局域網(wǎng)的特點(diǎn)

1、第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)第四章第四章 局域網(wǎng)局域網(wǎng) 局域網(wǎng)的特點(diǎn)局域網(wǎng)的特點(diǎn) IEEE802.3 ETHERNET IEEE802.5 TOKENRING IEEE802.4 TOKEN BUS 網(wǎng)橋網(wǎng)橋第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)(LAN)概述概述局域網(wǎng)的定義局域網(wǎng)的定義 在小區(qū)域范圍內(nèi)使多種數(shù)據(jù)通信設(shè)備連在一起進(jìn)行資在小區(qū)域范圍內(nèi)使多種數(shù)據(jù)通信設(shè)備連在一起進(jìn)行資源共享的通信網(wǎng)絡(luò)。源共享的通信網(wǎng)絡(luò)。(IEEE 802) 1. 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng); 2. 通信設(shè)備含計(jì)算機(jī)、終端、傳真機(jī)等通信設(shè)備含計(jì)算機(jī)、終端、傳真機(jī)等; 3. 覆蓋地理范圍小，不超過幾十覆蓋地理范圍小，不超過幾十

2、km。第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)覆蓋范圍小覆蓋范圍小房間、建筑物、園區(qū)范圍房間、建筑物、園區(qū)范圍高傳輸速率高傳輸速率10Mbps1000Mbps低誤碼率低誤碼率 10-8 10-10 采用總線、星形、環(huán)形拓?fù)洳捎每偩€、星形、環(huán)形拓?fù)潆p絞線、同軸電纜、光纖雙絞線、同軸電纜、光纖為一個單位所擁有，自行建設(shè)，不對為一個單位所擁有，自行建設(shè)，不對外提供服務(wù)外提供服務(wù)各站為平等關(guān)系而不是主從關(guān)系各站為平等關(guān)系而不是主從關(guān)系 能進(jìn)行廣播或多播能進(jìn)行廣播或多播第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（邏輯、物理）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（邏輯、物理） 總線型、星型、環(huán)型、樹型總線型、星型、環(huán)型、樹型介

3、質(zhì)訪問方法介質(zhì)訪問方法 按協(xié)議實(shí)現(xiàn)信道共享按協(xié)議實(shí)現(xiàn)信道共享 CSMA/CD和和Token-passing信號傳輸形式信號傳輸形式 基帶、寬帶基帶、寬帶第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)LAN典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 總線型總線型/樹型樹型 : 所有結(jié)點(diǎn)都直接連接到共享信道所有結(jié)點(diǎn)都直接連接到共享信道 星型星型 : 所有結(jié)點(diǎn)都連接到中央結(jié)點(diǎn)所有結(jié)點(diǎn)都連接到中央結(jié)點(diǎn) 環(huán)型環(huán)型 : 結(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)到點(diǎn)鏈路與相鄰結(jié)點(diǎn)連接結(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)到點(diǎn)鏈路與相鄰結(jié)點(diǎn)連接BusStarRingABCCADCBABCAT第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)LAN參考模型參考模型IEEE802委員會制定 1、物理層：透明傳輸位流，規(guī)定信號編碼、傳輸

4、媒體、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及、物理層：透明傳輸位流，規(guī)定信號編碼、傳輸媒體、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)率數(shù)據(jù)率 2、數(shù)據(jù)鏈路層：流量控制、尋址、排序、差錯控制等功能、數(shù)據(jù)鏈路層：流量控制、尋址、排序、差錯控制等功能 3、IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)沒有單獨(dú)設(shè)立網(wǎng)絡(luò)層。標(biāo)準(zhǔn)沒有單獨(dú)設(shè)立網(wǎng)絡(luò)層。 4、高層：局域網(wǎng)的高層尚未定義，一般由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（、高層：局域網(wǎng)的高層尚未定義，一般由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS）來）來實(shí)現(xiàn)，如實(shí)現(xiàn)，如Unix、Windows NT、Netware等。等。第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)LAN參考模型參考模型網(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媒體訪問控制媒體訪問控制 MA

5、C高層高層 OSI IEEE 802物理層物理層（）（） （）（） （）（）服務(wù)訪問點(diǎn)服務(wù)訪問點(diǎn)SAP由由NOS來實(shí)現(xiàn)來實(shí)現(xiàn)第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)LAN的數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)鏈路層按功能劃分為兩個子層：按功能劃分為兩個子層：LLC和和MAC功能分解的目的：功能分解的目的： 將功能中與硬件相關(guān)的部分和與硬件無關(guān)的部分分將功能中與硬件相關(guān)的部分和與硬件無關(guān)的部分分開，降低實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。開，降低實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。 局網(wǎng)特點(diǎn)：共享信道局網(wǎng)特點(diǎn)：共享信道(如總線如總線)。需要解決介質(zhì)訪問。需要解決介質(zhì)訪問控制控制(MAC)問題。分層可以使幀的傳輸獨(dú)立于介質(zhì)問題。分層可以使幀的傳輸獨(dú)立于介質(zhì)和和MAC方法。方法

