第三章 廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)和城域網(wǎng)

*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1

第三章

廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)和城域網(wǎng)郭亞光合肥工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院電子政務(wù)發(fā)展研究所*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2聯(lián)系方式：

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微信：daguo歡迎大家多交流，謝謝！*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)3本章主要內(nèi)容3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI3.3廣域網(wǎng)3.4局域網(wǎng)3.5城域網(wǎng)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)4學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)掌握：OSI模型了解：廣域網(wǎng)技術(shù)掌握：局域網(wǎng)技術(shù)了解：寬帶城域網(wǎng)技術(shù)53.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念3.1.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出的背景

——計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性、異質(zhì)性不同的通信介質(zhì)——有線、無線、…

…不同種類的設(shè)備——主機(jī)、路由器、交換機(jī)、復(fù)用設(shè)備、…

…不同的操作系統(tǒng)——Unix、Windows、…

…不同的軟/硬件、接口和通信約定（協(xié)議）不同的應(yīng)用環(huán)境——固定、移動(dòng)、…

…不同種類業(yè)務(wù)——分時(shí)、交互、實(shí)時(shí)、…

…寶貴的投資和積累——有形、無形、…

…用戶業(yè)務(wù)的延續(xù)性——不允許出現(xiàn)大的跌宕起伏6結(jié)構(gòu)清晰簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)便于更新與維護(hù)較強(qiáng)的獨(dú)立性和適應(yīng)性對(duì)于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用什么方法能合理地組織網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，以達(dá)到：

解決：分而治之！

一個(gè)生活中的例子1：空中旅行的組織7空中旅行的組織一系列的步驟機(jī)票(購(gòu)買)行李(托運(yùn))旅客(出發(fā))飛機(jī)(起飛)飛行航線機(jī)票(投訴)行李(認(rèn)領(lǐng))旅客(到達(dá))飛機(jī)(著陸)飛行航線飛行航線8空中旅行的組織:

從另一種不同的角度觀察層次的觀點(diǎn)：

每層實(shí)現(xiàn)一種特定的服務(wù)通過自己內(nèi)部的功能依賴自己的下層提供的服務(wù)機(jī)票(購(gòu)買)行李(托運(yùn))旅客(出發(fā))飛機(jī)(起飛)飛行航線機(jī)票(投訴)行李(認(rèn)領(lǐng))旅客(到達(dá))飛機(jī)(著陸)飛行航線飛行航線9分層的空中旅行組織:服務(wù)從出發(fā)地到目的地的航線：導(dǎo)航服務(wù)柜臺(tái)-to-柜臺(tái)：“旅客+行李”

票務(wù)服務(wù)行李托運(yùn)-to-行李認(rèn)領(lǐng)：行李服務(wù)登機(jī)入口-to-到達(dá)出口：旅客乘務(wù)服務(wù)

跑道-to-跑道：飛機(jī)“航運(yùn)”服務(wù)10層次功能的分布式實(shí)現(xiàn)飛機(jī)(起飛)飛機(jī)(著陸)飛行航線起飛機(jī)場(chǎng)到達(dá)機(jī)場(chǎng)中間空中交通樞紐飛行航線飛行航線機(jī)票(購(gòu)買)機(jī)票(投訴)行李(托運(yùn))行李(認(rèn)領(lǐng))旅客(出發(fā))旅客(到達(dá))11一個(gè)生活中的例子2：外交官問題1.翻譯A把外交官甲的英語(yǔ)翻譯成荷蘭語(yǔ)，然后交給下一層；2.下一層可通過秘書用傳真或電話發(fā)送到對(duì)方；3.對(duì)方秘書把收到的信息送給翻譯B；4.翻譯B把內(nèi)容翻譯成漢語(yǔ)，然后上傳給外交官乙。外交官甲會(huì)德語(yǔ)和英語(yǔ)，外交官乙會(huì)漢語(yǔ)和日語(yǔ)；無共同語(yǔ)言。翻譯A和翻譯B有共同語(yǔ)言荷蘭語(yǔ)；12

外交官的層次結(jié)構(gòu)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)13

一個(gè)生活中的例子3：現(xiàn)實(shí)生活中的郵政系統(tǒng)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)14兩個(gè)計(jì)算機(jī)交換文件文件傳送模塊計(jì)算機(jī)

1計(jì)算機(jī)

2文件傳送模塊只看這兩個(gè)文件傳送模塊好像文件及文件傳送命令是按照水平方向的虛線傳送的把文件交給下層模塊進(jìn)行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊劃分層次的概念舉例*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)15劃分層次的概念舉例再設(shè)計(jì)一個(gè)通信服務(wù)模塊文件傳送模塊計(jì)算機(jī)

1計(jì)算機(jī)

2文件傳送模塊只看這兩個(gè)通信服務(wù)模塊好像可直接把文件可靠地傳送到對(duì)方把文件交給下層模塊進(jìn)行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊接口：層與層間通過接口交換信息（下層向上層提供服務(wù)）*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)16再設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入模塊文件傳送模塊計(jì)算機(jī)

1計(jì)算機(jī)

2文件傳送模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接入模塊負(fù)責(zé)做與網(wǎng)絡(luò)接口細(xì)節(jié)有關(guān)的工作例如，規(guī)定傳輸?shù)膸袷?，幀的最大長(zhǎng)度等。劃分層次的概念舉例*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)173.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)基本概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)和協(xié)議集合。分層次的體系結(jié)構(gòu)分層思想：將一個(gè)難以處理的復(fù)雜問題分解為若干較容易處理的小問題。郵政通信：最高層是通信人層，雙方必須對(duì)信的格式、內(nèi)容達(dá)成共識(shí)；中間層為郵局層，提供不同的傳遞速率、保密級(jí)別的通信服務(wù)，對(duì)信件進(jìn)行分揀、包裝、發(fā)送、投遞和差錯(cuò)處理；下層為運(yùn)輸層，負(fù)責(zé)運(yùn)輸管理，完成運(yùn)輸任務(wù)。將郵包準(zhǔn)確、及時(shí)地交付對(duì)方郵局。各層之間相對(duì)獨(dú)立靈活性好結(jié)構(gòu)上可以分割開易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作

