第一章：局域網(wǎng)概述

1、局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 第一章 局域網(wǎng)概述 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 主要內(nèi)容 n1.1 局域網(wǎng)概述 n1.2 局域網(wǎng)的組成 n1.3 局域網(wǎng)分類 n1.4 IEEE802參考模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 n1.5 本章小結(jié) n1.6 習(xí)題與實踐 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo) n了解局域網(wǎng)的概念、功能、組成及分類 n熟悉局域網(wǎng)的參考模型、介質(zhì)訪問控制 方式和常用局域網(wǎng)協(xié)議 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.1 局域網(wǎng)概述 n1.1.1 局域網(wǎng)的定義 nIEEE的定義的定義 “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，

2、且具有較低的誤碼率，局 域網(wǎng)絡(luò)是專用的、由單一組織機構(gòu)所利用?！?局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.1 局域網(wǎng)概述 n1.1.1 局域網(wǎng)的定義 n局域網(wǎng)的主要特征局域網(wǎng)的主要特征 n局域網(wǎng)是限定區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)是限定區(qū)域的網(wǎng)絡(luò) n限定區(qū)域的數(shù)值沒有太大意義； n一個功能上相對獨立、組織上相對封閉的空間（企業(yè) 大樓、學(xué)校園區(qū)）； n局域網(wǎng)具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率局域網(wǎng)具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率 n誤碼率低誤碼率低 n局域網(wǎng)的線路是專用的局域網(wǎng)的線路是專用的 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.1 局域網(wǎng)概述 n1.1.2 局域網(wǎng)的功能 n資源共享資源共享 n硬件資源共享 n軟件資源共享 n數(shù)據(jù)庫共享 n數(shù)據(jù)傳送和電子郵

3、件數(shù)據(jù)傳送和電子郵件 n提高計算機系統(tǒng)的可靠性提高計算機系統(tǒng)的可靠性 n易于分布處理易于分布處理 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 局域網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢 n硬件成本下降，處理能力提高 n擴充性強，應(yīng)用軟件豐富 n可靠性、容錯性增強 n可以解決復(fù)雜的問題 1.1 局域網(wǎng)概述 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.2 局域網(wǎng)的組成 某某 高高 校校 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 拓拓 撲撲 圖圖 南區(qū)、北區(qū)和西區(qū)局 域網(wǎng)，通過光纜、租 用裸光纖，將三個分 校區(qū)連接成校園網(wǎng) 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.2 局域網(wǎng)的組成 n局域網(wǎng)的組成 n網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 n提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如文件服務(wù)、Web服務(wù)、FTP服務(wù)、 E-mail服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、

4、打印服務(wù)和流媒體播放服務(wù)等 n文件服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器、通信服務(wù)器 n工作站工作站 n通信設(shè)備通信設(shè)備 n網(wǎng)卡、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備等 n網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng) n協(xié)議軟件、通信軟件、管理軟件、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng) 用軟件 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 分類的原因 n組網(wǎng)問題 n管理模式 n操作系統(tǒng) n協(xié)議 n拓撲結(jié)構(gòu) n分類目的 n解決問題，需要從不同的角度給出方案 1.3 局域網(wǎng)的分類 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.1 按局域網(wǎng)的規(guī)模分類 n小型小型局域網(wǎng)局域網(wǎng) n中型中型局域網(wǎng)局域網(wǎng) n大型大型局域網(wǎng)局域網(wǎng) 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.1

5、按局域網(wǎng)的規(guī)模分類 n小型小型局域網(wǎng)局域網(wǎng) n聯(lián)網(wǎng)計算機數(shù)量在 20臺50臺之間 n技術(shù)復(fù)雜程度低，構(gòu)造 比較簡單，如不必進行 子網(wǎng)劃分、不必實施三 層交換等 n對技術(shù)人員要求比較低 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.1 按局域網(wǎng)的規(guī)模分類 n中型中型局域網(wǎng)局域網(wǎng) n計算機在數(shù)百臺左右 n技術(shù)復(fù)雜程度居于中 等，連網(wǎng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 n對技術(shù)人員技術(shù)水平 要求較高 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.1 按局域網(wǎng)的規(guī)模分類 n大型大型局域網(wǎng)局域網(wǎng) n數(shù)量數(shù)百臺甚至上千臺 n技術(shù)復(fù)雜程度高，構(gòu)造復(fù) 雜，技術(shù)問題多，如高性 能網(wǎng)絡(luò)主干、冗余連接、 多層交換等 n需要