6、。 LLC： 與介質(zhì)、拓?fù)錈o關(guān)；與介質(zhì)、拓?fù)錈o關(guān)； MAC：與介質(zhì)、拓?fù)湎嚓P(guān)。：與介質(zhì)、拓?fù)湎嚓P(guān)。第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)主要的主要的LAN標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 802.8 802.9 綜合話音數(shù)據(jù)局域網(wǎng)綜合話音數(shù)據(jù)局域網(wǎng) 802.10 可互操作的局域網(wǎng)的安全可互操作的局域網(wǎng)的安全 802.11 無線無線LAN第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)信道共享技術(shù)信道共享技術(shù) 接入接入 方法方法 集中式控制：輪詢集中式控制：輪詢 ，主機(jī)按順序逐個，主機(jī)按順序逐個 詢問各站是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送詢問各站是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送分散式控制：令牌環(huán)網(wǎng)，傳遞令牌，獲得分散式控制：令牌環(huán)網(wǎng)，傳遞令牌，獲得 令牌才有權(quán)發(fā)送數(shù)據(jù)令牌才有權(quán)發(fā)送數(shù)據(jù) 隨

7、機(jī)接入：站點(diǎn)可隨時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，爭用信道，易沖突隨機(jī)接入：站點(diǎn)可隨時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，爭用信道，易沖突受控接入受控接入 1、通過集中器或復(fù)用器連接、通過集中器或復(fù)用器連接特點(diǎn)：附加設(shè)備，集中控制特點(diǎn)：附加設(shè)備，集中控制接入方法：順序掃描查詢，或使用中斷技術(shù)接入方法：順序掃描查詢，或使用中斷技術(shù)2、通過、通過多點(diǎn)接入技術(shù)多點(diǎn)接入技術(shù)特點(diǎn)：一條公用信道連接所有主機(jī)，按協(xié)議分配信道特點(diǎn)：一條公用信道連接所有主機(jī)，按協(xié)議分配信道第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)通過復(fù)用器或集中器連接通過復(fù)用器或集中器連接主主機(jī)機(jī)前前端端機(jī)機(jī)MUXMMMMMUXTCTTTTT第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)用戶使用多點(diǎn)接入共享一個公共信道用戶使用多

8、點(diǎn)接入共享一個公共信道主機(jī)對公用信道的共享進(jìn)行集中控制主機(jī)對公用信道的共享進(jìn)行集中控制信道的共享采用分散式控制信道的共享采用分散式控制第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)隨機(jī)接入技術(shù)隨機(jī)接入技術(shù):CSMA和和CSMA/CDCSMA：載波監(jiān)聽多點(diǎn)訪問：載波監(jiān)聽多點(diǎn)訪問 工作原理：發(fā)送前監(jiān)聽。工作原理：發(fā)送前監(jiān)聽。 附加硬件裝置，每個站點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)之前要監(jiān)聽信道上是否有附加硬件裝置，每個站點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)之前要監(jiān)聽信道上是否有 數(shù)據(jù)在傳送。若有，則此站暫停發(fā)送，等待一段時(shí)間后重試數(shù)據(jù)在傳送。若有，則此站暫停發(fā)送，等待一段時(shí)間后重試 載波監(jiān)聽策略：載波監(jiān)聽策略： 非堅(jiān)持非堅(jiān)持CSMA：一旦監(jiān)聽到信道忙，就不再監(jiān)聽；

9、延遲一個隨機(jī)：一旦監(jiān)聽到信道忙，就不再監(jiān)聽；延遲一個隨機(jī) 時(shí)間后再次監(jiān)聽。時(shí)間后再次監(jiān)聽。 堅(jiān)持堅(jiān)持CSMA： 監(jiān)聽到信道忙時(shí)，仍繼續(xù)監(jiān)聽，直到信道空閑監(jiān)聽到信道忙時(shí)，仍繼續(xù)監(jiān)聽，直到信道空閑第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng) 1-堅(jiān)持堅(jiān)持CSMA：一聽到信道空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù)（以概率：一聽到信道空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù)（以概率1發(fā)送）發(fā)送） p-堅(jiān)持堅(jiān)持CSMA：聽到信道空閑時(shí)，以概率：聽到信道空閑時(shí)，以概率p發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)，即以概率即以概率1-p延遲一段時(shí)間后再發(fā)送延遲一段時(shí)間后再發(fā)送 性能：輕載時(shí)，性能：輕載時(shí)，1堅(jiān)持堅(jiān)持CSMA吞吐量最大；吞吐量最大； 重載時(shí)，非堅(jiān)持重載時(shí)，非堅(jiān)持CSMA吞吐量最

