第7講-局域網(wǎng)技術ppt課件

1、第七講第七講 局域網(wǎng)技術局域網(wǎng)技術第四章 局域網(wǎng)技術本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)的連接設備局域網(wǎng)的連接設備決定局域網(wǎng)特征的主要技術決定局域網(wǎng)特征的主要技術以太網(wǎng)技術以太網(wǎng)技術虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)VLANVLAN無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLANWLAN）4.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念v 數(shù)據(jù)鏈路層的基本服務是把源主機網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層的基本服務是把源主機網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)以幀為單位，透明、無差錯地傳輸給目的主機的以幀為單位，透明、無差錯地傳輸給目的主機的網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層v 數(shù)據(jù)鏈路層將本質(zhì)上不可靠的傳輸介質(zhì)變成可靠數(shù)據(jù)鏈路層將本質(zhì)上不可靠的傳輸介

2、質(zhì)變成可靠的傳輸通路提供給網(wǎng)絡層的傳輸通路提供給網(wǎng)絡層 v 數(shù)據(jù)鏈路層像個數(shù)字管道，單位為幀數(shù)據(jù)鏈路層像個數(shù)字管道，單位為幀結(jié)點結(jié)點幀幀數(shù)據(jù)鏈路的一般模型 （動畫8數(shù)據(jù)鏈路的一般模型數(shù)據(jù)鏈路的一般模型 幀物理層鏈路層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)物理層鏈路層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)物理通道鏈路層的功能 (1)(1)鏈路管理鏈路管理(2)(2)幀同步幀同步(3)(3)流量控制流量控制(4)(4)差錯控制差錯控制(5)(5)區(qū)分數(shù)據(jù)與控制信息區(qū)分數(shù)據(jù)與控制信息(6) MAC(6) MAC尋址尋址(7)(7)透明傳輸透明傳輸鏈路層提供的服務 v數(shù)據(jù)鏈路層的設計目標就是為網(wǎng)絡層提供各種服數(shù)據(jù)鏈路層的設計目標就是為網(wǎng)絡層提供各種服務。務

3、。v數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡層提供的服務數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡層提供的服務v無確認的無連接服無確認的無連接服 v有確認的無連接服務有確認的無連接服務v有確認的面向連接服務有確認的面向連接服務4.2 局域網(wǎng)概述 v局域網(wǎng)的定義局域網(wǎng)的定義v局域網(wǎng)局域網(wǎng)Local Area Network, LAN Local Area Network, LAN ）是將）是將范圍較小的計算機及其控制的外部設備，通過通范圍較小的計算機及其控制的外部設備，通過通信設備和線路連接起來，在網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的控制信設備和線路連接起來，在網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的控制下，按照通信協(xié)議進行信息交換，實現(xiàn)資源共享下，按照通信協(xié)議進行信息交換，實現(xiàn)資源共享的系

4、統(tǒng)化的計算機網(wǎng)絡。的系統(tǒng)化的計算機網(wǎng)絡。 圖圖 4 2 典型局域網(wǎng)實例典型局域網(wǎng)實例局域網(wǎng)的主要技術特點(1) (1) 有限的地理范圍。有限的地理范圍。(2) (2) 高數(shù)據(jù)傳輸速率高數(shù)據(jù)傳輸速率(3) (3) 誤碼率低。誤碼率低。(4) (4) 延遲小。延遲小。(5) (5) 局域網(wǎng)通常采用共享介質(zhì)、廣播通信的方式傳局域網(wǎng)通常采用共享介質(zhì)、廣播通信的方式傳輸數(shù)據(jù)。輸數(shù)據(jù)。(6) (6) 局域網(wǎng)建設價格低廉，結(jié)構(gòu)簡單，便于維護，局域網(wǎng)建設價格低廉，結(jié)構(gòu)簡單，便于維護，容易實現(xiàn)。容易實現(xiàn)。 局域網(wǎng)的分類v 按網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)分按網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)分v 按線路中傳輸?shù)男盘栃问椒职淳€路中傳輸?shù)男盘栃问椒講

