局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí).pptVIP

局域網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)訓(xùn),課程形式 教師講解 教師演示 學(xué)生實(shí)際操作 習(xí)題、討論,學(xué)習(xí)要求 按時(shí)上課、認(rèn)真聽(tīng)講 課前預(yù)習(xí)、閱讀教材 積極動(dòng)手 積極思考、大膽提問(wèn) 踴躍討論,課程目標(biāo) 了解局域網(wǎng)的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)； 掌握局域網(wǎng)的組建與配置技術(shù)； 能自己動(dòng)手設(shè)計(jì)、組建與配置局域網(wǎng)； 能解決局域網(wǎng)管理中出現(xiàn)的問(wèn)題。,局域網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)訓(xùn),課程安排 授課時(shí)間：115周，每周4課時(shí)，共計(jì)60課時(shí)。 授課方式：邊講邊練、講練結(jié)合。 復(fù)習(xí)與考試：復(fù)習(xí)：2課時(shí)，考試：18周。 考試：理論考試：40%；實(shí)訓(xùn)與作業(yè)：50%；考勤：10%,第1章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí),1.1 局域網(wǎng)的概念與標(biāo)準(zhǔn) 1.1.1 局域網(wǎng)概述 1.1.2 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 1.1.3 IEEE 802參考模型與協(xié)議 1.2 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 1.3 局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ),1.1.1 局域網(wǎng)概述,1. 局域網(wǎng)的定義和組成 美國(guó)IEEE局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)定義為“局域網(wǎng)絡(luò)中的通信被限制在中等規(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(zhuān)用的，由單一組織機(jī)構(gòu)所使用。”,1.1.1 局域網(wǎng)概述,2. 局域網(wǎng)的分類(lèi) 高速局域網(wǎng)、PBX局域網(wǎng)、普通局域網(wǎng) (LAN)。 按拓樸結(jié)構(gòu)分有總線型、樹(shù)型、環(huán)型、星型。 按傳輸介質(zhì)分 有線局域網(wǎng)：雙絞線、同軸電纜：基帶網(wǎng)（ 50同軸電纜 、雙絞線 ），寬帶網(wǎng)（ 75同軸電纜）光纖網(wǎng) 無(wú)線局域網(wǎng)：紅外線、無(wú)線電波作為傳輸介質(zhì) 從協(xié)議角度分有以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)。,1.1.2 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),1. 物理層 主要處理物理鏈路上發(fā)送、傳遞和接收非結(jié)構(gòu)化的比特流，包括對(duì)帶寬的頻道分配和對(duì)基帶的信號(hào)調(diào)制，建立、維持、撤消物理鏈路等，并要實(shí)現(xiàn)電氣、機(jī)械、功能和規(guī)程四大特性的匹配。該層規(guī)定了所使用的信號(hào)、編碼、傳輸媒體、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸速率。,2. 邏輯鏈路控制子層LLC LLC向高層提供一個(gè)或多個(gè)邏輯接口，或稱(chēng)為服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(Service Access Point)邏輯接口，它具有幀接收和發(fā)送功能。 該子層還包括多種網(wǎng)絡(luò)層功能，如數(shù)據(jù)報(bào)、虛電路和多路復(fù)用。 LLC子層提供了兩種鏈路服務(wù)： 一是無(wú)連接LLC(類(lèi)型1) 二是面向連接LLC(類(lèi)型2) 在任何信息幀交換前，在一對(duì)LLC實(shí)體間必須建立邏輯鏈路，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，信息幀依次發(fā)送，并提供差錯(cuò)恢復(fù)和流量控制功能。,1.1.2 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),媒體訪問(wèn)控制子層MAC的主要功能是控制對(duì)傳輸媒體的訪問(wèn)，負(fù)責(zé)管理多個(gè)源鏈路和多個(gè)目的鏈路。IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)制定了幾種媒體訪問(wèn)控制方法，同一個(gè)LLC子層能與其中任何一種媒體訪問(wèn)方法(如CSMA/CD，Token Ring，Token Bus等)接口。 MAC實(shí)現(xiàn)對(duì)不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、不同傳輸媒體的訪問(wèn)控制。IEEE 802.3、802.4、802.5、系列標(biāo)準(zhǔn)就是針對(duì)不同類(lèi)型的局域網(wǎng)而制定的，實(shí)現(xiàn)不同媒體、不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)訪問(wèn)控制的細(xì)節(jié)處理。