10、大。吞吐量最大。 缺點(diǎn)：由于傳播時(shí)延的存在，沖突不可避免缺點(diǎn)：由于傳播時(shí)延的存在，沖突不可避免堅(jiān)持堅(jiān)持CSMA：站站A站站B B監(jiān)聽到信道空閑，發(fā)送監(jiān)聽到信道空閑，發(fā)送A監(jiān)聽到信道空閑監(jiān)聽到信道空閑發(fā)送發(fā)送 為為A、B之間的傳播時(shí)延之間的傳播時(shí)延第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)CSMA/CD：帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多點(diǎn)：帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多點(diǎn)訪問訪問 退避算法：以截?cái)喽M(jìn)制指數(shù)類型，來決定重發(fā)時(shí)延退避算法：以截?cái)喽M(jìn)制指數(shù)類型，來決定重發(fā)時(shí)延 從從 0, 1, 2, ., 2k-1 中隨機(jī)取一個數(shù)中隨機(jī)取一個數(shù)r， 重發(fā)時(shí)延重發(fā)時(shí)延 = r 基本重發(fā)時(shí)延基本重發(fā)時(shí)延 其中其中 k = min 重發(fā)次數(shù)

11、，重發(fā)次數(shù)，10 動態(tài)退避算法動態(tài)退避算法 工作原理：邊發(fā)送邊監(jiān)聽。若監(jiān)聽到?jīng)_突，則沖突雙方都立即工作原理：邊發(fā)送邊監(jiān)聽。若監(jiān)聽到?jīng)_突，則沖突雙方都立即停止發(fā)送。信道很快空閑，從而提高效率。停止發(fā)送。信道很快空閑，從而提高效率。 1-堅(jiān)持的：監(jiān)聽到信道空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù)，堅(jiān)持的：監(jiān)聽到信道空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù)， 并繼續(xù)監(jiān)聽；并繼續(xù)監(jiān)聽； 若監(jiān)聽到?jīng)_突，則立即放棄發(fā)送若監(jiān)聽到?jīng)_突，則立即放棄發(fā)送 站點(diǎn)檢測到?jīng)_突后，往往發(fā)送人為干擾信號，強(qiáng)化沖突，站點(diǎn)檢測到?jīng)_突后，往往發(fā)送人為干擾信號，強(qiáng)化沖突，以以通知其通知其他站點(diǎn)他站點(diǎn)第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)沖突檢測（沖突檢測（CD）l 原因：有兩個以上站點(diǎn)同

12、時(shí)發(fā)送幀原因：有兩個以上站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送幀 l 站點(diǎn)在發(fā)送幀的同時(shí)，檢測信道是否沖突站點(diǎn)在發(fā)送幀的同時(shí)，檢測信道是否沖突l 檢測方法：檢測方法： 1. 比較接收到的信號電壓的大小比較接收到的信號電壓的大小 2. 檢測曼徹斯特編碼的過零點(diǎn)檢測曼徹斯特編碼的過零點(diǎn) 3. 比較接收到的信號與剛發(fā)出的信號比較接收到的信號與剛發(fā)出的信號第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng) 1、IEEE 802.3，即使用，即使用1堅(jiān)持的堅(jiān)持的CAMA/CD協(xié)議的協(xié)議的LAN標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)率從準(zhǔn)，數(shù)據(jù)率從1M到到10M (現(xiàn)已發(fā)展到現(xiàn)已發(fā)展到1000M)，支持多種傳輸媒體。，支持多種傳輸媒體。第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)IEEE 802.3

13、規(guī)范規(guī)范第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)802.3布線介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)布線介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)10Base5 粗同軸粗同軸10Base2 細(xì)同軸細(xì)同軸10BaseT 雙絞線雙絞線 10BaseF MMF100BaseT 雙絞線雙絞線100BaseF MMF/SMF1000BaseX 屏蔽短雙絞線屏蔽短雙絞線/MMF/SMF1000BaseT 雙絞線雙絞線10 Base 5第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)10BASE5 p104 圖圖4-9粗同軸電纜，可靠性好，抗干擾能力強(qiáng)粗同軸電纜，可靠性好，抗干擾能力強(qiáng)分插頭：插入電纜分插頭：插入電纜收發(fā)器：發(fā)送收發(fā)器：發(fā)送/接收接收, 沖突檢測沖突檢測, 電氣隔離，超長控制電氣隔離，超長控制