6、技術(shù)水平很高的專業(yè) 技術(shù)人員來設(shè)計和實施 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.2 按傳輸介質(zhì)分類 n有線有線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) n無線無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.2 按傳輸介質(zhì)分類 n有線有線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) n同軸電纜、雙絞線、光纖 n同軸電纜：75歐姆、90歐姆 n雙絞線：價格便宜，安裝方便，但易受干擾， 傳輸率較低，傳輸距離比同軸電纜短 n光纖：傳輸距離長，傳輸率高，抗干擾性強 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.2 按傳輸介質(zhì)分類 n無線無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) n微波、紅外線、無線電等 n目前無線通信系統(tǒng)主要有：低功率的 無繩電話系統(tǒng)、模

7、擬蜂窩系統(tǒng)、數(shù)字 蜂窩系統(tǒng)、移動衛(wèi)星系統(tǒng)、無線LAN 和無線WAN等。 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.2 按傳輸介質(zhì)分類 n無線無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.3 按拓撲結(jié)構(gòu)分類 n總線型總線型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu) n星型星型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu) n環(huán)型環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu) n混合型混合型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu) 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.3 按拓撲結(jié)構(gòu)分類 n總線型總線型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu) n各節(jié)點均連接在一條總線上 n各個節(jié)點地位平等，無中心節(jié)點控制 n公用總線上的信息多以基帶形式串行傳遞，其傳遞 方向總是從發(fā)送信息的節(jié)

8、點開始向兩端擴散 n廣播式、仲裁機制 n基本被淘汰 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 總線型拓撲結(jié)構(gòu)（2） n優(yōu)點 n結(jié)構(gòu)簡單，可擴充性好； n使用的電纜少，且容易安裝 n使用的設(shè)備相對簡單，可靠性高 n使用設(shè)備成本低 n缺點 n維護難，分支節(jié)點故障查找難 n如果總線型拓撲結(jié)構(gòu)中某一點斷開，則會使用整個 網(wǎng)絡(luò)斷開。在網(wǎng)絡(luò)上的所有計算機都不能通信 n維護成本可能較高 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.3 按拓撲結(jié)構(gòu)分類 n星型星型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu) n星型拓撲：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點由一個中心向周 圍發(fā)散的連接方式 n網(wǎng)絡(luò)有中央節(jié)點，其他節(jié)點都與中央 節(jié)點直接相連，具有隔離故障的特性 n集中式 n每個節(jié)

9、點都有獨立線路，傳輸數(shù)據(jù)能 力強，具備同時傳送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù) 的能力 n廣泛采用 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 星型拓撲結(jié)構(gòu)（2） 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 星型拓撲結(jié)構(gòu)（3） n優(yōu)點 n結(jié)構(gòu)簡單，便于管理 n控制簡單，便于建網(wǎng) n網(wǎng)絡(luò)時延較小，傳輸誤差較低 n便于查錯 n部分節(jié)點出現(xiàn)故障，其余部分功能正常 n維護成本低 n缺點 n設(shè)備成本高 n中心節(jié)點出現(xiàn)問題，整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.3 按拓撲結(jié)構(gòu)分類 n環(huán)型環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu) n環(huán)型結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)中若干節(jié)點通過點 到點的鏈路首尾相連形成一個閉合 的環(huán) n數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個方向在各個 節(jié)點傳輸，信息從一個節(jié)點

