項(xiàng)目一局域網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí).ppt

1、局域網(wǎng)組建與管理主編 范建華西北工業(yè)大學(xué)出版社,項(xiàng)目一 局域網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí),任務(wù)1 了解局域網(wǎng)的基本概念,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，使世界范圍內(nèi)的信息及通信變得更加方便、快捷，任何人都無法忽視其存在。其友好的圖形界面更讓所有想要接觸它的人只需操縱鼠標(biāo)就可以輕松地瀏覽世界各地的信息。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正以其強(qiáng)大的魅力席卷全球，走進(jìn)人們的日常生活，成為許多人生活的一部分。,一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類標(biāo)準(zhǔn)很多。 例如，按計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類，按網(wǎng)絡(luò)的交換方式分類，按網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分類，按數(shù)據(jù)的傳輸方式分類等。但是，各種分類標(biāo)準(zhǔn)只能從某一方面反映網(wǎng)絡(luò)的特征。按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍（距離）進(jìn)行分類是最普遍的分類

2、方法，它能較好地反映網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)特征。,依照這種方法，可把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為三類：局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)。 （一）局域網(wǎng) 局域網(wǎng)（LAN，Local Area Network）是一種在小區(qū)域內(nèi)使用的網(wǎng)絡(luò)，其傳送距離一般在幾千米之內(nèi)，最大距離不超過10 km。,（二）廣域網(wǎng) 廣域網(wǎng)（WAN，Wide Area Network）也叫遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，覆蓋地理范圍比局域網(wǎng)要大得多，可從幾十千米到幾千千米。,（三）城域網(wǎng) 城域網(wǎng)（MAN，Metropolitan Area Network）是一種介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的高速網(wǎng)絡(luò)，覆蓋地理范圍介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，一般為幾千米到幾十千米，傳輸速率一般在50 Mb/s

3、左右，其用戶多為需要在市內(nèi)進(jìn)行高速通信的較大單位或公司等。,二、局域網(wǎng)的特點(diǎn)及技術(shù)要素 （一）局域網(wǎng)的特點(diǎn) （1）共享傳輸信道，采用多種介質(zhì)訪問控制技術(shù)。 （2）為一個(gè)單位所擁有，且地理范圍和站點(diǎn)數(shù)目均在有限地理范圍內(nèi)，用戶個(gè)數(shù)有限。 （3）傳輸速率高，時(shí)延較低，誤碼率低。 （4）多采用分布式控制和廣播式通信。 （5）低層協(xié)議簡(jiǎn)單，不單獨(dú)設(shè)立網(wǎng)絡(luò)層。,（二）決定局域網(wǎng)特性的主要技術(shù)要素 （1）基本通信方式。共享介質(zhì)方式或交換方式。 （2）介質(zhì)訪問控制方法。CSMA/CD，Token Ring，Token Bus。 （3）傳輸介質(zhì)。采用了雙絞線、同軸電纜與光纖。 （4）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?？偩€型、環(huán)型、星

4、型和樹型結(jié)構(gòu)。,三、局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 一種特定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能使用多種布線方案。這種技術(shù)決定了邏輯拓?fù)洌季€方案決定了物理拓?fù)?。物理拓?fù)渑c邏輯拓?fù)淇赡懿煌?，如?.1所示。,表1.1 物理拓?fù)渑c邏輯拓?fù)涞膶?duì)照表,這是兩個(gè)截然不同的概念，兩者之間不存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，即在同樣的網(wǎng)絡(luò)布線中信號(hào)可以有不同的流動(dòng)方式，而采用同樣信號(hào)傳遞方式的網(wǎng)絡(luò)卻可以有不同的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。,（一）物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 1.總線型拓?fù)?總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)： （1）所有節(jié)點(diǎn)都通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口卡直接連接到一條作為公共傳輸介質(zhì)的總線上。 （2）所有節(jié)點(diǎn)都可以通過總線傳輸介質(zhì)發(fā)送或接受數(shù)據(jù)。,（3）同一時(shí)刻只允許一個(gè)節(jié)點(diǎn)向總線上發(fā)送數(shù)