,媒體訪問(wèn)控制子層MAC,局域網(wǎng)的參考模型,1.1.2 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),1.1.3 IEEE 802參考模型與協(xié)議,IEEE 802參考模型,802參考模型與OSI參考模型的關(guān)系,局域網(wǎng)中不需要中間數(shù)據(jù)交換，也即沒(méi)有路由選擇問(wèn)題，因此在局域網(wǎng)中沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)層及以上層次，只有OSI參考模型下面的兩層，但是局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)鏈路層又分為邏輯鏈路子層LLC(Logical Link Control)和媒體訪問(wèn)控制子層MAC(Medium Access Control)兩個(gè)子層 。,1.1.3 IEEE 802參考模型與協(xié)議,開(kāi)展局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作的機(jī)構(gòu)主要有： 美國(guó)電氣與電子工程師學(xué)會(huì)IEEE(Institute of Electrica1 and Electronics Engineers)802委員會(huì)(該委員會(huì)于1980年2月成立，專(zhuān)門(mén)制定局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)稱(chēng)IEEE 802委員會(huì))； 歐洲計(jì)算機(jī)制造廠商協(xié)會(huì)ECMA(European Computer Manufacturers Association)； 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局NBS(National Bureau of Standards)； 美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA； 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ANSI。,IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾種： IEEE 802.1標(biāo)準(zhǔn)定義了局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連以及網(wǎng)絡(luò)管理與性能測(cè)試。 IEEE 802.2標(biāo)準(zhǔn)定義了邏輯鏈路控制子層功能與服務(wù)。 IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)定義了CSMA/CD總線介質(zhì)訪問(wèn)控制子層與物理層規(guī)范。 IEEE 802.4標(biāo)準(zhǔn)定義了令牌總線介質(zhì)訪問(wèn)控制子層與物理層規(guī)范。 IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)定義了令牌環(huán)介質(zhì)訪問(wèn)控制子層與物理層規(guī)范。 IEEE 802.6標(biāo)準(zhǔn)定義了城域網(wǎng)介質(zhì)訪問(wèn)控制子層與物理層規(guī)范。 IEEE 802.7標(biāo)準(zhǔn)定義了寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 IEEE 802.8標(biāo)準(zhǔn)定義了光纖傳輸技術(shù)。 IEEE 802.9標(biāo)準(zhǔn)定義了綜合語(yǔ)音與數(shù)據(jù)局域網(wǎng)(IVD-LAN)技術(shù)。 IEEE 802.10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(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)。,1.1.3 IEEE 802參考模型與協(xié)議,1.1.3 IEEE 802參考模型與協(xié)議,1.2局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),1.2.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的概述 1.2.2 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 1.2.3 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 1.2.4 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 1.2.5 其他拓?fù)?1.2.6 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇,1.2.2 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用一個(gè)信道作為傳輸媒體，所有節(jié)點(diǎn)都通過(guò)相應(yīng)的硬件接口直接連到這一公共媒體上。任何一個(gè)站發(fā)送的信號(hào)都沿著傳輸媒體傳播，而且能被所有其他站接收。,1.2.2 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),1. 信息傳輸方式 總線型局域網(wǎng)中所有節(jié)點(diǎn)都連接到一條作為公共傳輸介質(zhì)的總線上，信息的傳輸以“共享介質(zhì)”方式進(jìn)行。信息在總線上的傳輸過(guò)程是：信息沿總線進(jìn)行“廣播式”傳輸，總線上的計(jì)算機(jī)都是對(duì)等的。 