分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：18相關(guān)的基本概念：實(shí)體：每一層中實(shí)現(xiàn)該層功能的軟件或硬件。（可以是進(jìn)程、硬件設(shè)備，也可能是人）對(duì)等層：兩個(gè)不同系統(tǒng)的同級(jí)層次。對(duì)等實(shí)體：分別位于不同系統(tǒng)對(duì)等層中的兩個(gè)實(shí)體接口：相鄰兩層之間交互的界面，定義相鄰兩層之間的操作及下層對(duì)上層的服務(wù)。服務(wù)：某一層及其以下各層的一種能力，通過接口提供給其相鄰上層（即提供一組原語(yǔ)操作）。19網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)系統(tǒng)都是按照層次結(jié)構(gòu)來組織的同一網(wǎng)絡(luò)中，任意兩個(gè)端系統(tǒng)必須具有相同的層次每層使用其下層提供的服務(wù)，并向其上層提供服務(wù)通信只在對(duì)等層間進(jìn)行（間接的、邏輯的、虛擬的），非對(duì)等層之間不能互相“通信”實(shí)際的物理通信只在最底層完成Pn：第n層協(xié)議，即第n層對(duì)等實(shí)體間通信時(shí)必須遵循的規(guī)則或約定20對(duì)等層通信:網(wǎng)絡(luò)中每一層必須依靠下層提供的服務(wù)來與另一臺(tái)主機(jī)的對(duì)等層通信。上層使用下層提供的服務(wù)——Serviceuser；下層向上層提供服務(wù)——Serviceprovider。第n+1層是第n層的服務(wù)用戶，第n-1層是第n層的服務(wù)提供者第n層的服務(wù)也依賴于第n-1層以及以下各層的服務(wù)例：郵政通信21對(duì)等層通信舉例：兩個(gè)人收發(fā)信件問題：收信人與發(fā)信人之間、郵局和郵局之間，他們是在直接通信嗎？郵局、運(yùn)輸系統(tǒng)各向誰提供什么樣的服務(wù)？郵局、收發(fā)信人各使用誰提供的什么服務(wù)？22對(duì)等層通信的實(shí)質(zhì):對(duì)等層實(shí)體之間實(shí)現(xiàn)的是虛擬的邏輯通信；下層向上層提供服務(wù)；上層依賴下層提供的服務(wù)來與其它主機(jī)上的對(duì)等層通信；實(shí)際通信在最底層完成。源進(jìn)程傳送消息到目標(biāo)進(jìn)程的過程：消息送到源系統(tǒng)的最高層；從最高層開始，自上而下逐層封裝；經(jīng)物理線路傳輸?shù)侥繕?biāo)系統(tǒng)；目標(biāo)系統(tǒng)將收到的信息自下而上逐層處理并拆封；由最高層將消息提交給目標(biāo)進(jìn)程。24在各層中實(shí)現(xiàn)的主要功能:差錯(cuò)控制使對(duì)等層的通信更加可靠流量控制控制發(fā)送端的速率，使接收端能來得及接收分段和重裝發(fā)送端將數(shù)據(jù)塊分成更小的單位，并在接收端重新組合復(fù)用和分用多個(gè)高層的對(duì)等層通信會(huì)話復(fù)用一條低層連接建立連接和釋放連接*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)253.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)通信而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議含有三個(gè)要素。語(yǔ)義：構(gòu)成協(xié)議的協(xié)議元素的含義，不同類型的協(xié)議元素規(guī)定了通信雙方所要表達(dá)的不同內(nèi)容。語(yǔ)法：數(shù)據(jù)或控制信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式或格式。時(shí)序：事件的執(zhí)行順序。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)質(zhì)上是計(jì)算機(jī)間通信時(shí)所使用的一種語(yǔ)言，它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不可缺少的組成部分。協(xié)議元素是指控制信息或命令及應(yīng)答。26人際交流的協(xié)議:人類之間“我有一個(gè)問題.”“現(xiàn)在幾點(diǎn)了?”…

說明發(fā)送的消息…

說明接收到某消息后所應(yīng)采取的行動(dòng)…

說明動(dòng)作的次序通信協(xié)議:計(jì)算機(jī)之間網(wǎng)絡(luò)中所有的通信活動(dòng)都是由協(xié)議所控制協(xié)議：

定義網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間發(fā)送和接收?qǐng)?bào)文的格式、順序以及當(dāng)傳送和接收消息時(shí)應(yīng)采取的行動(dòng)。（語(yǔ)義、語(yǔ)法和時(shí)序）27人相互交流的協(xié)議和通信協(xié)議之間的對(duì)比HiHiWhat’s

thetime?2:00請(qǐng)求連接傳送文件：xxxxx.xxx<文件>time連接確認(rèn)28確認(rèn)釋放連接釋放確認(rèn)釋放確認(rèn)連接確認(rèn)數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求連接確認(rèn)tt時(shí)序例：釋放連接數(shù)據(jù)傳輸建立連接AB29網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中：每層可能會(huì)有若干個(gè)協(xié)議一個(gè)協(xié)議只屬于一個(gè)層次協(xié)議可以由軟件或硬件來實(shí)現(xiàn)：網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序網(wǎng)絡(luò)硬件常用協(xié)議組：TCP/IP（Windows、Unix、Linux、…）NetBEUI（Windows）IPX/SPX（Internet分組交換/順序分組交換）（NetWare）30

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)總結(jié)：

一個(gè)功能完備的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)需要制定一整套復(fù)雜的協(xié)議集;

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是按層次結(jié)構(gòu)來組織的；

網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型與各層協(xié)議的集合稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)；

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了精確的定義；

體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而具體實(shí)現(xiàn)是指能夠運(yùn)行的一些硬件和軟件。313.2.1OSI參考模型的基本概念

