶多為需要在市內(nèi)進行高速通信的較大單位或公司等。,二、局域網(wǎng)的特點及技術(shù)要素 （一）局域網(wǎng)的特點 （1）共享傳輸信道，采用多種介質(zhì)訪問控制技術(shù)。 （2）為一個單位所擁有，且地理范圍和站點數(shù)目均在有限地理范圍內(nèi)，用戶個數(shù)有限。 （3）傳輸速率高，時延較低，誤碼率低。 （4）多采用分布式控制和廣播式通信。 （5）低層協(xié)議簡單，不單獨設(shè)立網(wǎng)絡層。,（二）決定局域網(wǎng)特性的主要技術(shù)要素 （1）基本通信方式。共享介質(zhì)方式或交換方式。 （2）介質(zhì)訪問控制方法。CSMA/CD，Token Ring，Token Bus。 （3）傳輸介質(zhì)。采用了雙絞線、同軸電纜與光纖。 （4）拓撲結(jié)構(gòu)?？偩€型、環(huán)型、星

4、型和樹型結(jié)構(gòu)。,三、局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu) 一種特定的網(wǎng)絡技術(shù)能使用多種布線方案。這種技術(shù)決定了邏輯拓撲，而布線方案決定了物理拓撲。物理拓撲與邏輯拓撲可能不同，如表1.1所示。,表1.1 物理拓撲與邏輯拓撲的對照表,這是兩個截然不同的概念，兩者之間不存在對應關(guān)系，即在同樣的網(wǎng)絡布線中信號可以有不同的流動方式，而采用同樣信號傳遞方式的網(wǎng)絡卻可以有不同的物理拓撲結(jié)構(gòu)。,（一）物理拓撲結(jié)構(gòu) 1.總線型拓撲 總線型拓撲結(jié)構(gòu)的主要特點： （1）所有節(jié)點都通過相應的網(wǎng)絡接口卡直接連接到一條作為公共傳輸介質(zhì)的總線上。 （2）所有節(jié)點都可以通過總線傳輸介質(zhì)發(fā)送或接受數(shù)據(jù)。,（3）同一時刻只允許一個節(jié)點向總線上發(fā)送數(shù)

5、據(jù)（這要使用介質(zhì)訪問控制方法來保證），可以有一個或多個節(jié)點從總線上接收數(shù)據(jù)。 （4）通常采用同軸電纜或雙絞線作為傳輸介質(zhì)。 優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)容易、易于擴展、可靠性較好。,2.星型拓撲 星型拓撲結(jié)構(gòu)的主要特點： （1）網(wǎng)絡存在一個中心節(jié)點。 （2）任何兩個節(jié)點間的通信都要通過中心節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。 （3）只有在交換局域網(wǎng)（Switched LAN）出現(xiàn)之后，才真正有了物理拓撲與邏輯拓撲統(tǒng)一的星型拓撲結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、便于管理，但網(wǎng)絡的中心節(jié)點是全網(wǎng)可靠性的瓶頸。,3.環(huán)型拓撲 環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)的主要特點： （1）節(jié)點通過相應的網(wǎng)絡接口卡，使用點到點連接，構(gòu)成閉合的環(huán)型。 （2）環(huán)中數(shù)據(jù)沿

6、著一個方向繞環(huán)逐站傳送。 （3）它與總線型局域網(wǎng)的主要差別是解決信道競爭的方法不同。,（4）環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)簡單、傳輸延時確定。 （5）環(huán)中每兩個相鄰節(jié)點間的通信線路都會成為網(wǎng)絡可靠性的瓶頸。 （6）為保證環(huán)的正常工作，需要進行較復雜的環(huán)維護處理；環(huán)節(jié)點的加入和撤出過程比較復雜。,4.樹型拓撲 樹形拓撲結(jié)構(gòu)的主要特點： （1）可以看成是星型拓撲的擴展，它將原來用單獨鏈路直接連接的節(jié)點，通過多級處理主機分級連接。 （2）節(jié)點按層次進行連接。,（3）信息交換主要在上下節(jié)點之間進行，相鄰及同層節(jié)點之間一般不進行數(shù)據(jù)交換或數(shù)據(jù)交換量小。 （4）樹型結(jié)構(gòu)與星型結(jié)構(gòu)相比降低了通信線路的成本，但增加了網(wǎng)絡的復雜

