第7章局域网及其体系结构祥解.ppt

第7章 局域网及其体系结构 7.1 局域网简介 7.2 局域网的体系结构 7.3 CSMA/CD与IEEE802.3标准 7.4 交换式以太网及快速以太网 7.5 无线局域网 7.6 局域网扩展 7.1.1 局域网概述 局域网是将小范围的通信设备连在一起的通信网。一般说来，局域网有以下特点： 1）为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限； 　 2）较高的通信速率。局域网的传输速率在每秒10Mbps的数量级 以上，可达Gbps； 　 3）较低的时延和误码率，一般为10-8～10-11； 　 4）各站点为平等关系而不是主从关系； 　 5）能支持简单的点对点或多点通信； 　 6）支持多种传输介质。 与多用户系统相比，局域网有如下一些主要优点： 　 1）能方便共享昂贵的外设、主机以及软件、数据，从一个站点访问全网； 　 2）便于系统的扩展和逐渐地演变； 　 3）提高了系统的可靠性和可用性； 　 4）响应速度较快； 　 5）各设备的位置可灵活地调整和改变，有利于数据的处理和办公自动 化。 7.1.2 局域网的拓扑结构 1.星型拓扑结构 所有通信都要通过中央节点,不允许两个站直接通信。 中心节点可以是一个中继器，也可以是一个局域网交换器。 数据以帧的形式进行传送。 目前局域网系统中大部分采用星型拓扑结构，几乎取代了环形和总线结构。 2. 环型拓扑结构 由一组转发器（repeater，又称中继器）通过点到点链路连接成封闭的环所构成。 各条链路都是单向的，数据是沿着一个方向绕环运行的。 每个站在转发器处与网络连接。 数据以帧来传送。 一个站每当要发送下一帧时，它都要等待到下一个轮次，然后才能发送。 当某一帧经过目的站时，该站在通过目的地址识别该帧，并在本地复制该帧。此帧继续环行，直至回到源发站，并在那里被除去。 3. 总线和树型拓扑结构 按照总线拓扑结构来说，通信网络只是传输介质，没有交换机，也没有转发器。 所有站通过合适的硬件直接接到一条线状传输介质（即总线）上，任何一个站的信息发送都在介质上传播并能被所有其他站所接收。 树形拓扑结构是总线结构的一般化。 通常把总线型和树形拓扑结构的介质称为多点式或广播式介质。 所有站共享一条公共传输链路，所以在某一时刻只有一个设备能够发送—引发发送冲突问题。 数据以帧的形式进行传输。 由于不存在中间站，因而本质上不涉及交换。 7.2 局域网的体系结构 7.2.1 局域网的体系结构：IEEE802参考模型 自1980年以来，许多国家和国际标准化机构都在积极进行局域网的标准化工作，其中最有影响力的是IEEE制定的局域网的802标准，包括CSMA/CD、令牌总线和令牌环等。 它被ANSI接受为美国国家标准，被ISO作为国际标准（称为 ISO8802标准）。 这些标准在物理层和MAC子层上有所不同，但在数据链路层上是兼容的。 由于局域网只是一个短距离内的计算机通信网，它并不存在路由选择问题，因而它不涉及网络层，只需考虑最低的两层。 IEEE 802的LAN标准遵循OSI参考模型的分层原则，描述最低两层--物理层和数据链路层的功能以及与网络层的接口服务。 然而由于局域网的种类繁多，其介质访问控制方式各不相同，为了使局域网的数据链路层不致于过分复杂，有必要将数据链路层分成两个子层： 介质访问控制子层 MAC（Medium Access Control）； 逻辑链路控制子层LLC（Logical Link Control）。 由此来使得数据链路层更容易实现向上提供的服务与介质、拓扑等因素无关的统一特性。 IEEE802.1标准规定局域网的低三层的功能如下： 物理层:与OSI/RM的物理层相对应，但所采用的具体协议标准的内容直接与传输介质有关。 介质访问控制（MAC）层:具体管理通信实体接入信道而建立数据链路的控制过程。 逻辑链路控制（LLC）层:LLC子层屏蔽不同的MAC子层之间的差异，以便向上提供统一的接口。 提供一个或多个服务访问点，以复用的形式建立多点--多点之间的数据通信连接，并包括寻址、差错控制、顺序控制和流量控制等功能。 LLC子层的这些功能基本上与HDLC规程一致。此外，在LLC层还提供本属于OSI/RM中网络层提供的两项服务，即无连接的数据报服务和面向连接的虚电路服务。 LLC子层协议与局域网的拓扑形式和传输介质的类型无关，它对各种不同类型的局域网都是适用的。 然而，MAC子层协议却与网络的拓扑形式及传输介质的类型 直接相关，其主要作用是介质访问控制和对信道资源的分配。 7.2.2 局域网的