5、據(jù)（這要使用介質(zhì)訪問控制方法來保證），可以有一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)從總線上接收數(shù)據(jù)。 （4）通常采用同軸電纜或雙絞線作為傳輸介質(zhì)。 優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)容易、易于擴(kuò)展、可靠性較好。,2.星型拓?fù)?星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)： （1）網(wǎng)絡(luò)存在一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)。 （2）任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的通信都要通過中心節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。 （3）只有在交換局域網(wǎng)（Switched LAN）出現(xiàn)之后，才真正有了物理拓?fù)渑c邏輯拓?fù)浣y(tǒng)一的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、便于管理，但網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)是全網(wǎng)可靠性的瓶頸。,3.環(huán)型拓?fù)?環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)： （1）節(jié)點(diǎn)通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口卡，使用點(diǎn)到點(diǎn)連接，構(gòu)成閉合的環(huán)型。 （2）環(huán)中數(shù)據(jù)沿

6、著一個(gè)方向繞環(huán)逐站傳送。 （3）它與總線型局域網(wǎng)的主要差別是解決信道競(jìng)爭(zhēng)的方法不同。,（4）環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳輸延時(shí)確定。 （5）環(huán)中每?jī)蓚€(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)間的通信線路都會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)可靠性的瓶頸。 （6）為保證環(huán)的正常工作，需要進(jìn)行較復(fù)雜的環(huán)維護(hù)處理；環(huán)節(jié)點(diǎn)的加入和撤出過程比較復(fù)雜。,4.樹型拓?fù)?樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)： （1）可以看成是星型拓?fù)涞臄U(kuò)展，它將原來用單獨(dú)鏈路直接連接的節(jié)點(diǎn)，通過多級(jí)處理主機(jī)分級(jí)連接。 （2）節(jié)點(diǎn)按層次進(jìn)行連接。,（3）信息交換主要在上下節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，相鄰及同層節(jié)點(diǎn)之間一般不進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或數(shù)據(jù)交換量小。 （4）樹型結(jié)構(gòu)與星型結(jié)構(gòu)相比降低了通信線路的成本，但增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜

7、性。 （5）除最底層節(jié)點(diǎn)及其連線外，任意一節(jié)點(diǎn)或連線的故障均影響其所在支路網(wǎng)絡(luò)的正常工作。,（二）邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 1.邏輯總線 信號(hào)在網(wǎng)上按廣播方式傳播：一臺(tái)設(shè)備向網(wǎng)上發(fā)出信號(hào)后，信號(hào)像洪水一樣“漫延”到網(wǎng)上各處，網(wǎng)上的設(shè)備都會(huì)收到這個(gè)信號(hào)。若不考慮信號(hào)的傳輸延遲的話，可以認(rèn)為所有設(shè)備都同時(shí)收到該信號(hào)。,2.邏輯環(huán) 只把信號(hào)發(fā)送給指定為下一站的設(shè)備：當(dāng)一臺(tái)設(shè)備向網(wǎng)上發(fā)出信號(hào)時(shí)是發(fā)送給指定的一臺(tái)設(shè)備的，然后，信號(hào)按照一定的順序一站一站地傳下去，最后回到發(fā)送站，形成一個(gè)封閉環(huán)。顯然，網(wǎng)上每臺(tái)設(shè)備都只接收指定發(fā)給它的信號(hào)，它也只把信號(hào)發(fā)送給指定為下一站的設(shè)備。,任務(wù)2 熟悉常用類型的局域網(wǎng),一、對(duì)等網(wǎng)

8、與C/S網(wǎng) （一）對(duì)等網(wǎng) 1.對(duì)等網(wǎng)的特點(diǎn) 不存在具有特殊功能的計(jì)算機(jī)，每臺(tái)計(jì)算機(jī)都處于平等地位，既向網(wǎng)絡(luò)中的其他用戶提供服務(wù)，又享受其他用戶所提供的服務(wù)。,既可以采用總線型拓?fù)?，也可以采用星型拓?fù)洹Ｈ绻挥袃膳_(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)，那么，則還可以使用直接電纜連接、雙絞線交叉互連。 安裝在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的局域網(wǎng)操作系統(tǒng)軟件是相同的，主要使用Windows 98/2000 Professional/XP，網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議建議使用TCP/IP。,每臺(tái)聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)都是以前后臺(tái)方式工作，前臺(tái)為本地用戶提供服務(wù)，后臺(tái)為其他節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都可以直接實(shí)現(xiàn)通信。 對(duì)等結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可以提供