7、性。 （5）除最底層節(jié)點及其連線外，任意一節(jié)點或連線的故障均影響其所在支路網(wǎng)絡的正常工作。,（二）邏輯拓撲結(jié)構(gòu) 1.邏輯總線 信號在網(wǎng)上按廣播方式傳播：一臺設(shè)備向網(wǎng)上發(fā)出信號后，信號像洪水一樣“漫延”到網(wǎng)上各處，網(wǎng)上的設(shè)備都會收到這個信號。若不考慮信號的傳輸延遲的話，可以認為所有設(shè)備都同時收到該信號。,2.邏輯環(huán) 只把信號發(fā)送給指定為下一站的設(shè)備：當一臺設(shè)備向網(wǎng)上發(fā)出信號時是發(fā)送給指定的一臺設(shè)備的，然后，信號按照一定的順序一站一站地傳下去，最后回到發(fā)送站，形成一個封閉環(huán)。顯然，網(wǎng)上每臺設(shè)備都只接收指定發(fā)給它的信號，它也只把信號發(fā)送給指定為下一站的設(shè)備。,任務2 熟悉常用類型的局域網(wǎng),一、對等網(wǎng)

8、與C/S網(wǎng) （一）對等網(wǎng) 1.對等網(wǎng)的特點 不存在具有特殊功能的計算機，每臺計算機都處于平等地位，既向網(wǎng)絡中的其他用戶提供服務，又享受其他用戶所提供的服務。,既可以采用總線型拓撲，也可以采用星型拓撲。如果只有兩臺計算機互聯(lián)，那么，則還可以使用直接電纜連接、雙絞線交叉互連。 安裝在每個網(wǎng)絡節(jié)點的局域網(wǎng)操作系統(tǒng)軟件是相同的，主要使用Windows 98/2000 Professional/XP，網(wǎng)絡通信協(xié)議建議使用TCP/IP。,每臺聯(lián)網(wǎng)計算機都是以前后臺方式工作，前臺為本地用戶提供服務，后臺為其他節(jié)點的網(wǎng)絡用戶提供服務。 網(wǎng)絡中任意兩個節(jié)點之間都可以直接實現(xiàn)通信。 對等結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)可以提供

9、共享硬盤、打印機、光驅(qū)、電子郵件，共享屏幕與共享CPU服務。 聯(lián)網(wǎng)的計算機一般在10臺以下，規(guī)模較小。,2.組建對等網(wǎng)必須遵循的原則 總線型對等網(wǎng)使用BCN接頭的細線，網(wǎng)絡終端必須安裝50終端電阻器；星型對等網(wǎng)使用兩端帶RJ-45水晶頭的3類以上的UTP，最常見的是5類或超5類。,從管理的角度看，每臺計算機都須要獨立地設(shè)置，在復雜的環(huán)境下安全性和效率性均很差，因此對對等網(wǎng)中數(shù)據(jù)的安全性要求不能太高。,總線型對等網(wǎng)的細線最長不能超過200 m，星型對等網(wǎng)中計算機終端到中心節(jié)點的最大距離為100 m。如果使用集線器（交換機）組網(wǎng)，那么聯(lián)網(wǎng)的計算機數(shù)不能超過集線器（交換機）的接口數(shù)。,3.對等網(wǎng)的優(yōu)

10、缺點 優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，而缺點是節(jié)點除了要完成本地用戶的信息處理任務，還要承擔較重的網(wǎng)絡通信管理和共享資源管理任務，這將加重聯(lián)網(wǎng)計算機的負荷，因而信息處理能力明顯降低。因此，對等結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)操作系統(tǒng)支持的信息系統(tǒng)一般規(guī)模都比較小。,（二）C/S網(wǎng) 針對對等結(jié)構(gòu)的缺點，人們提出了非對等結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)操作系統(tǒng)的設(shè)計思想： 將聯(lián)網(wǎng)節(jié)點分為兩類，即網(wǎng)絡服務器（Server）與網(wǎng)絡工作站（Workstation）；因此聯(lián)網(wǎng)的計算機有明確的分工。,網(wǎng)絡服務器采用高配置、高性能計算機，以集中方式管理局域網(wǎng)的共享資源，為網(wǎng)絡工作站提供服務，是局域網(wǎng)的邏輯中心。 網(wǎng)絡工作站記為WS，一般可以采用配置較低的微型機，它主要

