局域網(wǎng)與IEEE模型

安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院第5章局域網(wǎng)與IEEE802模型5.1局域網(wǎng)技術(shù)5.2以太網(wǎng)技術(shù)5.3高速以太網(wǎng)5.4交換式局域網(wǎng)5.5無線局域網(wǎng)第一頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院5.1局域網(wǎng)技術(shù)

5.1.1局域網(wǎng)概述。覆蓋范圍較小，一般為0.01～10km；。數(shù)據(jù)傳輸率較高，一般為10～10000Mbps；。出錯率較低，一般10-8～10-1l;。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多為總線形、環(huán)形和星形;。網(wǎng)內(nèi)站點(diǎn)多采用共享介質(zhì)的廣播通信方式;。局域網(wǎng)種類繁多，傳輸介質(zhì)和接入方法多樣；。網(wǎng)絡(luò)流量具有突發(fā)性，負(fù)荷不均衡；。任何兩點(diǎn)間均有唯一通信路徑，不需路由選擇；。不設(shè)網(wǎng)絡(luò)層，尋址/流量控制等由數(shù)據(jù)鏈路層處理;。協(xié)議設(shè)計簡單，高層的功能可以由操作系統(tǒng)代替。第二頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院5.1.2局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制技術(shù)局域網(wǎng)因采用共享介質(zhì)完成通信，故其網(wǎng)內(nèi)各站點(diǎn)需解決爭用介質(zhì)使用權(quán)問題，也即需解決多個站點(diǎn)的多個地址訪問共有介質(zhì)的控制問題。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，多地址訪問控制問題由多址訪問控制協(xié)議解決，該種協(xié)議分動態(tài)和靜態(tài)兩類。1)靜態(tài)多址訪問控制協(xié)議－利用多路復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)多址訪問控制,各用戶獨(dú)享信道；2)動態(tài)多址訪問控制協(xié)議

－用戶共享一個物理信道，利用競爭方式來使用傳輸介質(zhì)。

★動態(tài)多址訪問控制協(xié)議的控制策略

a.沖突避免：無爭用(受控)方式_(令牌環(huán)網(wǎng))b.沖突解決：爭用方式_(各節(jié)點(diǎn)爭用介質(zhì)使用權(quán))第三頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院5.1.3IEEE802標(biāo)準(zhǔn)及模型

IEEE802標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802委員會制定了一系列局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，針對局域網(wǎng)可采用多種傳輸媒介，且物理層的處理過程也十分復(fù)雜。故對其物理層又分為介質(zhì)訪問控制子層MAC(MediaAccessControl)和邏輯鏈路子層LLC(LogicalLinkControl)組成。。MAC子層用于描述與傳輸媒介有關(guān)的物理特性；。LLC子層用于描述與傳輸媒介無關(guān)的物理特性。傳輸媒介物理層數(shù)據(jù)鏈路層傳輸媒介物理層MAC子層LLC子層IEEE－美國電氣與電子工程師學(xué)會第四頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院IEEE802.1－局域網(wǎng)概述、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián);IEEE802.2－邏輯鏈路控制LLC;IEEE802.3－CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測)訪問方法和物理層規(guī)范;IEEE802.4－TokenPassingBUS（令牌總線）;IEEE802.5－TokenRing（令牌環(huán)）訪問方法和物理層規(guī)范;IEEE802.6－城域網(wǎng)訪問方法和物理層規(guī)范;IEEE802.7－寬帶技術(shù)咨詢和物理層課題與建議實(shí)施;IEEE802.8－光纖技術(shù)咨詢和物理層課題;IEEE802.9－綜合聲音／數(shù)據(jù)服務(wù)的訪問方法和物理層規(guī)范;IEEE802.10－安全與加密訪問方法和物理層規(guī)范;IEEE802.11－無線局域網(wǎng)訪問方法和物理層規(guī)范;IEEE802.12－100VG-AnyLAN快速局域網(wǎng)訪問方法和物理層規(guī)范。

1)802標(biāo)準(zhǔn)系列第五頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院75年由Xerox研究中心推出。80年Xerox、Intel和DEC公司正式發(fā)布Ethernet(以太網(wǎng))技術(shù)規(guī)范，規(guī)范定義以太網(wǎng)是一種總線網(wǎng)，介質(zhì)訪問控制技術(shù)采用CSMA/CD，廣播方式通信。83年IEEE發(fā)布的IEEE802.3局域網(wǎng)技術(shù)規(guī)范與以太技術(shù)規(guī)范一致，于是以太網(wǎng)技術(shù)規(guī)范成為第一個局域網(wǎng)技術(shù)規(guī)范。－以太網(wǎng)的發(fā)展歷程：。1980年IEEE成立802.3工作組；