（1）在制定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)方面，起著很大作用的兩大國(guó)際組織是：國(guó)際電報(bào)與電話咨詢委員會(huì)（CCITT）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）（2）CCITT與ISO的工作領(lǐng)域不同：CCITT主要是考慮通信標(biāo)準(zhǔn)的制定；ISO主要是考慮信息處理與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）32（3）在OSI中的“開放”是指只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)系統(tǒng)就可以與位于世界上任何地方、同樣遵循同一標(biāo)準(zhǔn)的其它任何系統(tǒng)進(jìn)行通信；（4）OSI標(biāo)準(zhǔn)中，采用的是三級(jí)抽象：

體系結(jié)構(gòu)（architecture）

服務(wù)定義（servicedefinition）

協(xié)議說明（protocolspecification）33

體系結(jié)構(gòu)開放系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、層次之間的相互關(guān)系及各層所包括的可能的服務(wù)；作為一個(gè)框架來協(xié)調(diào)和組織各層協(xié)議的制定；對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)最精煉地概括與描述。

34

服務(wù)定義詳細(xì)地說明了各層所提供的服務(wù)；某一層的服務(wù)就是該層及其以下各層的一種能力；低層的服務(wù)是通過接口向上一層提供的;各層所提供的服務(wù)與這些服務(wù)是如何實(shí)現(xiàn)的無關(guān)；定義了層與層之間的接口與各層使用的原語(yǔ)，但不涉及接口是具體實(shí)現(xiàn)的。35協(xié)議說明OSI標(biāo)準(zhǔn)中的各種協(xié)議精確地定義了：應(yīng)該發(fā)送什么樣的控制信息；如何解釋這個(gè)控制信息。

—

協(xié)議的規(guī)程說明具有最嚴(yán)格的約束。36OSI/RM參考模型的結(jié)構(gòu)分為7層3.2.2OSI/RM參考模型的結(jié)構(gòu)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)372.OSI參考模型的層次結(jié)構(gòu)OSI將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分為七層，每一層均有自己的一套功能集，并與緊鄰的上層和下層交互作用。在頂層，應(yīng)用層與用戶使用的軟件（如即時(shí)通信工具、電子郵件系統(tǒng)、文件處理系統(tǒng)）進(jìn)行交互。底層（物理層）與傳輸媒體相連接?？偟恼f來，在頂端與底端之間的每一層均能確保數(shù)據(jù)以一種可讀、無錯(cuò)、排序正確的格式被發(fā)送。

*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)38*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)394.OSI參考模型的各層的主要功能物理層物理層的作用：是在一條物理傳輸媒體上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體間透明地傳送比特流，盡量屏蔽不同媒體和設(shè)備的差異。物理層協(xié)議產(chǎn)生并檢測(cè)電壓以便發(fā)送和接收攜帶數(shù)據(jù)的信號(hào)。物理層上所傳數(shù)據(jù)的單位是比特，一般都是串行傳輸。傳輸介質(zhì)(有線、無線)？*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)40物理層的四個(gè)特性機(jī)械特性電氣特性功能特性規(guī)程特性

3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)41

物理層的四個(gè)特性：

機(jī)械特性、電氣特性、功能特性、規(guī)程特性（1）機(jī)械特性 規(guī)定接口所用連接器的形狀、幾何尺寸、引線數(shù)量、排列方式、固定和鎖定裝置等。如ISO2110標(biāo)準(zhǔn)定義了25引腳的DB－25插頭座，包括它的尺寸和固定方式。（2）電氣特性在DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）與DCE（數(shù)據(jù)通信設(shè)備）之間有多條引線，電氣特性定義了引線的電氣連接方式、發(fā)送器和接收器的電氣參數(shù)，包括信號(hào)源的輸出阻抗、負(fù)載的輸入阻抗、信號(hào)“1”和“0”的電壓范圍、傳輸速率和距離的限制等。3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)42（3）功能特性

對(duì)接口連線的功能給出確切的定義，說明某條線路上出現(xiàn)的某一電平的電壓所表示的意義。與功能特性有關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有CCITTV.24和X.21。計(jì)算機(jī)異步通信時(shí)DTE/DCE間的連接就是采用前者。3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）（4）規(guī)程特性

定義了在物理連接的建立、維護(hù)和釋放時(shí)，DCE/DTE雙方在各電路上的動(dòng)作序列。*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)434.OSI參考模型的各層的主要功能數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)建立、維護(hù)和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接，在兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)間，實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)地傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)。幀是用來移動(dòng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)包，它不僅包括原始（未加工）數(shù)據(jù)，或稱“有效荷載”，還包括發(fā)送方和接收方的地址以及同步、差錯(cuò)、流量等控制信息。3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)44網(wǎng)絡(luò)層選擇合適的路由和交換結(jié)點(diǎn)，將分組（packet）正確無誤地按照地址找到目的站，并交付給目的站的運(yùn)輸層。所傳數(shù)據(jù)的單位是分組或數(shù)據(jù)包。路由選擇、差錯(cuò)檢測(cè)、順序和流量控制。提供數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路兩種分組傳輸服務(wù)