9、共享硬盤、打印機(jī)、光驅(qū)、電子郵件，共享屏幕與共享CPU服務(wù)。 聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)一般在10臺(tái)以下，規(guī)模較小。,2.組建對(duì)等網(wǎng)必須遵循的原則 總線型對(duì)等網(wǎng)使用BCN接頭的細(xì)線，網(wǎng)絡(luò)終端必須安裝50終端電阻器；星型對(duì)等網(wǎng)使用兩端帶RJ-45水晶頭的3類以上的UTP，最常見的是5類或超5類。,從管理的角度看，每臺(tái)計(jì)算機(jī)都須要獨(dú)立地設(shè)置，在復(fù)雜的環(huán)境下安全性和效率性均很差，因此對(duì)對(duì)等網(wǎng)中數(shù)據(jù)的安全性要求不能太高。,總線型對(duì)等網(wǎng)的細(xì)線最長(zhǎng)不能超過200 m，星型對(duì)等網(wǎng)中計(jì)算機(jī)終端到中心節(jié)點(diǎn)的最大距離為100 m。如果使用集線器（交換機(jī)）組網(wǎng)，那么聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)數(shù)不能超過集線器（交換機(jī)）的接口數(shù)。,3.對(duì)等網(wǎng)的優(yōu)

10、缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而缺點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)除了要完成本地用戶的信息處理任務(wù)，還要承擔(dān)較重的網(wǎng)絡(luò)通信管理和共享資源管理任務(wù)，這將加重聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)的負(fù)荷，因而信息處理能力明顯降低。因此，對(duì)等結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)操作系統(tǒng)支持的信息系統(tǒng)一般規(guī)模都比較小。,（二）C/S網(wǎng) 針對(duì)對(duì)等結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，人們提出了非對(duì)等結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想： 將聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)分為兩類，即網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（Server）與網(wǎng)絡(luò)工作站（Workstation）；因此聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)有明確的分工。,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器采用高配置、高性能計(jì)算機(jī)，以集中方式管理局域網(wǎng)的共享資源，為網(wǎng)絡(luò)工作站提供服務(wù)，是局域網(wǎng)的邏輯中心。 網(wǎng)絡(luò)工作站記為WS，一般可以采用配置較低的微型機(jī)，它主要

11、為本地用戶訪問本地資源與網(wǎng)絡(luò)資源提供服務(wù)。,這種非對(duì)等結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)操作系統(tǒng)軟件分為并列的兩部分，一部分運(yùn)行在服務(wù)器上，另一部分運(yùn)行在工作站上。 安裝與運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上的局域網(wǎng)操作系統(tǒng)的功能與性能，直接決定著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能的強(qiáng)弱。,客戶機(jī)可以與服務(wù)器通信，也可以與其他客戶機(jī)通信，而無須服務(wù)器參與。因此在C/S局域網(wǎng)中，服務(wù)器與客戶機(jī)之間以主從模式工作，而客戶機(jī)之間則為對(duì)等網(wǎng)的工作模式。 客戶機(jī)程序（Client）和服務(wù)器程序（Server）可以運(yùn)行在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，也可以運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的兩臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)上。,在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，Client程序向Server程序提出服務(wù)請(qǐng)求，Server程序接收并處理

12、Client程序的請(qǐng)求，然后將處理結(jié)果回送至客戶機(jī)。因此，這種計(jì)算模式的實(shí)質(zhì)是將應(yīng)用資源與任務(wù)在Client與Server之間進(jìn)行恰到好處的分配。 不同廠商提供的多種服務(wù)器和計(jì)算機(jī)可以共存于同一網(wǎng)絡(luò)中。,（三）混合型網(wǎng)絡(luò) 混合型網(wǎng)絡(luò)是基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)與對(duì)等網(wǎng)在特定環(huán)境下的組合。 在工作站登錄服務(wù)器后，工作站既可以共享服務(wù)器中的資源，也可以共享同一工作組中其他計(jì)算機(jī)上的資源；當(dāng)工作站未登錄服務(wù)器（如服務(wù)器未打開）時(shí)，工作站將自動(dòng)組建成對(duì)等網(wǎng)，同一工作組中的用戶將可以共享資源。,當(dāng)服務(wù)器上運(yùn)行的操作系統(tǒng)是Windows NT Server 4.0，Windows 2000 Server/Advan

