計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-局域網(wǎng)(2)

1、第五章 局域網(wǎng)（2）Local Area Network (2)COURSE2022-5-2CN-Chapter525.6 局域網(wǎng)的擴(kuò)展 把多個(gè)局域網(wǎng)通過一種工作在鏈路層的設(shè)備連接起來，該設(shè)備就稱為網(wǎng)橋Bridge。 網(wǎng)橋工作在鏈路層的MAC子層，不對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的分組頭進(jìn)行檢查。 注意比較網(wǎng)絡(luò)層的路由器（下一章）。2022-5-2CN-Chapter535.6.1 網(wǎng)橋的基本原理 網(wǎng)橋可以有兩個(gè)或多個(gè)端口，每個(gè)端口與一個(gè)網(wǎng)段（局域網(wǎng)）連接。 根據(jù)內(nèi)部的站表，將一個(gè)端口收到的幀轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的端口。 僅在同一個(gè)網(wǎng)段中通信的幀，不會(huì)被網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)段去，因而不會(huì)加重網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。 網(wǎng)橋通過內(nèi)部的端口管理

2、軟件和網(wǎng)橋協(xié)議來實(shí)現(xiàn)上述操作。2022-5-2CN-Chapter545.6.1 網(wǎng)橋的基本原理2022-5-2CN-Chapter555.6.1 網(wǎng)橋的基本原理為什么用網(wǎng)橋連接多個(gè)局域網(wǎng)： 各部門根據(jù)自己的需要選擇合適的局域網(wǎng)類型，因此需要用網(wǎng)橋把這些不同類型的局域網(wǎng)連接起來。 一個(gè)單位在地理上分散。這時(shí)在較集中的地方建立多個(gè)局域網(wǎng)，用網(wǎng)橋把它們連接起來。 把邏輯上單一的LAN分為多個(gè)局域網(wǎng)，以調(diào)節(jié)負(fù)荷。2022-5-2CN-Chapter565.6.1 網(wǎng)橋的基本原理不同MAC子層的LAN通過網(wǎng)橋連接。2022-5-2CN-Chapter575.6.1 網(wǎng)橋的基本原理2022-5-2CN-

3、Chapter585.6.1 網(wǎng)橋的基本原理 分割LAN以滿足時(shí)延要求。 提高可靠性：網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，隔離故障網(wǎng)段。 安全保密：攔截可疑的幀，分割網(wǎng)絡(luò)以保障信息安全。2022-5-2CN-Chapter595.6.1 網(wǎng)橋的基本原理網(wǎng)橋的問題： 先存儲(chǔ)和查找站表，然后轉(zhuǎn)發(fā)，增加了時(shí)延； MAC協(xié)議轉(zhuǎn)換也帶來時(shí)延； 在MAC子層沒有流量控制，緩沖區(qū)可能溢出，幀可能丟失； 適合用戶數(shù)不太多，通信量不太大的局域網(wǎng)，否則有可能產(chǎn)生“廣播風(fēng)暴”。2022-5-2CN-Chapter5105.6.1 網(wǎng)橋的基本原理網(wǎng)橋之間的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路2022-5-2CN-Chapter5115.6.2 兩種常用的網(wǎng)橋一、透明

4、網(wǎng)橋或生成樹網(wǎng)橋。(transparent or spanning) 路由選擇由各網(wǎng)橋自己來決定。 所謂“透明”是指局域網(wǎng)上的每個(gè)站并不知道所發(fā)送的幀將經(jīng)過哪幾個(gè)網(wǎng)橋，而網(wǎng)橋?qū)Ω髡緛碚f是看不見的。 網(wǎng)橋接收到幀，根據(jù)站表決定是丟棄此幀還是轉(zhuǎn)發(fā)此幀。 問題：站表如何建立？2022-5-2CN-Chapter5125.6.2 兩種常用的網(wǎng)橋 在安裝網(wǎng)橋之初，所有的站表為空。網(wǎng)橋采用擴(kuò)散(flooding)算法。 擴(kuò)散算法：把每個(gè)到來的、目的不明的幀，輸出到連在此網(wǎng)橋的所有LAN中（除了發(fā)送該幀的LAN）。 逆向?qū)W習(xí)(backward learning)法：網(wǎng)橋可以看見所連接的任一LAN上傳送的幀，

5、查看源地址，就知道在哪個(gè)LAN上可以訪問哪些機(jī)器。2022-5-2CN-Chapter5135.6.2 兩種常用的網(wǎng)橋例：4個(gè)局域網(wǎng)和2個(gè)網(wǎng)橋。B1在LAN2看到來自C的幀，就知道經(jīng)過LAN2肯定能夠到達(dá)C。于是在站表中添上一項(xiàng)，注明發(fā)往C的幀，應(yīng)選用LAN2。2022-5-2CN-Chapter5145.6.2 兩種常用的網(wǎng)橋 問題：當(dāng)網(wǎng)橋加電、斷電或遷移，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)改變，這時(shí)怎么辦？ 時(shí)間更新：每當(dāng)增加站表項(xiàng)時(shí)，均在表中注明幀的到達(dá)時(shí)間。網(wǎng)橋中的一個(gè)進(jìn)程定期掃描站表，清除時(shí)間早于當(dāng)前時(shí)間若干分鐘的全部表項(xiàng)。 如果機(jī)器在幾分鐘內(nèi)無動(dòng)作，那么發(fā)給它的幀必須采用散發(fā)形式，一直到它自己發(fā)出一