通信子網(wǎng)最多包括：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層。4.OSI參考模型的各層的主要功能3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)45運(yùn)輸層根據(jù)通信子網(wǎng)的特性最佳地利用網(wǎng)絡(luò)資源，并以可靠和經(jīng)濟(jì)的方式，為兩個(gè)端系統(tǒng)的會(huì)話層之間，建立一條運(yùn)輸連接，以透明地傳送報(bào)文（message）。運(yùn)輸層的任務(wù)就是為兩個(gè)主機(jī)的會(huì)話層之間建立一條運(yùn)輸連接，可靠、透明地傳送報(bào)文，執(zhí)行端-端或進(jìn)程-進(jìn)程的差錯(cuò)控制、順序和流量控制、管理多路復(fù)用（一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接上創(chuàng)建多個(gè)邏輯連接）等。運(yùn)輸層的功能（對(duì)會(huì)話層等高三層提供可靠的傳輸服務(wù),對(duì)網(wǎng)絡(luò)層等低三層提供可靠的目的地站點(diǎn)信息）。4.OSI參考模型的各層的主要功能3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)46會(huì)話層：對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐竭M(jìn)行管理。它在兩個(gè)不同系統(tǒng)的互相通信的應(yīng)用進(jìn)程之間建立、組織和協(xié)調(diào)交互。所傳數(shù)據(jù)的單位是報(bào)文。表示層：向應(yīng)用進(jìn)程提供信息的語(yǔ)法表示，對(duì)不同語(yǔ)法表示進(jìn)行轉(zhuǎn)換管理等，使采用不同語(yǔ)法表示的系統(tǒng)之間能進(jìn)行通信。信息加密(和解密)、正文壓縮(和還原)。應(yīng)用層：應(yīng)用層是開放系統(tǒng)與用戶應(yīng)用進(jìn)程的接口，提供OSI用戶服務(wù)、管理和分配網(wǎng)絡(luò)資源。例如，文件傳送、電子郵件和網(wǎng)絡(luò)管理。4.OSI參考模型的各層的主要功能3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)47各層的最主要的功能歸納如下：應(yīng)用層：與用戶應(yīng)用進(jìn)程的接口，即相當(dāng)于：做什么？表示層：數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，即相當(dāng)于：對(duì)方看起來象什么？會(huì)話層：管理與數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐剑聪喈?dāng)于：輪到誰講話和從何處講？運(yùn)輸層：從端到端經(jīng)網(wǎng)絡(luò)透明地傳送報(bào)文，即相當(dāng)于：對(duì)方在何處？網(wǎng)絡(luò)層：分組傳送、路由選擇和流量控制，即相當(dāng)于：走哪條路可到達(dá)該處？數(shù)據(jù)鏈路層：在鏈路上無差錯(cuò)地傳送幀，即相當(dāng)于：每一步該怎樣走？物理層：將比特流送到物理媒體上傳送，即相當(dāng)于：對(duì)上一層的每一步應(yīng)怎樣利用物理媒體？3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)485.開放系統(tǒng)互聯(lián)中的數(shù)據(jù)傳輸過程

3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）49協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，對(duì)等層之間交換的信息報(bào)文統(tǒng)稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元（ProtocolDataUnit，PDU）。傳輸層及以下各層的PDU另外還有各自特定的名稱：傳輸層——段（Segment）或報(bào)文（message）網(wǎng)絡(luò)層——分組/包（Packet）數(shù)據(jù)鏈路層——幀（Frame）物理層——比特（Bit）PDU由協(xié)議控制信息（協(xié)議頭）和數(shù)據(jù)（SDU）組成:協(xié)議頭部中含有完成數(shù)據(jù)傳輸所需的控制信息:地址、序號(hào)、長(zhǎng)度、分段標(biāo)志、差錯(cuò)控制信息、…協(xié)議控制信息數(shù)據(jù)（SDU）50下層把上層的PDU作為本層的數(shù)據(jù)加以封裝，然后加入本層的協(xié)議頭部（和尾部）形成本層的PDU。封裝：就是在數(shù)據(jù)前面加上特定的協(xié)議頭部。因此，數(shù)據(jù)在源站自上而下遞交的過程實(shí)際上就是不斷封裝的過程。到達(dá)目的地后自下而上遞交的過程就是不斷拆封的過程。數(shù)據(jù)協(xié)議頭數(shù)據(jù)N+1層PDUN層PDU51數(shù)據(jù)多層封裝52

注意：在目的站，某一層只能識(shí)別由源站對(duì)等層封裝的“信封”，而對(duì)于被封裝在“信封”內(nèi)部的“數(shù)據(jù)”僅僅是拆封后將其提交給上層，本層不作任何處理。每一層只處理本層的協(xié)議頭部！發(fā)送端層層加控制信息，接收端層層剝?nèi)タ刂菩畔⒌淖饔茫涸跀?shù)據(jù)的傳送過程中，一旦出現(xiàn)差錯(cuò)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)糾正，從而保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性。高一層數(shù)據(jù)不含低層協(xié)議控制信息，可以使得相鄰層之間保持相對(duì)獨(dú)立性。這樣，低層實(shí)現(xiàn)方法的變化不致影響高一層功能的執(zhí)行。*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)53實(shí)例：TCP/IP協(xié)議的封裝過程54

OSI模型的缺陷①OSI模型協(xié)議制定的時(shí)機(jī)較晚，OSI協(xié)議出現(xiàn)時(shí)，

TCP/IP協(xié)議已大量應(yīng)用在大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)。人們不會(huì)輕易改動(dòng)協(xié)議。②OSI模型設(shè)計(jì)亦有一定缺陷。首先會(huì)話層對(duì)大多數(shù)應(yīng)用沒有用，表示層幾乎是空的；而數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層功能太多③OSI模型以及與其相關(guān)的服務(wù)定義和協(xié)議極其復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來困難且操作效率不高。553.2.3面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中討論的服務(wù)可以分為通信子網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸所提供的服務(wù)與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為用戶提供的服務(wù)；通信子網(wǎng)的服務(wù)是指通信子網(wǎng)對(duì)主機(jī)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃运峁┑谋ＷC機(jī)制；通信服務(wù)可以分為兩大類：