。1983年第一個IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，10M以太網(wǎng)基本成熟；。1990年基于雙絞線介質(zhì)的10BASE-T標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，局域網(wǎng)交換機(jī)出現(xiàn)，逐步淘汰共享式網(wǎng)橋（集線器）；。1992年出現(xiàn)了100Mb/s快速以太網(wǎng)，通過IEEE802.3u標(biāo)準(zhǔn)；。1997年1000Mb/s千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)問世(IEEE802.3z/ab)；

。1998年10GE以太網(wǎng)工作組成立，IEEE802.3ae標(biāo)準(zhǔn)頒布。5.2

以太網(wǎng)技術(shù)第六頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院

CSMA/CD(CarrierSenseMutipleAccessCollisiondetect)即載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測機(jī)制，是一種爭用型的介質(zhì)訪問控制協(xié)議，它是目前以太網(wǎng)采用的數(shù)據(jù)傳輸控制技術(shù)。

■CSMA/CD的工作原理

－先聽后發(fā)，邊聽邊發(fā)，沖突停止，隨機(jī)延遲重發(fā)。

(1)若媒體空閑，則傳輸，否則轉(zhuǎn)(2)；

(2)若媒體忙，一直監(jiān)聽直到信道空閑，然后立即傳輸；

(3)若在傳輸中監(jiān)聽到干擾，則發(fā)干擾信號通知所有站點(diǎn)；

(4)等候一段時間，再次傳輸。5.2.1

CSMA/CD協(xié)議第七頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院偵聽是欲發(fā)送數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的第一件工作，即在發(fā)送前先檢測信道上有無信號正在傳送，如信道上無信號站點(diǎn)就可以發(fā)送數(shù)據(jù)幀，即“先聽后發(fā)”。對于基帶傳輸，以線路上有無脈沖波變化來判斷有無信號傳輸。對于寬帶傳輸，以線路上有無載波信號來判斷是否有信號傳輸；★偵聽方式。堅持型偵聽方式；。非堅持型偵聽方式；－上述偵聽方式均需通過CSMA算法加以實(shí)現(xiàn)。1)載波偵聽多路訪問(CSMA)第八頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院2)CSMA算法(堅持與不堅持算法)對發(fā)送信道的偵聽，采用堅持與不堅持兩種算法來完成數(shù)據(jù)的發(fā)送工作。堅持就是對發(fā)送信道一直保持監(jiān)聽狀態(tài)，不堅持就是利用一定隨機(jī)時間發(fā)送。①1-堅持型CSMA

特點(diǎn)：信道空，發(fā)送；忙則偵聽，發(fā)現(xiàn)空閑立即發(fā)送;發(fā)生沖突時，等待一個隨機(jī)時間，在發(fā)送;

②P-堅持型CSMA

特點(diǎn)：信道空，以P的概率發(fā)送，信道忙，則以1-P的概率把該次發(fā)送推遲到下一個時隙；

③非堅持型CSMA

特點(diǎn)：信道空發(fā)送；忙不監(jiān)聽,等待一段隨機(jī)時間在試；第九頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院3)沖突檢測(CD-CollisionDetection)沖突(碰撞)產(chǎn)生的原因

－兩個及兩個以上節(jié)點(diǎn)在監(jiān)測信道時均發(fā)現(xiàn)信道空閑，這時各站點(diǎn)均把信號送入信道而引起沖突。(2)沖突檢測

①檢測方法：－把發(fā)送到信道的數(shù)據(jù)接收回來，與原發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若不一致，表明有沖突發(fā)生。

②沖突解決

－檢測有沖突后，發(fā)送端在發(fā)送完64bit同步信號之后，停止發(fā)送，并發(fā)出“沖突強(qiáng)制阻塞信號”,請所有站點(diǎn)暫停發(fā)送，以免網(wǎng)絡(luò)癱瘓。。沖突強(qiáng)制阻塞信號時間＝64b+32b(1,0交替組成)第十頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院4)后退等待