假如某臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)出了一條信息要傳送到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)，這條信息就像是一個(gè)在廣播站里發(fā)出的通知一樣，全總線上的計(jì)算機(jī)都會(huì)接收到這個(gè)通知，但是只有通知到達(dá)了該接受信息的計(jì)算機(jī)的時(shí)候，才接收下來(lái)這條信息。因此，當(dāng)總線上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)接到這個(gè)信息后，首先判斷是不是自己正要接收的信息，如果判斷的不是就讓它繼續(xù)在總線上廣播，如果是，則接收下來(lái)。,1.2.2 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),2. 總線型網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn) 布線容易。 增刪容易。 節(jié)約線纜。 可靠性高。 由于總線型網(wǎng)絡(luò)存在這些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，所以它是網(wǎng)絡(luò)上最常見(jiàn)的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。,2. 總線型網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn) 總線的傳輸距離有限，通信范圍受到限制； 故障診斷和隔離較困難。 分布式協(xié)議不能保證信息的及時(shí)傳送，不具備實(shí)時(shí)功能。節(jié)點(diǎn)必須是智能的，要有媒體訪問(wèn)控制功能，從而增加了節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件開(kāi)銷(xiāo)。 當(dāng)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)多時(shí)，網(wǎng)絡(luò)容易產(chǎn)生信息堵塞。 好比一個(gè)獨(dú)木橋，每次只允許一個(gè)人過(guò)，如果想要過(guò)橋的人很多的時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生堵塞。,1.2.2 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),1.2.3 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),1. 信息傳輸方式 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可將環(huán)型網(wǎng)絡(luò)看作是總線型網(wǎng)絡(luò)首尾相連而形成的結(jié)構(gòu)。連接的時(shí)候，線纜連接的是每臺(tái)計(jì)算機(jī)上專(zhuān)門(mén)的接口。其信息也是以“廣播式”的方式傳送。,1.2.3 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),2. 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn) 電纜長(zhǎng)度短。環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)所需的電纜長(zhǎng)度與總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)相似，電纜長(zhǎng)度比較短，比星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)短得多。 增加或減少工作站時(shí)，僅需作簡(jiǎn)單連接，便可進(jìn)入工作。 可使用光纖作傳輸媒體。光纖的傳輸速率很高，既適合環(huán)形拓?fù)涞膯畏较騻鬏?，更適合于雙環(huán)的兩個(gè)方向傳輸。,1.2.3 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),2. 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)的故障會(huì)引起全網(wǎng)故障。 故障檢測(cè)困難。 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的媒體訪問(wèn)控制協(xié)議都采用令牌方式，當(dāng)負(fù)載輕時(shí)，信道利用率低。 重新配置困難。,1.2.4 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),1.2.4 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),1. 信息傳輸方式 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由中央節(jié)點(diǎn)和通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)通信鏈路接到中央節(jié)點(diǎn)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)組成。中央節(jié)點(diǎn)執(zhí)行集中式通信控制策略，因此，星形又稱(chēng)集中形，其中央節(jié)點(diǎn)相當(dāng)復(fù)雜，而各個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信處理負(fù)擔(dān)都很小。星形拓?fù)渚W(wǎng)采用的交換方式有電路交換和報(bào)文交換，其中，尤以電路交換更為普遍。