面向連接服務(wù)（connect-orientedservice）

無連接服務(wù)（connectlessservice）

56（1）理解網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需要注意的問題面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)對(duì)實(shí)現(xiàn)服務(wù)的傳輸可靠性與協(xié)議復(fù)雜性有很大的影響；根據(jù)主機(jī)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸蠛托实牟煌O(shè)計(jì)者可以選擇面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)的類型；在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母鲗?，如物理層、?shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層都會(huì)涉及面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)的問題。57（2）面向連接服務(wù)的特點(diǎn)面向連接服務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸過程必須經(jīng)過連接建立、連接維護(hù)與釋放連接的三個(gè)過程；面向連接服務(wù)的在數(shù)據(jù)傳輸過程中，各分組可以不攜帶目的結(jié)點(diǎn)的地址；面向連接服務(wù)的傳輸連接類似一個(gè)通信管道，發(fā)送者在一端放入數(shù)據(jù)，接收者從另一端取出數(shù)據(jù)；面向連接數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖瞻l(fā)數(shù)據(jù)順序不變，傳輸可靠性好，但是協(xié)議復(fù)雜，通信效率不高。58（3）無連接服務(wù)的特點(diǎn)無連接服務(wù)的每個(gè)分組都攜帶完整的目的結(jié)點(diǎn)地址，各分組在系統(tǒng)中是獨(dú)立傳送的；無連接服務(wù)中的數(shù)據(jù)傳輸過程不需要經(jīng)過連接建立、連接維護(hù)與釋放連接的三個(gè)過程；數(shù)據(jù)分組傳輸過程中，目的結(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)分組可能出現(xiàn)亂序、重復(fù)與丟失的現(xiàn)象；無連接服務(wù)的可靠性不好，但是協(xié)議相對(duì)簡(jiǎn)單，通信效率較高。59（4）確認(rèn)和重傳機(jī)制的特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸话阃ㄟ^確認(rèn)和重傳機(jī)制保證；確認(rèn)是指數(shù)據(jù)分組的接收結(jié)點(diǎn)在正確地接收到每個(gè)分組后，要求向發(fā)送結(jié)點(diǎn)發(fā)回接收分組的確認(rèn)信息；在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，如果發(fā)送結(jié)點(diǎn)沒有接收到接收結(jié)點(diǎn)的確認(rèn)信息，就認(rèn)為該數(shù)據(jù)分組發(fā)送失敗，發(fā)送結(jié)點(diǎn)重新發(fā)送該數(shù)據(jù)分組；確認(rèn)和重傳機(jī)制可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，但是它需要制定較為復(fù)雜的確認(rèn)和重傳協(xié)議，并且需要增加網(wǎng)絡(luò)額外的通信負(fù)荷，占用網(wǎng)絡(luò)帶寬。60（5）服務(wù)類型與服務(wù)質(zhì)量通信協(xié)議四種類型面向連接與確認(rèn)服務(wù)；面向連接與不確認(rèn)服務(wù)；無連接與確認(rèn)服務(wù)；無連接與不確認(rèn)服務(wù)；

設(shè)計(jì)者可以根據(jù)不同的通信要求，決定選擇不同的服務(wù)類型。

*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)613.3廣域網(wǎng)技術(shù)1.廣域網(wǎng)的主要特征2.廣域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過程3.光網(wǎng)絡(luò)與光以太網(wǎng)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)623.3廣域網(wǎng)技術(shù)1.廣域網(wǎng)主要特征廣域網(wǎng)是一種公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

一般由電信運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)組建、運(yùn)營(yíng)與維護(hù)，為用戶提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。廣域網(wǎng)技術(shù)的重點(diǎn)是寬帶核心交換技術(shù)（1）廣域網(wǎng)互聯(lián)：大量廣域網(wǎng)互聯(lián)形成了Internet

（2）交換技術(shù)：核心交換平臺(tái)（3）服務(wù)質(zhì)量（Qos）：保證服務(wù)質(zhì)量*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)633.3廣域網(wǎng)技術(shù)

2.廣域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過程

廣域網(wǎng)的主要網(wǎng)絡(luò)類型及發(fā)展路徑：三條主線公共電話交換網(wǎng)---綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)—ATM網(wǎng)X.25分組交換網(wǎng)---幀中繼網(wǎng)光以太網(wǎng)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)643.3廣域網(wǎng)技術(shù)

2.廣域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過程（1）公共電話交換網(wǎng)

利用電話交換網(wǎng)(publicswitchingtelephonenetwork，PSTN)的模擬信道，使用調(diào)制解調(diào)器(modem)，通過撥號(hào)建立結(jié)點(diǎn)之間的線路連接（電路交換）的網(wǎng)絡(luò)，完成計(jì)算機(jī)之間的低速數(shù)據(jù)通信。（2）X.25網(wǎng)

X.25網(wǎng)是典型的分組交換網(wǎng)，建立在PSTN基礎(chǔ)上，由于通信線路不好，傳輸速率低與誤碼率高，X.25協(xié)議要采取各種措施解決通信質(zhì)量問題。（CRC校驗(yàn)（循環(huán)冗余校驗(yàn)碼）、點(diǎn)到點(diǎn)的差錯(cuò)控制等）*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)653.3廣域網(wǎng)技術(shù)

2.廣域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過程（3）幀中繼網(wǎng)幀中繼網(wǎng)是用光纖替代傳統(tǒng)電纜。光纖的傳輸速率高、誤碼率低，因此幀中繼網(wǎng)可以簡(jiǎn)化X.25網(wǎng)的協(xié)議。

（采用端到端的差錯(cuò)控制等）

轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延要比X.25降低一個(gè)數(shù)量級(jí)吞吐量要比X.25高一個(gè)數(shù)量級(jí)采用面向連接的虛電路服務(wù)（虛擬專用網(wǎng)絡(luò)VPN）*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)663.3廣域網(wǎng)技術(shù)

2.廣域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過程（4）綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)通信網(wǎng)的兩個(gè)重要組成部分：傳輸系統(tǒng)和交換系統(tǒng)。當(dāng)一種網(wǎng)絡(luò)的傳輸系統(tǒng)和交換系統(tǒng)都采用數(shù)字系統(tǒng)時(shí)，就稱為綜合數(shù)字網(wǎng)(integrateddigitalnetwork,IDN)。當(dāng)各種不同的業(yè)務(wù)信息經(jīng)數(shù)字化后，在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)數(shù)字傳送，提供這種綜合業(yè)務(wù)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)稱為綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(integratedservicesdigitalnetwork,

ISDN)。*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)673.3廣域網(wǎng)技術(shù)