11、為本地用戶訪問本地資源與網(wǎng)絡資源提供服務。,這種非對等結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)操作系統(tǒng)軟件分為并列的兩部分，一部分運行在服務器上，另一部分運行在工作站上。 安裝與運行在網(wǎng)絡服務器上的局域網(wǎng)操作系統(tǒng)的功能與性能，直接決定著網(wǎng)絡服務功能的強弱。,客戶機可以與服務器通信，也可以與其他客戶機通信，而無須服務器參與。因此在C/S局域網(wǎng)中，服務器與客戶機之間以主從模式工作，而客戶機之間則為對等網(wǎng)的工作模式。 客戶機程序（Client）和服務器程序（Server）可以運行在同一臺計算機上，也可以運行在網(wǎng)絡環(huán)境下的兩臺或多臺計算機上。,在網(wǎng)絡環(huán)境下，Client程序向Server程序提出服務請求，Server程序接收并處理

12、Client程序的請求，然后將處理結(jié)果回送至客戶機。因此，這種計算模式的實質(zhì)是將應用資源與任務在Client與Server之間進行恰到好處的分配。 不同廠商提供的多種服務器和計算機可以共存于同一網(wǎng)絡中。,（三）混合型網(wǎng)絡 混合型網(wǎng)絡是基于服務器的網(wǎng)絡與對等網(wǎng)在特定環(huán)境下的組合。 在工作站登錄服務器后，工作站既可以共享服務器中的資源，也可以共享同一工作組中其他計算機上的資源；當工作站未登錄服務器（如服務器未打開）時，工作站將自動組建成對等網(wǎng)，同一工作組中的用戶將可以共享資源。,當服務器上運行的操作系統(tǒng)是Windows NT Server 4.0，Windows 2000 Server/Advan

13、ced Server時，就會形成混合型網(wǎng)絡。如果服務器上運行的是NetWare操作系統(tǒng)，則不會形成混合型網(wǎng)絡。,二、無線局域網(wǎng) 無線局域網(wǎng)是使用無線電信號做傳輸介質(zhì)的局域網(wǎng)，它補充和擴展了傳統(tǒng)的有限局域網(wǎng)的功能。無線局域網(wǎng)的主流技術(shù)有以下三種：藍牙、紅外線、擴展頻譜。,紅外線與擴展頻譜技術(shù)被國際電工無線電委員會IEEE選為無線局域網(wǎng)的標準，編號為802.11。 藍牙技術(shù)主要用來提供個人通信設(shè)備或計算機與周邊設(shè)備的短距離連接，如移動電話、筆記本、電腦、打印機等的連接，組成個人局域網(wǎng)。,（一）無線局域網(wǎng)的用途 擴充有線局域網(wǎng)。 連接建筑物之間的局域網(wǎng)。 實現(xiàn)漫游訪問。 構(gòu)建臨時網(wǎng)。,（二）紅外線局

14、域網(wǎng)技術(shù) 紅外線局域網(wǎng)技術(shù)的主要特點有： 紅外線的頻譜接近可見光，不能透射不透明物，這使得分布在不同房間里的紅外線網(wǎng)絡可互不干擾。 紅外線可以被漫反射，可以通過漫反射來實現(xiàn)整個房間的覆蓋。 ,紅外線數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制方式通常采用強度調(diào)制，與需調(diào)頻或調(diào)相的微波比較，實現(xiàn)起來較為簡單，故紅外線設(shè)備相對簡單、便宜。 紅外線頻譜的使用無須許可。 紅外線技術(shù)的主要缺點是傳輸距離不夠遠，并會受到強光的干擾。一般將紅外線網(wǎng)節(jié)點的距離限制在20 m之內(nèi)。,（三）擴展頻譜局域網(wǎng)技術(shù) 擴展頻譜局域網(wǎng)技術(shù)是當前無線局域網(wǎng)技術(shù)的主流。其基本點在于把信號分布到更寬的頻帶上，從而使得發(fā)生擁塞或發(fā)生干擾的機會更小。,展頻有兩種