6、幀為止。2022-5-2CN-Chapter5155.6.2 兩種常用的網(wǎng)橋 到達(dá)幀的路由選擇取決于：源LAN和目的LAN。 如果源LAN和目的LAN相同，則丟棄該幀。 如果源LAN和目的LAN不同，則轉(zhuǎn)發(fā)該幀。 如果目的LAN未知，則進(jìn)行散發(fā)。 為提高可靠性，設(shè)置并行網(wǎng)橋。但是帶來的問題是：兜圈子。2022-5-2CN-Chapter5165.6.2 兩種常用的網(wǎng)橋2022-5-2CN-Chapter5175.6.2 兩種常用的網(wǎng)橋 解決方法：用生成樹算法，保障局域網(wǎng)在邏輯上是一個(gè)生成樹。 以LAN為節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)橋用連線表示。生成樹保證任兩個(gè)LAN之間只有唯一一條路徑。 樹的生成：每個(gè)網(wǎng)橋廣播其

7、序列號(hào)（全球唯一），選擇序列號(hào)最小的網(wǎng)橋?yàn)楦?，然后按照根到每個(gè)網(wǎng)橋的最短路徑來構(gòu)造生成樹。2022-5-2CN-Chapter5185.6.2 兩種常用的網(wǎng)橋2022-5-2CN-Chapter5195.6.2 兩種常用的網(wǎng)橋二、源站選路網(wǎng)橋 透明網(wǎng)橋的缺點(diǎn)：沒有最佳地利用帶寬，因?yàn)樗鼉H僅利用了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的一個(gè)子集。 802委員會(huì)內(nèi)部的不同意見：支持CSMA/CD和令牌總線的選擇了透明網(wǎng)橋；而令牌環(huán)的支持者偏愛一種稱為源站選路網(wǎng)橋(source routing)。2022-5-2CN-Chapter5205.6.2 兩種常用的網(wǎng)橋 源站選路的核心思想：假定每個(gè)站在發(fā)送幀時(shí)，都已經(jīng)清楚地知道發(fā)往

8、各目的站的路由，因此在發(fā)送幀時(shí)將詳細(xì)的路由信息放在幀的首部中。 如何知道路徑？ 源站以廣播方式發(fā)送一個(gè)發(fā)現(xiàn)幀用于探測。該幀沿網(wǎng)絡(luò)中的所有可能路由傳送。在應(yīng)答返回時(shí)，途經(jīng)的網(wǎng)橋把它們的標(biāo)識(shí)紀(jì)錄在應(yīng)答幀中。源站從這些路由中選擇出一條最佳路由。2022-5-2CN-Chapter5215.6.2 兩種常用的網(wǎng)橋三、透明網(wǎng)橋與源站選路網(wǎng)橋的比較2022-5-2CN-Chapter5225.7 高速局域網(wǎng) FDDI 100BASE-T 100VG-AnyLAN Isochronous Ethernet HIPPI Fiber Channel 1000BASE-T2022-5-2CN-Chapter523

9、5.7.1 FDDI 光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI：光纖令牌環(huán)網(wǎng)。 基于802.5令牌環(huán)標(biāo)準(zhǔn)的令牌傳遞MAC協(xié)議； 使用802.2 LLC協(xié)議，與802局域網(wǎng)兼容； 多模光纖介質(zhì)，雙環(huán)拓?fù)涮峁┤蒎e(cuò)能力； 100Mbps； 1000個(gè)物理連接（雙連接站為500個(gè)） 最大站距2km，環(huán)路長度100km。2022-5-2CN-Chapter5245.7.1 FDDIFDDI常用在園區(qū)的主干網(wǎng)上。2022-5-2CN-Chapter5255.7.1 FDDI FDDI的構(gòu)成： 利用主環(huán)和次環(huán)提供故障下的自恢復(fù)； 雙連接站和單連接站； FDDI與802.5區(qū)別：因?yàn)镕DDI環(huán)路可能很長，因此允許在環(huán)上同時(shí)

