計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)

局域網(wǎng)的特點(diǎn)與組成局域網(wǎng)工作模式介紹

計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)

局域網(wǎng)的定義局域網(wǎng)(LAN)，是將有限范圍內(nèi)的各種數(shù)據(jù)通信設(shè)備互連在一起的通訊網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)由連接各個(gè)主機(jī)及各工作站所需的軟件和硬件組成，主要功能是實(shí)現(xiàn)資源共享、數(shù)據(jù)傳輸、信息交換和各種綜合信息服務(wù)。局域網(wǎng)路由器防火墻文件服務(wù)器共享打印機(jī)局域網(wǎng)集線器廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)局域網(wǎng)的組成網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都裝有網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC,簡(jiǎn)稱網(wǎng)卡)，網(wǎng)卡通過傳輸介質(zhì)把節(jié)點(diǎn)相互連接起來雙絞線、同軸電纜、光纖或者無線電波

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器工作站網(wǎng)絡(luò)接口卡傳輸介質(zhì)工作站工作站網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的每臺(tái)設(shè)備(如工作站、服務(wù)器、打印機(jī)等)都稱為是網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)(LAN)的特點(diǎn)為一個(gè)單位所擁有，地理范圍有限使用專門鋪設(shè)的傳輸介質(zhì)進(jìn)行連網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率高(10Mbps～1Gbps)、延遲時(shí)間短可靠性高、誤碼率低(10-8～10-11)建網(wǎng)成本低、周期短協(xié)議簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)靈活、便于管理和擴(kuò)充局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型局域網(wǎng)環(huán)型局域網(wǎng)星型局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)節(jié)點(diǎn)相互間的連接形式總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所有的計(jì)算機(jī)通過相應(yīng)的硬件接口直接連接到一公共的傳輸介質(zhì)上，該公共傳輸介質(zhì)即稱為總線(BUS)。任何一個(gè)計(jì)算機(jī)發(fā)送的信號(hào)都沿著傳輸介質(zhì)雙向傳播，而且能被所有其他計(jì)算機(jī)所偵聽到。但在同一時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)結(jié)點(diǎn)利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)利用總線以“廣播”方式發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),其他結(jié)點(diǎn)可以用“監(jiān)聽”方式接收數(shù)據(jù)?？偩€型網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖如圖：總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是:布線容易，可靠性高，易于擴(kuò)充;另外，這種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)響應(yīng)速度快、共享資源能力強(qiáng)、設(shè)備投入量少、成本低、安裝使用方便?？偩€型網(wǎng)絡(luò)的主要缺點(diǎn)有:對(duì)總線的故障敏感,任何總線的故障都會(huì)使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不能正常運(yùn)行;隨著網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的增加，總線型網(wǎng)絡(luò)的通信效率大大下降，用戶數(shù)量受到限制。常見網(wǎng)絡(luò)有:10BASE-2以太網(wǎng)、10BASE-5以太網(wǎng)。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型網(wǎng)絡(luò)是由中央結(jié)點(diǎn)和通過點(diǎn)到點(diǎn)通信鏈路鏈接到中央結(jié)點(diǎn)的各個(gè)計(jì)算機(jī)組成的。采用集中控制，即任何兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的通信都要通過中央結(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，中央結(jié)點(diǎn)通常為集線器(Hub)/交換機(jī)(Switch)。它具有信號(hào)再生轉(zhuǎn)發(fā)功能，同時(shí)它又是網(wǎng)絡(luò)的中央布線的中心,各計(jì)算機(jī)通過集線器/交換機(jī)與其他計(jì)算機(jī)通信，星型網(wǎng)絡(luò)又稱為集中式網(wǎng)絡(luò)，如圖所示。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是建網(wǎng)容易，網(wǎng)絡(luò)控制簡(jiǎn)單，故障檢測(cè)和隔離方便。其缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中央結(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)過重，形成瓶頸;電纜長(zhǎng)度和安裝工作量大;各結(jié)點(diǎn)的分布處理能力較低。常見的星型網(wǎng)絡(luò)有:10BASE-T以太網(wǎng)、100BASE-T以太網(wǎng)等.環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型網(wǎng)絡(luò)是將各個(gè)計(jì)算機(jī)與公共的纜線連接，纜線的兩端連接起來形成一個(gè)封閉的環(huán)，數(shù)據(jù)在環(huán)路上以固定的方向流動(dòng),如圖所示：環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn);由于路徑選擇簡(jiǎn)單，因此通信接口、管理軟件都比較簡(jiǎn)單。主要缺點(diǎn)是:結(jié)點(diǎn)故障會(huì)引起全網(wǎng)故障;由于環(huán)路封閉，因而不利于系統(tǒng)擴(kuò)充;在負(fù)載輕時(shí)，信道利用率低。最常見的采用環(huán)型拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)有令牌環(huán)網(wǎng)。局域網(wǎng)的硬件組成