2.廣域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過程（4）綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN的主要目標(biāo)：提供支持各種通信服務(wù)的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，在不同國(guó)家采用相同標(biāo)準(zhǔn)支持各種電話和非電話業(yè)務(wù),包括話音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)、可視圖文、用戶電報(bào)遙測(cè)和告警業(yè)務(wù)為通信網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)字傳輸提供開放的標(biāo)準(zhǔn)提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的用戶接口，使通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部變化對(duì)終端用戶透明*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)683.3廣域網(wǎng)技術(shù)

2.廣域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過程ISDN終端適配器－圖例*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)693.3廣域網(wǎng)技術(shù)

2.廣域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過程（5）ATM異步傳輸模式(asynchronoustransfermode，ATM)是一種分組交換技術(shù)ATM采用信元（cell）作為數(shù)據(jù)傳輸單元（53b=48+5）ATM以統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用方式動(dòng)態(tài)分配帶寬，能適應(yīng)實(shí)時(shí)通信的要求ATM沒有鏈路之間的差錯(cuò)與流量控制，協(xié)議簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)交換效率高ATM的傳輸速率為155Mbps～2.4Gbps

*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)703.3廣域網(wǎng)技術(shù)

3.光網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基本路徑：需求

速度：低速高速

質(zhì)量：低質(zhì)量高質(zhì)量

應(yīng)用：智能化實(shí)現(xiàn)手段傳輸介質(zhì):電纜光纖交換技術(shù)：電交換光交換*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)713.3廣域網(wǎng)技術(shù)

3.光網(wǎng)絡(luò)第一代傳輸網(wǎng)絡(luò)以銅纜與無線射頻為主，在發(fā)展過程中無法逾越帶寬的瓶頸問題（速度）第二代傳輸網(wǎng)絡(luò)在主干線路使用光纖，發(fā)揮光纖的高帶寬、低誤碼率、抗干擾等優(yōu)點(diǎn)，交換結(jié)點(diǎn)的電信號(hào)與光信號(hào)轉(zhuǎn)換仍是帶寬瓶頸第三代全光網(wǎng)以光結(jié)點(diǎn)取代現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的電結(jié)點(diǎn)，使用光纖將光結(jié)點(diǎn)互聯(lián)成網(wǎng)（自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)），克服現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)在傳輸和交換時(shí)的瓶頸*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)721.局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)獨(dú)立分支，萌芽于20世紀(jì)60年代末，發(fā)展于70年代，成熟于80年代，現(xiàn)正處于飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用階段。定義：指在較小的地理范圍內(nèi)，將有限的通信設(shè)備互聯(lián)起來的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其覆蓋的地域處于約10m～10km或更大些。3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)732.局域網(wǎng)的特點(diǎn)

從功能的角度，具有以下特征：覆蓋地域范圍比較小。適用于某一組織（如學(xué)校、辦公樓、廠區(qū)等）內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)。高傳輸速率和低誤碼率。主干可以達(dá)到1000Mb／S，而誤碼率在10－11到10－8之間。采用共享廣播信道。分布式控制，局域網(wǎng)中各站是平等關(guān)系，可以進(jìn)行廣播和組播。低層協(xié)議簡(jiǎn)單。距離短、時(shí)延小、可靠性高，相對(duì)而言信道利用率已不是人們考慮的主要因素。采用多種媒體訪問控制技術(shù)。載波監(jiān)聽多路訪問／沖突檢測(cè)（CSMA／CD）技術(shù)、令牌環(huán)技術(shù)、令牌總線技術(shù)、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）技術(shù)等。

3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)743.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)在20世紀(jì)80年代初期，美國(guó)電器和電子工程師學(xué)會(huì)IEEE802委員會(huì)首先制定出了局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，即IEEE802標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)已成為ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

IEEE802標(biāo)準(zhǔn)遵循ISO/OSI參考模型的原則，但有相當(dāng)大的區(qū)別。局域網(wǎng)只是一個(gè)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)，體系結(jié)構(gòu)只有OSI的物理層和數(shù)據(jù)鏈路兩層。3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)75

（1）兩層結(jié)構(gòu)功能簡(jiǎn)述：物理層

它負(fù)責(zé)物理連接和在媒體上傳輸比特流，其主要任務(wù)，用來描述傳輸媒體接口的一些特性，如接口的機(jī)械特性、電氣特性、功能特性和規(guī)程特性等。數(shù)據(jù)鏈路層在不太可靠的傳輸信道上實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸，負(fù)責(zé)幀的傳送與控制。要解決：（1）解決信道如何分配，如何避免或解決信道爭(zhēng)用－－有媒體訪問控制功能。3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)76

（2）數(shù)據(jù)鏈路層分為兩個(gè)子層媒體訪問控制方法有多種，導(dǎo)致數(shù)據(jù)鏈路層存在與傳輸媒體有關(guān)的與無關(guān)的兩部分。媒體訪問控制MAC（mediumaccesscontrol）子層和邏輯鏈路控制LLC（logicallinkcontrol）子層。

物理層和MAC子層的功能由計(jì)算機(jī)的網(wǎng)卡（網(wǎng)絡(luò)適配器）實(shí)現(xiàn)的

3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)77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3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)78如何識(shí)別一幀信息是傳給哪臺(tái)主機(jī)的？每塊網(wǎng)卡都有一個(gè)地址，稱為硬件地址(MAC)

路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備1A-24-F6-54-1B-0E00-00-A2-A4-2C-0220-60-8C-C7-75-2A08-00-20-47-1F-E420-60-8C-11-D2-F6和網(wǎng)絡(luò)相連的每塊網(wǎng)卡都有唯一的硬件地址。

3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)79第1最低位最先發(fā)送最高位最低位最高位最后發(fā)送機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)志符OUI擴(kuò)展標(biāo)志符低位在前十六進(jìn)制表示的EUI-48地址：AC-DE-48-00-00-80二進(jìn)制表示的EUI-48地址：第1字節(jié)第6字節(jié)I/G比特字節(jié)順序第2第3第4第5第6101011001101111001001000000000000000000010000000802.5802.6802.3802.4*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)80圖3.1IEEE802參考模型與OSI參考模型的對(duì)比3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)81