10、傳到另 一個節(jié)點 n計算機就像一個中繼器，增強信號 n一般是雙環(huán)結(jié)構(gòu)，主環(huán)和備環(huán)，如 電信的DDN 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)（2） n優(yōu)點 n簡化了路徑選擇的控制 n實現(xiàn)簡單，投資少 n傳輸速度較快 n缺點： n環(huán)中節(jié)點過多時，影響信息傳輸速率，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時 間延長 n環(huán)路是封閉的，不便于擴充 n可靠性低 n維護難 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.3 按拓撲結(jié)構(gòu)分類 n混合型混合型拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu) n通常是指星型網(wǎng)絡(luò)與總線型網(wǎng) 絡(luò)這兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在一個網(wǎng)絡(luò) 中的混合使用 n主要用于較大型的局域網(wǎng) 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.4 按管理模式分

11、類 n對等局域網(wǎng)（對等局域網(wǎng)（Peer to Peer LAN） n客戶客戶/服務(wù)器局域網(wǎng)（服務(wù)器局域網(wǎng)（Client/Server LAN） 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.4 按管理模式分類 n對等局域網(wǎng)對等局域網(wǎng) n網(wǎng)絡(luò)中沒有專用的服務(wù)器，每一臺計算機既 充當(dāng)服務(wù)器又充當(dāng)客戶機的網(wǎng)絡(luò) n網(wǎng)絡(luò)中所有計算機地位平等，沒有從屬關(guān)系 n一般的工作室，或較小的公司 n在對等網(wǎng)中，用戶自行決定自己計算機的資 源是否共享給網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他用戶 n對等網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)拓撲無關(guān) 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 對等網(wǎng)（2） n優(yōu)點 n成本低，對系統(tǒng)要求簡單，容易實現(xiàn) n操作簡便，不需要專門聘用網(wǎng)管 n缺點

12、 n數(shù)據(jù)保密性差 n計算機資源占用大 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.3 局域網(wǎng)的分類 n1.3.4 按管理模式分類 n客戶客戶/服務(wù)器局域網(wǎng)服務(wù)器局域網(wǎng) n服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中起核心作用的組網(wǎng)模式。 n服務(wù)器類型：文件服務(wù)器、打印服務(wù)器、通 信服務(wù)器、電子郵件服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù) 器 n網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增長迅速、對網(wǎng)絡(luò)安全要求高的網(wǎng) 絡(luò)環(huán)境下使用基于服務(wù)器的組網(wǎng)模式 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 客戶/服務(wù)器局域網(wǎng)（2） n安全性好 n共享資源的集中管理 n數(shù)據(jù)備份 n擴展性好 n冗余數(shù)據(jù) 工作原理 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.4 IEEE802參考模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 n1.4.1 IEEE802參考模型與OSI參考模型 n

13、IEEE802是一個標(biāo)準系列：IEEE802, IEEE802.1 IEEE802.14 n其體系結(jié)構(gòu)只包含了兩個層次：數(shù)據(jù)鏈路層，物理層數(shù)據(jù)鏈路層，物理層 n數(shù)據(jù)鏈路層又分為邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制和介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制兩個子層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 物理層物理層 邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制 LLC 介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制 MAC 高層高層 OSI IEEE 802 物理層物理層PHY 由由TCP/IP和和NOS實現(xiàn)實現(xiàn) IEEE802描述了最低 兩層的功能以及它們 為網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù) 和接口 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.4 IEEE802參考模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 n1.4.2 I

14、EEE802標(biāo)準 n802.1- 綜述和體系結(jié)構(gòu)（IEEE802.1（A） n802.2 - 邏輯鏈路控制 n802.3 - CSMA/CD（以太網(wǎng)） nIEEE 802.3工作組還開發(fā)了一系列標(biāo)準： n802.3u標(biāo)準，百兆快速以太網(wǎng)標(biāo)準，現(xiàn)已合并到 IEEE 802.3中。 n802.3z標(biāo)準，光纖介質(zhì)千兆以太網(wǎng)標(biāo)準規(guī)范。 n802.3ab標(biāo)準，傳輸距離為100m的5類無屏蔽雙 絞線千兆以太網(wǎng)標(biāo)準規(guī)范。 n802.3ae標(biāo)準，萬兆以太網(wǎng)標(biāo)準規(guī)范。 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.4 IEEE802參考模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 n1.4.2 IEEE802標(biāo)準 n802.4 - Token Bus （令牌總