沖突后，各站點(diǎn)采用時間退讓(算法)方式完成發(fā)送，退讓時間與等待時間和沖突歷史有關(guān)，發(fā)生沖突的次數(shù)越多，再次的沖突可能性越大，則退讓時間就應(yīng)越長。

★退讓時間：t=R*2τR[0,2N-1]；R隨機(jī)數(shù)；N重發(fā)次數(shù)；一般情況下，重傳16次后，如仍發(fā)生沖突，放棄傳輸；

5)接收處理接收處理需完成效驗工作，校驗包含碎片校驗、目的地址校驗和完整性校驗。

。碎片效驗：長度小于64字節(jié)(512位)的幀為沖突碎片；。目的地址校驗：判斷是否是本地地址。

。完整性校驗：是否畸形幀(大于1518字節(jié))、CR校驗、定界符不對（長度的8bit的整數(shù)倍）;第十一頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院5.2.2IEEE802.3與10Mb/s以太網(wǎng)1)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)。總線結(jié)構(gòu)，基帶傳輸；。傳輸介質(zhì)為同軸電纜或雙絞線；。采用CSMA/CD的1-堅持CSMA/CD協(xié)議;。規(guī)定MAC幀長度范圍64～1518字節(jié)；。要求按CSMA/CD接收數(shù)據(jù)時，每個節(jié)點(diǎn)必須檢測通過該節(jié)點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)幀。－幀長>1581，不進(jìn)行CRC校驗；－太短<64為碎片；。沖突產(chǎn)生，采用截斷二進(jìn)制退避算法延遲。第十二頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院有DIX和IEEE802.3兩種格式，區(qū)別是IEEE802.3格式是16bit長度字段、DIX是16bit類型字段?！鯥EEE802.3幀格式2)以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)前導(dǎo)字段（7字節(jié)）幀起始定界符目的MAC地址源MAC地址類型/長度數(shù)據(jù)校驗10101010101010116字節(jié)6字節(jié)2字節(jié)4字節(jié)46-1500字節(jié)FCS

幀有效部分由于TCP/IP的影響，使得以太網(wǎng)的LLC層的作用已經(jīng)不大，許多廠商的網(wǎng)卡僅具有MAC協(xié)議，而沒有LLC協(xié)議。第十三頁，共四十四頁。3)以太網(wǎng)的組成只有遵守IEEE802.3的網(wǎng)絡(luò)(基帶總線網(wǎng))才能真正地稱為以太網(wǎng)，以太網(wǎng)由傳輸介質(zhì)、收發(fā)器、網(wǎng)卡和計算機(jī)(工作站)組成。最大站點(diǎn)數(shù)1024實(shí)際站數(shù)≦100計算機(jī)計算機(jī)計算機(jī)計算機(jī)收發(fā)器網(wǎng)卡≦500M終結(jié)器終結(jié)器安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院第十四頁，共四十四頁。－目前10Mb/s以太網(wǎng)有以下物理層標(biāo)準(zhǔn)①10Base-5標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，粗纜總線連接；②10Base-2標(biāo)準(zhǔn)(IEEE802.3a)，細(xì)纜總線連接；③10Base-T標(biāo)準(zhǔn)(IEEE802.3i)，UTP雙絞線星型連接;10Base-F標(biāo)準(zhǔn)(IEEE802.3j)，光纜星型方式連接。4)10Mb/s以太網(wǎng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院第十五頁，共四十四頁。5)IEEE802.3以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

為便于物理層功能實(shí)現(xiàn)，IEEE802.3進(jìn)一步把物理層分成了物理信令(PLS)和物理介質(zhì)(PMA)兩個子層。

⑴物理信令子層(PLS)－負(fù)責(zé)向MAC層提供服務(wù)、曼徹斯特的編碼和解碼、載波偵聽；

⑵物理介質(zhì)(PMA)子層

－負(fù)責(zé)向PLS層提供服務(wù)、沖突檢測、超長控制、發(fā)/收串行比特安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院介質(zhì)相關(guān)接口PMAPLSMACLLC物理介質(zhì)附件連接單元接口介質(zhì)訪問單元第十六頁，共四十四頁。5.3高速以太網(wǎng)安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院5.3.1高速以太網(wǎng)的發(fā)展及特點(diǎn)以太網(wǎng)的出現(xiàn)，極大地推動著局域網(wǎng)應(yīng)用的增長。從上世紀(jì)90年代“信息高速公路”計劃的推進(jìn),以太網(wǎng)技術(shù)開始向高速發(fā)展。。1993年10月，100Mbps的以太網(wǎng)產(chǎn)品問世；。1996年夏，千兆以太網(wǎng)產(chǎn)品問世；。1999年開始進(jìn)軍萬千兆以太網(wǎng)。－以太網(wǎng)的高速化發(fā)展，使它不僅迅速取得局域網(wǎng)中壟斷地位，也在城域網(wǎng)領(lǐng)域中的地位日漸突出。