數(shù)據(jù)鏈路層功能是由MAC、LLC子層共同完成的。

MAC幀和LLC幀以及各層PDU之間的關(guān)系如下：

包括目的服務(wù)訪問點(diǎn)、源服務(wù)訪問點(diǎn)和控制信息包括目的地址源地址(MAC)和控制信息幀校驗(yàn)序列3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)824.IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.1：概述、體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，以及網(wǎng)絡(luò)管理和性能測(cè)量。IEEE802.2：邏輯鏈路控制。這是高層協(xié)議與任何一種局域網(wǎng)MAC子層的接口。IEEE802.3：帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA/CD）的方法和物理層規(guī)范。其中：

IEEE802.3ac：VLAN幀擴(kuò)展。

IEEE802.3ab：千兆以太網(wǎng)物理層參數(shù)和規(guī)范。

IEEE802.3ae：萬兆以太網(wǎng)。

IEEE802.4：令牌總線網(wǎng)。定義令牌傳遞總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)83圖3.2IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)間的關(guān)系3.4局域網(wǎng)技術(shù)全部為媒體訪問控制子層所有局域網(wǎng)的LLC子層相同*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)84經(jīng)過多年的發(fā)展，應(yīng)用最多和正在發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)主要有：IEEE802.3：定義Ethernet的CSMA/CD總線介質(zhì)訪問控制子層與物理層IEEE802.11：定義無線局域網(wǎng)訪問控制子層與物理層IEEE802.15：定義近距離個(gè)人無線網(wǎng)絡(luò)訪問控制子層與物理層IEEE802.16：定義寬帶無線網(wǎng)絡(luò)訪問控制子層與物理層3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)85

下面介紹幾類常用的局域網(wǎng)：

以太網(wǎng)（Ethernet）高速以太網(wǎng)交換式局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)863.4局域網(wǎng)技術(shù)5.總線局域網(wǎng)（以太網(wǎng)）

總線局域網(wǎng)：一種基帶通信網(wǎng)，它傳送信息最簡(jiǎn)單最直接、也是最流行的局域網(wǎng)。*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)87總線網(wǎng)，共享公用信道

如何解決沖突？隨機(jī)訪問控制方法－－載波監(jiān)聽多路訪問／沖突檢測(cè)，即CSMA／CD

基本原則：先聽后發(fā)，邊聽邊發(fā)，沖突停止，延遲重發(fā)以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方法3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)88CSMA／CD最初的以太網(wǎng)是將許多計(jì)算機(jī)都連接到一根總線上。當(dāng)初認(rèn)為這樣的連接方法既簡(jiǎn)單又可靠。

B向

D發(fā)送數(shù)據(jù)CDAE匹配電阻（用來吸收總線上傳播的信號(hào)）匹配電阻不接受不接受不接受接受B只有D接受B發(fā)送的數(shù)據(jù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)89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。在具有廣播特性的總線上實(shí)現(xiàn)了一對(duì)一的通信。3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)90局域網(wǎng)發(fā)展的基本思路

提高Ethernet的數(shù)據(jù)傳輸速率，從早期的10Mbps提高到100Mbps、1Gbps、甚至10Gbps，導(dǎo)致高速局域網(wǎng)技術(shù)的研究將大型局域網(wǎng)劃分成多個(gè)用網(wǎng)橋或路由器互聯(lián)的子網(wǎng)，導(dǎo)致局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展將共享介質(zhì)方式改為交換方式，導(dǎo)致交換式局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)916.高速以太網(wǎng)技術(shù)100兆以太網(wǎng)(100BASE-T，802.3u)千兆以太網(wǎng)(1000BASE-T，802.3ab)萬兆以太網(wǎng)(802.3ae)

速率達(dá)到或超過100Mb/s的以太網(wǎng)稱為高速以太網(wǎng).3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)92100M以太網(wǎng)技術(shù)（1）100BASE－T/FX(IEEE802.3u)100BASE-T以太網(wǎng)的特點(diǎn)保留傳統(tǒng)以太幀的結(jié)構(gòu)與MAC子層的CSMA/CD方法，對(duì)物理層進(jìn)行調(diào)整定義新物理層標(biāo)準(zhǔn)，幀間時(shí)間間隔從原來的

9.6s

改為現(xiàn)在的

0.96s并提供10Mbps與100Mbps速率自動(dòng)協(xié)商功能。定義了媒體專用接口(mediaindependentinterface，MII)，將MAC子層與物理層分隔開，傳輸介質(zhì)和信號(hào)編碼方式的變化不影響MAC子層*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)93千兆以太網(wǎng)技術(shù)（2）千兆以太網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生的背景數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、桌面電視會(huì)議、多媒體教學(xué)和高清晰度圖像等的應(yīng)用。*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)94千兆以太網(wǎng)技術(shù)（2）千兆以太網(wǎng)技術(shù)1998年千兆以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3z正式發(fā)布，它是以1000Base-X的標(biāo)識(shí)加以描述的。千兆以太網(wǎng)主要工作在全雙工模式下，有三種物理層規(guī)范：1000Base-SX（短波光源）1000Base-LX（長(zhǎng)波光源）

