第四章局域網(wǎng)工作原理課件

第4章局域網(wǎng)工作原理2023/7/21信息與電子工程系1局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)訪問控制方式以太網(wǎng)高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無線局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)2023/7/21信息與電子工程系2什么是局域網(wǎng)？通俗講：將小區(qū)域內(nèi)的計算機設(shè)備互連在一起所形成的網(wǎng)絡(luò)稱之為局域網(wǎng)。比如：某個房間、大樓、校園區(qū)域等。2023/7/21信息與電子工程系34.1局域網(wǎng)概述1.定義：

小區(qū)域內(nèi)的各種通信設(shè)備互聯(lián)在一起的通信網(wǎng)絡(luò)，是一個高速通信網(wǎng)絡(luò)。（1）計算機局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)（2）小范圍的區(qū)域2023/7/21信息與電子工程系42.局域網(wǎng)組成（1）服務(wù)器：管理網(wǎng)絡(luò)并為用戶提供服務(wù)的計算機。（2）工作站：用戶使用的計算機（客戶機）（3）網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)：連接客戶機和服務(wù)器的硬件設(shè)備。如集線器、交換機、路由器、網(wǎng)卡、通信介質(zhì)等。（4）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：更好的管理網(wǎng)絡(luò)。2023/7/21信息與電子工程系53.局域網(wǎng)分類（1）規(guī)模：小型局域網(wǎng)、大型局域網(wǎng)。（2）工作原理：以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、ARCnet網(wǎng)。注：ARCnet網(wǎng)：它采用令牌總線（token-bus）方案來管理LAN上工作站和其他設(shè)備之間的共享線路2023/7/21信息與電子工程系6應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)類型4.2局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)訪問控制方式1.局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

目前局域網(wǎng)中計算機之間連接形式有三種：（1）總線型（2）星型（3）環(huán)型2023/7/21信息與電子工程系72.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及IEEE802標(biāo)準(zhǔn)

1980年2月，IEEE802委員會的INC成立，該委員會制定了一系列局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，成為IEEE802標(biāo)準(zhǔn)。將局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)分為：物理層、介質(zhì)訪問控制子層（MAC層）、邏輯鏈路子層（LLC層）見P50頁。2023/7/21信息與電子工程系83.半雙工和全雙工（1）半雙工通信：同一時間通信雙方只能有一方發(fā)送或接受信息，另一方只能處于等待狀態(tài)。（2）全雙工：同一時間內(nèi)，通信雙方都可以同時發(fā)送與接受消息。2023/7/21信息與電子工程系94.介質(zhì)訪問控制方式（3種）（1）CSMA/CD----載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測。

各站都監(jiān)聽信道（傳輸介質(zhì)）是否空閑，如空閑可以發(fā)送數(shù)據(jù)。如果忙，等待信道空閑了再發(fā)送。2023/7/21信息與電子工程系10（2）令牌環(huán)

空令牌01111111

當(dāng)一個站要發(fā)送數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)幀）到環(huán)上時，需捕獲到空令牌，然后將空令牌改為忙狀態(tài)（01111110），可以發(fā)送數(shù)據(jù)。2023/7/21信息與電子工程系11（3）令牌總線

在物理總線上建立一個邏輯環(huán)，只有取得令牌才能發(fā)送數(shù)據(jù)（幀）。2023/7/21信息與電子工程系124.3以太網(wǎng)1.以太網(wǎng)產(chǎn)生與發(fā)展

1973年Xerox公司將他們的局域網(wǎng)命名為以太網(wǎng)。

1980年DEC,Intel和Xerox三公司發(fā)布以太網(wǎng)藍(lán)皮書，又稱DIX版以太網(wǎng)1.0規(guī)范。

1981.6IEEE802工程組決定成立802.3分委員會，以產(chǎn)生基于DIX工作成果的國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。

1982.12由19各公司宣布了新的IEEE802.3草稿標(biāo)準(zhǔn)

1983年該草稿最終已IEEE10BASE-5面世。2023/7/21信息與電子工程系134.4高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（1）交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)是以交換式集線器（switchinghub）或交換機（switch）為中心構(gòu)成，是一種星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。簡稱為交換機為核心設(shè)備而建立起來的一種高速網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)在近幾年運用的非常廣泛。2023/7/21信息與電子工程系14（2）快速以太網(wǎng)100BASE-T100Base-T是一種以100Mbps速率工作的局域網(wǎng)（LAN）標(biāo)準(zhǔn)，它通常被稱為快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，并使用UTP（非屏蔽雙絞線）銅質(zhì)電纜?？焖僖蕴W(wǎng):與10BASE-T的區(qū)別在于將網(wǎng)絡(luò)的速率提高了十倍，即100M。2023/7/21信息與電子工程系15（3）FDDI---光纖分布式數(shù)據(jù)接口

是100Mbps的光纖主干網(wǎng)，它是于80年代中期發(fā)展起來一項局域網(wǎng)技術(shù)，它提供的高速數(shù)據(jù)通信能力要高于當(dāng)時的以太網(wǎng)（10Mbps）和令牌網(wǎng)（4或16Mbps）的能力。2023/7/21信息與電子工程系16光纖分布數(shù)據(jù)接口(FDDI)是目前成熟的LAN技術(shù)中傳輸速率最高的一種。這種傳輸速率高達100Mb/s的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是ANSIX3T9.5。該網(wǎng)絡(luò)具有定時令牌協(xié)議的特性，支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，傳輸媒體為光纖。2023/7/21信息與電子工程系17（4）ATM網(wǎng)絡(luò)---異步傳輸網(wǎng)絡(luò)

