計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章

第3章局域網(wǎng)與城域網(wǎng)技術(shù)3.1局域網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)3.2局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3.3IEEE802參考模型與協(xié)議3.4共享介質(zhì)局域網(wǎng)的工作原理3.5高速局域網(wǎng)技術(shù)3.6交換式局域網(wǎng)技術(shù)3.7虛擬局域網(wǎng)技術(shù)1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!3.8主要的城域網(wǎng)技術(shù)3.9本章總結(jié)2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!

本章簡介目前，局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展極為迅速。它已在信息管理與信息服務(wù)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，因此是讀者應(yīng)該重點(diǎn)學(xué)習(xí)與掌握的內(nèi)容。本章介紹局域網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)、局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、共享介質(zhì)局域網(wǎng)的工作原理、交換局域網(wǎng)的工作原理、高速局域網(wǎng)的工作原理、虛擬局域網(wǎng)的工作原理，以及主要的城域網(wǎng)技術(shù)。3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!

3.1局域網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)歸納為以下幾點(diǎn)：◆局域網(wǎng)是一種數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)?！暨B入局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信設(shè)備是廣義的，包括計(jì)算機(jī)、終端與各種外部設(shè)備?！艟钟蚓W(wǎng)覆蓋一個(gè)較小的地理范圍，從一個(gè)辦公室、一幢大樓到幾平方公里的區(qū)域。4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!3.2局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

局域網(wǎng)在傳輸介質(zhì)、介質(zhì)存取控制方法上形成了自己的特點(diǎn)。局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上主要分為總線型、環(huán)型與星型結(jié)構(gòu)三種，在網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)上主要采用雙絞線、同軸電纜與光纖等。需要指出的是：任何實(shí)際應(yīng)用的局域網(wǎng)可能是一種或幾種基本拓?fù)涞臄U(kuò)展與組合。5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!圖3.16計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!由于總線作為公共傳輸介質(zhì)為多個(gè)結(jié)點(diǎn)共享，就有可能出現(xiàn)同一時(shí)刻有兩個(gè)或兩個(gè)以上結(jié)點(diǎn)通過總線發(fā)送數(shù)據(jù)的情況，因此會(huì)出現(xiàn)"沖突"（collision）導(dǎo)致傳輸失敗。沖突現(xiàn)象如圖3.2所示。圖3.27計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)卡

和局域網(wǎng)進(jìn)行通信CPU高速緩存存儲(chǔ)器I/O總線計(jì)算機(jī)至局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口卡（網(wǎng)卡）串行通信并行通信8計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!圖3.3環(huán)形拓?fù)涞膶?shí)現(xiàn)技術(shù)中也要解決介質(zhì)訪問控制方法問題，一般采用某種分布式控制方法，環(huán)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)都要執(zhí)行發(fā)送與接收控制邏輯。9計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!圖3.4局域網(wǎng)交換機(jī)可以在多對(duì)通信結(jié)點(diǎn)之間建立并發(fā)的邏輯連接。典型的星型局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3.4所示。10計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!1.IEEE802參考模型在1980年2月，IEEE成立了局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（簡稱IEEE802委員會(huì)），專門從事局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作，并制定了IEEE802標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802標(biāo)準(zhǔn)所描述的局域網(wǎng)參考模型與OSI參考模型的關(guān)系如圖3.5所示。IEEE802參考模型只對(duì)應(yīng)于OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層。11計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層

為了使數(shù)據(jù)鏈路層能更好地適應(yīng)多種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，802委員會(huì)就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)子層：邏輯鏈路控制LLC(LogicalLinkControl)子層介質(zhì)接入控制MAC(MediumAccessControl)子層。與接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在MAC子層，而LLC子層則與傳輸媒體無關(guān)，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對(duì)LLC子層來說都是透明的12計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!2.IEEE802標(biāo)準(zhǔn)IEEE802委員會(huì)為局域網(wǎng)制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，它們統(tǒng)稱為IEEE802標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系如圖3.6所示。圖3.6定義了局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連以及網(wǎng)絡(luò)管理與性能測(cè)試定義了邏輯鏈路控制子層功能與服務(wù)定義了CSMA/CD總線介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范定義了令牌總線介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范定義了令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范定義了城域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范定義了綜合語音與數(shù)據(jù)局域網(wǎng)（IVD-LAN）技術(shù)定義了無線局域網(wǎng)技術(shù)IEEE802.7標(biāo)準(zhǔn)定義了寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。IEEE802.8標(biāo)準(zhǔn)定義了光纖傳輸技術(shù)。IEEE802.10標(biāo)準(zhǔn)定義了可互操作的局域網(wǎng)安全性規(guī)范（SILS）。13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!14計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!為了通信的簡便

以太網(wǎng)采取了兩種重要的措施

采用較為靈活的無連接的工作方式，即不必先建立連接就可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進(jìn)行編號(hào)，也不要求對(duì)方發(fā)回確認(rèn)。這樣做的理由是局域網(wǎng)信道的質(zhì)量很好，因信道質(zhì)量產(chǎn)生差錯(cuò)的概率是很小的。

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1.CSMA/CD的定義CSMA/CD方法用來解決多結(jié)點(diǎn)如何共享公用總線的問題。在以太網(wǎng)中，任何結(jié)點(diǎn)都沒有可預(yù)約的發(fā)送時(shí)間，它們的發(fā)送都是隨機(jī)的，并且網(wǎng)中不存在集中控制的結(jié)點(diǎn)，網(wǎng)中結(jié)點(diǎn)都必須平等地爭用發(fā)送時(shí)間，這種介質(zhì)訪問控制屬于隨機(jī)爭用型方法，后又增加了載波偵聽功能。16計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!碰撞檢測(cè)“碰撞檢測(cè)”就是計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓大小。當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，總線上的信號(hào)電壓擺動(dòng)值將會(huì)增大（互相疊加）。當(dāng)一個(gè)站檢測(cè)到的信號(hào)電壓擺動(dòng)值超過一定的門限值時(shí)，就認(rèn)為總線上至少有兩個(gè)站同時(shí)在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了碰撞。所謂“碰撞”就是發(fā)生了沖突。因此“碰撞檢測(cè)”也稱為“沖突檢測(cè)”。17計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!1kmABt碰撞t=

B檢測(cè)到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)t=

/2發(fā)生碰撞t=2

A檢測(cè)到發(fā)生碰撞t=

B發(fā)送數(shù)據(jù)B檢測(cè)到發(fā)生碰撞t=ABABABt=0A檢測(cè)到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)ABt=0t=B檢測(cè)到發(fā)生碰撞停止發(fā)送STOPt=2

A檢測(cè)到發(fā)生碰撞STOPAB單程端到端傳播時(shí)延記為

18計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!