第十七頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院(1)高速傳輸介質(zhì)技術(shù)：－UTP5技術(shù)及光纖性價比的提高使其得到廣泛使用；(2)交換技術(shù)：－交換式集線器的應(yīng)用，使以太網(wǎng)的共享帶寬變?yōu)槊總€端口可獨(dú)享帶寬，使連接到各端口的站點(diǎn)的工作不受CSMA/CD約束。(3)全雙工技術(shù)：－采用全雙工技術(shù),完全擺脫CSMA/CD協(xié)議的限制，但還保留了IEEE802.3的MAC幀結(jié)構(gòu)、編址方式和最小/最大幀長的規(guī)定，所以還稱其為以太網(wǎng)。(4)編碼技術(shù)：－高速以太網(wǎng)不再采用傳統(tǒng)曼徹斯特編碼，而采用不歸零制的特殊編碼方式?！龈咚僖蕴W(wǎng)的支持技術(shù)第十八頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院IEEE802.3u是為百兆以太網(wǎng)(快速以太網(wǎng))100Base-T做出的標(biāo)準(zhǔn)，其主要技術(shù)特點(diǎn)是：。保留了MAC子層的CSMA/CD介質(zhì)控制協(xié)議；。把每個比特發(fā)送時間從100ns降低到10ns；。10M和100M帶寬上可自適應(yīng)，可全雙工方式工作；。采用簡單不歸零編碼方式?！?00Base-T的物理層標(biāo)準(zhǔn)。100Base-T2：支持2對3類UTP，速率100Mb/s，最大距離100M;。100Base-T4：支持4對3/4/5/5E類UTP線纜，其中3對用于數(shù)據(jù)傳輸，1對用于沖突檢測，速率100Mb/s;。100Base-TX：支持2對5類UTP；速率100Mb/s;介質(zhì)長度100M;。100Base-FX:支持2條光纖，速率100Mb/s，媒體段長度100m。5.3.2IEEE802.3u與100Base-T第十九頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院5.3.3千兆以太網(wǎng)

千兆位以太網(wǎng)與快速以太網(wǎng)的區(qū)別僅在于把每個比特的發(fā)送時間進(jìn)一步降低到1ns，且支持多種介質(zhì)。1)千兆以太網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)

①允許以全雙工/半雙工兩種方式工作；。半雙工方式，使用CSMA/CD協(xié)議；。全雙工方式，交換機(jī)端口采用專用信道，收發(fā)同步。②使用IEEE802.3MAC幀格式；③與10Base-T和100Base-T技術(shù)向后兼容；④使用8B/10B編碼方式。2)IEEE802.3z和IEEE802.3ab

。IEEE802.3z－光纖介質(zhì)千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；

。IEEE802.3ab－輸距離100米，五類UTP介質(zhì)千兆以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，需解決5類UTP的串?dāng)_和衰減問題。第二十頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院

IEEE802.3z通過不久，萬兆網(wǎng)研究啟動。2002年6月，萬兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)出臺(IEEE802.3ae)。1)萬兆以太網(wǎng)的特點(diǎn)①只使用光纖作為傳輸介質(zhì)，速率提高了10倍；②為適應(yīng)廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)，可采用單模光纖(40km);③幀格式與10Mbps、100Mbps和1Gbps完全相同，并保留IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小和最大幀長;④全雙工方式，不使用CSMA/CD，無信道爭用問題；⑤增加了廣域網(wǎng)接口子層，可實(shí)現(xiàn)與SDH的無縫連接；⑥采用同一種核心技術(shù)，使得局/城/廣域網(wǎng)避免了協(xié)議轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了無縫連接；⑦采用64B/66B的線路編碼。5.3.4萬兆以太網(wǎng)第二十一頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院5.4交換式局域網(wǎng)5.4.1網(wǎng)橋