14、AUI：連接件單元接口：連接件單元接口總線型拓?fù)?，用于網(wǎng)絡(luò)骨干連接總線型拓?fù)?，用于網(wǎng)絡(luò)骨干連接最大段長度最大段長度 500米米每段最多站點(diǎn)數(shù)每段最多站點(diǎn)數(shù) 100兩站點(diǎn)間最小距離兩站點(diǎn)間最小距離 2.5米米網(wǎng)絡(luò)最大跨度網(wǎng)絡(luò)最大跨度 2.8公里公里 轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器/中繼器的作用：擴(kuò)充信號傳輸距離。將中繼器的作用：擴(kuò)充信號傳輸距離。將信號放大并整形后再轉(zhuǎn)發(fā)，消除信號傳輸?shù)男盘柗糯蟛⒄魏笤俎D(zhuǎn)發(fā)，消除信號傳輸?shù)?失真失真和衰減。和衰減。 是物理層設(shè)備是物理層設(shè)備第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)10BASE2 段最大長度段最大長度 185m每段最多站點(diǎn)數(shù)每段最多站點(diǎn)數(shù) 30兩站點(diǎn)間最短距離兩站點(diǎn)間最短距離 0.

15、5 m網(wǎng)絡(luò)最大跨度網(wǎng)絡(luò)最大跨度 925 m 第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)10BASETNIChub段最大長度段最大長度 100m第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng) 10BASEF 使用光纖進(jìn)行長距離連接，最適于建筑物間的連接。使用光纖進(jìn)行長距離連接，最適于建筑物間的連接。 10Broad36 使用使用75 電纜連接，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹形電纜連接，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹形 用于寬帶用于寬帶LAN第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)多個網(wǎng)段互連多個網(wǎng)段互連第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)收發(fā)器的特點(diǎn)收發(fā)器的特點(diǎn)從計(jì)算機(jī)經(jīng)收發(fā)器電纜得到數(shù)據(jù)向同軸電纜發(fā)送，或反從計(jì)算機(jī)經(jīng)收發(fā)器電纜得到數(shù)據(jù)向同軸電纜發(fā)送，或反過來，從同軸電纜接收數(shù)據(jù)經(jīng)收發(fā)器電纜送給計(jì)

16、算機(jī)；過來，從同軸電纜接收數(shù)據(jù)經(jīng)收發(fā)器電纜送給計(jì)算機(jī)；檢測在同軸電纜上發(fā)生的數(shù)據(jù)幀的沖突；檢測在同軸電纜上發(fā)生的數(shù)據(jù)幀的沖突；在同軸電纜和電纜接口的電子設(shè)備之間進(jìn)行電氣隔離；在同軸電纜和電纜接口的電子設(shè)備之間進(jìn)行電氣隔離；當(dāng)收發(fā)器或所連接的計(jì)算機(jī)出故障時(shí)，保護(hù)同軸電纜不當(dāng)收發(fā)器或所連接的計(jì)算機(jī)出故障時(shí)，保護(hù)同軸電纜不受其影響。受其影響。第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)集線器的特點(diǎn)集線器的特點(diǎn) 使用集線器的以太網(wǎng)在邏輯上仍是一個總線網(wǎng)，各工作站仍然使用集線器的以太網(wǎng)在邏輯上仍是一個總線網(wǎng)，各工作站仍然共享邏輯上的總線，而使用的還是共享邏輯上的總線，而使用的還是CSMA/CD協(xié)議。協(xié)議。一個集線器有許多端

17、口，每個端口通過一個集線器有許多端口，每個端口通過RJ-45插座用兩對雙絞插座用兩對雙絞線與一個工作站上的網(wǎng)卡相連。因此，一個集線器很像一個多端線與一個工作站上的網(wǎng)卡相連。因此，一個集線器很像一個多端口的轉(zhuǎn)發(fā)器?？诘霓D(zhuǎn)發(fā)器。 集線器的每個端口都具有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的功能。集線器的每個端口都具有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的功能。 當(dāng)某個端口收到信號時(shí)，立即向其他端口轉(zhuǎn)發(fā)。若多個端口同時(shí)有信號輸入，則所有端口都收不到正確信號。 第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)網(wǎng)卡的功能網(wǎng)卡的功能 數(shù)據(jù)的封裝與解封數(shù)據(jù)的封裝與解封 封裝封裝:發(fā)送時(shí)，將發(fā)送時(shí)，將LLC PDU加上加上MAC子層的首部，稱為子層的首部，稱為MAC幀。幀。