13、ced Server時(shí)，就會(huì)形成混合型網(wǎng)絡(luò)。如果服務(wù)器上運(yùn)行的是NetWare操作系統(tǒng)，則不會(huì)形成混合型網(wǎng)絡(luò)。,二、無線局域網(wǎng) 無線局域網(wǎng)是使用無線電信號(hào)做傳輸介質(zhì)的局域網(wǎng)，它補(bǔ)充和擴(kuò)展了傳統(tǒng)的有限局域網(wǎng)的功能。無線局域網(wǎng)的主流技術(shù)有以下三種：藍(lán)牙、紅外線、擴(kuò)展頻譜。,紅外線與擴(kuò)展頻譜技術(shù)被國(guó)際電工無線電委員會(huì)IEEE選為無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，編號(hào)為802.11。 藍(lán)牙技術(shù)主要用來提供個(gè)人通信設(shè)備或計(jì)算機(jī)與周邊設(shè)備的短距離連接，如移動(dòng)電話、筆記本、電腦、打印機(jī)等的連接，組成個(gè)人局域網(wǎng)。,（一）無線局域網(wǎng)的用途 擴(kuò)充有線局域網(wǎng)。 連接建筑物之間的局域網(wǎng)。 實(shí)現(xiàn)漫游訪問。 構(gòu)建臨時(shí)網(wǎng)。,（二）紅外線局

14、域網(wǎng)技術(shù) 紅外線局域網(wǎng)技術(shù)的主要特點(diǎn)有： 紅外線的頻譜接近可見光，不能透射不透明物，這使得分布在不同房間里的紅外線網(wǎng)絡(luò)可互不干擾。 紅外線可以被漫反射，可以通過漫反射來實(shí)現(xiàn)整個(gè)房間的覆蓋。 ,紅外線數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制方式通常采用強(qiáng)度調(diào)制，與需調(diào)頻或調(diào)相的微波比較，實(shí)現(xiàn)起來較為簡(jiǎn)單，故紅外線設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單、便宜。 紅外線頻譜的使用無須許可。 紅外線技術(shù)的主要缺點(diǎn)是傳輸距離不夠遠(yuǎn)，并會(huì)受到強(qiáng)光的干擾。一般將紅外線網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的距離限制在20 m之內(nèi)。,（三）擴(kuò)展頻譜局域網(wǎng)技術(shù) 擴(kuò)展頻譜局域網(wǎng)技術(shù)是當(dāng)前無線局域網(wǎng)技術(shù)的主流。其基本點(diǎn)在于把信號(hào)分布到更寬的頻帶上，從而使得發(fā)生擁塞或發(fā)生干擾的機(jī)會(huì)更小。,展頻有兩種

15、基本形式：跳頻展頻和直接序列展頻。 跳頻展頻：發(fā)送端信號(hào)以固定的時(shí)間間隔，按偽隨機(jī)的無線電頻譜廣播，從一個(gè)頻譜跳到另一個(gè)頻譜。而接收端的跳動(dòng)方式與發(fā)送端同步，因此能夠調(diào)解出原信號(hào)。,直接序列展頻：把數(shù)據(jù)源的每一位用傳輸信號(hào)的若干位來表示，由此數(shù)據(jù)源的頻帶就會(huì)被展寬若干倍。直接展頻的安全性也較高。,三、單一網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng) 遵守相同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)是同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)。因此，分組在同一網(wǎng)絡(luò)中傳送時(shí)就不存在協(xié)議轉(zhuǎn)換問題；而如果分組需要在某一個(gè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備上進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換才能進(jìn)入下一網(wǎng)絡(luò)，那么，這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)就一定不是同一物理網(wǎng)絡(luò)。由于遵守同一協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)采用的是單一的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此我們稱其為單一網(wǎng)絡(luò)。,（一）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 使