1)網(wǎng)段微化與沖突隔離

局域網(wǎng)中，因多個節(jié)點(diǎn)共享同一介質(zhì)，使整個系統(tǒng)處于一個沖突域范圍，再加上退讓時間，有可能使網(wǎng)絡(luò)無法運(yùn)行，如能使沖突域減小(也即網(wǎng)段微化)，將會使網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能大幅度提高，早期的辦法是利用網(wǎng)橋來實(shí)現(xiàn)這一機(jī)理。網(wǎng)橋的主要用途：。用于同構(gòu)型(3-7層)LAN間的連接；。擴(kuò)展工作站的平均占有帶寬；。擴(kuò)展LAN的地址范圍；。網(wǎng)段的微分化。第二十二頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院2)網(wǎng)橋的工作原理。利用端口連接不同網(wǎng)段，每個段內(nèi)采用廣播傳送方式；。發(fā)送幀進(jìn)入網(wǎng)橋緩存區(qū)，查表進(jìn)行網(wǎng)段的轉(zhuǎn)發(fā)；第二十三頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院3)網(wǎng)橋的優(yōu)缺點(diǎn)①網(wǎng)橋的優(yōu)點(diǎn)。減小了沖突域和幀的平均時延；。擴(kuò)大了物理范圍，增加了整個網(wǎng)上站點(diǎn)數(shù)量；。提高了可靠性(一個網(wǎng)段的故障不會擴(kuò)散到其他網(wǎng)段);?？舍槍μ囟ňW(wǎng)段或節(jié)點(diǎn)進(jìn)行安全管制。②網(wǎng)橋的缺點(diǎn)。存儲-查表-轉(zhuǎn)發(fā)過程增加了時延;。不同MAC子層的網(wǎng)段橋接，需先修改幀的某些字段，也增加了時延；。無MAC子層流量控制功能，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷大，會丟失幀；?？赡艹霈F(xiàn)“廣播風(fēng)暴”。(段內(nèi)站點(diǎn)過多，網(wǎng)橋內(nèi)表的容量不夠，轉(zhuǎn)發(fā)時會全網(wǎng)廣播)第二十四頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院

5.4.2交換式局域網(wǎng)

交換式局域網(wǎng)采用網(wǎng)段微化技術(shù)將共享式局域網(wǎng)劃分為多個網(wǎng)段(段內(nèi)或只有一臺站點(diǎn))，由交換機(jī)同時提供若干對網(wǎng)段間的通信，從而提高了網(wǎng)絡(luò)性能。

交換式局域網(wǎng)核心設(shè)備是交換機(jī)，交換機(jī)提供多個端口，可在多個端口之間建立多個并發(fā)連接。典型的交換式局域網(wǎng)是交換式以太網(wǎng)，其核心部件是多端口的以太網(wǎng)交換機(jī)。第二十五頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院1)交換機(jī)的工作原理

交換機(jī)檢測從端口送來數(shù)據(jù)包的源和目的MAC地址，并與其內(nèi)部交換地址映射表進(jìn)行比較，若數(shù)據(jù)包目的MAC地址不在表中，則將該地址加入表中，若有，則將數(shù)據(jù)包發(fā)送相應(yīng)目的端口。第二十六頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院2)交換機(jī)的交換模式①直通模式(快速轉(zhuǎn)發(fā))-當(dāng)交換機(jī)檢測到接收幀中有目的地址字節(jié)，根據(jù)交換地址映射表，獲得輸出端口號，然后轉(zhuǎn)發(fā)。②無碎片直通(碎片:沖突后形成的殘缺不全幀)－交換機(jī)先存儲接收幀的前64個字節(jié)，然后進(jìn)行差錯檢驗，有錯濾除，重發(fā)；沒錯立即轉(zhuǎn)發(fā)。③存儲轉(zhuǎn)發(fā)－交換機(jī)把收到的整個幀進(jìn)行CRC差錯效驗，然后根據(jù)幀的目的地址查表，再轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)輸出端口。說明：存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式質(zhì)量高，但需檢測，故速度慢，適合網(wǎng)絡(luò)主干的連接。第二十七頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院3)交換機(jī)與集線器的區(qū)別(1)工作層次區(qū)別。集線器屬第一層設(shè)備，對數(shù)據(jù)傳輸做同步、放大和整形處理，不能對短幀、碎片、差錯進(jìn)行處理，故不能保證數(shù)據(jù)的完整性和正確性；。交換機(jī)屬第二層設(shè)備，不但能對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行同步、放大和整形，還提供完整性和正確性的保證；(2)工作方式和帶寬區(qū)別。集線器是共享帶寬設(shè)備，工作為廣播模式，故易發(fā)生廣播風(fēng)暴；。交換機(jī)是分享帶寬設(shè)備，每個端口都獨(dú)享獨(dú)立帶寬，故它能隔離沖突域，抑制廣播風(fēng)暴。第二十八頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院■交換式以太網(wǎng)的優(yōu)勢①每個端口可以連接網(wǎng)段，也可連接站點(diǎn)，每個端口獨(dú)享帶寬；而共享以太網(wǎng)是所有站點(diǎn)處在一個沖突域范圍，共享帶寬。②在節(jié)點(diǎn)數(shù)為N的網(wǎng)絡(luò)中，交換式以太網(wǎng)的系統(tǒng)最大帶寬可達(dá)到端口帶寬的N倍；而在共享以太網(wǎng)中，每個節(jié)點(diǎn)的帶寬為系統(tǒng)帶寬的1/N。③被交換器隔離的獨(dú)立網(wǎng)段上數(shù)據(jù)信息流不會隨意廣播到其他端口上去；而在共享以太網(wǎng)中，每個工作組數(shù)據(jù)流都廣播到系統(tǒng)中所有的站，安全性不好。第二十九頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院5.4.3