15、基本形式：跳頻展頻和直接序列展頻。 跳頻展頻：發(fā)送端信號以固定的時間間隔，按偽隨機的無線電頻譜廣播，從一個頻譜跳到另一個頻譜。而接收端的跳動方式與發(fā)送端同步，因此能夠調(diào)解出原信號。,直接序列展頻：把數(shù)據(jù)源的每一位用傳輸信號的若干位來表示，由此數(shù)據(jù)源的頻帶就會被展寬若干倍。直接展頻的安全性也較高。,三、單一網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng) 遵守相同協(xié)議的網(wǎng)絡是同一個物理網(wǎng)絡。因此，分組在同一網(wǎng)絡中傳送時就不存在協(xié)議轉(zhuǎn)換問題；而如果分組需要在某一個網(wǎng)絡互聯(lián)設(shè)備上進行協(xié)議轉(zhuǎn)換才能進入下一網(wǎng)絡，那么，這兩個網(wǎng)絡就一定不是同一物理網(wǎng)絡。由于遵守同一協(xié)議的網(wǎng)絡采用的是單一的網(wǎng)絡技術(shù)，因此我們稱其為單一網(wǎng)絡。,（一）網(wǎng)絡互聯(lián) 使

16、用網(wǎng)絡互聯(lián)設(shè)備將兩個或更多網(wǎng)絡連接起來，這就叫網(wǎng)絡互聯(lián)。這些互聯(lián)的網(wǎng)絡，它們各自都是單一的物理網(wǎng)絡。然而，它們各自采用的協(xié)議既可以是完全相同的，也可以是完全不同的，還可以是部分低層協(xié)議不同，其余高層部分協(xié)議必須相同。這三種情況分別要求使用四種不同的網(wǎng)絡互聯(lián)設(shè)備，即中繼器、網(wǎng)橋、路由器和網(wǎng)關(guān)。,使用四種不同的網(wǎng)絡互聯(lián)設(shè)備，即中繼器、網(wǎng)橋、路由器和網(wǎng)關(guān)。 中繼器工作于物理層，只能對被傳送的信號進行再生，而不能對協(xié)議進行轉(zhuǎn)換。因此，使用中繼器連接的所有網(wǎng)絡都必須運行完全相同的協(xié)議，這些被連接起來的網(wǎng)絡整體無疑采用的是單一網(wǎng)絡技術(shù)的網(wǎng)絡。中繼器一般用來延長局域網(wǎng)的信息傳輸范圍，但延長的距離是很有限的。

17、 ,使用網(wǎng)橋連接的各網(wǎng)絡，它們既可以是采用完全相同網(wǎng)絡技術(shù)的網(wǎng)絡，也可以是鏈路層和物理層不同，而鏈路層以上各層是完全相同的網(wǎng)絡。網(wǎng)橋一般也是用來連接局域網(wǎng)的，因為局域網(wǎng)中只運行物理層、鏈路層協(xié)議。,使用路由器連接的各網(wǎng)絡，一般都是網(wǎng)絡層及其以下各層協(xié)議不同，而網(wǎng)絡層以上各層協(xié)議是完全相同的網(wǎng)絡。路由器一般用來連接局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)、或連接廣域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。 使用網(wǎng)關(guān)連接的網(wǎng)絡，一般是各層協(xié)議均不相同的網(wǎng)絡。網(wǎng)關(guān)通常用來連接廣域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。,由此可見，網(wǎng)絡互聯(lián)是一件十分普遍的現(xiàn)象。然而除了使用中繼器互聯(lián)成單一的網(wǎng)絡外，使用其他互聯(lián)設(shè)備連接不同網(wǎng)絡時，都可能存在協(xié)議轉(zhuǎn)換問題。,（二）互聯(lián)網(wǎng) 網(wǎng)絡互聯(lián)十分

18、普遍，但并不是所有互聯(lián)的網(wǎng)絡都叫做互聯(lián)網(wǎng)。 這里就有個概念界定標準的問題。 事實上，這個標準從一開始就不明確，隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展變得越來越模糊。,通常的概念是，只要被連接的網(wǎng)絡在網(wǎng)絡層和網(wǎng)絡層以下不同，并且連接起來的網(wǎng)絡整體覆蓋的范圍廣泛，那么這個網(wǎng)絡整體就稱為互聯(lián)網(wǎng)。 顯然，在這里連接網(wǎng)絡的設(shè)備要么是路由器，要么就是網(wǎng)關(guān)。,然而即使我們使用路由器或網(wǎng)關(guān)將若干局域網(wǎng)網(wǎng)段連接起來，連接起來的網(wǎng)絡整體也依然還是局域網(wǎng)，這是因為它受到每個局域網(wǎng)網(wǎng)段帶寬的限制，使連接起來的局域網(wǎng)網(wǎng)段不能服務于任意地點、任意數(shù)量的計算機。 在現(xiàn)實中，即使是局域網(wǎng)，已經(jīng)很少有單一網(wǎng)絡，絕大多數(shù)都是互聯(lián)的。,四、高速局域網(wǎng)