16、用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備將兩個(gè)或更多網(wǎng)絡(luò)連接起來，這就叫網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。這些互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，它們各自都是單一的物理網(wǎng)絡(luò)。然而，它們各自采用的協(xié)議既可以是完全相同的，也可以是完全不同的，還可以是部分低層協(xié)議不同，其余高層部分協(xié)議必須相同。這三種情況分別要求使用四種不同的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，即中繼器、網(wǎng)橋、路由器和網(wǎng)關(guān)。,使用四種不同的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，即中繼器、網(wǎng)橋、路由器和網(wǎng)關(guān)。 中繼器工作于物理層，只能對(duì)被傳送的信號(hào)進(jìn)行再生，而不能對(duì)協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換。因此，使用中繼器連接的所有網(wǎng)絡(luò)都必須運(yùn)行完全相同的協(xié)議，這些被連接起來的網(wǎng)絡(luò)整體無疑采用的是單一網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。中繼器一般用來延長(zhǎng)局域網(wǎng)的信息傳輸范圍，但延長(zhǎng)的距離是很有限的。

17、 ,使用網(wǎng)橋連接的各網(wǎng)絡(luò)，它們既可以是采用完全相同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)，也可以是鏈路層和物理層不同，而鏈路層以上各層是完全相同的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)橋一般也是用來連接局域網(wǎng)的，因?yàn)榫钟蚓W(wǎng)中只運(yùn)行物理層、鏈路層協(xié)議。,使用路由器連接的各網(wǎng)絡(luò)，一般都是網(wǎng)絡(luò)層及其以下各層協(xié)議不同，而網(wǎng)絡(luò)層以上各層協(xié)議是完全相同的網(wǎng)絡(luò)。路由器一般用來連接局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)、或連接廣域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。 使用網(wǎng)關(guān)連接的網(wǎng)絡(luò)，一般是各層協(xié)議均不相同的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)關(guān)通常用來連接廣域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。,由此可見，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是一件十分普遍的現(xiàn)象。然而除了使用中繼器互聯(lián)成單一的網(wǎng)絡(luò)外，使用其他互聯(lián)設(shè)備連接不同網(wǎng)絡(luò)時(shí)，都可能存在協(xié)議轉(zhuǎn)換問題。,（二）互聯(lián)網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)十分

18、普遍，但并不是所有互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)都叫做互聯(lián)網(wǎng)。 這里就有個(gè)概念界定標(biāo)準(zhǔn)的問題。 事實(shí)上，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從一開始就不明確，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展變得越來越模糊。,通常的概念是，只要被連接的網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)層以下不同，并且連接起來的網(wǎng)絡(luò)整體覆蓋的范圍廣泛，那么這個(gè)網(wǎng)絡(luò)整體就稱為互聯(lián)網(wǎng)。 顯然，在這里連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備要么是路由器，要么就是網(wǎng)關(guān)。,然而即使我們使用路由器或網(wǎng)關(guān)將若干局域網(wǎng)網(wǎng)段連接起來，連接起來的網(wǎng)絡(luò)整體也依然還是局域網(wǎng)，這是因?yàn)樗艿矫總€(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)段帶寬的限制，使連接起來的局域網(wǎng)網(wǎng)段不能服務(wù)于任意地點(diǎn)、任意數(shù)量的計(jì)算機(jī)。 在現(xiàn)實(shí)中，即使是局域網(wǎng)，已經(jīng)很少有單一網(wǎng)絡(luò)，絕大多數(shù)都是互聯(lián)的。,四、高速局域網(wǎng)

19、 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20年里，計(jì)算機(jī)的處理速度提高了100萬倍，而網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率只提高了上千倍。 從理論上講，一臺(tái)微通道或EISA總線的微型機(jī)能夠產(chǎn)生大約250 Mb/s的流量，若Ethernet仍保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸速率為10 Mb/s，就顯得很不適應(yīng)了。,一方面，大量用于辦公自動(dòng)化與信息處理的個(gè)人計(jì)算機(jī)都必須聯(lián)網(wǎng)，造成了局域網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)通信量的持續(xù)增加。 另一方面，各種新的應(yīng)用不斷產(chǎn)生，用戶對(duì)局域網(wǎng)的帶寬與性能都有了更高的要求。 再者，新的基于Web的Internet/Intranet應(yīng)用也要求更高的通信帶寬。所有這些因素促使人們研究高速局域網(wǎng)技術(shù)。