這種結(jié)構(gòu)一旦建立了通道連接，就可以無(wú)延遲地在連通的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間傳送數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，一臺(tái)計(jì)算機(jī)想要和另一臺(tái)計(jì)算機(jī)通信的時(shí)候，必須先把信息傳遞給中央節(jié)點(diǎn)，然后由中央節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給那臺(tái)計(jì)算機(jī)。,1.2.4 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),2. 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn) 控制簡(jiǎn)單。 故障診斷和隔離容易， 可擴(kuò)展性好，配置靈活。 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn) 電纜長(zhǎng)度和安裝工作量可觀。 中央節(jié)點(diǎn)的負(fù)擔(dān)較重，形成瓶頸效應(yīng)。因此，對(duì)中央節(jié)點(diǎn)的可靠性和冗余度方面的要求很高。 局域網(wǎng)依賴(lài)于中央節(jié)點(diǎn)。,1.2.5 其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),1. 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 2. 樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 3. 混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),1.2.6 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇,局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇，需要考慮諸多因素： 局域網(wǎng)既要易于安裝，又要易于擴(kuò)展。 局域網(wǎng)的可靠性是考慮選擇的重要因素。要易于故障診斷和隔離，以使局域網(wǎng)的主體在局部發(fā)生故障時(shí)仍能正常運(yùn)行。 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇還會(huì)影響傳輸媒體的選擇和媒體訪問(wèn)控制方法的確定，這些因素又會(huì)影響各個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行速度和局域網(wǎng)軟、硬件接口的復(fù)雜性。 總之，一個(gè)局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)需求，綜合諸因素，做出合適選擇。要整體磨合，不能顧此失彼。,1.3 局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ),1.3.1 訪問(wèn)控制方式 1.3.2 共享式以太網(wǎng)與交換式以太網(wǎng) 1.3.3 快速以太網(wǎng) 1.3.4 千兆以太網(wǎng) 1.3.5 虛擬局域網(wǎng) 1.3.6 無(wú)線局域網(wǎng),1.3.1 訪問(wèn)控制方式,1. 帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)方法 2. 令牌環(huán)網(wǎng) 3. 令牌總線網(wǎng),帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)方法,CSMA/CD協(xié)議的工作過(guò)程,發(fā)前先聽(tīng) 邊發(fā)邊聽(tīng) 沖突退避,1.3.1 訪問(wèn)控制方式,2. 令牌環(huán)網(wǎng) 定義：令牌環(huán)網(wǎng)是環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，其上有一個(gè)“令牌”沿單方向循環(huán)，所以不象總線形以太網(wǎng)會(huì)發(fā)生碰撞。這就好像大操場(chǎng)的環(huán)形跑道，大家都順著同一方向跑不會(huì)發(fā)生碰撞。 令牌的狀態(tài) 空令牌：當(dāng)各節(jié)點(diǎn)都沒(méi)有幀(數(shù)據(jù)包)發(fā)送，令牌的形式為01111111，稱(chēng)空令牌 忙令牌：當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送幀時(shí)，需等待空令牌到達(dá)，然后將它改為忙令牌，即01111110,2. 令牌環(huán)網(wǎng) 出讓令牌有兩種方式： 常規(guī)釋放 （低速操作時(shí)只有收到響應(yīng)比特才釋放 ） 早期釋放 （工作站發(fā)出幀的最后一比特后釋放 ）,1.3.1 訪問(wèn)控制方式,3. 令牌總線網(wǎng) 定義： 令牌總線網(wǎng)又稱(chēng)為邏輯環(huán)網(wǎng)，是將數(shù)據(jù)發(fā)送權(quán)按類(lèi)似物理環(huán)路順序形成閉合環(huán)路，而數(shù)據(jù)信包的傳送仍在兩節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行，環(huán)路中令牌的傳送按虛線邏輯環(huán)路傳送。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送信包時(shí)，必須持有令牌。持有令牌的節(jié)點(diǎn)發(fā)送完信包或者發(fā)送的數(shù)據(jù)信包達(dá)到一定的個(gè)數(shù)，必須將發(fā)送控制權(quán)移給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)(稱(chēng)為下游節(jié)點(diǎn))。