5、 按網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì)分按網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì)分v 按網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì)訪問控制方式分按網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì)訪問控制方式分局域網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)及模型局域網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)及模型vIEEE802IEEE802局域網(wǎng)參考模型對應局域網(wǎng)參考模型對應OSIOSI參考模型的物參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層兩層的功能理層和數(shù)據(jù)鏈路層兩層的功能 。v數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩個子層：邏輯鏈路控制子層數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩個子層：邏輯鏈路控制子層LLCLLC和介質(zhì)訪問控制子層和介質(zhì)訪問控制子層MACMAC） 。應用層表示層會話層傳輸屋網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層邏輯鏈路控制子層（LLC）介質(zhì)訪問控制子層（MAC）OSI參考模型IEEE 802參考模型圖圖

6、4 3 IEEE802I參考模型與參考模型與OSI參考模型比較參考模型比較 IEEE802局域網(wǎng)的物理層 v物理層主要實現(xiàn)比特流的傳輸與接收以及數(shù)據(jù)的物理層主要實現(xiàn)比特流的傳輸與接收以及數(shù)據(jù)的同步控制同步控制 vIEEE802IEEE802物理層的規(guī)范如下：物理層的規(guī)范如下：v采用基帶信號傳輸。采用基帶信號傳輸。v數(shù)據(jù)編碼采用曼徹斯特編碼。數(shù)據(jù)編碼采用曼徹斯特編碼。v傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜、光纖和無線。傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜、光纖和無線。v拓撲結(jié)構(gòu)可以是總線型、星型、環(huán)形和樹型。拓撲結(jié)構(gòu)可以是總線型、星型、環(huán)形和樹型。v傳輸速率有傳輸速率有10Mbit/s10Mbit/s、10

7、0Mbit/s100Mbit/s、1000Mbit/s1000Mbit/s等等 IEEE802局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制子層MAC）v MACMAC子層的主要功能子層的主要功能v 進行合理的信道分配，解決信道的競爭問題進行合理的信道分配，解決信道的競爭問題v 完成介質(zhì)訪問控制功能，為競爭的用戶分配信道使用權(quán)；完成介質(zhì)訪問控制功能，為競爭的用戶分配信道使用權(quán)；v 數(shù)據(jù)幀的封裝數(shù)據(jù)幀的封裝/ /卸裝；卸裝；v 幀的尋址和識別；幀的尋址和識別；v 比特的差錯控制比特的差錯控制v MACMAC子層為不同的物理介質(zhì)定義了不同的介質(zhì)訪問控制子層為不同的物理介質(zhì)定義了不同的介質(zhì)訪問控制標準。標準。v IEEE80

8、2.3IEEE802.3的帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問的帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問CSMA/CDCSMA/CD）v IEEE802.4IEEE802.4的令牌總線的令牌總線Token BusToken Bus）v IEEE802.5IEEE802.5的令牌環(huán)的令牌環(huán)Token RingToken Ring）v IEEE 802.11IEEE 802.11無線局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制協(xié)議等。無線局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制協(xié)議等。v 介質(zhì)訪問控制標準決定了局域網(wǎng)的主要性能，它對局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制標準決定了局域網(wǎng)的主要性能，它對局域網(wǎng)的響應時間、吞吐量和網(wǎng)絡利用率都有十分重要的影響。的響應時間、吞吐量和網(wǎng)絡

9、利用率都有十分重要的影響。 IEEE802局域網(wǎng)的邏輯鏈路控制子層LLC）vLLCLLC子層的作用子層的作用v在在MACMAC子層提供的介質(zhì)訪問控制方法和物理層提子層提供的介質(zhì)訪問控制方法和物理層提供的比特服務的基礎上，將不可靠的信道處理為供的比特服務的基礎上，將不可靠的信道處理為可靠的信道，確保數(shù)據(jù)幀的正確傳輸。可靠的信道，確保數(shù)據(jù)幀的正確傳輸。vLLCLLC子層的具體功能包括：子層的具體功能包括：v建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯連接建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯連接v屏蔽屏蔽MACMAC子層的差異，提供與高層的接口子層的差異，提供與高層的接口v實現(xiàn)差錯控制和確認實現(xiàn)差錯控制和確認v數(shù)據(jù)流量控制和發(fā)

10、送順序控制等功能數(shù)據(jù)流量控制和發(fā)送順序控制等功能vLLCLLC子層為網(wǎng)絡高層提供兩種類型的服務子層為網(wǎng)絡高層提供兩種類型的服務v面向連接的服務面向連接的服務v無連接的服務。無連接的服務。 IEEE802IEEE802標準系列標準系列v IEEE802IEEE802委員會成立于委員會成立于19801980年年2 2月，它的任務是制定局域網(wǎng)的國際標準。月，它的任務是制定局域網(wǎng)的國際標準。v IEEE802IEEE802標準包含以下部分：標準包含以下部分：v 802.1802.1局域網(wǎng)概述，體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡管理和性能測量等；局域網(wǎng)概述，體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡管理和性能測量等；v 802.2802.2邏輯鏈路控