15、線） n802.5 - Token Ring（令牌環(huán)） n802.6 - 分布隊列雙總線DQDB - MAN標(biāo)準 n802.7：寬帶時隙環(huán)媒體訪問控制方法及物理 層技術(shù)規(guī)范。 n802.8：FDDI（光纖分布數(shù)據(jù)接口） n802.9：LAN-ISDN接口 n802.10：互操作LAN安全標(biāo)準（SILS） 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.4 IEEE802參考模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 n1.4.2 IEEE802標(biāo)準 n802.11 WLAN（無線局域網(wǎng)） 802.11定義了無線局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法和物理 層規(guī)范，主要包括以下幾項： n802.11a，工作在5GHz頻段，傳輸速率54Mb/s的無線局 域網(wǎng)標(biāo)準

16、。 n802.11b，工作在2.4GHz頻段，傳輸速率11Mb/s無線局 域網(wǎng)標(biāo)準。 n802.11g，工作在2.4GHz頻段，傳輸速率54Mb/s無線局 域網(wǎng)標(biāo)準。 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.4 IEEE802參考模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 n1.4.2 IEEE802標(biāo)準 n802.12：100VG-ANYLAN的MAC標(biāo)準及物理規(guī)范。 n802.14：交互式電視網(wǎng)，包括cable modem的技術(shù) 規(guī)范。 n802.15標(biāo)準，定義了無線個人局域網(wǎng)（WPAN）技術(shù)。 n802.16標(biāo)準，定義了寬帶無線局域網(wǎng)技術(shù)。 n802.17標(biāo)準，正在制定的彈性分組環(huán)（RPR）標(biāo)準。 n802.18標(biāo)準，正在制定的

17、寬帶無線局域網(wǎng)標(biāo)準規(guī)范。 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.4 IEEE802參考模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 n1.4.3 局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式 n介質(zhì)訪問控制方式是指控制網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點之間信 息的合理傳輸，對信道進行合理分配的方法 n目前在局域網(wǎng)中常用的介質(zhì)訪問控制方式 nCSMA/CD nCSMA/CA n令牌環(huán)令牌環(huán) n令牌總線令牌總線 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.4 IEEE802參考模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 n1.4.3 局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式 nCSMA/CD 載波監(jiān)聽多路訪問載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測沖突檢測 nCarrier Sense Multiple Access with Collision Dete

18、ction n采用采用隨機訪問技術(shù)隨機訪問技術(shù)的的競爭型競爭型介質(zhì)訪問控制方法介質(zhì)訪問控制方法 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 CSMA/CD操作的流程圖操作的流程圖 信道忙？信道忙？ 監(jiān)聽信道監(jiān)聽信道 碰撞？碰撞？發(fā)發(fā)送送完？完？ 發(fā)送發(fā)送JamJam N16?N16? YesYes NoNo NoNo YesYes 發(fā)送成功發(fā)送成功 YesYes 發(fā)送失敗發(fā)送失敗 NoNo 延遲隨機時間延遲隨機時間 NoNo YesYes 發(fā)送發(fā)送 碰撞次數(shù)碰撞次數(shù)N+1N+1 nCSMA/CD協(xié) 議的工作過程 通常可以概括 為： n先聽后發(fā)、先聽后發(fā)、 n邊聽邊發(fā)、邊聽邊發(fā)、 n沖突停發(fā)、沖突停發(fā)、 n隨機重發(fā)。