虛擬局域網(wǎng)(VLAN)

VLAN是建立在交換技術(shù)上的一種新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它可通過交換機(jī)進(jìn)行“有目的”地發(fā)送數(shù)據(jù)，且靈活地進(jìn)行邏輯子網(wǎng)(廣播域)劃分，而不像傳統(tǒng)局域網(wǎng)把站點(diǎn)均束縛在所處的物理網(wǎng)絡(luò)之中。

VLAN的技術(shù)特點(diǎn)是可把分布于不同地理位置的站點(diǎn)劃分在同一個邏輯子網(wǎng)中，且同一邏輯子網(wǎng)中的站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包僅轉(zhuǎn)發(fā)至該邏輯子網(wǎng)中的站點(diǎn)，而不會發(fā)至其它邏輯子網(wǎng)當(dāng)中。

VLAN的劃分方法主要有靜態(tài)和動態(tài)兩種。靜態(tài)VLAN由交換機(jī)的特征信息定義(插槽、端口或端口組)；動態(tài)VLAN通常由節(jié)點(diǎn)的某些特征信息定義(節(jié)點(diǎn)MAC地址、使用的協(xié)議或某些認(rèn)證信息等)。第三十頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院⑴提高傳輸性能

－通過VLAN限制廣播風(fēng)暴的范圍，提高網(wǎng)絡(luò)性能。

如：通過定義不同的VLAN，限制來自一個VLAN中的廣播風(fēng)暴幀不能進(jìn)入其它VLAN當(dāng)中。⑵實(shí)現(xiàn)共享資源

－可將用戶按資源分組，而不需考慮其物理位置。如：共享同樣資源時,可將用戶和資源分在同一個虛擬網(wǎng)絡(luò)中，以改善網(wǎng)絡(luò)的可管性。⑶提高網(wǎng)絡(luò)安全

－把用戶與資源徹底刪除連接，以提高網(wǎng)絡(luò)安全。

如：不允許一用戶訪問Internet，可將該用戶放在自己的虛擬網(wǎng)絡(luò)中，從路由器將其隔離。1)虛擬局域網(wǎng)的劃分目的第三十一頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院2)虛擬局域網(wǎng)(VLAN)的劃分方法⑴按交換機(jī)端口劃分VLAN(配置簡單)-利用交換機(jī)的端口劃分VLAN成員，在交換機(jī)上進(jìn)行虛擬網(wǎng)劃分。用戶移動端口需重新配置。第三十二頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院⑵按MAC地址劃分VLAN－利用設(shè)備的MAC地址完成VLAN用戶的劃分，配置煩瑣(需MAC地址)、維護(hù)困難(更換網(wǎng)卡時地址更換)。VLAN的劃分方法第三十三頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院3)按網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議劃分VLAN－根據(jù)主機(jī)網(wǎng)絡(luò)層地址或使用的協(xié)議類型進(jìn)行用戶的劃分。用戶物理位置的改變，不需重新配置所屬VLAN，缺點(diǎn)是效率較低(檢查網(wǎng)絡(luò)地址比檢查MAC地址花費(fèi)時間長)?！锞唧w優(yōu)點(diǎn)。不需要附加幀標(biāo)簽識別VLAN，可減少網(wǎng)絡(luò)的通信量；