10、有多個(gè)幀。 異步幀：常規(guī)的令牌方式； 同步幀：由主站每隔125s（8000次采樣）產(chǎn)生同步幀，傳送PCM或ISDN數(shù)據(jù)。2022-5-2CN-Chapter5265.7.1 FDDI2022-5-2CN-Chapter5275.7.2 快速以太網(wǎng)100BASE-T FDDI曾被認(rèn)為是下一代LAN，但是除了主干網(wǎng)市場外，它很少被使用。 原因：站點(diǎn)管理復(fù)雜，價(jià)格昂貴。 教訓(xùn)：KISS (Keep It Simple, Stupid). FDDI的失敗為LAN的發(fā)展留下了一個(gè)空當(dāng)。 由大量網(wǎng)橋、中繼器連接的LAN象是用泡泡糖和鐵絲網(wǎng)連接起來的。2022-5-2CN-Chapter5285.7.2 快

11、速以太網(wǎng)100BASE-T =100Base-T。 在雙絞線上傳送100Mbps基帶號(hào)的以太網(wǎng)。仍然實(shí)用CSMA/CD協(xié)議。 用戶只需新的網(wǎng)卡和Hub即可。 1995，IEEE 802.3u標(biāo)準(zhǔn)。保持最短幀不變，最大電纜長度為100m。2022-5-2CN-Chapter5295.7.2 快速以太網(wǎng)100BASE-T三種物理層標(biāo)準(zhǔn)：2022-5-2CN-Chapter5305.7.3 100VG-AnyLAN 也是一種實(shí)用集線器的100M高速局域網(wǎng)。 VG-Voice Grade; Any-可以使用多種介質(zhì)，支持802.3和802.5的數(shù)據(jù)幀。 但是在MAC層使用的是新的協(xié)議：需求優(yōu)先級(jí)協(xié)議：

12、一般的數(shù)據(jù)為低優(yōu)先級(jí)；時(shí)間敏感的多媒體數(shù)據(jù)為高優(yōu)先級(jí)。 無沖突局域網(wǎng)。 IEEE 802.12標(biāo)準(zhǔn)。2022-5-2CN-Chapter5315.7.4 Isochronous Ethernet 是一種提供常規(guī)的10Mbps信道和6Mbps等時(shí)信道的組合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 6Mbps主要用于傳送視頻圖像、語音等時(shí)信號(hào)。2022-5-2CN-Chapter5325.7.5 HIPPI 高性能并行接口HIPPI(High-Performance Parallel Interface)：一種特殊的高速局域網(wǎng)絡(luò)，主要用于超級(jí)計(jì)算機(jī)與外設(shè)的高速接口。 來自于Los Alamos國家實(shí)驗(yàn)室的研究成果。最初是用于數(shù)

13、據(jù)通道，而不是LAN。 HIPPI以交叉式交換機(jī)，提供800Mbps速率，傳輸距離25m。 2022-5-2CN-Chapter5335.7.5 HIPPI2022-5-2CN-Chapter5345.7.6 Fiber Channel 產(chǎn)生背景：HIPPI的后繼者。用光纖代替HIPPI中的雙絞線。 處理數(shù)據(jù)通道和網(wǎng)絡(luò)連接。 基本結(jié)構(gòu)：連接輸入和輸出的交叉式交換機(jī)。簡單情況下可以是點(diǎn)到點(diǎn)連接。2022-5-2CN-Chapter5355.7.7 千兆以太網(wǎng) 1998年的802.3z標(biāo)準(zhǔn)。主要用于主干網(wǎng)和高帶寬網(wǎng)絡(luò)。 其物理層可以用：現(xiàn)有的以太網(wǎng)；光纖通道。 1000BASE-X系列：光纖通道(

14、300-550m)；STP(25m)。 1000BASE-T：4對(duì)5類UTP（25-100m）。2022-5-2CN-Chapter5365.8 無線局域網(wǎng) 無線局域網(wǎng)的優(yōu)勢：容易建立；站點(diǎn)可以在一定范圍內(nèi)移動(dòng)。 結(jié)構(gòu)： CM控制模塊：到無線局域網(wǎng)的接口，具有網(wǎng)橋或路由功能。相當(dāng)于蜂窩移動(dòng)通信中的基站。 UM用戶模塊：普通局域網(wǎng)與無線網(wǎng)的接入。2022-5-2CN-Chapter5375.8 無線局域網(wǎng) 所有基站通過有線主干網(wǎng)連接。 單小區(qū)：系統(tǒng)只有一個(gè)CM。 多小區(qū)：系統(tǒng)有多個(gè)CM。例如一個(gè)辦公室就是一個(gè)小區(qū)。 可以提供二個(gè)大樓之間的點(diǎn)到點(diǎn)的無線連接。2022-5-2CN-Chapter5385.8 無線局域網(wǎng)CMUM單區(qū)2022-5-2CN-Chapter5395.8 無線局域網(wǎng)CMCMCMUMUMUMUMUMUMUMUMUMUM多區(qū)2022-5-2CN-Chapter5405.9 局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 局域網(wǎng)的系統(tǒng)軟件：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。 NOS：位于網(wǎng)絡(luò)用戶與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間。具有網(wǎng)絡(luò)管理功能。 NT系列：Windows 2000 Server/Professi