19、 推動局域網(wǎng)發(fā)展的直接因素是個人計算機的廣泛應用。在過去20年里，計算機的處理速度提高了100萬倍，而網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸速率只提高了上千倍。 從理論上講，一臺微通道或EISA總線的微型機能夠產(chǎn)生大約250 Mb/s的流量，若Ethernet仍保持數(shù)據(jù)傳輸速率為10 Mb/s，就顯得很不適應了。,一方面，大量用于辦公自動化與信息處理的個人計算機都必須聯(lián)網(wǎng)，造成了局域網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，網(wǎng)絡通信量的持續(xù)增加。 另一方面，各種新的應用不斷產(chǎn)生，用戶對局域網(wǎng)的帶寬與性能都有了更高的要求。 再者，新的基于Web的Internet/Intranet應用也要求更高的通信帶寬。所有這些因素促使人們研究高速局域網(wǎng)技術(shù)。

20、,（一）發(fā)展高速局域網(wǎng)的思路 為了克服網(wǎng)絡規(guī)模與網(wǎng)絡性能之間的矛盾，人們提出了以下三種解決方案。 （1）提高Ethernet數(shù)據(jù)傳輸速率，從10 Mb/s提高到100 Mb/s，甚至1 Gb/s。,（2）用網(wǎng)橋或路由器將若干個小型局域網(wǎng)連接成一個大型局域網(wǎng)，網(wǎng)橋和路由器使得通信量在子網(wǎng)之間與子網(wǎng)內(nèi)部合理分配，這樣，對每個子網(wǎng)來說，節(jié)點減少了，每個子網(wǎng)仍然采用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法。沿此思路，推動了局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展。 （3）將“共享介質(zhì)”方式改為“交換”方式，這就促進了“交換局域網(wǎng)”技術(shù)的發(fā)展。,（二）光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI 光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI（Fiber Distrib

21、uted Data Interface）是一種以光纖（多?；騿文＃┳鳛閭鬏斀橘|(zhì)的高速主干網(wǎng)，它可以用于互聯(lián)局域網(wǎng)和計算機。,FDDI采用的介質(zhì)控制方式類似于802.5令牌環(huán)，站點在發(fā)送數(shù)據(jù)前必須先得到令牌。FDDI的幀長度介于17B4500B之間。站點接收由上一站傳來的幀，在檢查其目的地址后傳向環(huán)中的下一站。如果某一站發(fā)現(xiàn)該幀的地址與自己的地址相匹配，就將數(shù)據(jù)拷入其內(nèi)存，再生成一個確認幀以通知發(fā)送節(jié)點。,（三）快速以太網(wǎng) 雖然傳統(tǒng)的共享介質(zhì)局域網(wǎng)主要有Ethernet，Token Bus與Token Ring三類，然而目前應用最廣泛的仍然是Ethernet。快速以太網(wǎng)Fast Ethernet

22、的數(shù)據(jù)傳輸速率為100 Mb/s，它與傳統(tǒng)Ethernet的關(guān)鍵區(qū)別在于采用何種線纜（傳輸介質(zhì)）。,它保留了傳統(tǒng)的10 Mb/s的Ethernet的所有特征，即相同的幀格式、相同的介質(zhì)訪問控制方法CSMA/CD、相同的組網(wǎng)方法，而只是把Ethernet每個比特發(fā)送時間由100 ns降低到10 ns。,（四）千兆位以太網(wǎng) 千兆位以太網(wǎng)（Gigabit Ethernet）與Fast Ethernet的共同之處是，它們都保留著傳統(tǒng)的10 Mb/s Ethernet的所有特征，即相同的幀格式、相同的介質(zhì)訪問控制方法CSMA/CD、相同的組網(wǎng)方法；而差別是Gigabit Ethernet把每一位的發(fā)送時