圖3.7圖3.7顯示了采用CSMA/CD方法的總線型局域網(wǎng)的工作過程。19計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!圖3.820計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!2.令牌環(huán)的工作原理令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制技術(shù)最早開始于1969年貝爾研究室的Newhall環(huán)網(wǎng)，最有影響的令牌環(huán)網(wǎng)是IBM公司的令牌環(huán)。在令牌環(huán)中，結(jié)點(diǎn)通過環(huán)接口連接成物理環(huán)形。令牌是一種特殊的MAC控制幀。令牌幀中有一位標(biāo)志令牌的忙/閑。當(dāng)環(huán)正常工作時(shí)，令牌總是沿著物理環(huán)單向逐站傳送，傳送順序與結(jié)點(diǎn)在環(huán)中排列的順序相同。圖3.9給出了令牌環(huán)的基本工作過程。21計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!令牌環(huán)的工作原理結(jié)點(diǎn)A有數(shù)據(jù)幀要發(fā)送等待空閑令牌的到來將令牌標(biāo)志位由“閑”變?yōu)椤懊Α眰魉蛿?shù)據(jù)幀結(jié)點(diǎn)B、C、D將依次接收到數(shù)據(jù)幀結(jié)點(diǎn)C在正確接收該數(shù)據(jù)幀在幀中標(biāo)志出幀已被正確接收和復(fù)制結(jié)點(diǎn)A重新接收到自己發(fā)出的、已被目的結(jié)點(diǎn)正確接收的數(shù)據(jù)幀回收已發(fā)送的數(shù)據(jù)幀將忙令牌改成空閑令牌將空閑令牌向它的下一結(jié)點(diǎn)傳送22計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!傳統(tǒng)的局域網(wǎng)技術(shù)是建立在“共享介質(zhì)”的基礎(chǔ)上，網(wǎng)中所有結(jié)點(diǎn)共享一條公共通信傳輸介質(zhì)，需要使用介質(zhì)訪問控制方法來控制結(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。例如對(duì)于帶寬為10Mbps的局域網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)中有n個(gè)結(jié)點(diǎn)，那么每個(gè)結(jié)點(diǎn)平均能分配到的帶寬為10Mbps/n。隨著局域網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，結(jié)點(diǎn)數(shù)的不斷增加，每個(gè)結(jié)點(diǎn)平均能分配到的帶寬將越來越少。因此，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)數(shù)增大，網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷加重時(shí)，沖突和重發(fā)現(xiàn)象將大量發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)效率與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量將會(huì)急劇下降。高速局域網(wǎng)的發(fā)展23計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!