1000Base-CX（STP-屏蔽雙絞線，距離：25M）1999年正式批準(zhǔn)IEEE802.3ab標(biāo)準(zhǔn)，即

1000Base-T（UTP-非屏蔽雙絞線，距離：100M

）。*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)95千兆以太網(wǎng)技術(shù)千兆以太網(wǎng)的特點(diǎn)：保留傳統(tǒng)Ethernet（10Base－T）的幀結(jié)構(gòu)與幀的最小、最大長(zhǎng)度規(guī)定。半雙工時(shí)，采用和10Base－T相同的媒體訪問控制方法CSMA／CD和組網(wǎng)方法(全雙工時(shí)不采用)。每個(gè)比特的發(fā)送時(shí)間由100ns降低到1ns。定義了一種千兆位媒體專用接口GMII，用來將MAC子層和物理層分隔開，使物理層在實(shí)現(xiàn)1Gbps時(shí)所使用的傳輸媒體和信號(hào)編碼方式的變化不影響MAC子層。支持多種傳輸媒體*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)96千兆以太網(wǎng)技術(shù)10M—100M—1000M網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架桌面系統(tǒng)采用10（100）Mbps的以太網(wǎng)部門系統(tǒng)采用速率為100Mbps的100Base－T企業(yè)級(jí)主干采用速率為1000Mbps的千兆位以太網(wǎng)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)97千兆以太網(wǎng)技術(shù)

*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)98萬兆以太網(wǎng)技術(shù)（3）萬兆以太網(wǎng)技術(shù)

萬兆以太網(wǎng)（10Gbps）的標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3ae于2002年6月正式批準(zhǔn)。與10Mb/s，100Mb/s和1Gb/s以太網(wǎng)的幀格式完全相同。萬兆以太網(wǎng)只支持全雙工，不使用CSMA/CD。萬兆以太網(wǎng)可作為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)使用采用光纖作為物理介質(zhì)。有兩種不同的物理介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分別支持LAN和WAN。網(wǎng)絡(luò)范圍最大達(dá)到40公里。*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)99萬兆以太網(wǎng)技術(shù)10G以太網(wǎng)應(yīng)用*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1007.交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)技術(shù)（1）交換式局域網(wǎng)產(chǎn)生背景隨著局域網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷加重時(shí)，網(wǎng)絡(luò)效率就會(huì)急劇下降為克服網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與性能的矛盾，將共享介質(zhì)方式改為交換方式，導(dǎo)致交換式局域網(wǎng)發(fā)展交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)備是交換機(jī)，在多個(gè)端口之間建立多個(gè)并發(fā)連接。

3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)101交換機(jī)的工作原理

3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)102交換機(jī)的交換方式（轉(zhuǎn)發(fā)方式）

直接交換(cutthrough)方式存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)(storeandforward)方式改進(jìn)直接交換方式

交換機(jī)的性能參數(shù)

最大轉(zhuǎn)發(fā)速率：兩個(gè)端口之間每秒最多轉(zhuǎn)發(fā)的幀數(shù)。匯集轉(zhuǎn)發(fā)速率：所有端口每秒最多轉(zhuǎn)發(fā)的幀數(shù)。轉(zhuǎn)發(fā)等待時(shí)間：交換機(jī)作出過濾或轉(zhuǎn)發(fā)決策需要的時(shí)間3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)103（2）虛擬局域網(wǎng)（VirtualLAN）VLAN是一組不受物理位置限制，而又可以象在同一個(gè)LAN上自由通信的節(jié)點(diǎn)集合，在邏輯上等價(jià)于廣播域（broadcastdomain）。這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。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)。3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)104虛擬局域網(wǎng)VLAN

3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)105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。*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)106

一個(gè)VLAN是一個(gè)有限的廣播域。

VLAN內(nèi)所有成員是獨(dú)立于物理位置的?？梢酝ㄟ^軟件來管理成員，簡(jiǎn)便快捷。

VLAN成員之間不需要路由。

VLAN具有較好的安全性。

VLAN需要使用局域網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。虛擬局域網(wǎng)VLAN的特性3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1078.無線局域網(wǎng)技術(shù)（1）背景：泛在網(wǎng)絡(luò)的需求

IEEE802.11工作組1990年制定了IEEE802.11協(xié)議：定義了兩種設(shè)備：無線結(jié)點(diǎn)（移動(dòng)站）：帶無線網(wǎng)卡的設(shè)備無線接入點(diǎn)(accesspoint，AP：基站)：將無線結(jié)點(diǎn)接入有線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備采用帶沖突避免的載波偵聽多路訪問(carriersensemultipleaccesswithcollisionavoidance，CSMA/CA)方法物理層標(biāo)準(zhǔn)主要包括：802.11b、802.11a和802.11g

。最常用的是802.11b：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式，基本模式3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)108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)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?；窘凶鼋尤朦c(diǎn)AP(AccessPoint)其作用和網(wǎng)橋相似

無線局域網(wǎng)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)109無線局域網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域

作為傳統(tǒng)局域網(wǎng)的擴(kuò)充用于建筑物之間的互連用于移動(dòng)結(jié)點(diǎn)的漫游訪問用于構(gòu)建特殊的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（自組織網(wǎng)，Adhoc網(wǎng)絡(luò)）3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)110無線局域網(wǎng)技術(shù)的分類

按采用的傳播技術(shù)，可分為3類：紅外線局域網(wǎng)：1Mbps和2Mbps擴(kuò)頻局域網(wǎng)跳頻擴(kuò)頻(frequencyhoppingspreadspectrum，F(xiàn)HSS)：免于申請(qǐng)直接序列擴(kuò)頻(directsequencespreadspectrum，DSSS)：工業(yè)、科學(xué)等專用窄帶微波局域網(wǎng)

3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1119.藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙是用于將計(jì)算機(jī)與通信設(shè)備、附加部件和外部設(shè)備，通過短距離的、低功耗的、低成本的無線信道連接的無線標(biāo)準(zhǔn)IBM、Intel、Nokia和Toshiba公司成立SIG組織，并且在1999年發(fā)布藍(lán)牙規(guī)范1.0版

隨著手機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)和移動(dòng)設(shè)備的廣泛應(yīng)用，提出自身附近幾米范圍內(nèi)的個(gè)人操作空間設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的需求無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(wirelesspersonalareanetwork，WPAN)在這個(gè)背景下出現(xiàn)IEEE802.15工作組成立，致力于WPAN的物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化。其中802.15.4針對(duì)低速WPAN3.4局域網(wǎng)技術(shù)*計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)112IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)在不同的載波頻率下，實(shí)現(xiàn)3種不同傳輸速率：20k