這樣網(wǎng)上各節(jié)點(diǎn)都有平等的發(fā)送數(shù)據(jù)信包的權(quán)力，網(wǎng)上只有一個(gè)令牌，完全消除了發(fā)送數(shù)據(jù)的競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，徹底避免了沖突。,1.3.1 訪問(wèn)控制方式,1.3.1 訪問(wèn)控制方式,令牌總線網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)： 令牌總線網(wǎng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于重組，抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)沖突現(xiàn)象。 由于物理網(wǎng)傳送信包按環(huán)路進(jìn)行，而邏輯環(huán)網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)有直接通路，延遲時(shí)間短。 邏輯環(huán)網(wǎng)和爭(zhēng)用總線網(wǎng)相比，在輕負(fù)載時(shí)系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)都隨網(wǎng)絡(luò)通信量增加而增長(zhǎng)。 由于重負(fù)載時(shí)，邏輯環(huán)傳送令牌的時(shí)間為常數(shù)，而爭(zhēng)用總線網(wǎng)沖突增加，系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)隨之增大，系統(tǒng)效率隨之下降。 從信息可用性看，傳送令牌的用戶(hù)利用率為0，傳送數(shù)據(jù)用戶(hù)利用率為100%。,1.3.2 共享式與交換式以太網(wǎng),以太網(wǎng)概述 以太網(wǎng)簡(jiǎn)介 以太網(wǎng)(Ethernet)是由美國(guó)Xerox公司和Stanford大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)并于1975年提出的，后來(lái)經(jīng)Xerox公司、Intel公司及DEC公司合作聯(lián)合研制，于1980年9月正式聯(lián)合公布了Ethernet的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的詳細(xì)技術(shù)規(guī)范。1983年IEEE802委員會(huì)公布的802.3局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(CSMA/CD)，基本上和Ethernet技術(shù)規(guī)范一致，于是，Ethernet技術(shù)規(guī)范成為世界上第一個(gè)局域網(wǎng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。,1.3.2 共享式與交換式以太網(wǎng),以太網(wǎng)工作特點(diǎn)： 以太網(wǎng)在輕載時(shí)效率高， 負(fù)載增加時(shí)，性能急劇下降； 重載時(shí)，幾乎不能工作,1.3.2 共享式與交換式以太網(wǎng), 以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì) 以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 早期用同軸電纜作傳輸介質(zhì)，采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，現(xiàn)在常用集線器或交換機(jī)連接成星型拓?fù)浠驑?shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，雙絞線或光纖作為傳輸介質(zhì)，其工作原理與總線型網(wǎng)絡(luò)是完全一致的。通信時(shí)，雙方站點(diǎn)的計(jì)算機(jī)獨(dú)占信道，采用相同的通信協(xié)議，相當(dāng)于兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)一條線路直接相連；即使用集線器和雙絞線的物理拓?fù)錇樾切偷囊蕴W(wǎng)在邏輯上仍是一個(gè)總線網(wǎng)。,1.3.2 共享式與交換式以太網(wǎng), 以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì) 以太網(wǎng)的傳輸介質(zhì) 以太網(wǎng)Ethernet通常使用四種傳輸介質(zhì)：粗纜、細(xì)纜、雙絞線和光纖。這四種不同介質(zhì)構(gòu)成了四種不同的以太網(wǎng)系統(tǒng)。采用同軸電纜作為傳輸介質(zhì)，傳輸速率達(dá)到10Mbps；采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)，傳輸速率達(dá)到100Mbps，稱(chēng)為快速以太網(wǎng)；采用光纖或雙絞線作為傳輸介質(zhì)，傳輸速率達(dá)到1000Mbps，稱(chēng)為千兆以太網(wǎng)。,1.3.2 共享式與交換式以太網(wǎng),2. 共享介質(zhì)到交換式的過(guò)渡 共享式以太網(wǎng) 交換式以太網(wǎng), 共享式以太網(wǎng) 所謂共享式以太網(wǎng)是所有節(jié)點(diǎn)共享一條公共通信傳輸介質(zhì)，不可避免將會(huì)有沖突發(fā)生。雖然可以集線器為中心進(jìn)行星型連接，但實(shí)際上還是總線型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。隨著局域網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)數(shù)的不斷增加，每個(gè)節(jié)點(diǎn)平均能分配到的帶寬越來(lái)越少。