2.局域網(wǎng)的分類方法從目前的發(fā)展情況來看，局域網(wǎng)可以分為以下兩類：

共享介質(zhì)局域網(wǎng)（sharedLAN）交換式局域網(wǎng)（switchedLAN）。局域網(wǎng)產(chǎn)品之間的關(guān)系如圖3.10所示。24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!3.5.2快速以太網(wǎng)傳統(tǒng)的共享介質(zhì)局域網(wǎng)主要有以太網(wǎng)、令牌總線與令牌環(huán)，而目前應(yīng)用最廣泛的是以太網(wǎng)。25計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!快速以太網(wǎng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)快速以太網(wǎng)保留著傳統(tǒng)以太網(wǎng)的所有特征，包括相同的數(shù)據(jù)幀格式、介質(zhì)訪問控制方法與組網(wǎng)方法，1995年9月，IEEE802委員會(huì)正式批準(zhǔn)了快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（IEEE802.3u）。IEEE802.3u標(biāo)準(zhǔn)在LLC子層使用IEEE802.2標(biāo)準(zhǔn)，在MAC子層使用CSMA/CD方法，只是在物理層作了一些必要的調(diào)整，定義了新的物理層標(biāo)準(zhǔn)（100BASE-T）。快速以太網(wǎng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖3.11所示。26計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!3.5.3千兆以太網(wǎng)1.千兆以太網(wǎng)的發(fā)展在數(shù)據(jù)倉庫、桌面電視會(huì)議、三維圖形與高清晰度圖像這類應(yīng)用中，人們不得不尋求擁有更高帶寬的局域網(wǎng)。普通以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)與千兆以太網(wǎng)有很多相似之處，局域網(wǎng)系統(tǒng)升級(jí)到快速以太網(wǎng)或千兆以太網(wǎng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員不需要重新進(jìn)行培訓(xùn)。設(shè)想一種用以太網(wǎng)組建企業(yè)網(wǎng)的全面解決方案：桌面系統(tǒng)采用傳輸速率為10Mbps的以太網(wǎng)，部門級(jí)系統(tǒng)采用傳輸速率為100Mbps的快速以太網(wǎng)，企業(yè)級(jí)系統(tǒng)采用傳輸速率為1000Mbps的千兆以太網(wǎng)。從以上分析中可以看出，千兆以太網(wǎng)有著很好的應(yīng)用前景，它能否應(yīng)用的關(guān)鍵在于協(xié)議是否標(biāo)準(zhǔn)化。27計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!千兆以太網(wǎng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖3.12所示。圖3.12IEEE802.3z標(biāo)準(zhǔn)在LLC子層使用IEEE802.2標(biāo)準(zhǔn)，在MAC子層使用CSMA/CD方法，只是在物理層作了一些必要的調(diào)整，它定義了新的物理層標(biāo)準(zhǔn)（1000BASET）。1000BASET標(biāo)準(zhǔn)定義了千兆介質(zhì)專用接口（GMII，gigabitmediaindependentinterface），它將MAC子層與物理層分隔開來。這樣，物理層在實(shí)現(xiàn)1000Mbps速率時(shí)所使用的傳輸介質(zhì)和信號(hào)編碼方式的變化不會(huì)影響MAC子層。28計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!3.6.1交換式局域網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)備是局域網(wǎng)交換機(jī)，局域網(wǎng)交換機(jī)可以在它的多個(gè)端口之間建立多個(gè)并發(fā)連接。圖3.13顯示了共享介質(zhì)局域網(wǎng)與交換局域網(wǎng)工作原理的區(qū)別。為了保護(hù)用戶已有的投資，局域網(wǎng)交換機(jī)一般是針對(duì)某種局域網(wǎng)設(shè)計(jì)的。29計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!一系二系三系集線器集線器集線器集線器主干集線器以太網(wǎng)交換機(jī)集線器典型的交換式局域網(wǎng)是交換式以太網(wǎng)（switchedEthernet），它的核心部件是以太網(wǎng)交換機(jī)（Ethernetswitch）。以太網(wǎng)交換機(jī)可以有多個(gè)端口，每個(gè)端口可以單獨(dú)與一個(gè)結(jié)點(diǎn)連接，也可以與一個(gè)以太網(wǎng)集線器（hub）連接。如下圖：30計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!圖3.14端口1、4、5、6分別連接了結(jié)點(diǎn)A、B、C、D。那么交換機(jī)的"端口號(hào)/MAC地址映射表"就可以根據(jù)以上端口號(hào)與結(jié)點(diǎn)MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系建立起來結(jié)點(diǎn)A與結(jié)點(diǎn)D同時(shí)要發(fā)送數(shù)據(jù)，那么它們可以分別在以太網(wǎng)幀的目的地址字段（DA，destinationaddress）中填上該幀的目的地址結(jié)點(diǎn)A要向結(jié)點(diǎn)C發(fā)送幀，該幀的目的地址DA=結(jié)點(diǎn)C；結(jié)點(diǎn)D要向結(jié)點(diǎn)B發(fā)送，那么該幀的目的地址DA=結(jié)點(diǎn)B。當(dāng)結(jié)點(diǎn)A、結(jié)點(diǎn)D同時(shí)通過交換機(jī)傳送以太網(wǎng)幀時(shí)，交換機(jī)的交換控制中心根據(jù)“端口號(hào)/MAC地址映射表”的對(duì)應(yīng)關(guān)系找出對(duì)應(yīng)幀目的地址的輸出端口號(hào)，那么它就可以為結(jié)點(diǎn)A到結(jié)點(diǎn)C建立端口1到端口5的連接，同時(shí)為結(jié)點(diǎn)D到結(jié)點(diǎn)B建立端口6到端口4的連接。端口之間的連接可以根據(jù)需要同時(shí)建立多條，也就是說可以在多個(gè)端口之間建立多個(gè)并發(fā)連接。31計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!3.7虛擬局域網(wǎng)技術(shù)3.7.1虛擬網(wǎng)絡(luò)的概念虛擬網(wǎng)絡(luò)（virtualnetwork）是建立在交換技術(shù)基礎(chǔ)上的。交換式局域網(wǎng)是虛擬局域網(wǎng)的基礎(chǔ)。將網(wǎng)絡(luò)上的結(jié)點(diǎn)按工作性質(zhì)與需要，劃分成若干個(gè)"邏輯工作組"，那么一個(gè)邏輯工作組就是一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)。32計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!虛擬網(wǎng)絡(luò)建立在局域網(wǎng)交換機(jī)（或ATM交換機(jī)）之上，它以軟件方式來實(shí)現(xiàn)邏輯工作組的劃分與管理，邏輯工作組的結(jié)點(diǎn)組成不受物理位置的限制。同一邏輯工作組的成員不一定要連接在同一個(gè)物理網(wǎng)段上，它們可以連接在同一個(gè)局域網(wǎng)交換機(jī)上，也可以連接在不同的局域網(wǎng)交換機(jī)上，只要這些交換機(jī)是互連的就可以。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)從一個(gè)邏輯工作組轉(zhuǎn)移到另一個(gè)邏輯工作組時(shí)，只需要簡單地通過軟件設(shè)定，而不需要改變它在網(wǎng)絡(luò)中的物理位置它們之間的通信就像在同一個(gè)物理網(wǎng)段上一樣。虛擬局域網(wǎng)的概念33計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!以太網(wǎng)交換機(jī)A4B1以太網(wǎng)交換機(jī)VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī)三個(gè)虛擬局域網(wǎng)VLAN1,VLAN2和VLAN3的構(gòu)成34計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!以太網(wǎng)交換機(jī)A4B1以太網(wǎng)交換機(jī)VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī)三個(gè)虛擬局域網(wǎng)VLAN1,VLAN2和VLAN3的構(gòu)成B1發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，工作站A1,A2和C1都不會(huì)收到B1發(fā)出的廣播信息。35計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!虛擬局域網(wǎng)協(xié)議允許在以太網(wǎng)的幀格式中插入一個(gè)4字節(jié)的標(biāo)識(shí)符，稱為VLAN標(biāo)記(tag)，用來指明發(fā)送該幀的工作站屬于哪一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。

虛擬局域網(wǎng)使用的以太網(wǎng)幀格式802.3MAC幀字節(jié)66246~15004MAC幀目地地址源地址長度/類型數(shù)據(jù)FCS長度/類型=802.1Q標(biāo)記類型標(biāo)記控制信息1000000100000000VID2字節(jié)2字節(jié)插入4字節(jié)的VLAN標(biāo)記4用戶優(yōu)先級(jí)CFI36計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!

(1)用交換機(jī)端口號(hào)定義虛擬局域網(wǎng)用局域網(wǎng)交換機(jī)端口劃分虛擬局域網(wǎng)成員是最通用的方法。如圖3.16所示，其組網(wǎng)方式一般有兩種：一個(gè)交換機(jī)內(nèi)部、跨越不同的交換機(jī)。