局域網(wǎng)的硬件是指接入網(wǎng)絡(luò)的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計(jì)算機(jī)以及連接所有設(shè)備的傳輸介質(zhì)。局域網(wǎng)的硬件系統(tǒng)它是由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、用戶工作站、網(wǎng)絡(luò)適配器、傳輸介質(zhì)以及通信設(shè)備組成。局域網(wǎng)的硬件組成

1.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)的核心計(jì)算機(jī)設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的性能好壞，直接關(guān)系到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，因此，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組建中，總是將最先進(jìn)的技術(shù)首先應(yīng)用于服務(wù)器，這些首先應(yīng)用于服務(wù)器的先進(jìn)技術(shù)常被稱為服務(wù)器技術(shù)。局域網(wǎng)的硬件組成2.網(wǎng)絡(luò)工作站/客戶機(jī)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，工作站或客戶機(jī)是網(wǎng)絡(luò)的前端窗口，它的基本功能是使用戶能夠通過它們實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)共享資源的訪問。在工作站配置上主要選擇原則如下：1.工作站配置要滿足用戶能夠訪問網(wǎng)絡(luò)資源、享受到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的需求。2.工作站配置要滿足用戶離開網(wǎng)絡(luò)后獨(dú)立工作環(huán)境的需求。

按照中小型規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)對(duì)工作站的使用要求，工作站硬件配置一般包含10/100Mb/s傳輸速率的網(wǎng)卡、能夠運(yùn)行WindowsXP的硬件環(huán)境等即可。局域網(wǎng)的硬件組成網(wǎng)卡就是計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信控制器主要功能：實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)卡及其安裝筆記本電腦使用的網(wǎng)卡網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)(工作站或服務(wù)器)都必須安裝網(wǎng)卡，不同類型的網(wǎng)絡(luò)，需安裝使用不同類型的網(wǎng)卡由于芯片組集成度的提高，現(xiàn)在網(wǎng)卡的功能大多已集成在芯片組中，即所謂的“集成網(wǎng)卡”3.網(wǎng)卡網(wǎng)卡的具體功能1在計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間建立一個(gè)通信鏈路(link)，通過傳輸介質(zhì)發(fā)送信息和接收信息2將數(shù)據(jù)分成幀(frame)、以幀為單位發(fā)送和接收信息3將計(jì)算機(jī)的輸出轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘?hào)(并－串轉(zhuǎn)換、電平轉(zhuǎn)換···)每塊網(wǎng)卡均由生產(chǎn)廠家分配一個(gè)全球惟一的MAC地址，該地址就是使用這塊網(wǎng)卡的節(jié)點(diǎn)MAC地址網(wǎng)卡轉(zhuǎn)換成串行信號(hào)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)需發(fā)送的信息以并行方式送至網(wǎng)卡局域網(wǎng)的硬件組成傳輸介質(zhì)為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信提供了物理連接。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，經(jīng)常根據(jù)所使用的傳輸介質(zhì)是否有形，將傳輸介質(zhì)分為兩大類：即有線傳輸介質(zhì)和無線傳輸介質(zhì)。現(xiàn)在常用有線傳輸介質(zhì)有雙絞線電纜、同軸電纜和光纜。無線傳輸介質(zhì)包括：無線電調(diào)幅(AM)與調(diào)頻(FM)、微波(Microwave)、紅外線(IR)和衛(wèi)星通信等。4.傳輸介質(zhì)雙絞線電纜同軸電纜光纖從結(jié)構(gòu)上看，光纖由纖芯和包層構(gòu)成。其中纖芯的折射率n1略高于包層的折射率n2。光纖的結(jié)構(gòu)如圖所示。

纖芯

包層

光線在光纖中的折射紅外線通信方式衛(wèi)星通信方式局域網(wǎng)的硬件組成5.通信連接設(shè)備通信連接設(shè)備主要有集線器、交換機(jī)、路由器等。集線器（Hub）是指將多條以太網(wǎng)雙絞線或光纖集合連接在同一段物理介質(zhì)下的設(shè)備?！癏ub”是“中心”的意思，集線器的主要功能是對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行再生整形放大，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時(shí)把所有節(jié)點(diǎn)集中在以它為中心的節(jié)點(diǎn)上。它工作于OSI(開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型)參考模型第一層，即“物理層”。集線器與網(wǎng)卡、網(wǎng)線等傳輸介質(zhì)一樣，屬于局域網(wǎng)中的基礎(chǔ)設(shè)備。局域網(wǎng)的軟件組成1.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各種軟、硬件資源的系統(tǒng)軟件。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)不僅具有單機(jī)操作系統(tǒng)的功能，而且還具有對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間高效可靠的通信和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的功能，是網(wǎng)絡(luò)用戶與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間的接口。通過網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的訪問及對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理。局域網(wǎng)的軟件組成2.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件直接為用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)服務(wù)。例如，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：Oracle、SQLSever等；辦公自動(dòng)化系統(tǒng)：Notes等；瀏覽器軟件：IE等。3.網(wǎng)絡(luò)通信軟件網(wǎng)絡(luò)通信軟件提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的通信處理功能。它包括兩大類，一類是像路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所自帶的軟件；另一類是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件。

