X00010003_第3章_局域網(wǎng)基本原理

1、局域網(wǎng)局域網(wǎng)基本原理基本原理 ISSUE 1.0 日期： 杭州華三通信技術(shù)有限公司 版權(quán)所有，未經(jīng)授權(quán)不得使用與傳播 n 局域網(wǎng)覆蓋的范圍較小，帶寬較高，通常用于建筑局域網(wǎng)覆蓋的范圍較小，帶寬較高，通常用于建筑 內(nèi)部、園區(qū)范圍內(nèi)的專用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部、園區(qū)范圍內(nèi)的專用網(wǎng)絡(luò) n 在眾多的局域網(wǎng)協(xié)議中，以太網(wǎng)占據(jù)著統(tǒng)治地位在眾多的局域網(wǎng)協(xié)議中，以太網(wǎng)占據(jù)著統(tǒng)治地位 引入引入 n 了解局域網(wǎng)類型了解局域網(wǎng)類型 n 掌握主要以太網(wǎng)類型及其主要特性掌握主要以太網(wǎng)類型及其主要特性 n 掌握掌握CSMA/CD工作原理工作原理 n 了解以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)中雙絞線和光纖知識(shí)了解以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)中雙絞線和光纖知識(shí) n 了解了解

2、WLAN技術(shù)基本原理技術(shù)基本原理 課程目標(biāo)課程目標(biāo) 學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠： n 局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)概述 n 以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ) n 現(xiàn)代以太網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)代以太網(wǎng)技術(shù) n WLAN技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ) 目錄目錄 局域網(wǎng)與局域網(wǎng)與OSI參考模型參考模型 物理層 數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)層 同軸線纜、雙絞線、光纖、 RJ-45、無(wú)線電波 IP、IPX等網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 OSI參考模型參考模型局域網(wǎng)局域網(wǎng) 802.3、802.4、802.5 802.2 LLC/SNAP LLC子層 MAC子層 主要局域網(wǎng)技術(shù)主要局域網(wǎng)技術(shù) 以太網(wǎng) 令牌 令牌環(huán)網(wǎng) FDDI環(huán)網(wǎng) n 局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)概述

3、 n 以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ) n 現(xiàn)代以太網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)代以太網(wǎng)技術(shù) n WLAN技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ) 目錄目錄 早期以太網(wǎng)技術(shù)介紹早期以太網(wǎng)技術(shù)介紹 Hub 10BASE5/10BASE210BASE-T 以太網(wǎng)集線器以太網(wǎng)集線器 l集線器集線器(Hub)與主機(jī)構(gòu)成物理星型拓?fù)渑c主機(jī)構(gòu)成物理星型拓?fù)?l集線器內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，任意時(shí)間只有集線器內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，任意時(shí)間只有 一臺(tái)主機(jī)能占用總線一臺(tái)主機(jī)能占用總線 HostHostHostHost 內(nèi)部總線內(nèi)部總線 集線器集線器 MDI/MDIX l同類接口互連用交叉線，異類接口互連用直連線同類接口互連用交叉線，異類接口互連用直連線 lH3C以太網(wǎng)

4、交換機(jī)支持以太網(wǎng)交換機(jī)支持MDI/MDIX自適應(yīng)，不必考自適應(yīng)，不必考 慮連線類型慮連線類型 10BASE-T線纜和接口線纜和接口 l10BASE-T使用使用5類類UTP和和RJ-45接頭接頭 Side 1 Side 2 Side 1 12345678 12345678 1=白白/橙橙 2=橙橙 3=白白/綠綠 4=藍(lán)藍(lán) 5=白白/藍(lán)藍(lán) 6=綠綠 7=白白/棕棕 8=棕棕 Side 2 Side 1Side 2Side 1 Side 2 12345678 12345678 1=白白/橙橙 2=橙橙 3=白白/綠綠 4=藍(lán)藍(lán) 5=白白/藍(lán)藍(lán) 6=綠綠 7=白白/棕棕 8=棕棕 1=白白/橙橙 2

5、=橙橙 3=白白/綠綠 4=藍(lán)藍(lán) 5=白白/藍(lán)藍(lán) 6=綠綠 7=白白/棕棕 8=棕棕 1=白白/綠綠 2=綠綠 3=白白/橙橙 4=藍(lán)藍(lán) 5=白白/藍(lán)藍(lán) 6=橙橙 7=白白/棕棕 8=棕棕 直連線直連線 交叉線交叉線 RJ-45接頭接頭 CSMA/CD載波偵聽(tīng)載波偵聽(tīng) 偵聽(tīng)到線路上有載波 時(shí)，不發(fā)送數(shù)據(jù) 偵聽(tīng)不到載波時(shí)， 說(shuō)明線路已經(jīng)空閑 偵聽(tīng)到載波 偵聽(tīng)到載波 不發(fā)送 偵聽(tīng)到載波 不發(fā)送 偵聽(tīng)不到載波 偵聽(tīng)不到載波 偵聽(tīng)不到載波 搶占發(fā)送 線路空閑時(shí)，任一主 機(jī)都可以搶占線路 CSMA/CD沖突檢測(cè)和退避沖突檢測(cè)和退避 兩臺(tái)主機(jī)同時(shí)發(fā)送數(shù) 據(jù)導(dǎo)致沖突 全部主機(jī)停止發(fā)送， 等待一個(gè)隨機(jī)退避 時(shí)