37計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!(2)用MAC地址定義虛擬局域網(wǎng)這種方法具有自己的優(yōu)點(diǎn)：由于結(jié)點(diǎn)的MAC地址是與硬件相關(guān)的地址，所以用結(jié)點(diǎn)的MAC地址定義的虛擬局域網(wǎng)，允許結(jié)點(diǎn)移動(dòng)到網(wǎng)絡(luò)其他物理網(wǎng)段。由于結(jié)點(diǎn)的MAC地址不變，所以該結(jié)點(diǎn)將自動(dòng)保持原來的虛擬局域網(wǎng)成員地位。用MAC地址定義虛擬局域網(wǎng)的缺點(diǎn)是：要求所有用戶在初始階段必須配置到至少一個(gè)虛擬局域網(wǎng)中，初始配置通過人工完成，隨后就可以自動(dòng)跟蹤用戶。但在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中，初始化時(shí)把上千個(gè)用戶配置到某個(gè)虛擬局域網(wǎng)中顯然是很麻煩的。38計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!(4)IP廣播組虛擬局域網(wǎng)這種虛擬局域網(wǎng)的建立是動(dòng)態(tài)的。虛擬局域網(wǎng)中由叫做代理的設(shè)備對(duì)虛擬局域網(wǎng)中的成員進(jìn)行管理。當(dāng)IP廣播包要送達(dá)多個(gè)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)，就動(dòng)態(tài)建立虛擬局域網(wǎng)代理，這個(gè)代理和多個(gè)IP結(jié)點(diǎn)組成IP廣播組虛擬局域網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)用廣播信息通知各IP站，表明網(wǎng)絡(luò)中存在IP廣播組，結(jié)點(diǎn)如果響應(yīng)信息，就可以加入IP廣播組，成為虛擬局域網(wǎng)中的一員，與虛擬局域網(wǎng)中的其他成員通信。IP廣播組中的所有結(jié)點(diǎn)屬于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)，但它們只是特定時(shí)間段內(nèi)特定IP廣播組的成員。IP廣播組虛擬局域網(wǎng)的動(dòng)態(tài)特性提供了很高的靈活性，而且它可以跨越路由器形成與廣域網(wǎng)的互連。39計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無線局域網(wǎng)基本服務(wù)集BSS擴(kuò)展的服務(wù)集ESS基本服務(wù)集BSSAB接入點(diǎn)AP接入點(diǎn)AP分配系統(tǒng)DS門橋門橋802.x局域網(wǎng)因特網(wǎng)一個(gè)基本服務(wù)集BSS包括一個(gè)基站和若干個(gè)移動(dòng)站，所有的站在本BSS以內(nèi)都可以直接通信，但在和本BSS以外的站通信時(shí)都要通過本BSS的基站。40計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!擴(kuò)展的服務(wù)集ESS基本服務(wù)集BSS基本服務(wù)集BSSAB接入點(diǎn)AP接入點(diǎn)AP分配系統(tǒng)DS門橋門橋802.x局域網(wǎng)因特網(wǎng)一個(gè)基本服務(wù)集可以是孤立的，也可通過接入點(diǎn)AP連接到一個(gè)主干分配系統(tǒng)DS(DistributionSystem)，然后再接入到另一個(gè)基本服務(wù)集，構(gòu)成擴(kuò)展的服務(wù)集ESS(ExtendedServiceSet)。41計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!無固定基礎(chǔ)設(shè)施的無線局域網(wǎng)

自組網(wǎng)絡(luò)(adhocnetwork)

自組網(wǎng)絡(luò)AEDCBF源結(jié)點(diǎn)目的結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)自組網(wǎng)絡(luò)沒有上述基本服務(wù)集中的接入點(diǎn)AP而是由一些處于平等狀態(tài)的移動(dòng)站之間相互通信組成的臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)。42計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!3.8.2802.11標(biāo)準(zhǔn)中的物理層1997年IEEE制訂出無線局域網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的部分，802.11。在1999年又制訂了剩下的兩部分，802.11a和802.11b。802.11的物理層有以下三種實(shí)現(xiàn)方法：跳頻擴(kuò)頻FHSS直接序列擴(kuò)頻DSSS紅外線

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43計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!3.9主要的城域網(wǎng)技術(shù)3.9.1城域網(wǎng)的基本概念1.城域網(wǎng)的定義城域網(wǎng)是介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種高速網(wǎng)絡(luò)。城域網(wǎng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是要滿足幾十公里范圍內(nèi)的大量企業(yè)、機(jī)關(guān)、公司的多個(gè)局域網(wǎng)互連的需求，以實(shí)現(xiàn)大量用戶之間的數(shù)據(jù)、語音、圖形與視頻等多種信息的傳輸功能。在城域網(wǎng)設(shè)計(jì)中需要解決以下問題：城域網(wǎng)的覆蓋范圍與服務(wù)質(zhì)量，城域網(wǎng)的服務(wù)類型與用戶類型的多樣性，城域網(wǎng)的可管理性與可計(jì)費(fèi)性，城域網(wǎng)的可靠性與用戶數(shù)的可擴(kuò)展性。44計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!3.9.2光纖分布式數(shù)據(jù)接口1.FDDI的工作原理FDDI是一種以光纖作為傳輸介質(zhì)的高速主干網(wǎng)，它可以用來互連局域網(wǎng)與計(jì)算機(jī)。典型的FDDI作為主干網(wǎng)互連多個(gè)局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)如圖3.17所示。圖3.1745計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!FDDI的應(yīng)用環(huán)境FDDI主要用于以下幾種應(yīng)用環(huán)境中：

計(jì)算機(jī)機(jī)房網(wǎng)稱為后端網(wǎng)絡(luò)，用于計(jì)算機(jī)機(jī)房中大型計(jì)算機(jī)與高速外設(shè)之間的連接，以及對(duì)可靠性、傳輸速度與系統(tǒng)容錯(cuò)要求較高的環(huán)境。辦公室或建筑物群的主干網(wǎng)稱為前端網(wǎng)絡(luò)，用于連接大量的小型機(jī)、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)與各種外設(shè)。校園網(wǎng)的主干網(wǎng)，用于連接分布在校園中各個(gè)建筑物中的小型機(jī)、服務(wù)器、工作站和個(gè)人計(jì)算機(jī)，以及多個(gè)局域網(wǎng)。多校園的主干網(wǎng)，用于連接地理位置相距幾千米的多個(gè)校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)，成為一個(gè)區(qū)域性的互連多個(gè)校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)的主干網(wǎng)。46計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!2.接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展目前，可以作為用戶接入網(wǎng)的主要有三類：郵電通信網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)廣播電視網(wǎng)接入網(wǎng)的分類由郵電部門經(jīng)營的通信網(wǎng)最初主要是電話交換網(wǎng)，它用于模擬的語音信息的傳輸由廣播電視部經(jīng)營的廣播電視網(wǎng)用于模擬的圖像、語音信息的傳輸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)得比較晚，不同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由不同部門各自建設(shè)與管理，它們主要是用來傳輸計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)47計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!