19、隨機重發(fā)。 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 CSMA/CD的優(yōu)缺點的優(yōu)缺點 n控制簡單，易于實現(xiàn)；控制簡單，易于實現(xiàn)； n網(wǎng)絡(luò)負載輕時，有較好的性能：網(wǎng)絡(luò)負載輕時，有較好的性能： n3040以內(nèi)以內(nèi) n延遲時間短、速度快延遲時間短、速度快 n網(wǎng)絡(luò)負載重時，性能急劇下降：網(wǎng)絡(luò)負載重時，性能急劇下降： n7080以上以上 n沖突數(shù)量的增長使網(wǎng)絡(luò)速度大幅度下降沖突數(shù)量的增長使網(wǎng)絡(luò)速度大幅度下降 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 重要特性 n使用 CSMA/CD 協(xié)議的以太網(wǎng)不能進行全 雙工通信而只能進行雙向交替通信（半雙 工通信）。 n每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時間內(nèi)， 存在著遭遇碰撞的可能性。 n這種發(fā)送的不確定性使

20、整個以太網(wǎng)的平均 通信量遠小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 n以太網(wǎng)以太網(wǎng)（Ethernet） n是指采用CSMA/CD訪問控制技術(shù)的 基帶總線局域網(wǎng)。常見的以太網(wǎng)有：10 BASE-5、10 BASE-2、10 BASE-T、10 BASE-F等。這種記號的含義是：10表示信 號的傳輸速率是10Mbit/s；BASE表示基帶 傳輸；5或2分別表示每一段的最大長度為 500米或200米；T和F分別表示傳輸介質(zhì) 是雙絞線和光纖。 以太網(wǎng)（Ethernet） 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 10Base5 10Base5 粗同軸粗同軸 10Base2 10Base2 細同軸細同軸 10Base

21、T 10BaseT 雙絞線雙絞線 10BaseF MMF10BaseF MMF 100BaseT 100BaseT 雙絞線雙絞線 100BaseF 100BaseF MMF/SMFMMF/SMF 1000BaseX 1000BaseX 屏蔽短雙絞線屏蔽短雙絞線/MMF/SMF/MMF/SMF 1000BaseT 1000BaseT 雙絞線雙絞線 目前應(yīng)用最廣泛的這類局域網(wǎng)是總線型局域網(wǎng)，即目前應(yīng)用最廣泛的這類局域網(wǎng)是總線型局域網(wǎng)，即以以 太網(wǎng)（太網(wǎng)（EthernetEthernet）。）。 例如：例如： 10 Base 5 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.4 IEEE802參考模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 n1.

22、4.3 局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式 nCSMA/CA n無線局域網(wǎng)不能使用 CSMA/CD，而只能使用改進 的 CSMA 協(xié)議。 n改進的辦法是把 CSMA 增加一個碰撞避免 (Collision Avoidance)功能。 n802.11 就使用 CSMA/CA 協(xié)議。而在使用 CSMA/CA 的同時，還增加使用停止等待協(xié)議。 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 CSMA/CA 協(xié)議的原理 n欲發(fā)送數(shù)據(jù)的站先檢測信道。在 802.11 標(biāo)準中規(guī)定了在物理 層的空中接口進行物理層的載波監(jiān)聽。 n通過收到的相對信號強度是否超過一定的門限數(shù)值就可判定 是否有其他的移動站在信道上發(fā)送數(shù)據(jù)。 n當(dāng)源站發(fā)送它的第一個 M

23、AC 幀時，若檢測到信道空閑，則在 等待一段時間后就可發(fā)送。 n接受端的工作站如果收到發(fā)送端送出的完整的數(shù)據(jù)則回發(fā)一 個ACK數(shù)據(jù)報，如果這個ACK數(shù)據(jù)報被接收端收到，則這個數(shù) 據(jù)發(fā)送過程完成，如果發(fā)送端沒有收到ACK數(shù)據(jù)報，則或者 發(fā)送的數(shù)據(jù)沒有被完整地收到，或者ACK信號的發(fā)送失敗， 不管是那種現(xiàn)象發(fā)生，數(shù)據(jù)報都在發(fā)送端等待一段時間后被 重傳。 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 CSMA/CD 和CSMA/CA的主要差別 n兩者的傳輸介質(zhì)不同，CSMA/CD用于總線以太網(wǎng)，而CSMA/CA則用 于無線局域網(wǎng)802.11b； n檢測方式不同，CSMA/CD通過電纜中電壓的變化來檢測，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā) 生碰撞時，