因此，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷加重時(shí)，沖突與重發(fā)現(xiàn)象將大量發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)效率將會(huì)急劇下降。為了克服網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與網(wǎng)絡(luò)性能之間的矛盾，人們提出將共享介質(zhì)方式改為交換方式，即使用局域網(wǎng)交換機(jī)，將“共享介質(zhì)局域網(wǎng)”改為“交換式局域網(wǎng)”。,1.3.2 共享式與交換式以太網(wǎng),1.3.2 共享式與交換式以太網(wǎng), 交換式以太網(wǎng) 交換式以太網(wǎng)(Switched Ethernet)的核心設(shè)備是以太網(wǎng)交換機(jī)(Ethernet Switch)，它可以有多個(gè)端口，每個(gè)端口可以單獨(dú)與一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接，也可以與一個(gè)以太網(wǎng)集線器連接。 對(duì)于傳統(tǒng)的共享介質(zhì)以太網(wǎng)來(lái)說(shuō)，當(dāng)連接到集線器中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它將用廣播方式將數(shù)據(jù)傳送到集線器的每個(gè)端口。,1.3.3 快速以太網(wǎng),1. 快速以太網(wǎng)(100BASE-T)簡(jiǎn)介 2. 快速以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),1.3.3 快速以太網(wǎng),1. 快速以太網(wǎng)(100BASE-T)簡(jiǎn)介 快速以太網(wǎng)(100BASE-T)保持以太幀格式、以太網(wǎng)的CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控制方式?？焖僖蕴W(wǎng)的速率比普通以太網(wǎng)提高了10倍。 目前正式的100BASE-T標(biāo)準(zhǔn)定義了三種物理層規(guī)范以支持不同的物理介質(zhì)，分別為： 100BASE-TX用于兩對(duì)5類(lèi)UTP或1類(lèi)STP 100BAST-T4用于四對(duì)3，4或5類(lèi)UTP 100BASE-FX用于光纖,2. 快速以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 快速以太網(wǎng)(100BASE-T)除了在傳輸介質(zhì)、網(wǎng)卡、工作站、集線器以及服務(wù)器硬件組成上與10BASE-T相同外，還保持了10BASE-T的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即所有節(jié)點(diǎn)都連接到集線器或交換機(jī)上，而集線器與節(jié)點(diǎn)間的最大距離仍為100m。由于100BASE-T對(duì)MAC層的接口有所拓展，因此快速以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式也有相應(yīng)的發(fā)展。,1.3.3 快速以太網(wǎng), 最大UTP電纜長(zhǎng)度為100m。 在一條鏈路上，對(duì)于I類(lèi)中繼器，最多只能使用1個(gè)。對(duì)于類(lèi)中繼器，最多使用2個(gè)，可有每段長(zhǎng)100m的兩段鏈路和5m長(zhǎng)的中繼器間鏈路。 對(duì)于光纖作為垂直布線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，縱向只能連接一個(gè)中繼器，各節(jié)點(diǎn)到集線器的最大距離為100m，而集線器到交換機(jī)的垂直向下鏈路可采用225m光纖，節(jié)點(diǎn)到交換機(jī)的最大距離為325m。 利用全雙工光纖的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)非標(biāo)準(zhǔn)的100BASE-FX接口連接，可以使節(jié)點(diǎn)或集線器到路由器或交換機(jī)的距離達(dá)到2km。,100BASE-T拓?fù)湟?guī)則,1.3.5 千兆以太網(wǎng),1. 千兆以太網(wǎng)的發(fā)展 2. 1000M以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn) 3. 1000M以太網(wǎng)中的雙絞線 4. 萬(wàn)兆以太網(wǎng),1.3.6 虛擬局域網(wǎng),1. 虛擬局域網(wǎng)概述 2. 虛擬局域網(wǎng)的實(shí)現(xiàn) 3. 虛擬局域網(wǎng)的構(gòu)建,虛擬局域網(wǎng)概述, 什么是虛擬局域網(wǎng) 如果將局域網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)按工作性質(zhì)與需要，劃分成若干個(gè)“邏輯工作組”，那么一個(gè)邏輯工作組就是一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。在傳統(tǒng)的局域網(wǎng)中，通常一個(gè)工作組是在同一個(gè)網(wǎng)段上，每個(gè)網(wǎng)段可以是一個(gè)邏輯工作組或子網(wǎng)。多個(gè)邏輯工作組之間通過(guò)實(shí)現(xiàn)互連的網(wǎng)橋或路由器來(lái)交換數(shù)據(jù)。