20、,（一）發(fā)展高速局域網(wǎng)的思路 為了克服網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與網(wǎng)絡(luò)性能之間的矛盾，人們提出了以下三種解決方案。 （1）提高Ethernet數(shù)據(jù)傳輸速率，從10 Mb/s提高到100 Mb/s，甚至1 Gb/s。,（2）用網(wǎng)橋或路由器將若干個(gè)小型局域網(wǎng)連接成一個(gè)大型局域網(wǎng)，網(wǎng)橋和路由器使得通信量在子網(wǎng)之間與子網(wǎng)內(nèi)部合理分配，這樣，對(duì)每個(gè)子網(wǎng)來說，節(jié)點(diǎn)減少了，每個(gè)子網(wǎng)仍然采用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法。沿此思路，推動(dòng)了局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展。 （3）將“共享介質(zhì)”方式改為“交換”方式，這就促進(jìn)了“交換局域網(wǎng)”技術(shù)的發(fā)展。,（二）光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI 光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI（Fiber Distrib

21、uted Data Interface）是一種以光纖（多?；騿文＃┳鳛閭鬏斀橘|(zhì)的高速主干網(wǎng)，它可以用于互聯(lián)局域網(wǎng)和計(jì)算機(jī)。,FDDI采用的介質(zhì)控制方式類似于802.5令牌環(huán)，站點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)前必須先得到令牌。FDDI的幀長(zhǎng)度介于17B4500B之間。站點(diǎn)接收由上一站傳來的幀，在檢查其目的地址后傳向環(huán)中的下一站。如果某一站發(fā)現(xiàn)該幀的地址與自己的地址相匹配，就將數(shù)據(jù)拷入其內(nèi)存，再生成一個(gè)確認(rèn)幀以通知發(fā)送節(jié)點(diǎn)。,（三）快速以太網(wǎng) 雖然傳統(tǒng)的共享介質(zhì)局域網(wǎng)主要有Ethernet，Token Bus與Token Ring三類，然而目前應(yīng)用最廣泛的仍然是Ethernet?？焖僖蕴W(wǎng)Fast Ethernet

22、的數(shù)據(jù)傳輸速率為100 Mb/s，它與傳統(tǒng)Ethernet的關(guān)鍵區(qū)別在于采用何種線纜（傳輸介質(zhì)）。,它保留了傳統(tǒng)的10 Mb/s的Ethernet的所有特征，即相同的幀格式、相同的介質(zhì)訪問控制方法CSMA/CD、相同的組網(wǎng)方法，而只是把Ethernet每個(gè)比特發(fā)送時(shí)間由100 ns降低到10 ns。,（四）千兆位以太網(wǎng) 千兆位以太網(wǎng)（Gigabit Ethernet）與Fast Ethernet的共同之處是，它們都保留著傳統(tǒng)的10 Mb/s Ethernet的所有特征，即相同的幀格式、相同的介質(zhì)訪問控制方法CSMA/CD、相同的組網(wǎng)方法；而差別是Gigabit Ethernet把每一位的發(fā)送時(shí)

23、間降低到1 ns。,這樣，人們?cè)O(shè)想了一套使用Ethernet組建企業(yè)網(wǎng)的全面解決方案：桌面系統(tǒng)采用速率為10 Mb/s 的Ethernet，部門級(jí)系統(tǒng)采用速率為100 Mb/s的Fast Ethernet，而企業(yè)級(jí)系統(tǒng)則采用速率為1 000 Mb/s的Gigabit Ethernet。,由于10 Mb/s Ethernet，F(xiàn)ast Ethernet與Gigabit Ethernet有許多相似之處，并且不少企業(yè)已經(jīng)大量使用了10 Mb/s Ethernet，因此局域網(wǎng)系統(tǒng)從10 Mb/s Ethernet升級(jí)到100 Mb/s 的Fast Ethernet或1 000 Mb/s 的Gigabi