23、間降低到1 ns。,這樣，人們設(shè)想了一套使用Ethernet組建企業(yè)網(wǎng)的全面解決方案：桌面系統(tǒng)采用速率為10 Mb/s 的Ethernet，部門級系統(tǒng)采用速率為100 Mb/s的Fast Ethernet，而企業(yè)級系統(tǒng)則采用速率為1 000 Mb/s的Gigabit Ethernet。,由于10 Mb/s Ethernet，F(xiàn)ast Ethernet與Gigabit Ethernet有許多相似之處，并且不少企業(yè)已經(jīng)大量使用了10 Mb/s Ethernet，因此局域網(wǎng)系統(tǒng)從10 Mb/s Ethernet升級到100 Mb/s 的Fast Ethernet或1 000 Mb/s 的Gigabi

24、t Ethernet時，不需要重新培訓網(wǎng)絡技術(shù)人員。,五、交換局域網(wǎng) 交換局域網(wǎng)從根本上改變了共享介質(zhì)的工作方式：連接在局域網(wǎng)交換機的若干端口上的若干節(jié)點之間可以進行多個并發(fā)連接，從而實現(xiàn)多節(jié)點之間數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸，因此可以增加局域網(wǎng)帶寬，改善局域網(wǎng)的性能與服務質(zhì)量。,（一）交換局域網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu) 局域網(wǎng)交換機是交換局域網(wǎng)的核心部件。為了保護用戶已有的投資，局域網(wǎng)交換機一般是針對某一類局域網(wǎng)（如802.3標準的Ethernet或802.5標準的Token Ring）而設(shè)計的。,典型的交換局域網(wǎng)為交換式以太網(wǎng)（Switched Ethernet），它的核心部件是以太網(wǎng)交換機（Ethernet Swi

25、tch）。Ethernet Switch可以有多個端口，每個端口可以單獨與一個節(jié)點連接，也可以與一個共享式Ethernet的集線器HUB連接。,如果一個端口只連接一個節(jié)點，那么這個節(jié)點就可以獨占10 Mb/s的帶寬，這類端口通常被稱為“專用10 Mb/s的端口”。如果一個端口連接一個10 Mb/s的Ethernet，那么這個端口將被一個Ethernet網(wǎng)的多個節(jié)點所共享，這類端口被稱為“共享10 Mb/s的端口”。,（二）局域網(wǎng)交換機的工作原理 典型的局域網(wǎng)交換機結(jié)構(gòu)與工作過程如圖1.9所示。 圖中的交換機有六個端口，其中1，4，5，6端口分別連接了節(jié)點Node A，Node B，Node C

26、與Node D。那么交換機端口號/MAC地址映射表就可以根據(jù)以上端口號與節(jié)點MAC地址的對應關(guān)系建立起來。如果Node A與Node D要同時發(fā)送數(shù)據(jù)，那么它們可以分別在Ethernet幀的目的地址字段DA中填上該幀的目的地址。,圖1.9 典型的局域網(wǎng)交換機結(jié)構(gòu)與工作過程,（三）局域網(wǎng)交換機的主要技術(shù)特點 目前的局域網(wǎng)交換機主要是針對Ethernet設(shè)計的。因為Ethernet的物理層協(xié)議目前主要有10BASE-T和100BASE-T兩種，所以Ethernet Switch的類型相應地可以分為三類：只支持10 Mb/s端口的Ethernet Switch（專用/共享，半雙工/全雙工）、只支持1

27、00 Mb/s端口的Ethernet Switch（專用/共享，半雙工/全雙工）和同時支持10 Mb/s與100 Mb/s（10100 Mb/s）端口的自適應Ethernet Switch（10100 Mb/s自適應端口）。,任務3 了解ATM局域網(wǎng)仿真與虛擬局域網(wǎng),一、ATM局域網(wǎng)仿真 一個ATM網(wǎng)絡既能執(zhí)行一個LAN的任務連接一臺一臺的主機，又能起到網(wǎng)橋的作用連接多個LAN。,無論ATM是執(zhí)行LAN的任務，還是執(zhí)行網(wǎng)橋的任務，用戶所見到的網(wǎng)絡是以ATM結(jié)構(gòu)為基本框架，以ATM交換機作為局域網(wǎng)的交換中心，通過ATM設(shè)備將多臺計算機連接到ATM交換機上的一類新型高速局域網(wǎng)。直接連接到ATM交換