18、解封解封:接收時(shí)，剝?nèi)ソ邮諘r(shí)，剝?nèi)AC幀首部和尾部，送交幀首部和尾部，送交LLC子層子層 鏈路管理鏈路管理:CSMA/CD協(xié)議。協(xié)議。 編碼與譯碼編碼與譯碼:曼徹斯特編碼與譯碼。曼徹斯特編碼與譯碼。第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)以網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為主干的以太網(wǎng)以網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為主干的以太網(wǎng)拓?fù)淙詾樾切谓Y(jié)構(gòu)（總線拓?fù)淙詾樾切谓Y(jié)構(gòu)（總線/HUBLAN_SWITCH）為何要使用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)？為何要使用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)？ 以太網(wǎng)以太網(wǎng)共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò) 共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)數(shù)的增加將導(dǎo)致共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)數(shù)的增加將導(dǎo)致LAN的性能降低，相當(dāng)于多個子信的性能降低，相當(dāng)于多個子信道分享通信線路。解決

19、：網(wǎng)絡(luò)分段道分享通信線路。解決：網(wǎng)絡(luò)分段(減少站點(diǎn)數(shù)減少站點(diǎn)數(shù))網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)交換總線網(wǎng)絡(luò)或基于集線器的網(wǎng)絡(luò)：總線網(wǎng)絡(luò)或基于集線器的網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)總帶寬網(wǎng)絡(luò)總帶寬=10Mbps，n個站點(diǎn)共享，每站點(diǎn)平均帶寬個站點(diǎn)共享，每站點(diǎn)平均帶寬10/n Mbps；基于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)：允許多個信道同時(shí)傳輸信息，不受基于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)：允許多個信道同時(shí)傳輸信息，不受CSMA/CD的的限制，限制， 網(wǎng)絡(luò)總帶寬網(wǎng)絡(luò)總帶寬=（n/2n）*10Mbps，每個連接的帶寬為，每個連接的帶寬為10Mbps ；第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)交換機(jī)的兩種用法交換機(jī)的兩種用法(以以10Mbps網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為例網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為例)(1) 端口下

20、接站點(diǎn)：站點(diǎn)獨(dú)占端口下接站點(diǎn)：站點(diǎn)獨(dú)占10Mbps帶寬帶寬(2) 端口下接網(wǎng)段：網(wǎng)段中所有站點(diǎn)共享端口下接網(wǎng)段：網(wǎng)段中所有站點(diǎn)共享10Mbps帶寬帶寬共享共享10M獨(dú)享獨(dú)享10M共享共享10M獨(dú)享獨(dú)享10M網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)SwitchHUBHUB第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)虛擬虛擬LAN（VLAN）：邏輯工作組）：邏輯工作組HUBHUBHUBHUBA1A2A3A4B1B2B3C1C2C3VLAN1VLAN2VLAN3VLAN中某站發(fā)出的廣播只有同一虛擬網(wǎng)內(nèi)的站點(diǎn)才能收到中某站發(fā)出的廣播只有同一虛擬網(wǎng)內(nèi)的站點(diǎn)才能收到第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)：令牌環(huán)標(biāo)準(zhǔn)：令牌環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)

21、到點(diǎn)鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán) 傳輸媒體：傳輸媒體：STP、光纖，速率、光纖，速率4/16Mbps； 最多站點(diǎn)數(shù)：最多站點(diǎn)數(shù)：250，信號采用曼徹斯特編碼，信號采用曼徹斯特編碼ABDC站點(diǎn)站點(diǎn)單向環(huán)單向環(huán)第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)Token Ring/802.5的操作的操作1）誰可以發(fā)送幀，是由一個沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱為）誰可以發(fā)送幀，是由一個沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱為“ 令牌令牌”（TOKEN）的）的特殊幀來控制的。只有拿到令牌的站可以發(fā)送幀，而沒有拿到令牌的特殊幀來控制的。只有拿到令牌的站可以發(fā)送幀，而沒有拿到令牌的站只能等待。站只能等待。2）拿到令牌的站將令牌轉(zhuǎn)變成訪問控制頭