6、間 退避期滿的主機(jī)首 先開(kāi)始發(fā)送 檢測(cè)到?jīng)_突 檢測(cè)到?jīng)_突 檢測(cè)到?jīng)_突 MAC地址地址 lMAC地址為地址為48位二進(jìn)制數(shù)，常用位二進(jìn)制數(shù)，常用12位位16進(jìn)進(jìn) 制數(shù)表示制數(shù)表示 24位OUI24位EUI 00 - E0 - FC - 01 - 23 - 45 操作系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)接口卡 RAM IP: 10.1.1.3 ROM MAC: 00-E0-FC-01-23-45 48位MAC地址 單播與廣播單播與廣播 l接收地址包括本卡接收地址包括本卡MAC地址、廣播地址和本機(jī)所屬組播組地址地址、廣播地址和本機(jī)所屬組播組地址 l網(wǎng)卡丟棄與本卡接收地址不匹配的幀網(wǎng)卡丟棄與本卡接收地址不匹配的幀 l網(wǎng)卡解開(kāi)與

7、本卡接收地址匹配的幀，將數(shù)據(jù)遞交上層處理網(wǎng)卡解開(kāi)與本卡接收地址匹配的幀，將數(shù)據(jù)遞交上層處理 接收 DMAC=00E0.FC01.2222 不接收 MAC: 00E0.FC01.1111 MAC: 00E0.FC01.2222 MAC: 00E0.FC01.3333 接收 DMAC=FFFF.FFFF.FFFF 接收 MAC: 00E0.FC01.1111 MAC: 00E0.FC01.2222 MAC: 00E0.FC01.3333 單播 廣播 以太網(wǎng)流量控制以太網(wǎng)流量控制 l在半雙工線路上采用背壓式流控在半雙工線路上采用背壓式流控 接收方反向發(fā)送電壓信號(hào)制造沖突，使發(fā)送方停止發(fā)送 l在全雙工

8、線路上采用在全雙工線路上采用802.3 PAUSE流控流控 接收方向保留組播地址01-80-C2-00-00-01發(fā)送PAUSE幀， 通知發(fā)送方停止發(fā)送 DMAC=0180.C200.0001 半雙工 Hub 反向發(fā)送電壓信號(hào) 全雙工 反向發(fā)送PAUSE幀 背壓式流控背壓式流控 PAUSE流控流控 沖突域 總線型以太網(wǎng)拓?fù)鋽U(kuò)展總線型以太網(wǎng)拓?fù)鋽U(kuò)展 l用中繼器可以擴(kuò)展用中繼器可以擴(kuò)展10BASE5和和10BASE2 網(wǎng)絡(luò)范圍網(wǎng)絡(luò)范圍 l所有線纜段都屬于一個(gè)沖突域所有線纜段都屬于一個(gè)沖突域 中繼器 星型以太網(wǎng)拓?fù)鋽U(kuò)展星型以太網(wǎng)拓?fù)鋽U(kuò)展 沖突域 HubHub Hub l用集線器可以擴(kuò)展用集線器可以擴(kuò)

9、展10BASE-T網(wǎng)絡(luò)范圍網(wǎng)絡(luò)范圍 l全部線纜段都屬于一個(gè)沖突域全部線纜段都屬于一個(gè)沖突域 n 局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)概述 n 以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ) n 現(xiàn)代以太網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)代以太網(wǎng)技術(shù) n WLAN技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ) 目錄目錄 單模光纖與多模光纖單模光纖與多模光纖 l多模光纖多模光纖 較粗的纖芯，傳輸多種不同波長(zhǎng)不同角度的光 衰耗大，傳輸距離通常在千米以內(nèi) 成本低 l單模光纖單模光纖 纖芯與光波長(zhǎng)相同，傳送單一波長(zhǎng)的激光 衰耗小，傳輸距離可達(dá)數(shù)十千米 成本高 常用光纖連接器常用光纖連接器 lST：卡接式圓形光纖接頭：卡接式圓形光纖接頭 lFC：帶螺紋的圓形光纖接頭：帶螺紋的圓形光纖接頭 常用光纖