3.主要的接入方式從技術(shù)角度看，接入網(wǎng)的接入方式主要分為5類：形象地將它們稱為用戶連入信息高速公路的5條車道。地面有線通信系統(tǒng)（銅纜用戶網(wǎng)、光纜用網(wǎng)），無線通信、移動(dòng)通信網(wǎng)，衛(wèi)星通信網(wǎng)（同步衛(wèi)星與低軌道衛(wèi)星），有線電視網(wǎng)，地面廣播電視網(wǎng)。48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!DDN網(wǎng)絡(luò)專線

光纖

無線

電力上網(wǎng)

以上任何一項(xiàng)都可以擴(kuò)展為局域網(wǎng)接入主要的接入方式價(jià)格比較貴，線路獨(dú)享（適合企業(yè)部門，小型群體速度快，價(jià)格高。一般專用機(jī)房或者大型企業(yè)需要，低速光纖中型企業(yè)也能支付的起（大型群體；光模轉(zhuǎn)換器）移動(dòng)性比較強(qiáng)的地方，例如機(jī)場(chǎng)。家庭用戶為了防止布線破壞家裝，同樣可以考慮使用無線上網(wǎng)方式（無線路由器（或者無線Modem），無線網(wǎng)卡，移動(dòng)性強(qiáng)，省去布線的麻煩）情況和CableModem差不多

49計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!3.9本章總結(jié)本章主要講述了以下內(nèi)容：(1)局域網(wǎng)技術(shù)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)研究與應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)問題，也是目前技術(shù)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。(2)局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的一個(gè)重要區(qū)別是它們覆蓋的地理范圍。由于局域網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是覆蓋一個(gè)公司、一所大學(xué)、一幢辦公大樓的"有限的地理范圍"，因此它在基本通信機(jī)制上選擇了與廣域網(wǎng)完全不同的方式，從"存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)"方式改變?yōu)?共享介質(zhì)"方式與"交換方式"。(3)局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上主要分為總線型、環(huán)型與星型結(jié)構(gòu)三種。在網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)上，局域網(wǎng)主要采用雙絞線、同軸電纜與光纖，但是目前無線局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。(4)從介質(zhì)訪問控制方法的角度，局域網(wǎng)可以分為共享介質(zhì)局域網(wǎng)與交換局域網(wǎng)兩類。(5)目前應(yīng)用最廣泛的一類局域網(wǎng)是以太網(wǎng)，它的核心技術(shù)是隨機(jī)爭用共享介質(zhì)的訪問控制方法，即帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD）方法。50計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!隨著局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)研究的進(jìn)展，操作系統(tǒng)的發(fā)展，光纖技術(shù)的引入，以及高速局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，局域網(wǎng)技術(shù)特征與性能參數(shù)發(fā)生了很大的變化，早期對(duì)局域網(wǎng)的定義與分類已發(fā)生了很大的變化。從局域網(wǎng)應(yīng)用的角度看，局域網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：◆局域網(wǎng)覆蓋有限的地理范圍◆局域網(wǎng)提供高數(shù)據(jù)傳輸速率（10M～1000Mbps）、低誤碼率的高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境?！艟钟蚓W(wǎng)一般屬于一個(gè)單位所有，易于建立、維護(hù)與擴(kuò)展?！艟钟蚓W(wǎng)的主要技術(shù)要素為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、傳輸介質(zhì)與介質(zhì)訪問控制方法?！魪慕橘|(zhì)訪問控制方法的角度，局域網(wǎng)可分為共享介質(zhì)局域網(wǎng)與交換局域網(wǎng)兩類。51計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!3.2.1總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

總線型局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3-1所示?？偩€型局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方法采用的是“共享介質(zhì)”方式?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)容易，易于擴(kuò)展，可靠性較好。52計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)總線型局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)是：所有結(jié)點(diǎn)都通過網(wǎng)卡直接連接到一條作為公共傳輸介質(zhì)的總線上?？偩€通常采用雙絞線或同軸電纜作為傳輸介質(zhì)。所有結(jié)點(diǎn)都可以通過總線發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，但一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)結(jié)點(diǎn)通過總線發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)通過總線傳輸介質(zhì)以"廣播"方式發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，其他的結(jié)點(diǎn)只能以"收聽"方式接收數(shù)據(jù)。53計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!

網(wǎng)卡的作用

網(wǎng)絡(luò)接口板又稱為通信適配器(adapter)或網(wǎng)絡(luò)接口卡NIC(NetworkInterfaceCard)，或“網(wǎng)卡”。網(wǎng)卡的重要功能：進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。在計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。

54計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁!3.2.2環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3.3所示。在環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，結(jié)點(diǎn)通過相應(yīng)的網(wǎng)卡，使用點(diǎn)-點(diǎn)線路連接，構(gòu)成閉合的環(huán)型。環(huán)中數(shù)據(jù)沿著一個(gè)方向繞環(huán)逐站傳輸。55計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁!3.2.3星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在出現(xiàn)交換局域網(wǎng)（switchedLAN）后，才真正出現(xiàn)了物理結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。交換局域網(wǎng)的中心結(jié)點(diǎn)是一種局域網(wǎng)交換機(jī)。在典型的交換局域網(wǎng)中，結(jié)點(diǎn)可以通過點(diǎn)-點(diǎn)線路與局域網(wǎng)交換機(jī)連接。56計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁!3.3IEEE802參考模型與協(xié)議局域網(wǎng)常用的傳輸介質(zhì)有：同軸電纜、雙絞線、光纖與無線通信信道。早期應(yīng)用最多的是同軸電纜。隨著技術(shù)發(fā)展，雙絞線與光纖的應(yīng)用發(fā)展十分迅速。尤其是雙絞線的發(fā)展，目前已能用于數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps、1Gbps的高速局域網(wǎng)中，因此引起了人們普遍的關(guān)注。傳統(tǒng)的局域網(wǎng)采用了共享介質(zhì)的工作方式。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)多結(jié)點(diǎn)使用共享介質(zhì)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的控制，經(jīng)過多年的研究，人們提出了很多種介質(zhì)訪問控制方法。目前被普遍采用并形成國際標(biāo)準(zhǔn)的介質(zhì)訪問控制方法主要有以下三種：帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問令牌總線（tokenbus）方法令牌環(huán)（tokenring）方法。57計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第57頁!圖3.558計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第58頁!以后一般不考慮LLC子層