24、電纜中的電壓就會隨著發(fā)生變化；而CSMA/CA采用能量 檢測（ED）、載波檢測（CS）和能量載波混合檢測三種檢測信道空 閑的方式； nWLAN中，對某個節(jié)點來說，其剛剛發(fā)出的信號強度要遠高于來自 其他節(jié)點的信號強度，也就是說它自己的信號會把其他的信號給覆 蓋掉；本節(jié)點處有沖突并不意味著在接收節(jié)點處就有沖突；因此， 在WLAN中實現(xiàn)CSMA/CD是比較困難的。 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.4 IEEE802參考模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 n1.4.3 局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式 n令牌環(huán)（令牌環(huán)（Token Ring） n主要用于IEEE802.5令牌環(huán)網(wǎng) n拓撲結(jié)構(gòu)：點到點鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán) A B D C

25、站點站點 干線耦合器干線耦合器 單向環(huán)單向環(huán) 點到點鏈路點到點鏈路 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 Token Ring/802.5的操作的操作 n哪個站點可以發(fā)送幀，是由一個沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱為哪個站點可以發(fā)送幀，是由一個沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱為“令牌令牌” （TOKEN）的特殊幀來控制的。）的特殊幀來控制的。只有持有令牌的站可以發(fā)只有持有令牌的站可以發(fā) 送幀，而沒有拿到令牌的站只能等待送幀，而沒有拿到令牌的站只能等待； n拿到令牌的站將令牌轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀頭，后面加掛上自己的數(shù)拿到令牌的站將令牌轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀頭，后面加掛上自己的數(shù) 據(jù)進行發(fā)送；據(jù)進行發(fā)送； n目的站點從環(huán)上復(fù)制該幀，幀則沿環(huán)繼續(xù)往下循環(huán)；目的站點從環(huán)

26、上復(fù)制該幀，幀則沿環(huán)繼續(xù)往下循環(huán)； n數(shù)據(jù)幀循環(huán)一周后由數(shù)據(jù)幀循環(huán)一周后由源站點回收源站點回收，并，并送出一個空令牌送出一個空令牌，使其，使其 余的站點能獲得幀的發(fā)送權(quán)。余的站點能獲得幀的發(fā)送權(quán)。 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 Token Ring/802.5的操作舉例 A T （c） 幀循環(huán)一圈后幀循環(huán)一圈后, A將數(shù)據(jù)幀回收將數(shù)據(jù)幀回收 并放出空令牌并放出空令牌 A T Data （a） A有數(shù)據(jù)要發(fā)有數(shù)據(jù)要發(fā) 送送, 它抓住空它抓住空 令牌令牌 （b） A A將令牌修改為將令牌修改為 數(shù)據(jù)幀頭數(shù)據(jù)幀頭, 并加并加 掛數(shù)據(jù)發(fā)送掛數(shù)據(jù)發(fā)送 TDataC Data 目的站點從環(huán)目的站點從環(huán) 上拷貝上拷

27、貝數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) TDataC TDataC TDataC 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 n以下情況必須交出令牌： 該結(jié)點中沒有數(shù)據(jù)等待發(fā)送 該結(jié)點提前發(fā)送完要發(fā)送的幀 該結(jié)點未發(fā)送完數(shù)據(jù)，但持有令牌的 最大時間已到 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 令牌環(huán)的特點 優(yōu)點：優(yōu)點： 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點只有截獲令牌時才能發(fā)送數(shù)據(jù)，沒 有獲取令牌的節(jié)點不能發(fā)送數(shù)據(jù)，因此，使用令 牌環(huán)的LAN中不會產(chǎn)生沖突。 在重負載時，對各節(jié)點公平，且效率高。時 延確定。 缺點：缺點： 在輕負載時，由于存在等待令牌的時間，效率較 低。 它的最大缺點是令牌環(huán)的維護復(fù)雜，實現(xiàn)比 較困難。 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.4 IEEE802參考模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

