北航09春学期《计算机网络与应用》第二章课堂笔记-奥鹏教育.docVIP

地大09春学期《计算机网络》第五章 局域网 课堂笔记 第五章 局域网 一、主要知识点掌握程度 　通过本章学习，应清楚地理解局域网的基本概念、以太网的物理地址、MAC帧格式，熟练掌握以太网的工作原理及各种连接方法；熟练掌握扩展局域网的各种方法以及转发器、集线器、网桥、以太网交换机的知识；熟练掌握百兆、千兆以太网技术；基本掌握虚拟局域网、802.11无线局域网知识。要把局域网的4种分类中的每一种与具体的局域网技术联系起来，这样有助于理解；在学习10BASE5、10BASE2、10BASE-T、10BASE-F 、100BASE-TX、1000BASE-X等技术时，要理解铜缆的传输距离与速率是一对矛盾，而光纤技术则能有效地解决这一矛盾；要理解转发器、集线器、网桥、以太网交换机、路由器之所以被划分成不同层次的互连设备，是因为它们具有不同层次的协议知识、在不同层次上处理PDU并对PDU进行转发；通过比较以太网和无线网在各个方面的异同，可以加深对两者的理解。 20世纪70年代末，微型计算机逐渐得到了广泛的使用，这就促使计算机局域网LAN 技术得到了飞速发展，并在计算机网络中占有非常重要的地位。 一般来说，局域网的特点是： 为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限； 所有的站共享较高的总带宽(即较高的数据传输速率)； 较低的时延和较低的误码率； 各站为平等关系而不是主从关系； 能进行广播或多播。 通常局域网按网络拓扑进行分类，可分为星形网、总线形网、环形网和树形网等，如图5-1所示。 图5-1(a)是星形网。它是集中控制的。近年来由于集线器(hub)的出现和双绞线大量用于局域网中，星形网以及多级结构的星形网获得了非常广泛的应用。图5-1(b)是环形网，最典型的就是令牌环形网，它又称为令牌环。图5-1(c)为总线网，各站直接连在总线上。总线网可以使用两种协议。一种是以太网使用的CSMA／CD，而另一种是令牌传递总线协议。后一种方法综合了令牌环和总线网的优点，即物理上是总线网，但协议却使它在逻辑上相当于一个令牌环。图5-1(d)是树形网，它是总线网的变型，都属于使用广播信道的网络，但这主要用于频分复用的宽带局域网。 局域网可使用多种传输媒体。双绞线最便宜，原来只用于低速(1～2 Mb／s)基带局域网。现在10Mb／s或甚至100 Mb／s的局域网也可使用双绞线。50W同轴电缆可用到10 Mb／s，而75W同轴电缆可用到50 Mb／s。光纤具有很好的抗电磁干扰特性和很宽的频带，主要用在环形网中，其数据率可达100 Mb／s或甚至达到1 Gb／s。 5.2局域网体系结构 5.2.1IEEE802参考模型 在20世纪80年代初期，美国电气和电子工程师学会IEEE 802委员会首先制订出局域网的体系结构，即著名的IEEE 802参考模型。许多802标准现已成为ISO国际标准。 由于局域网只是一个计算机通信网，而且局域网不存在路由选择问题，因此它不需要网络层，而只有最低的两个层次。然而局域网的种类繁多，其媒体接入控制的方法也各不相同。为了使局域网中的数据链路层不致过于复杂，就应当将局域网的数据链路层划分为两个子层，即：媒体接入控制或媒体访问控制MAC子层和逻辑链路控制LLC子层，而网络的服务访问点SAP则在LLC层与高层的交界面上，如图5-2所示。 局域网的参考模型就只相当于OSI的最低的两层。但应注意，802参考模型中还包括了对传输媒体和拓扑结构的规格说明，而这部分内容按照OSI的观点，已经不在OSI环境之内。然而对于局域网来说，传输媒体和拓扑结构又特别重要，因此在802参考模型中就包括了这部分内容。 物理层的主要功能： 信号的编码与译码； 为进行同步用的前同步码的产生与去除； 比特的传输与接收。 与接入各种传输媒体有关的问题都放在MAC子层。MAC子层还负责在物理层的基础上进行无差 错的通信。 MAC子层的主要功能是： 将上层交下来的数据封装成帧进行发送, 接收时进行相反的过程，将帧拆卸； 实现和维护MAC协议； 比特差错检测； 寻址。 数据链路层中与媒体接入无关的部分都集中在逻辑链路控制LLC子层。 LLC子层的主要功能是： 建立和释放数据链路层的逻辑连接； 提供与高层的接口； 差错控制； 给帧加上序号。 图5-3是表明LLC子层与MAC子层的区别的示意图。 我们可以看出，在LLC子层的上面看不到具体的局域网。或者说，局域网对LLC子层是透明的。只有下到MAC子层才看见了所连接的是采用什么标准的局域网(总线网、令牌总线网或令牌环形网)。 这里要指出，城域网MAN的地理范围比局域网的大，可跨越几个街区或甚至整个的城市。城域网具有中速到高速的通信信道，其差错率和时延可以略高于局域网