22、，后面加掛上自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行）拿到令牌的站將令牌轉(zhuǎn)變成訪問控制頭，后面加掛上自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送。發(fā)送。3）數(shù)據(jù)幀通過任何一個站點(diǎn)）數(shù)據(jù)幀通過任何一個站點(diǎn)(除源站點(diǎn)外除源站點(diǎn)外)時(shí)，該站點(diǎn)都要把幀的目的地時(shí)，該站點(diǎn)都要把幀的目的地址和本站地址相比較：址和本站地址相比較： a)如果地址相符合，則將幀拷貝到接收緩沖器，供高層軟件處理，同如果地址相符合，則將幀拷貝到接收緩沖器，供高層軟件處理，同時(shí)將幀送回環(huán)中；時(shí)將幀送回環(huán)中； b)如果地址不符合，則直接將幀送回環(huán)中。如果地址不符合，則直接將幀送回環(huán)中。4）數(shù)據(jù)循環(huán)一周后由發(fā)送站回收。即發(fā)送的幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到）數(shù)據(jù)循環(huán)一周后由發(fā)送站回收。即發(fā)送的

23、幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站時(shí)，發(fā)送站將該幀從環(huán)上移去，同時(shí)再放一個空令牌到環(huán)上，發(fā)送站時(shí)，發(fā)送站將該幀從環(huán)上移去，同時(shí)再放一個空令牌到環(huán)上，使其余的站點(diǎn)能獲得發(fā)送幀的許可權(quán)。使其余的站點(diǎn)能獲得發(fā)送幀的許可權(quán)。第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)Token Ring/802.5的操作舉例的操作舉例ATATATDataCTDataCTDataCTDataCData（a）（b）（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有數(shù)據(jù)要發(fā)有數(shù)據(jù)要發(fā)送，它抓住空送，它抓住空令牌令牌A將令牌修改將令牌修改為數(shù)據(jù)幀，并為數(shù)據(jù)幀，并加掛數(shù)據(jù)加掛數(shù)據(jù)第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)IEEE 80

24、2.4：令牌總線：令牌總線l 特點(diǎn)：物理上是總線網(wǎng)，邏輯上是令牌網(wǎng)特點(diǎn)：物理上是總線網(wǎng)，邏輯上是令牌網(wǎng)l 傳輸機(jī)制為以太網(wǎng)和令牌環(huán)的結(jié)合：傳輸機(jī)制為以太網(wǎng)和令牌環(huán)的結(jié)合： 物理傳輸采用廣播方式；物理傳輸采用廣播方式； 介質(zhì)訪問控制采用令牌方式。介質(zhì)訪問控制采用令牌方式。第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)的擴(kuò)展：網(wǎng)橋局域網(wǎng)的擴(kuò)展：網(wǎng)橋LAN互連的必要性：互連的必要性： 地域限制、負(fù)載問題、可靠性問題、互通問題、安全問題、性能地域限制、負(fù)載問題、可靠性問題、互通問題、安全問題、性能/價(jià)格比高于價(jià)格比高于WANLAN互連的困難：互連的困難： 幀格式不同、傳輸速率不同、最大幀長不同幀格式不同、傳輸速率不同

25、、最大幀長不同LAN互連的實(shí)現(xiàn)：互連的實(shí)現(xiàn)： 中繼器中繼器/HUB 在物理層上實(shí)現(xiàn)互聯(lián)在物理層上實(shí)現(xiàn)互聯(lián) 網(wǎng)橋網(wǎng)橋 工作在數(shù)據(jù)鏈路層的一種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，在互聯(lián)的工作在數(shù)據(jù)鏈路層的一種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，在互聯(lián)的LAN之之間實(shí)現(xiàn)幀的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)間實(shí)現(xiàn)幀的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)用網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)多個網(wǎng)段互連用網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)多個網(wǎng)段互連第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)網(wǎng)橋的基本原理網(wǎng)橋的基本原理 LAN通過網(wǎng)橋構(gòu)成擴(kuò)展性網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)橋構(gòu)成擴(kuò)展性網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)橋是數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，作用在網(wǎng)橋是數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，作用在MAC子層上子層上 網(wǎng)橋采用存儲、轉(zhuǎn)發(fā)方式，需要有足夠緩存網(wǎng)橋采用存儲、轉(zhuǎn)發(fā)方式，需要有足夠緩存 網(wǎng)橋有尋址和路由選

26、擇能力網(wǎng)橋有尋址和路由選擇能力第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)網(wǎng)橋的工作過程網(wǎng)橋的工作過程端口端口管理軟件管理軟件 網(wǎng)橋網(wǎng)橋協(xié)議實(shí)體協(xié)議實(shí)體站表站表站地址站地址端口端口 A B C D E11122緩沖區(qū)緩沖區(qū)端口端口1端口端口2網(wǎng)橋網(wǎng)橋ABEDC(1) 接收幀接收幀(2) 緩存緩存(3) 查表查表(4) 丟棄發(fā)往同丟棄發(fā)往同LAN 的幀；否則轉(zhuǎn)發(fā)的幀；否則轉(zhuǎn)發(fā) 到相應(yīng)端口到相應(yīng)端口僅在同一個網(wǎng)段中通信的幀，不會被網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)段去，因僅在同一個網(wǎng)段中通信的幀，不會被網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)段去，因而不會加重整個網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。而不會加重整個網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)網(wǎng)橋的優(yōu)點(diǎn)網(wǎng)橋的優(yōu)點(diǎn) 過濾通信