28、機上的ATM主機和ATM局域網(wǎng)橋都是ATM的端設(shè)備。ATM主機與ATM交換機統(tǒng)稱為ATM設(shè)備。,（一）ATM技術(shù) ATM（Asynchronous Transfer Mode）即異步傳輸模式，是未來寬帶綜合服務數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）的底層技術(shù)，B-ISDN則是為統(tǒng)一電信網(wǎng)絡（電話、電視、數(shù)據(jù)）而設(shè)計的網(wǎng)絡傳輸技術(shù)。,ATM網(wǎng)絡的基本思想是把數(shù)據(jù)分割成固定長度的信元（Cell）來傳送。每個信元有5 B的信頭和48 B的凈荷（Payload）。由于信元的長度固定，信頭又非常簡單，這就使得在ATM網(wǎng)絡中可以使用硬件來實現(xiàn)信元的切割和快速轉(zhuǎn)發(fā)。,每一個ATM端系統(tǒng)通過專用的線路連接到ATM交換機，AT

29、M交換機之間用高速的通信線路（一般為光纖）連接起來。信元從端系統(tǒng)發(fā)出后，通過多個ATM交換機的轉(zhuǎn)發(fā)，最終到達目的地。,（二）ATM局域網(wǎng)仿真概念 ATM論壇定義了一種ATM業(yè)務，稱為局域網(wǎng)仿真（LANE，LAN Emulation）。,利用這項技術(shù)，能在ATM網(wǎng)絡上模擬傳統(tǒng)的局域網(wǎng)的一些特性，通過ATM網(wǎng)絡將傳統(tǒng)的局域網(wǎng)與ATM主機互聯(lián)起來，從而在ATM網(wǎng)絡上構(gòu)造出新的局域網(wǎng)，讓ATM網(wǎng)絡上的設(shè)備和傳統(tǒng)局域網(wǎng)上的設(shè)備能夠透明通信，或者說使局域網(wǎng)節(jié)點之間的通信過程與傳統(tǒng)的局域網(wǎng)通信過程相同。使用局域網(wǎng)仿真技術(shù)進行通信的網(wǎng)絡組成仿真局域網(wǎng)（ELAN，Emulation LAN）。,（三）ATM局域

30、網(wǎng)與傳統(tǒng)的共享介質(zhì)局域網(wǎng)的區(qū)別 ATM局域網(wǎng)是以ATM結(jié)構(gòu)為基本框架、以ATM交換機作為局域網(wǎng)的交換中心、通過ATM設(shè)備將多臺計算機連到ATM交換機上的一類新型高速局域網(wǎng)。,傳統(tǒng)局域網(wǎng)與ATM局域網(wǎng)差別很大，現(xiàn)列舉其主要差異點如下： （1）傳統(tǒng)局域網(wǎng)采用幀格式，而ATM網(wǎng)采用信元格式。 （2）傳統(tǒng)局域網(wǎng)一般采用無連接服務，而ATM網(wǎng)提供面向連接的服務。,（3）傳統(tǒng)局域網(wǎng)采用共享介質(zhì)的方式工作，而ATM網(wǎng)提供了點到點的連接服務。 （4）傳統(tǒng)局域網(wǎng)使用MAC地址，與網(wǎng)絡拓撲無關(guān)；而ATM使用ATM地址，由網(wǎng)絡分配確定。,（四）局域網(wǎng)仿真的協(xié)議模型 在使用局域網(wǎng)仿真技術(shù)時，一個大的ATM網(wǎng)絡被劃分為

31、多個邏輯子網(wǎng)，每個子網(wǎng)為一個ELAN。ELAN實際上是定義了一個邏輯組，廣播消息只在這個邏輯組內(nèi)部進行。ATM網(wǎng)絡上的設(shè)備到底屬于哪個ELAN，由管理員配置，與其物理位置無關(guān)。一個ATM設(shè)備也可以同時屬于多個ELAN。,（五）客戶/服務器模式 局域網(wǎng)仿真采用客戶/服務器模式。ATM的端設(shè)備（主機和網(wǎng)橋）是客戶端，稱為LEC。每個ELAN上的服務器從邏輯上可以劃分為三類： 廣播與未知地址服務器BUS。 局域網(wǎng)仿真服務器LES。 局域網(wǎng)仿真配置服務器LECS。,（六）局域網(wǎng)仿真過程 下面分析和解釋在局域網(wǎng)仿真中LEC從啟動到正常運行的過程以及各種服務器的功能。,1.初始化過程 初始化過程按以下步驟進行。只有當