10、連接器（續(xù)）常用光纖連接器（續(xù)） lSC：矩型光纖接頭：矩型光纖接頭 lLC：一種：一種Mini型連接器型連接器 快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng) 用交換機(jī)擴(kuò)展以太網(wǎng)拓?fù)溆媒粨Q機(jī)擴(kuò)展以太網(wǎng)拓?fù)?Switch Switch Hub l隔離沖突域，避免沖突域過(guò)大隔離沖突域，避免沖突域過(guò)大 l進(jìn)一步擴(kuò)大物理連接范圍進(jìn)一步擴(kuò)大物理連接范圍 l提高以太網(wǎng)帶寬利用率，增加吞吐量提高以太網(wǎng)帶寬利用率，增加吞吐量 l適應(yīng)不同的速率和不同的雙工狀況適應(yīng)不同的速率和不同的雙工狀況 目錄目錄 n 局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)概述 n 以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ) n 現(xiàn)代以太網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)代以太網(wǎng)技術(shù) n WLAN技術(shù)基

11、礎(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ) WLAN簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 lWLAN（Wireless LAN）是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線）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。通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 l用射頻（用射頻（RF）技術(shù)取代舊式的雙絞線構(gòu)成局域）技術(shù)取代舊式的雙絞線構(gòu)成局域 網(wǎng)絡(luò)，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能。網(wǎng)絡(luò)，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能。 l具有部署簡(jiǎn)單、移動(dòng)方便、使用便捷等優(yōu)點(diǎn)。具有部署簡(jiǎn)單、移動(dòng)方便、使用便捷等優(yōu)點(diǎn)。 802.11協(xié)議的發(fā)展協(xié)議的發(fā)展 各國(guó)授權(quán)使用的頻段各國(guó)授權(quán)使用的頻段 Channel Freq (GHz) US/Can Europe Japan 1 2.412xx 2 2.417xx 3 2.422

12、xx 4 2.427xx 5 2.432xx 6 2.437xx 7 2.442xx 8 2.447xx 9 2.452xx 10 2.457xx 11 2.462xx x 12 2.467x 13 2.472x 14 2.484 802.11b/g工作頻段劃分圖工作頻段劃分圖 2.412 2.417 2.4222.4322.4422.4522.4622.4722.484 2.4272.4372.4472.4572.467 2 3 4 5 1 7 8 9 10 611 12 13 14 無(wú)線覆蓋原則蜂窩式覆蓋無(wú)線覆蓋原則蜂窩式覆蓋 l任意相鄰區(qū)域使用無(wú)頻任意相鄰區(qū)域使用無(wú)頻 率交叉的頻道，如率

13、交叉的頻道，如1、6、 11頻道頻道 l適當(dāng)調(diào)整發(fā)射功率，避適當(dāng)調(diào)整發(fā)射功率，避 免跨區(qū)域同頻干擾免跨區(qū)域同頻干擾 l蜂窩式無(wú)線覆蓋實(shí)現(xiàn)無(wú)蜂窩式無(wú)線覆蓋實(shí)現(xiàn)無(wú) 交叉頻率重復(fù)使用交叉頻率重復(fù)使用 802.11無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問(wèn)控制無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問(wèn)控制 Frame Exchange Frame Exchange Frame Exchange Frame Exchange DIFSDIFSDIFS STA 1 STA 2 STA 3 STA 4 退避窗口退避窗口退避窗口 CSMA/CA（載波偵聽(tīng)多點(diǎn)接入避讓機(jī)制）（載波偵聽(tīng)多點(diǎn)接入避讓機(jī)制） 10 9 3 5 7 6 10 2 5 4 8 10 核心機(jī)房核心機(jī)房 會(huì)議廳會(huì)議廳 餐廳、茶座餐廳、茶座 大廳、服務(wù)臺(tái)大廳、服務(wù)臺(tái) S3600-PWR S7500 客戶端 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)典型部署熱點(diǎn)覆蓋無(wú)線網(wǎng)絡(luò)典型部署熱點(diǎn)覆蓋 客戶端 客戶端 S3600-PWR S3600-PWR 無(wú)線交換機(jī) 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)典型部署辦公地點(diǎn)無(wú)線互連無(wú)線網(wǎng)絡(luò)典型部署辦公地點(diǎn)無(wú)線互連 企業(yè)總部網(wǎng)絡(luò) 企業(yè)分支網(wǎng)絡(luò)1 企業(yè)分支網(wǎng)絡(luò)2 無(wú)線網(wǎng)橋 無(wú)線網(wǎng)橋 無(wú)線網(wǎng)橋 n 局域網(wǎng)技術(shù)類型眾多，其中以太網(wǎng)應(yīng)用最廣泛局域網(wǎng)技術(shù)類型眾多，其