27、量。網(wǎng)橋使局域網(wǎng)同網(wǎng)段的各工作站之間的通信量局限在本網(wǎng)過濾通信量。網(wǎng)橋使局域網(wǎng)同網(wǎng)段的各工作站之間的通信量局限在本網(wǎng)段的范圍內(nèi)，而不會經(jīng)過網(wǎng)橋流到其它的網(wǎng)段去?？蓽p輕局域網(wǎng)的負(fù)荷。段的范圍內(nèi)，而不會經(jīng)過網(wǎng)橋流到其它的網(wǎng)段去?？蓽p輕局域網(wǎng)的負(fù)荷。 轉(zhuǎn)發(fā)器由于沒有智能，無過濾功能。轉(zhuǎn)發(fā)器對所有的幀一律轉(zhuǎn)發(fā)。從層轉(zhuǎn)發(fā)器由于沒有智能，無過濾功能。轉(zhuǎn)發(fā)器對所有的幀一律轉(zhuǎn)發(fā)。從層次上看，轉(zhuǎn)發(fā)器工作在物理層，而網(wǎng)橋工作在鏈路層的次上看，轉(zhuǎn)發(fā)器工作在物理層，而網(wǎng)橋工作在鏈路層的MAC子層。子層。 擴(kuò)大了物理范圍，也增加了整個局域網(wǎng)上工作站的最大數(shù)目。擴(kuò)大了物理范圍，也增加了整個局域網(wǎng)上工作站的最大數(shù)目。 可使

28、用不同的物理層。可使用不同的物理層。 可互連不同類型的局域網(wǎng)?？苫ミB不同類型的局域網(wǎng)。 提高了可靠性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，一般只影響個別網(wǎng)段。提高了可靠性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，一般只影響個別網(wǎng)段。 性能得到改善性能得到改善第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)網(wǎng)橋的缺點(diǎn)網(wǎng)橋的缺點(diǎn) 由于網(wǎng)橋?qū)邮盏膸却鎯筒檎艺颈恚缓蟛呸D(zhuǎn)發(fā)。由于網(wǎng)橋?qū)邮盏膸却鎯筒檎艺颈恚缓蟛呸D(zhuǎn)發(fā)。時(shí)延時(shí)延增加增加 在在MAC子層子層沒有流量控制功能，重載時(shí)會丟失幀沒有流量控制功能，重載時(shí)會丟失幀 不能防止廣播風(fēng)暴（廣播消息仍會泛濫到網(wǎng)橋所連接的各個網(wǎng)段。不能防止廣播風(fēng)暴（廣播消息仍會泛濫到網(wǎng)橋所連接的各個網(wǎng)段。網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)

29、不太多和通信量不太大的局域網(wǎng)網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多和通信量不太大的局域網(wǎng)） 具有不同具有不同MAC子層的網(wǎng)段橋接在一起時(shí)，網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)一個幀之前，子層的網(wǎng)段橋接在一起時(shí)，網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)一個幀之前，必須修改幀的某些字段的內(nèi)容，適合另一個必須修改幀的某些字段的內(nèi)容，適合另一個MAC子層的要求。這子層的要求。這也需要耗費(fèi)時(shí)間。也需要耗費(fèi)時(shí)間。第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)IEEE802.1透明網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋 特點(diǎn)：由網(wǎng)橋決定路由選擇，網(wǎng)橋和路由對各站點(diǎn)透明特點(diǎn)：由網(wǎng)橋決定路由選擇，網(wǎng)橋和路由對各站點(diǎn)透明選路方法：網(wǎng)橋收到來自選路方法：網(wǎng)橋收到來自LANx 的幀，查站表的幀，查站表 . 若目的若目的LAN = L