局域網(wǎng)工作模式

局域網(wǎng)模式概述1.對(duì)等網(wǎng)的定義

對(duì)等網(wǎng)（Peer-to-PeerNetworks）是指網(wǎng)絡(luò)中沒有專用的服務(wù)器（Server）、每臺(tái)計(jì)算機(jī)的地位平等，每臺(tái)計(jì)算機(jī)既可充當(dāng)服務(wù)器又可充當(dāng)客戶機(jī)（Client）的網(wǎng)絡(luò)工作模式。局域網(wǎng)模式概述2.C/S與B/S模式簡(jiǎn)介

C/S和B/S網(wǎng)絡(luò)模式本質(zhì)上是不對(duì)等的，即網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)被分為服務(wù)器與客戶機(jī)兩種，服務(wù)器負(fù)責(zé)為全體客戶提供有關(guān)服務(wù)（如WWW服務(wù)、郵件服務(wù)、FTP服務(wù)等），而客戶機(jī)是一種單用戶工作站，它負(fù)責(zé)向服務(wù)器發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求并處理相關(guān)的事務(wù)。局域網(wǎng)模式概述2.C/S與B/S模式簡(jiǎn)介

C/S模式中用戶請(qǐng)求的任務(wù)由服務(wù)器端程序與客戶端應(yīng)用程序共同完成，不同的任務(wù)要安裝不同的客戶端軟件。

B/S模式中，客戶端只需安裝瀏覽器（如IE瀏覽器），用戶通過瀏覽器向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，然后服務(wù)器接收并處理相應(yīng)請(qǐng)求將結(jié)果返回給瀏覽器顯示出來。局域網(wǎng)模式概述2.C/S與B/S模式簡(jiǎn)介

C/S網(wǎng)絡(luò)模式B/S網(wǎng)絡(luò)模式局域網(wǎng)模式概述對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)較容易實(shí)現(xiàn)和操作組網(wǎng)成本較低可使用人們熟悉的操作系統(tǒng)來建立比基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)有更大的容錯(cuò)性

載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議CSMACSMA（CarrierSenseMultipleAccessProtocols）主要功能：增加一個(gè)載波監(jiān)聽協(xié)議（發(fā)送前監(jiān)聽）。站點(diǎn)在為發(fā)送幀而訪問傳輸信道之前，首先監(jiān)聽信道有無載波，若有載波，說明已有用戶在使用信道，則不發(fā)送幀以避免沖突。載波偵聽過程目的：檢查是否已經(jīng)有結(jié)點(diǎn)利用總線在發(fā)送數(shù)據(jù)載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議的分類1-堅(jiān)持型CSMA（1-persistentCSMA）“堅(jiān)持”：在監(jiān)聽到信道忙時(shí)，仍堅(jiān)持聽下去，一直監(jiān)到信道空閑為止。原理：優(yōu)點(diǎn)：減少了信道空閑時(shí)間；缺點(diǎn)：增加了發(fā)生沖突的概率；非堅(jiān)持型CSMA（non-persistentCSMA）“非堅(jiān)持”：一旦監(jiān)聽到信道忙，就不再堅(jiān)持聽下去，而是延遲一段隨機(jī)時(shí)間后重新再監(jiān)聽。原理:優(yōu)點(diǎn)：減少了沖突的概率；缺點(diǎn)：增加了信道空閑時(shí)間，數(shù)據(jù)發(fā)送延遲增大；p-堅(jiān)持型CSMA（p-persistentCSMA）

適用于分隙信道。原理：若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)聽信道；若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則以概率p發(fā)送數(shù)據(jù)，以概率q=1-p延遲至下一個(gè)時(shí)隙發(fā)送。若下一個(gè)時(shí)隙仍空閑，重復(fù)此過程，直至數(shù)據(jù)發(fā)出或時(shí)隙被其他站點(diǎn)所占用；若信道忙，則等待下一個(gè)時(shí)隙，重新開始發(fā)送；若產(chǎn)生沖突，等待一隨機(jī)時(shí)間，然后重新開始發(fā)送練習(xí)1以下幾種CSMA協(xié)議中，（）協(xié)議在監(jiān)聽到介質(zhì)是空閑時(shí)仍可能不發(fā)送。A1-