問世于20世紀(jì)80年代末的一種高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，ATM是AsynchronousTransferMode（ATM）異步傳輸模式的縮寫，是實現(xiàn)B-ISDN的業(yè)務(wù)的核心技術(shù)之一。ATM是以信元為基礎(chǔ)的一種分組交換和復(fù)用技術(shù)。它適用于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，它具有高速數(shù)據(jù)傳輸率和支持許多種類型如聲音、數(shù)據(jù)、傳真、實時視頻、CD質(zhì)量音頻和圖像的通信。2023/7/21信息與電子工程系18（5）千兆位以太網(wǎng)是IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的擴展，傳輸速度為每秒1000兆位(即1Gbps)。最初應(yīng)用于大型校園網(wǎng)，能把現(xiàn)有的10Mbps以太網(wǎng)和100Mbps快速以太網(wǎng)連接起來。千兆位以太網(wǎng)支持交換機之間、交換機與終端之間的全雙工連接，支持共享網(wǎng)絡(luò)的半雙工連接方式，使用中繼器和CSMA/CD沖突檢測機制。2023/7/21信息與電子工程系19（6）萬兆位以太網(wǎng)萬兆位以太網(wǎng)(10GigE)802.3ae標(biāo)準(zhǔn)已由IEEE于2002年6月批準(zhǔn)，主要用于主干網(wǎng)絡(luò)。萬兆位以太網(wǎng)設(shè)計用于以全雙工模式，只在點到點（交換）鏈路上運行。第一個僅適用于光纖電纜的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)傳輸速度可達每秒10GB。2023/7/21信息與電子工程系204.5無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)絡(luò)英文全名：WirelessLocalAreaNetworks；簡寫為：

WLAN。它是相當(dāng)便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它利用射頻（RadioFrequency；RF）的技術(shù)，使用電磁波，取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線（Coaxial）所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，在空中進行通信連接，使得無線局域網(wǎng)絡(luò)能利用簡單的存取架構(gòu)讓用戶透過它，達到“信息隨身化、便利走天下”的理想境界。2023/7/21信息與電子工程系211.無線局域網(wǎng)實現(xiàn)技術(shù)（1）微波方式---無線廣播方式（主要使用的）-即擴頻技術(shù)。（2）光通信---利用各類超短波的光通信系統(tǒng)，如：紅外光通信、激光通信等。2023/7/21信息與電子工程系222.無線局域網(wǎng)的組建（1）組網(wǎng)器件：無線網(wǎng)卡、無線HUB、無線網(wǎng)橋。（2）組網(wǎng)形式：全無線網(wǎng)無線工作站接入有線網(wǎng)有線網(wǎng)接入無線網(wǎng)中繼器有線網(wǎng)以無線方式相連2023/7/21信息與電子工程系234.6虛擬局域網(wǎng)1.概念虛擬局域網(wǎng)（VLAN）是一組邏輯上的設(shè)備和用戶，這些設(shè)備和用戶并不受物理位置的限制，可以根據(jù)功能、部門及應(yīng)用等因素將它們組織起來，相互之間的通信，就好像它們在同一個網(wǎng)段中（同一網(wǎng)絡(luò)中）一樣，由此得名虛擬局域網(wǎng)。2023/7/21信息與電子工程系24VLAN是一種比較新的技術(shù)，工作在OSI參考模型的第2層和第3層，一個VLAN就是一個廣播域，VLAN之間的通信是通過第3層的路由器來完成的。它具有以下優(yōu)點：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的移動、添加和修改的管理開銷減少；可以控制廣播活動；可提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。2023/7/21信息與電子工程系252.VLAN技術(shù)的基礎(chǔ)（1）基于LAN交換機方式（2）基于ATM的方式2023/7/21信息與電子工程系263.VLAN的類型（1）按端口劃分---將VLAN交換機上的物理端口和VLAN交換機內(nèi)部的PVC（永久虛電路）端口分成若干組，每個組構(gòu)成一個虛擬網(wǎng)，相當(dāng)于一個獨立的VLAN交換機。

最常用、最有效的一種方式。2023/7/21信息與電子工程系27（2）按MAC地址劃分

由于MAC地址對應(yīng)于唯一的網(wǎng)絡(luò)接口卡（網(wǎng)卡），因此可按MAC地址劃分虛擬局域網(wǎng)，vlan交換機跟蹤屬于VLANMAC的地址，是一種基于用戶的網(wǎng)絡(luò)劃分。2023/7/21信息與電子工程系28（3）按網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議劃分（4）按IP地址劃分---每個VLAN都是和一段獨立的IP網(wǎng)段相對應(yīng)的，將IP廣播組和VLAN的碰撞域一對一的結(jié)合起來。（5）按策略劃分（6）按用戶定義、非用戶授權(quán)劃分。2023/7/21信息與電子工程系294.VLAN實現(xiàn)原理VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）即虛擬局域網(wǎng)(廣播域)，是一種通過將局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備邏輯地而不是物理地劃分成一個個網(wǎng)段從而實現(xiàn)虛擬工作組的新興技術(shù)。