30、ANx ，則丟棄此幀，則丟棄此幀 . 若目的若目的LAN在站表中，則向目的在站表中，則向目的LAN轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā) . 若目的若目的LAN不在站表中，則用洪泛法（即向除不在站表中，則用洪泛法（即向除x之外的之外的 所有端口）轉(zhuǎn)發(fā)所有端口）轉(zhuǎn)發(fā)站表建立方法：在轉(zhuǎn)發(fā)過程中站表建立方法：在轉(zhuǎn)發(fā)過程中逆向?qū)W習(xí)逆向?qū)W習(xí)如果網(wǎng)橋如果網(wǎng)橋B1從端口從端口2收到收到來自來自E的幀，就可以知道的幀，就可以知道以后給以后給E的幀都向端口的幀都向端口2轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)B2BDCE123B1A12第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)前提：假定實(shí)現(xiàn)前提：假定LAN和網(wǎng)橋構(gòu)成支撐樹，即任意兩個和網(wǎng)橋構(gòu)成支撐樹，即任意兩個LAN 之間只有一條通路

31、無環(huán)路之間只有一條通路無環(huán)路支撐樹算法：以序號最小的網(wǎng)橋?yàn)楦?，按照最短路徑，支撐樹算法：以序號最小的網(wǎng)橋?yàn)楦?，按照最短路徑?動態(tài)求出支撐樹動態(tài)求出支撐樹透明網(wǎng)橋的優(yōu)點(diǎn)：容易配置、安裝，無需管理透明網(wǎng)橋的優(yōu)點(diǎn)：容易配置、安裝，無需管理缺點(diǎn)：不能充分利用全部資源；缺點(diǎn)：不能充分利用全部資源； 不能保證最佳路由不能保證最佳路由網(wǎng)橋工作原理歸納為：網(wǎng)橋工作原理歸納為：學(xué)習(xí)源地址，丟棄本網(wǎng)段幀，轉(zhuǎn)發(fā)異網(wǎng)段幀，廣播未知幀。學(xué)習(xí)源地址，丟棄本網(wǎng)段幀，轉(zhuǎn)發(fā)異網(wǎng)段幀，廣播未知幀。注：網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)工作原理與網(wǎng)橋類似注：網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)工作原理與網(wǎng)橋類似可看成是一個可看成是一個多端口的高速網(wǎng)橋（工作在鏈路層上）多端口的高

32、速網(wǎng)橋（工作在鏈路層上）第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)支撐樹的構(gòu)成支撐樹的構(gòu)成 LAN2ALAN3BC LAN4DLAN 1EFLAN5A LAN2LAN3GB LAN 1 LAN4DLAN5E 支撐樹算法：以序列號最小的網(wǎng)橋?yàn)楦?，按照最短路支撐樹算法：以序列號最小的網(wǎng)橋?yàn)楦?，按照最短路徑，動態(tài)求出支撐樹，保證任意兩個徑，動態(tài)求出支撐樹，保證任意兩個LAN之間只有一條通之間只有一條通路，無環(huán)路路，無環(huán)路 網(wǎng)絡(luò)配置中的冗余易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)配置中的冗余易產(chǎn)生“兜圈子兜圈子”問題問題第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)“兜圈子兜圈子”問題問題B2B1ALAN 1LAN 2F目的地址未知，采用洪泛法轉(zhuǎn)發(fā)目的地址未知，采用洪泛

33、法轉(zhuǎn)發(fā)FFF第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)源站選路網(wǎng)橋源站選路網(wǎng)橋 特點(diǎn)：由源站負(fù)責(zé)路由選擇，路由信息放在幀首特點(diǎn)：由源站負(fù)責(zé)路由選擇，路由信息放在幀首 選路方法：源站向目的站發(fā)送探測幀，該幀在擴(kuò)展的選路方法：源站向目的站發(fā)送探測幀，該幀在擴(kuò)展的LAN中沿所有可能路由傳送；每個探測幀都記錄下它所經(jīng)中沿所有可能路由傳送；每個探測幀都記錄下它所經(jīng)過的路由；這些探測幀在到達(dá)目的站后，再沿各自的路過的路由；這些探測幀在到達(dá)目的站后，再沿各自的路由返回源站；由源站選擇其中的最佳路由，作為發(fā)送幀由返回源站；由源站選擇其中的最佳路由，作為發(fā)送幀中的路由信息中的路由信息第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)圖中，圖中，B到到E的路由信息列表為的路由信息列表為“B1,L2,B2,L4”，跟隨數(shù)據(jù)，跟隨數(shù)據(jù)從從B站發(fā)送站發(fā)送ABCDEFB1B2LAN1LAN2LAN3LAN4 路由信息為網(wǎng)橋號、路由信息為網(wǎng)橋號、LAN號相間的序列號相間的序列第第4章章 局域網(wǎng)局域網(wǎng)兩種網(wǎng)橋的比較兩種網(wǎng)橋的比較透明網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋源站選路網(wǎng)橋源站選路網(wǎng)橋服務(wù)類型服務(wù)類型無連接無連接面向連接面向連接對源站的透明性對源站的透明性完全透明完全透明不透明不