28、n1.4.3 局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式 n令牌總線令牌總線: 令牌總線網(wǎng)按與令牌環(huán)同樣的原理進行工作，但在物 理上卻是一個總線網(wǎng)，它遵循IEEE 802.4協(xié)議。在令牌總線網(wǎng)中， 物理總線上的站點在邏輯上被組織成一個環(huán)。令牌在其間傳遞， 一個站點想發(fā)送數(shù)據(jù)須等待令牌的到達。 PS=1 PS=7 PS=3 PS=5PS=4 NS=5 NS=4 NS=7 NS=3NS=1 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 總線令牌環(huán)總線令牌環(huán) 說明：藍色幀為令牌幀，綠色幀為數(shù)據(jù)幀。令牌幀按站點 序號由高到低依次輪詢。 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 Token BusToken Bus的主要特點：的主要特點： n介質(zhì)訪問延遲時間有確定值

29、；介質(zhì)訪問延遲時間有確定值； n通過令牌協(xié)調(diào)各結(jié)點之間的通信關(guān)系，各結(jié)通過令牌協(xié)調(diào)各結(jié)點之間的通信關(guān)系，各結(jié) 點之間不發(fā)生沖突，重負載下信道利用率高；點之間不發(fā)生沖突，重負載下信道利用率高； n支持優(yōu)先級服務(wù)。支持優(yōu)先級服務(wù)。 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 令牌令牌總線總線網(wǎng)網(wǎng) n特點：物理上是總線網(wǎng)，邏輯上是令牌網(wǎng) n應(yīng)用：工廠自動化和過程控制 (適合總線狀的裝配線，并具有 可預(yù)測的時延，能滿足實時處理要求) n物理層：傳輸媒體為75寬帶同軸電纜，基帶信號需要調(diào)制數(shù) 據(jù)速率1Mbps、5Mbps或10Mbps； n邏輯環(huán)中，按照地址從高到低的順序進行排列，最低地址后面 緊接著是最高地址。環(huán)中每個站都

30、只知道它的本站地址(TS)、 直接前趨(PS)和直接后繼(NS)的地址。令牌是按照環(huán)中排列順 序進行傳遞的，當(dāng)一個站發(fā)完數(shù)據(jù)后，在令牌中填入其后繼站 的地址，并傳給后繼站。 依此，令牌在邏輯環(huán)中循環(huán)流動， 各站輪流發(fā)送，沒有沖突。由于總線是廣播介質(zhì)，因此，令牌 帶有地址。 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 環(huán)初始化環(huán)初始化。系統(tǒng)啟動時邏輯環(huán)并不存在，須。系統(tǒng)啟動時邏輯環(huán)并不存在，須 通過環(huán)初始化建立邏輯環(huán)；通過環(huán)初始化建立邏輯環(huán)； 站的動態(tài)插入和刪除站的動態(tài)插入和刪除。周期性地給未加入環(huán)。周期性地給未加入環(huán) 的站點插入到邏輯環(huán)適當(dāng)位置的機會，同時的站點插入到邏輯環(huán)適當(dāng)位置的機會，同時 實現(xiàn)站的動態(tài)刪除；實