如果一個(gè)邏輯工作組的節(jié)點(diǎn)要轉(zhuǎn)移到另一個(gè)邏輯工作組時(shí)，就需要將節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)從一個(gè)網(wǎng)段撤出，連接到另一個(gè)網(wǎng)段上，甚至需要重新進(jìn)行布線。因此，邏輯工作組的組成就要受節(jié)點(diǎn)所在網(wǎng)段的物理位置限制。,虛擬局域網(wǎng)概述,虛擬局域網(wǎng)建立在局域網(wǎng)交換機(jī)之上，它以軟件方式來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯工作組的劃分，節(jié)點(diǎn)組成不受物理位置的限制。同一邏輯工作組的成員不一定要連接在同一個(gè)物理網(wǎng)段上，它們可以連接在同一個(gè)局域網(wǎng)交換機(jī)上，也可以連接在不同的局域網(wǎng)交換機(jī)上，只要這些交換機(jī)是互連的就可以。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)從一個(gè)邏輯工作組轉(zhuǎn)移到另一個(gè)邏輯工作組時(shí)，只需要簡(jiǎn)單地通過(guò)軟件設(shè)定，而不需要改變它在網(wǎng)絡(luò)中的物理位置。同一個(gè)邏輯工作組的節(jié)點(diǎn)可以分布在不同的物理網(wǎng)段上，它們之間的通信就像在同一個(gè)物理網(wǎng)段上一樣。, VLAN使用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1996年3月發(fā)布的IEEE 802.1Q標(biāo)準(zhǔn)就是VLAN的標(biāo)準(zhǔn)，目前已得到眾多廠商的支持。 VLAN的分類(lèi)與技術(shù)基礎(chǔ) 由于交換技術(shù)可以有“目的”地轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，這就為靈活地劃分邏輯子網(wǎng)提供了可能性和技術(shù)支持。 VLAN的適用場(chǎng)合 在幾百臺(tái)乃至上千臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成的大中型局域網(wǎng)中，劃分和建立虛擬局域網(wǎng)，應(yīng)當(dāng)說(shuō)是十分必要的。,虛擬局域網(wǎng)概述,VLAN的一組節(jié)點(diǎn)并不局限于某一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)或范圍內(nèi)，VLAN的成員節(jié)點(diǎn)和用戶(hù)可以位于一個(gè)城市內(nèi)的不同物理區(qū)域，甚至是位于不同的國(guó)家。 使用VLAN技術(shù)能夠簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理，使得網(wǎng)絡(luò)管理簡(jiǎn)單而且直觀； 能夠控制廣播風(fēng)暴； 能夠提高網(wǎng)絡(luò)的整體安全性。,虛擬局域網(wǎng)的功能特點(diǎn),建立虛擬局域網(wǎng)的技術(shù)條件,VLAN是建立在物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的種邏輯子網(wǎng)，建立VLAN的硬件條件是構(gòu)建虛擬局域網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)必須連接到具有VLAN功能的局域網(wǎng)交換機(jī)的端口上。 建立VLAN的軟件條件是交換機(jī)還應(yīng)當(dāng)具有相應(yīng)管理軟件的支持。,虛擬局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的基本原則, 考慮到交換機(jī)軟件的兼容性，在整個(gè)局域網(wǎng)中應(yīng)當(dāng)盡量使用同一廠家的支持VLAN的交換機(jī)。 為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理，在可以使用交換機(jī)的場(chǎng)合盡量使用交換機(jī)。 在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)盡量使用第3層以上的交換機(jī)來(lái)取代傳統(tǒng)的路由器。這是由于實(shí)現(xiàn)路由功能，既可以采用路由器，也可以采用第三層交換機(jī)。 盡可能地使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)成為樹(shù)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。,VLAN的實(shí)現(xiàn)方式有兩種：靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。 靜態(tài)實(shí)現(xiàn)是網(wǎng)絡(luò)管理員將交換機(jī)端口分配給某一個(gè)VLAN，這是一種最經(jīng)常使用的配置方式，容易實(shí)現(xiàn)和監(jiān)視，而且比較安全。 動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)方式中，管理員必須先建立一個(gè)較復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)，例如輸入要連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MAC地址及相應(yīng)的VLAN號(hào)，這樣當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接到交換機(jī)端口時(shí)交換機(jī)自動(dòng)把這個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所連接的端口分配給相應(yīng)的VLAN。