。可以減少由于協(xié)議轉(zhuǎn)換造成的網(wǎng)絡(luò)延遲；。用戶站點(diǎn)可隨意移動，而無需重新配置網(wǎng)絡(luò)地址；－特別適合TCP/IP用戶；。按協(xié)議類型定義的成員，有利于組成面向業(yè)務(wù)或具體應(yīng)用的VLAN用戶。VLAN的劃分方法第三十四頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院5.4.4虛擬專用網(wǎng)(VPN)虛擬專網(wǎng)是虛擬私有網(wǎng)絡(luò)(VirtualPrivateNetwork)的簡稱，是一種利用公共網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建的私有專用網(wǎng)。目前，能夠用于構(gòu)建VPN的公共網(wǎng)絡(luò)包括Internet和服務(wù)提供商(ISP)所提供的DDN專線、幀中繼、ATM等。1)VPN具有的特點(diǎn)

。專線連接，具有安全、保密、專用、高性能等特點(diǎn);。具有Internet等公用網(wǎng)的方便性和低成本特點(diǎn);。具備使用方便、建設(shè)成本低廉的特點(diǎn);2)VPN的類型與應(yīng)用方式。訪問虛擬專網(wǎng)（AccessVPN）；。企業(yè)內(nèi)部虛擬專網(wǎng)（IntranetVPN）；。擴(kuò)展的企業(yè)內(nèi)部虛擬專網(wǎng)（ExtranetVPN）第三十五頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院3)VPN的相關(guān)技術(shù)

VPN區(qū)別于一般網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的關(guān)鍵是隧道的建立和對數(shù)據(jù)包的加密，并按隧道協(xié)議進(jìn)行封裝、傳送，以保正數(shù)據(jù)的安全性。所以與VPN有關(guān)的技術(shù)就是隧道和網(wǎng)絡(luò)安全兩大技術(shù)。

①VPN的隧道協(xié)議

。第2層隧道協(xié)議，常用的有PPTP、L2TP等；。第3層隧道協(xié)議，常用的有IPSec；②網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)防火墻、應(yīng)用IPSec進(jìn)行數(shù)據(jù)加密、應(yīng)用L2TP隧道端的相互驗證等。

－上述技術(shù)的應(yīng)用，使得在公用網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)乃接芯W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全性得到了保證。第三十六頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院5.5無線局域網(wǎng)WLAN無線局域網(wǎng)成長始于20世紀(jì)80年代中期，它是由美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)為工業(yè)、科研和醫(yī)學(xué)(ISM)頻段的公共應(yīng)用提供授權(quán)而產(chǎn)生的?！鰺o線局域網(wǎng)的主要傳輸技術(shù)

。射頻(RF)技術(shù)-覆蓋范圍較廣，是較為常見的無線傳輸技術(shù);。紅外(IR)技術(shù)-僅適用于近距離無線傳輸(一般少于1米）?！鯳LAN技術(shù)的優(yōu)勢。安裝便捷、覆蓋范圍廣、經(jīng)濟(jì)節(jié)約、易于擴(kuò)展；

。傳輸速率高(11Mbit/s，傳輸距離可至20km以上)。第三十七頁，共四十四頁。安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院5.5.1無線局域網(wǎng)組成

按照移動通信系統(tǒng)是否具有基礎(chǔ)設(shè)施，移動無線網(wǎng)絡(luò)可分為無固定基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)和有固定基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。1)無固定基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)(無線自組織網(wǎng)絡(luò)-Ad-Hoc)網(wǎng)絡(luò)由一組帶有無線收發(fā)裝置的移動終端節(jié)點(diǎn)組成，網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路進(jìn)行信息交換，網(wǎng)中兩個無法直接通信的節(jié)點(diǎn)可借助其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)，形成多跳的通信模式。

2)有固定基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)(基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò))網(wǎng)絡(luò)通過中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸信息，中心節(jié)點(diǎn)之間通過電纜或光纖互連，各終端直接和中心節(jié)點(diǎn)通信。當(dāng)基站執(zhí)行這項任務(wù)時，它被稱為接入點(diǎn)(AP)。第三十八頁，共四十四頁。無固定基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院自組網(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)無固定基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)第三十九頁，共四十四頁。有固定基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息學(xué)院基本服務(wù)集BSS基