24、t Ethernet時(shí)，不需要重新培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員。,五、交換局域網(wǎng) 交換局域網(wǎng)從根本上改變了共享介質(zhì)的工作方式：連接在局域網(wǎng)交換機(jī)的若干端口上的若干節(jié)點(diǎn)之間可以進(jìn)行多個(gè)并發(fā)連接，從而實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸，因此可以增加局域網(wǎng)帶寬，改善局域網(wǎng)的性能與服務(wù)質(zhì)量。,（一）交換局域網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu) 局域網(wǎng)交換機(jī)是交換局域網(wǎng)的核心部件。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)某一類局域網(wǎng)（如802.3標(biāo)準(zhǔn)的Ethernet或802.5標(biāo)準(zhǔn)的Token Ring）而設(shè)計(jì)的。,典型的交換局域網(wǎng)為交換式以太網(wǎng)（Switched Ethernet），它的核心部件是以太網(wǎng)交換機(jī)（Ethernet Swi

25、tch）。Ethernet Switch可以有多個(gè)端口，每個(gè)端口可以單獨(dú)與一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接，也可以與一個(gè)共享式Ethernet的集線器HUB連接。,如果一個(gè)端口只連接一個(gè)節(jié)點(diǎn)，那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)就可以獨(dú)占10 Mb/s的帶寬，這類端口通常被稱為“專用10 Mb/s的端口”。如果一個(gè)端口連接一個(gè)10 Mb/s的Ethernet，那么這個(gè)端口將被一個(gè)Ethernet網(wǎng)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)所共享，這類端口被稱為“共享10 Mb/s的端口”。,（二）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1.9所示。 圖中的交換機(jī)有六個(gè)端口，其中1，4，5，6端口分別連接了節(jié)點(diǎn)Node A，Node B，Node C

26、與Node D。那么交換機(jī)端口號(hào)/MAC地址映射表就可以根據(jù)以上端口號(hào)與節(jié)點(diǎn)MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系建立起來。如果Node A與Node D要同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，那么它們可以分別在Ethernet幀的目的地址字段DA中填上該幀的目的地址。,圖1.9 典型的局域網(wǎng)交換機(jī)結(jié)構(gòu)與工作過程,（三）局域網(wǎng)交換機(jī)的主要技術(shù)特點(diǎn) 目前的局域網(wǎng)交換機(jī)主要是針對(duì)Ethernet設(shè)計(jì)的。因?yàn)镋thernet的物理層協(xié)議目前主要有10BASE-T和100BASE-T兩種，所以Ethernet Switch的類型相應(yīng)地可以分為三類：只支持10 Mb/s端口的Ethernet Switch（專用/共享，半雙工/全雙工）、只支持1

27、00 Mb/s端口的Ethernet Switch（專用/共享，半雙工/全雙工）和同時(shí)支持10 Mb/s與100 Mb/s（10100 Mb/s）端口的自適應(yīng)Ethernet Switch（10100 Mb/s自適應(yīng)端口）。,任務(wù)3 了解ATM局域網(wǎng)仿真與虛擬局域網(wǎng),一、ATM局域網(wǎng)仿真 一個(gè)ATM網(wǎng)絡(luò)既能執(zhí)行一個(gè)LAN的任務(wù)連接一臺(tái)一臺(tái)的主機(jī)，又能起到網(wǎng)橋的作用連接多個(gè)LAN。,無論ATM是執(zhí)行LAN的任務(wù)，還是執(zhí)行網(wǎng)橋的任務(wù)，用戶所見到的網(wǎng)絡(luò)是以ATM結(jié)構(gòu)為基本框架，以ATM交換機(jī)作為局域網(wǎng)的交換中心，通過ATM設(shè)備將多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接到ATM交換機(jī)上的一類新型高速局域網(wǎng)。直接連接到ATM交換

28、機(jī)上的ATM主機(jī)和ATM局域網(wǎng)橋都是ATM的端設(shè)備。ATM主機(jī)與ATM交換機(jī)統(tǒng)稱為ATM設(shè)備。,（一）ATM技術(shù) ATM（Asynchronous Transfer Mode）即異步傳輸模式，是未來寬帶綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）的底層技術(shù)，B-ISDN則是為統(tǒng)一電信網(wǎng)絡(luò)（電話、電視、數(shù)據(jù)）而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。,ATM網(wǎng)絡(luò)的基本思想是把數(shù)據(jù)分割成固定長(zhǎng)度的信元（Cell）來傳送。每個(gè)信元有5 B的信頭和48 B的凈荷（Payload）。由于信元的長(zhǎng)度固定，信頭又非常簡(jiǎn)單，這就使得在ATM網(wǎng)絡(luò)中可以使用硬件來實(shí)現(xiàn)信元的切割和快速轉(zhuǎn)發(fā)。,每一個(gè)ATM端系統(tǒng)通過專用的線路連接到ATM交換機(jī)，AT