動(dòng)態(tài)VLAN的配置可以基于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MAC地址、IP地址、應(yīng)用或者所使用的協(xié)議。實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)VLAN時(shí)一般使用管理軟件來(lái)進(jìn)行管理。,虛擬局域網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方式,虛擬局域網(wǎng)的物理結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu),虛擬局域網(wǎng)的構(gòu)建,虛擬局域網(wǎng)的概念是從傳統(tǒng)局域網(wǎng)引申出來(lái)的。虛擬局域網(wǎng)在功能、操作上與傳統(tǒng)局域網(wǎng)基本相同，它們的主要區(qū)別在于“虛擬”二字上，即虛擬局域網(wǎng)的組網(wǎng)方法與傳統(tǒng)局域網(wǎng)不同。 虛擬局域網(wǎng)的一組節(jié)點(diǎn)可以位于不同的物理網(wǎng)段上，但是它們并不受節(jié)點(diǎn)所在物理位置的束縛，相互之間通信就好像在同一個(gè)局域網(wǎng)中一樣。 虛擬局域網(wǎng)可以跟蹤節(jié)點(diǎn)位置的變化，當(dāng)節(jié)點(diǎn)的物理位置改變時(shí)，無(wú)需人工進(jìn)行重新配置。因此，虛擬局域網(wǎng)的組網(wǎng)方法十分靈活。,虛擬局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu),交換技術(shù)本身就涉及到網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)層次，因此虛擬網(wǎng)絡(luò)也可以在網(wǎng)絡(luò)的不同層次上實(shí)現(xiàn)。不同虛擬局域網(wǎng)組網(wǎng)方法的區(qū)別，主要表現(xiàn)在對(duì)虛擬局域網(wǎng)成員的定義方法上，通常有以下四種： 用交換機(jī)端口號(hào)定義虛擬局域網(wǎng) 用MAC地址定義虛擬局域網(wǎng) 用網(wǎng)絡(luò)層地址定義虛擬局域網(wǎng) IP廣播組虛擬局域網(wǎng),虛擬局域網(wǎng)的組網(wǎng)方法,1.3.7 無(wú)線局域網(wǎng),1. 無(wú)線局域網(wǎng)的概念 2. 無(wú)線局域網(wǎng)的傳輸方式 3. 無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展,無(wú)線局域網(wǎng)的概念,無(wú)線局域網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它以無(wú)線信道作為傳輸媒介，能實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的無(wú)線接入、遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸及認(rèn)證計(jì)費(fèi)等功能。 從專(zhuān)業(yè)角度講，無(wú)線局域網(wǎng)利用了無(wú)線多址信道的一種有效方法來(lái)支持計(jì)算機(jī)之間的通信，并為通信的移動(dòng)化、個(gè)性化和多媒體應(yīng)用提供了可能。 通俗地說(shuō)，無(wú)線局域網(wǎng)是在不采用傳統(tǒng)纜線的同時(shí)，提供以太網(wǎng)或者令牌網(wǎng)絡(luò)的功能。 無(wú)線局域網(wǎng)可以提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能，并具有有線局域網(wǎng)無(wú)法相比的無(wú)線接入、移動(dòng)、漫游等特性，能夠真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地、隨意的寬帶網(wǎng)絡(luò)接入。,傳輸方式涉及無(wú)線網(wǎng)采用的傳輸媒體、選擇的頻段及調(diào)制方式。 目前無(wú)線網(wǎng)采用的傳輸媒體主要有兩種，即無(wú)線電波與紅外線。 采用無(wú)線電波作為傳輸媒體的無(wú)線網(wǎng)根據(jù)調(diào)制方式不同，又可分為擴(kuò)展頻譜方式與窄帶調(diào)制方式。,無(wú)線局域網(wǎng)的傳輸方式,現(xiàn)階段，無(wú)線局域網(wǎng)主要是應(yīng)用于公眾服務(wù)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、校園網(wǎng)，以及地理位置較特殊的組織機(jī)構(gòu)。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，隨著產(chǎn)品價(jià)格和技術(shù)方面日漸成熟，人們對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)應(yīng)用會(huì)增長(zhǎng)迅速，尤其是高等教育和科研機(jī)構(gòu)對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)的需求不斷增加，將為無(wú)線局域網(wǎng)創(chuàng)造廣闊的空間。 無(wú)線局域網(wǎng)雖然不能取代有線局域網(wǎng)，但它有著有線局域網(wǎng)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，也正是這樣的優(yōu)勢(shì)，使無(wú)線局域網(wǎng)市場(chǎng)的增長(zhǎng)是無(wú)庸置疑的。本書(shū)將在第8章詳細(xì)介紹無(wú)線局域網(wǎng)。,無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展,本章小結(jié),本章詳細(xì)地介紹