31、現(xiàn)站的動態(tài)刪除； 故障處理故障處理。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)令牌丟失、地址重復(fù)、。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)令牌丟失、地址重復(fù)、 產(chǎn)生多個令牌等錯誤時，必須進行相應(yīng)處理。產(chǎn)生多個令牌等錯誤時，必須進行相應(yīng)處理。 令牌總線網(wǎng)須解決的問題令牌總線網(wǎng)須解決的問題 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.4 IEEE802參考模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 n1.4.4 局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 n網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)中的中的協(xié)議協(xié)議就如同語言一樣，要使不同就如同語言一樣，要使不同硬硬 件件之間的交流得以實現(xiàn)，就必須有一個統(tǒng)一之間的交流得以實現(xiàn)，就必須有一個統(tǒng)一 的語言進行交流，而通信協(xié)議就是這個語言的語言進行交流，而通信協(xié)議就是這個語言 n在局域網(wǎng)中常用的通信協(xié)議有在局域網(wǎng)中常用

32、的通信協(xié)議有NetBEUI、 IPX/SPX和和TCP/IP三種三種 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 NetBIOS、NetBEUI（1） nNetBIOS（Network Basic Input/Output System） IBM 1983 PC機通信 nNetBEUI（NetBIOS Extended User Interface） IBM 1985 改進 n體積小、效率高、速度快； n為單網(wǎng)段部門級小型局域網(wǎng)設(shè)計，不具有跨網(wǎng)段工 作的能力； n在“網(wǎng)絡(luò)鄰居”中看到其他計算機名，就是 NetBEUI在后臺起的作用； 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 NetBIOS、NetBEUI（2） n優(yōu)點 n速度快 n體

33、積小，配置簡單 n良好的錯誤保護功能，低資源消耗 n缺點 n不支持路由選擇 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 IPX/SPX nIPX/SPX（Internetwork Packet Exchange/Sequences Packet Exchange網(wǎng)際包交換/順序包交換） nNovell公司 n比較龐大、適應(yīng)性強，可路由，跨網(wǎng)段通信 n當(dāng)用戶接入NetWare服務(wù)器時，IPX/SPX及其兼容協(xié) 議應(yīng)該是很好的選擇 n微軟兼容IPX/SPX協(xié)議 nNWLink IPX/SPX/ NetBIOS 、NWLink NetBIOS n逐漸淡出網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的江湖 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 TCP/IP協(xié)議 n靈活的尋址

34、方案，極易路由 n支持廣泛 n有大量使用程序和工具 n必須運行TCP/IP才能連入Internet 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 nTCP/IP中的7個主要協(xié)議： nARP（地址分析協(xié)議） nICMP（網(wǎng)絡(luò)互連控制協(xié)議） nTCP（傳輸控制協(xié)議） nUCP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議） nRIP（路由選擇協(xié)議） nSNMP（簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議） nIP（網(wǎng)際網(wǎng)協(xié)議） TCP/IP協(xié)議（2） 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 n4種典型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 nFTP（文件傳輸協(xié)議） nTELNET（仿真終端協(xié)議） nRCP（遠程拷貝協(xié)議） nSMTP（簡單郵件傳遞協(xié)議） TCP/IP協(xié)議（3） 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 通信協(xié)議選擇原則 n一致

35、性原則 n所選則的協(xié)議要與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、功能一致 n少量原則 局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程 1.5 本章小結(jié)本章小結(jié) n局域網(wǎng)在一個適中的地理范圍內(nèi)，把若干獨立的設(shè)備連接起來，通過物理通信信道，以高的 數(shù)據(jù)傳輸速率實現(xiàn)各獨立設(shè)備之間的直接通信。具有區(qū)域限定、線路專用、較高的通信速率 和誤碼率低等特點。 n局域網(wǎng)最主要的功能是提供資源共享和相互通信，同時在提高計算機系統(tǒng)的可靠性、進行分 布式處理等方面提供服務(wù)。 n一般來說，局域網(wǎng)主要由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、用戶工作站、通信設(shè)備（網(wǎng)卡、傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)互連 設(shè)備）和網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)等四個部分組成。 n局域網(wǎng)有許多不同的分類方法，可以從不同的角度對計算機網(wǎng)絡(luò)進行分類。常見的局域網(wǎng)的 分類包括按局域網(wǎng)的規(guī)模分類、按傳輸介質(zhì)分類、按拓撲結(jié)構(gòu)分類、按管理模式