29、M交換機(jī)之間用高速的通信線路（一般為光纖）連接起來。信元從端系統(tǒng)發(fā)出后，通過多個(gè)ATM交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)，最終到達(dá)目的地。,（二）ATM局域網(wǎng)仿真概念 ATM論壇定義了一種ATM業(yè)務(wù)，稱為局域網(wǎng)仿真（LANE，LAN Emulation）。,利用這項(xiàng)技術(shù)，能在ATM網(wǎng)絡(luò)上模擬傳統(tǒng)的局域網(wǎng)的一些特性，通過ATM網(wǎng)絡(luò)將傳統(tǒng)的局域網(wǎng)與ATM主機(jī)互聯(lián)起來，從而在ATM網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)造出新的局域網(wǎng)，讓ATM網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備和傳統(tǒng)局域網(wǎng)上的設(shè)備能夠透明通信，或者說使局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間的通信過程與傳統(tǒng)的局域網(wǎng)通信過程相同。使用局域網(wǎng)仿真技術(shù)進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)組成仿真局域網(wǎng)（ELAN，Emulation LAN）。,（三）ATM局域

30、網(wǎng)與傳統(tǒng)的共享介質(zhì)局域網(wǎng)的區(qū)別 ATM局域網(wǎng)是以ATM結(jié)構(gòu)為基本框架、以ATM交換機(jī)作為局域網(wǎng)的交換中心、通過ATM設(shè)備將多臺(tái)計(jì)算機(jī)連到ATM交換機(jī)上的一類新型高速局域網(wǎng)。,傳統(tǒng)局域網(wǎng)與ATM局域網(wǎng)差別很大，現(xiàn)列舉其主要差異點(diǎn)如下： （1）傳統(tǒng)局域網(wǎng)采用幀格式，而ATM網(wǎng)采用信元格式。 （2）傳統(tǒng)局域網(wǎng)一般采用無連接服務(wù)，而ATM網(wǎng)提供面向連接的服務(wù)。,（3）傳統(tǒng)局域網(wǎng)采用共享介質(zhì)的方式工作，而ATM網(wǎng)提供了點(diǎn)到點(diǎn)的連接服務(wù)。 （4）傳統(tǒng)局域網(wǎng)使用MAC地址，與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錈o關(guān)；而ATM使用ATM地址，由網(wǎng)絡(luò)分配確定。,（四）局域網(wǎng)仿真的協(xié)議模型 在使用局域網(wǎng)仿真技術(shù)時(shí)，一個(gè)大的ATM網(wǎng)絡(luò)被劃分為

31、多個(gè)邏輯子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)為一個(gè)ELAN。ELAN實(shí)際上是定義了一個(gè)邏輯組，廣播消息只在這個(gè)邏輯組內(nèi)部進(jìn)行。ATM網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備到底屬于哪個(gè)ELAN，由管理員配置，與其物理位置無關(guān)。一個(gè)ATM設(shè)備也可以同時(shí)屬于多個(gè)ELAN。,（五）客戶/服務(wù)器模式 局域網(wǎng)仿真采用客戶/服務(wù)器模式。ATM的端設(shè)備（主機(jī)和網(wǎng)橋）是客戶端，稱為L(zhǎng)EC。每個(gè)ELAN上的服務(wù)器從邏輯上可以劃分為三類： 廣播與未知地址服務(wù)器BUS。 局域網(wǎng)仿真服務(wù)器LES。 局域網(wǎng)仿真配置服務(wù)器LECS。,（六）局域網(wǎng)仿真過程 下面分析和解釋在局域網(wǎng)仿真中LEC從啟動(dòng)到正常運(yùn)行的過程以及各種服務(wù)器的功能。,1.初始化過程 初始化過程按以下步驟進(jìn)行。只有當(dāng)