由于TCP/IP體系經(jīng)常使用的局域網(wǎng)是DIXEthernetV2而不是802.3標(biāo)準(zhǔn)中的幾種局域網(wǎng)，因此現(xiàn)在802委員會(huì)制定的邏輯鏈路控制子層LLC（即802.2標(biāo)準(zhǔn)）的作用已經(jīng)不大了。很多廠商生產(chǎn)的網(wǎng)卡上就僅裝有MAC協(xié)議而沒有LLC協(xié)議。59計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第59頁!3.4共享介質(zhì)局域網(wǎng)的工作原理3.4.1以太網(wǎng)的工作原理目前應(yīng)用最廣的一類局域網(wǎng)是總線型局域網(wǎng)，即以太網(wǎng)（Ethernet）。它的核心技術(shù)是隨機(jī)爭用型介質(zhì)訪問控制方法，即帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD，carriersensemultipleaccesswithcollisiondetection）方法。60計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第60頁!以太網(wǎng)的廣播方式發(fā)送

總線上的每一個(gè)工作的計(jì)算機(jī)都能檢測(cè)到B發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)。由于只有計(jì)算機(jī)D的地址與數(shù)據(jù)幀首部寫入的地址一致，因此只有D才接收這個(gè)數(shù)據(jù)幀。其他所有的計(jì)算機(jī)（A,C和E）都檢測(cè)到不是發(fā)送給它們的數(shù)據(jù)幀，因此就丟棄這個(gè)數(shù)據(jù)幀而不能夠收下來。具有廣播特性的總線上實(shí)現(xiàn)了一對(duì)一的通信。61計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第61頁!以太網(wǎng)提供的服務(wù)

以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的交付，即盡最大努力的交付。當(dāng)目的站收到有差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀時(shí)就丟棄此幀，其他什么也不做。差錯(cuò)的糾正由高層來決定。如果高層發(fā)現(xiàn)丟失了一些數(shù)據(jù)而進(jìn)行重傳，但以太網(wǎng)并不知道這是一個(gè)重傳的幀，而是當(dāng)作一個(gè)新的數(shù)據(jù)幀來發(fā)送。62計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第62頁!載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè)CSMA/CDCSMA/CD表示CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection。“多點(diǎn)接入”表示許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在一根總線上?！拜d波監(jiān)聽”是指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測(cè)一下總線上是否有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時(shí)不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞?？偩€上并沒有什么“載波”。因此，“載波監(jiān)聽”就是用電子技術(shù)檢測(cè)總線上有沒有其他計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)。63計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第63頁!檢測(cè)到碰撞后在發(fā)生碰撞時(shí)，總線上傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生了嚴(yán)重的失真，無法從中恢復(fù)出有用的信息來。每一個(gè)正在發(fā)送數(shù)據(jù)的站，一旦發(fā)現(xiàn)總線上出現(xiàn)了碰撞，就要立即停止發(fā)送，免得繼續(xù)浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，然后等待一段隨機(jī)時(shí)間后再次發(fā)送。64計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第64頁!2.CSMA/CD的工作原理為了有效地實(shí)現(xiàn)分布式多結(jié)點(diǎn)訪問公共傳輸介質(zhì)的控制策略，CSMA/CD的發(fā)送流程可以簡單地概括為四點(diǎn)：先聽后發(fā)邊聽邊發(fā)沖突停止隨機(jī)延遲后重發(fā)65計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第65頁!3.4.2令牌環(huán)與令牌總線的工作原理1.令牌總線的工作原理在采用令牌總線方法的局域網(wǎng)中，任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)只有在取得令牌后才能使用共享總線去發(fā)送數(shù)據(jù)。令牌是一種特殊結(jié)構(gòu)的控制幀，用來控制結(jié)點(diǎn)對(duì)總線的訪問權(quán)。圖3.8給出了正常的穩(wěn)態(tài)操作時(shí)令牌總線的工作過程。66計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第66頁!正常的穩(wěn)態(tài)操作，是指在網(wǎng)絡(luò)已完成初始化之后，各結(jié)點(diǎn)進(jìn)入正常傳遞令牌與數(shù)據(jù)，并且沒有結(jié)點(diǎn)要加入或撤出，沒有發(fā)生令牌丟失或網(wǎng)絡(luò)故障的正常工作狀態(tài)。此時(shí)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)有本站地址（TS），并知道上一結(jié)點(diǎn)地址（PS）與下一結(jié)點(diǎn)地址（NS）。令牌傳遞規(guī)定由高地址向低地址，最后由最低地址向最高地址依次循環(huán)傳遞，從而在一個(gè)物理總線上形成一個(gè)邏輯環(huán)。環(huán)中令牌傳遞順序與結(jié)點(diǎn)在總線上的物理位置無關(guān)。因此，令牌總線網(wǎng)在物理上是總線網(wǎng)，而在邏輯上是環(huán)網(wǎng)。令牌幀含有一個(gè)目的地址，接收到令牌幀的結(jié)點(diǎn)可以在令牌持有最大時(shí)間內(nèi)發(fā)送一個(gè)或多個(gè)幀。1.令牌總線的工作原理67計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第67頁!圖3.9缺點(diǎn)主要是：環(huán)維護(hù)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)較困難。優(yōu)點(diǎn)：環(huán)中結(jié)點(diǎn)訪問延遲確定，適用于重負(fù)載環(huán)境，支持優(yōu)先級(jí)服務(wù)68計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第68頁!3.5高速局域網(wǎng)技術(shù)3.5.1高速局域網(wǎng)的研究方法1.高速局域網(wǎng)的發(fā)展推動(dòng)局域網(wǎng)發(fā)展的直接因素是個(gè)人計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用。在過去的20年中，計(jì)算機(jī)的處理速度提高了百萬倍，而網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率只提高了上千倍。大量用于辦公自動(dòng)化與信息處理的計(jì)算機(jī)必然要連網(wǎng)，這就使局域網(wǎng)的規(guī)模不斷增大，網(wǎng)絡(luò)通信量的進(jìn)一步增加，用戶對(duì)局域網(wǎng)的帶寬與性能提出了更高的要求。69計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第69頁!