11、制協(xié)議；邏輯鏈路控制協(xié)議；v 802.3802.3總線網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議總線網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CDCSMA/CD及物理層技術規(guī)范；及物理層技術規(guī)范；v 802.4802.4令牌總線網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議及其物理層技術規(guī)范；令牌總線網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議及其物理層技術規(guī)范；v 802.5802.5令牌環(huán)網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議及其物理層技術規(guī)范；令牌環(huán)網(wǎng)介質(zhì)訪問控制協(xié)議及其物理層技術規(guī)范；v 802.6802.6城域網(wǎng)城域網(wǎng)(MAN)(MAN)介質(zhì)訪問控制協(xié)議介質(zhì)訪問控制協(xié)議DQDBDQDB及其物理層技術規(guī)范；及其物理層技術規(guī)范；v 802.7802.7寬帶技術咨詢組，為其他分委員會提供寬帶網(wǎng)絡技術

12、的建議；寬帶技術咨詢組，為其他分委員會提供寬帶網(wǎng)絡技術的建議；v 802.8802.8光纖技術咨詢組，為其他分委員會提供光纖網(wǎng)絡技術的建議；光纖技術咨詢組，為其他分委員會提供光纖網(wǎng)絡技術的建議；v 802.9802.9綜合話音綜合話音/ /數(shù)據(jù)局域網(wǎng)數(shù)據(jù)局域網(wǎng)(IVD)(IVD)的介質(zhì)訪問控制協(xié)議及其物理層技術規(guī)的介質(zhì)訪問控制協(xié)議及其物理層技術規(guī)范；范；v 802.10802.10局域網(wǎng)安全技術標準；局域網(wǎng)安全技術標準；v 802.11802.11無線局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制協(xié)議及其物理層技術規(guī)范；無線局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制協(xié)議及其物理層技術規(guī)范；v 802.12100Mb/s802.12100Mb

13、/s高速以太網(wǎng)按需優(yōu)先的介質(zhì)訪問控制協(xié)議高速以太網(wǎng)按需優(yōu)先的介質(zhì)訪問控制協(xié)議100VG-100VG-ANYLANANYLAN。 IEEE802IEEE802標準系列標準系列802.3MAC802.3物理層802.4MAC802.4物理層802.5MAC802.5物理層802.6MAC802.6物理層802.9話音數(shù)據(jù)綜合局域網(wǎng)802.11無線局域網(wǎng)802.2 邏輯鏈路控制層（LLC）802.10 可互操作的局域網(wǎng)安全802.1 體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡互連圖圖 4 4 IEEE802 標準之間的關系標準之間的關系4.3 局域網(wǎng)的連接設備v網(wǎng)絡適配器網(wǎng)絡適配器(NIC)(NIC)v中繼器中繼器(REPEA

14、TER)(REPEATER)v集線器集線器(Hub)(Hub)v以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機(Ethernet Switch)(Ethernet Switch)網(wǎng)絡適配器(NIC)圖圖 4 5 PCI接口網(wǎng)絡適配器接口網(wǎng)絡適配器 n物理層和數(shù)據(jù)鏈路層nMAC地址nCSMA/CDn曼徹斯特編譯n隔離變壓器 網(wǎng)絡適配器(NIC)v 網(wǎng)絡適配器又稱網(wǎng)卡或網(wǎng)絡接口卡網(wǎng)絡適配器又稱網(wǎng)卡或網(wǎng)絡接口卡Network Interface Network Interface CardCard，NICNIC）。）。v 網(wǎng)絡適配器的主要技術參數(shù)為帶寬、總線方式、電氣接口方式網(wǎng)絡適配器的主要技術參數(shù)為帶寬、總線方式、電氣