提高Ethernet的數(shù)據(jù)傳輸速率，在這個(gè)方案中，介質(zhì)訪問控制仍采用CSMA/CD方法。

將一個(gè)大型局域網(wǎng)劃分成多個(gè)用網(wǎng)橋或路由器互連的子網(wǎng)，這就導(dǎo)致了局域網(wǎng)互連技術(shù)的發(fā)展。每個(gè)子網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制仍采用CSMA/CD的方法。將"共享介質(zhì)方式"改為"交換方式"，這就導(dǎo)致了"交換局域網(wǎng)"技術(shù)的發(fā)展。交換局域網(wǎng)的核心設(shè)備是局域網(wǎng)交換機(jī)，局域網(wǎng)交換機(jī)可以在它的多個(gè)端口之間建立多個(gè)并發(fā)連接。為了克服網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與網(wǎng)絡(luò)性能之間的矛盾，人們提出了以下幾種解決方案：70計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第70頁!

圖3.1071計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第71頁!1.快速以太網(wǎng)的發(fā)展隨著局域網(wǎng)應(yīng)用的深入，用戶對(duì)局域網(wǎng)帶寬提出更高的要求。人們只有兩條路可以選擇：重新設(shè)計(jì)一種新的局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與介質(zhì)訪問控制方法，去取代傳統(tǒng)的局域網(wǎng)技術(shù)；保持傳統(tǒng)的局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與介質(zhì)控制方法不變，設(shè)法提高局域網(wǎng)的傳統(tǒng)速率。對(duì)目前已大量存在的以太網(wǎng)來說，要保護(hù)用戶已有的投資，同時(shí)又要增加網(wǎng)絡(luò)的帶寬，快速以太網(wǎng)（fastEthernet）是符合后一種要求的新一代高速局網(wǎng)。72計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第72頁!圖3.11支持兩對(duì)5類非屏蔽雙絞線（UTP）或兩對(duì)一類屏蔽雙絞線（STP）。一對(duì)5類UTP或一對(duì)一類STP用于發(fā)送，而另一對(duì)雙絞線用于接收。因此，100BASE-TX是一個(gè)全雙工系統(tǒng)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)可以同時(shí)以100Mbps的速率發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。支持4對(duì)3類非屏蔽雙絞線，其中3對(duì)用于數(shù)據(jù)傳輸，一對(duì)用于沖突檢測(cè)支持2芯的多模或單模光纖。100BASE-FX主要是用作高速主干網(wǎng)，從結(jié)點(diǎn)到集線器的距離可以達(dá)到2km，它是一種全雙工系統(tǒng)。專用接口73計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第73頁!

2.千兆以太網(wǎng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)1995年11月，IEEE802.3委員會(huì)成立了高速網(wǎng)研究組。1998年2月，IEEE802委員會(huì)正式批準(zhǔn)了千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（IEEE802.3z）。74計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第74頁!3.6交換式局域網(wǎng)技術(shù)在傳統(tǒng)的共享介質(zhì)局域網(wǎng)中，所有結(jié)點(diǎn)共享一條公共通信傳輸介質(zhì)，不可避免將會(huì)有沖突發(fā)生。隨著局域網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，網(wǎng)中結(jié)點(diǎn)數(shù)的不斷增加，每個(gè)結(jié)點(diǎn)平均能分配到的帶寬越來越少。因此，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷加重時(shí)，沖突與重發(fā)現(xiàn)象將大量發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)效率將會(huì)急劇下降。為了克服網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與網(wǎng)絡(luò)性能之間的矛盾，人們提出將共享介質(zhì)方式改為交換方式，從而促進(jìn)了交換式局域網(wǎng)的發(fā)展。75計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第75頁!圖3.13當(dāng)連接到集線器中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它將用廣播方式將數(shù)據(jù)傳送到集線器的每個(gè)端口通過以太網(wǎng)交換機(jī)支持交換機(jī)端口結(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)并發(fā)連接，可以實(shí)現(xiàn)多結(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸。因此，交換式局域網(wǎng)可以增加網(wǎng)絡(luò)帶寬，改善局域網(wǎng)的性能與服務(wù)質(zhì)量76計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第76頁!3.6.2局域網(wǎng)交換機(jī)的工作原理1.局域網(wǎng)交換機(jī)的工作原理典型的局域網(wǎng)交換機(jī)結(jié)構(gòu)與工作過程如圖3.14所示。77計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第77頁!以太網(wǎng)交換機(jī)集線器

2.交換機(jī)的幀轉(zhuǎn)發(fā)方式

直接交換方式存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式改進(jìn)直接交換方式交換機(jī)只要接收并檢測(cè)到目的地址字段，立即將該幀轉(zhuǎn)發(fā)出去，而不管這一幀數(shù)據(jù)是否出錯(cuò)。幀出錯(cuò)檢測(cè)任務(wù)由結(jié)點(diǎn)主機(jī)完成。這種交換方式的優(yōu)點(diǎn)是交換延遲時(shí)間短;缺點(diǎn)是缺乏差錯(cuò)檢測(cè)能力，不支持不同輸入輸出速率的端口之間的幀轉(zhuǎn)發(fā)。交換機(jī)首先完整的接收發(fā)送幀，并先進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。如果接收幀是正確的，則根據(jù)幀目的地址確定輸出端口號(hào)，然后再轉(zhuǎn)發(fā)出去。這種交換方式的優(yōu)點(diǎn)是具有幀差錯(cuò)檢測(cè)能力，并能支持不同輸入輸出速率的端口之間的幀轉(zhuǎn)發(fā)，缺點(diǎn)是交換延遲時(shí)間將會(huì)增長在接收到幀的前64字節(jié)后，判斷以太網(wǎng)幀的幀頭字段是否正確，如果正確則轉(zhuǎn)發(fā)出去。這種方法對(duì)于短的以太網(wǎng)幀來說，其交換延遲時(shí)間與直接交換方式比較接近；而對(duì)于長的以太網(wǎng)幀來說，由于它只對(duì)幀的地址字段與控制字段進(jìn)行了差錯(cuò)檢測(cè)，因此交換延遲時(shí)間將會(huì)減少。78計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第78頁!在傳統(tǒng)的局域網(wǎng)中，通常一個(gè)工作組是在同一個(gè)網(wǎng)段上，每個(gè)網(wǎng)段可以是一個(gè)邏輯工作組或子網(wǎng)。多個(gè)邏輯工作組之間通過實(shí)現(xiàn)互連的網(wǎng)橋或路由器來交換數(shù)據(jù)。一個(gè)邏輯工作組的結(jié)點(diǎn)要轉(zhuǎn)移到另一個(gè)邏輯工作組時(shí)，就需要將結(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)從一個(gè)網(wǎng)段撤出，連接到另一個(gè)網(wǎng)段上，甚至需要重新進(jìn)行布線。邏輯工作組的組成就要受結(jié)點(diǎn)所在網(wǎng)段的物理位置限制。虛擬局域網(wǎng)的概念79計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第79頁!虛擬局域網(wǎng)VLAN是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯組。這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。每一個(gè)VLAN的幀都有一個(gè)明確的標(biāo)識(shí)符，指明發(fā)送這個(gè)幀的工作站是屬于哪一個(gè)VLAN。虛擬局域網(wǎng)其實(shí)只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種服務(wù)，而并不是一種新型局域網(wǎng)。

虛擬局域網(wǎng)的概念80計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第80頁!以太網(wǎng)交換機(jī)A4B1以太網(wǎng)交換機(jī)VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī)三個(gè)虛擬局域網(wǎng)VLAN1,VLAN2和VLAN3的構(gòu)成當(dāng)B1向VLAN2工作組內(nèi)成員發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，工作站B2和B3將會(huì)收到廣播的信息。81計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第81頁!以太網(wǎng)交換機(jī)A4B1以太網(wǎng)交換機(jī)VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī)三個(gè)虛擬局域網(wǎng)VLAN1,VLAN2和VLAN3的構(gòu)成虛擬局域網(wǎng)限制了接收廣播信息的工作站數(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)不會(huì)因傳播過多的廣播信息(即“廣播風(fēng)暴”)而引起性能惡化。82計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第82頁!3.7.3虛擬局域網(wǎng)的組網(wǎng)方法交換技術(shù)本身就涉及到網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)層次，因此虛擬網(wǎng)絡(luò)也可以在網(wǎng)絡(luò)的不同層次上實(shí)現(xiàn)。不同虛擬局域網(wǎng)組網(wǎng)方法的區(qū)別，主要表現(xiàn)在對(duì)虛擬局域網(wǎng)成員的定義方法上，通常有以下四種：83計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第83頁!圖3.16不允許不同的虛擬局域網(wǎng)包含相同的物理網(wǎng)段或交換端口當(dāng)用戶從一個(gè)端口移動(dòng)到另一個(gè)端口時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理者必須對(duì)虛擬局域網(wǎng)成員進(jìn)行重新配置84計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第84頁!(3)用網(wǎng)絡(luò)層地址定義虛擬局域網(wǎng)一種定義虛擬局域網(wǎng)的方法是使用結(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)層地址，例如用IP地址來定義虛擬局域網(wǎng)。這種方法具有自己的優(yōu)點(diǎn)：它允許按照協(xié)議類型來組成虛擬局域網(wǎng)，這有利于組成基于服務(wù)或應(yīng)用的虛擬局域網(wǎng)；用戶可以隨意移動(dòng)結(jié)點(diǎn)而無需重新配置網(wǎng)絡(luò)地址與用MAC地址定義虛擬局域網(wǎng)或用端口地址定義虛擬局域網(wǎng)的方法相比，用網(wǎng)絡(luò)層地址定義虛擬局域網(wǎng)方法的缺點(diǎn)：性能比較差。檢查網(wǎng)絡(luò)層地址比檢查MAC地址要花費(fèi)更多的時(shí)間因此用網(wǎng)絡(luò)層地址定義虛擬局域網(wǎng)的速度會(huì)比較慢。85計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第85頁!3.8無線局域網(wǎng)

3.8.1無線局域網(wǎng)的組成有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無線局域網(wǎng)基本服務(wù)集BSS擴(kuò)展的服務(wù)集ESS基本服務(wù)集BSSAB漫游接入點(diǎn)AP接入點(diǎn)AP分配系統(tǒng)DS門橋門橋802.x局域網(wǎng)因特網(wǎng)86計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第86頁!有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無線局域網(wǎng)基本服務(wù)集BSS擴(kuò)展的服務(wù)集ESS基本服務(wù)集BSSAB接入點(diǎn)AP接入點(diǎn)AP分配系統(tǒng)DS門橋門橋802.x局域網(wǎng)因特網(wǎng)基本服務(wù)集中的基站叫做接入點(diǎn)AP(AccessPoint)其作用和網(wǎng)橋相似。87計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第87頁!擴(kuò)展的服務(wù)集ESS基本服務(wù)集BSS基本服務(wù)集BSSAB接入點(diǎn)AP接入點(diǎn)AP分配系統(tǒng)DS門橋門橋802.x局域網(wǎng)因特網(wǎng)移動(dòng)站A從某一個(gè)基本服務(wù)集漫游到另一個(gè)基本服務(wù)集，而仍然可保持與另一個(gè)移動(dòng)站B進(jìn)行通信。88計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第88頁!移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景

在軍事領(lǐng)域中，攜帶了移動(dòng)站的戰(zhàn)士可利用臨時(shí)建立的移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。這種組網(wǎng)方式也能夠應(yīng)用到作戰(zhàn)的地面車輛群和坦克群，以及海上的艦艇群、空中的機(jī)群。當(dāng)出現(xiàn)自然災(zāi)害時(shí)，在搶險(xiǎn)救災(zāi)時(shí)利用移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行及時(shí)的通信往往很有效的，89計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第89頁!802.11標(biāo)準(zhǔn)中的物理層（續(xù)）802.11a的物理層工作在5GHz頻帶，采用正交頻分復(fù)用OFDM，它也叫做多載波調(diào)制技術(shù)（載波數(shù)可多達(dá)52個(gè)）?？梢允褂玫臄?shù)據(jù)率為6,9,12,18,24,36,48和56Mb/s。802.11b的物理層使用工作在2.4GHz的直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，數(shù)據(jù)率為5.5或11Mb/s。90計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第3章共97頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第90頁!2.主要的城域網(wǎng)技術(shù)目前，城域網(wǎng)技術(shù)主要包括以下幾種：FDDI技術(shù)、ATM技術(shù)、密集波分多路復(fù)用技術(shù)等。其中，F(xiàn)DDI技術(shù)與ATM技術(shù)是比較成熟的技術(shù)。密集波分多路復(fù)用（DWDM,densewavedivisionmultiplexing）技術(shù)是在光域內(nèi)的時(shí)分復(fù)用技術(shù)。它通過在單一光纖內(nèi)同步傳輸多