15、接口方式等。等。v 網(wǎng)絡適配器屬于物理層、數(shù)據(jù)鏈路層的設備。網(wǎng)絡適配器屬于物理層、數(shù)據(jù)鏈路層的設備。v 網(wǎng)絡適配器的基本功能為：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)緩存網(wǎng)絡適配器的基本功能為：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)緩存 。v 網(wǎng)絡適配器的種類：網(wǎng)絡適配器的種類：v 根據(jù)網(wǎng)絡適配器所支持帶寬的不同可分為：根據(jù)網(wǎng)絡適配器所支持帶寬的不同可分為：10M10M、100M100M、10/100M10/100M自適應、自適應、1000M1000M等幾種帶寬的網(wǎng)絡適配器；等幾種帶寬的網(wǎng)絡適配器；v 根據(jù)網(wǎng)絡適配器總線類型的不同，主要分為：根據(jù)網(wǎng)絡適配器總線類型的不同，主要分為：ISAISA、EISAEISA、PCIPCI、PCMCIAP

16、CMCIA四種總線類型的網(wǎng)絡適配器；四種總線類型的網(wǎng)絡適配器；v 根據(jù)網(wǎng)卡的電氣接口類型不同，主要分為：根據(jù)網(wǎng)卡的電氣接口類型不同，主要分為：AUIAUI接口粗纜接接口粗纜接口）、口）、BNCBNC接口細纜接口）、接口細纜接口）、RJ-45RJ-45接口雙絞線接口接口雙絞線接口和光纖接口等和光纖接口等中繼器(REPEATER)n物理層n放大信號n補償信號衰減n支持遠距離通信中繼器(REPEATER)v中繼器是連接網(wǎng)絡線路的一種裝置，它對網(wǎng)絡中中繼器是連接網(wǎng)絡線路的一種裝置，它對網(wǎng)絡中的信號起中繼放大作用，補償信號衰減，支持遠的信號起中繼放大作用，補償信號衰減，支持遠距離的通信距離的通信 v中繼

17、器工作于中繼器工作于OSIOSI模型的物理層模型的物理層 v中繼器有以下缺點：中繼器有以下缺點：v增加了信號的延遲。由于網(wǎng)絡標準中都對信號的增加了信號的延遲。由于網(wǎng)絡標準中都對信號的延遲范圍作了具體的規(guī)定，所以中繼器不可能將延遲范圍作了具體的規(guī)定，所以中繼器不可能將網(wǎng)絡無限的延長。網(wǎng)絡無限的延長。v中繼器不了解一個完整的幀，當信號在網(wǎng)段中轉(zhuǎn)中繼器不了解一個完整的幀，當信號在網(wǎng)段中轉(zhuǎn)發(fā)時，中繼器不能區(qū)分信號幀是否有效。發(fā)時，中繼器不能區(qū)分信號幀是否有效。集線器(Hub)圖圖 4 6集線器集線器(Hub)集線器(Hub)v集線器集線器(Hub)(Hub)實際上是一種多端口的中繼器。實際上是一種多端

18、口的中繼器。v集線器工作于集線器工作于OSIOSI模型的物理層。模型的物理層。v集線器的主要功能是對信號進行放大和整形。集線器的主要功能是對信號進行放大和整形。v集線器的特點集線器的特點v采用共享型模式。采用共享型模式。v群發(fā)，即集線器在發(fā)送數(shù)據(jù)時，不管原數(shù)據(jù)來自群發(fā)，即集線器在發(fā)送數(shù)據(jù)時，不管原數(shù)據(jù)來自何處，它會將所得到的數(shù)據(jù)發(fā)給其上的每一個端何處，它會將所得到的數(shù)據(jù)發(fā)給其上的每一個端口?？?。v廣播發(fā)送數(shù)據(jù)廣播發(fā)送數(shù)據(jù)v （1 1用戶數(shù)據(jù)包向所有端口發(fā)送，不安全；用戶數(shù)據(jù)包向所有端口發(fā)送，不安全；v（2 2由于所有數(shù)據(jù)包都是向所有節(jié)點同時發(fā)送，由于所有數(shù)據(jù)包都是向所有節(jié)點同時發(fā)送，降低了網(wǎng)絡執(zhí)行效率。降低了網(wǎng)絡執(zhí)行效率。以太網(wǎng)交換機(Ethernet Switch)圖圖 4 7以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機(Switch)以太網(wǎng)交換機(Ethernet Switch)v 交換機工作于交換機工作于OSIOSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層，可以將其模型的數(shù)據(jù)鏈路層，可以將其看作是一個智能的集線器看作是一個智能的集線器 v 交換機擁有一條很高帶寬的背板總線和內(nèi)部