第4章-局域网原理.pptVIP

本章学习要求： 了解：局域网的技术特点 了解：局域网拓扑结构的类型与特点 了解：IEEE 802参考模型与协议的基本概念 掌握：共享介质局域网的工作原理 掌握：高速局域网的工作原理 掌握：交换式局域网的工作原理 了解：虚拟局域网的工作原理 了解：无线局域网的工作原理 4.1 局域网的技术特点 局域网覆盖有限的地理范围，它适用于公司、机关、校园等有限范围内的计算机连网的需求； 局域网提供高数据传输速率（10～100Mbps）、低误码率的数据传输环境，数据传输速率高达1Gbps的高速局域网正在发展中； 决定局域网特性的主要技术要素为网络拓扑、传输介质与介质访问控制方法； 从介质访问控制方法的角度来看，局域网可分为共享介质式局域网与交换式局域网两类。 4.2 局域网拓扑结构类型与特点 4.2.1 总线型拓扑结构 总线型局域网的介质访问控制方法采用的是“共享介质”方式； 所有结点都连接到一条作为公共传输介质的总线上； 总线传输介质通常采用同轴电缆或双绞线； 所有结点可以通过总线以“广播”方式发送或接收数据，因此出现“冲突”不可避免； “冲突”会造成传输失败； 必须解决多个结点访问总线的介质访问控制（MAC， Medium Access Control）问题。 总线型局域网的拓扑结构 介质访问控制方法要解决以下几个问题： 该哪个结点发送数据？ 发送时会不会出现冲突？ 出现冲突怎么办？ 总线型拓扑的优点： 结构简单，实现容易； 易于扩展，可靠性较好。 4.2.2 环型拓扑结构 结点使用点-点线路连接，构成闭合的物理环型结构； 环中数据沿着一个方向绕环逐站传输； 多个结点共享一条环通路； 环建立、维护、结点的插入与撤出。 4.2.3 星型拓扑结构 逻辑结构与物理结构的关系 交换局域网(Switched LAN)的物理结构 4.3 IEEE 802模型与协议 4.3.1 传输介质类型与介质访问控制方法 局域网的传输介质类型： 同轴电缆 双绞线 光纤 无线通信信道 介质访问控制方法: 带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD） 令牌总线（Token Bus） 令牌环（ Token Ring） 4.3.2 IEEE 802参考模型 IEEE 802 参考模型与OSI参考模型的关系 IEEE 802委员会为局域网制定了一系列标准，它们统称为IEEE 802标准； IEEE 802标准之间的关系 4.4 共享介质局域网的工作原理 4.4.1 以太网的工作原理 CSMA/CD的发送流程可以概括为： 先听后发 边听边发 冲突停止 延迟重发 CSMA/CD的工作原理 4.4.2 令牌总线的工作原理 Token Bus的环维护工作： 环初始化 新结点加入环 结点从环中撤出 环恢复 优先级 Token Bus的主要特点： 介质访问延迟时间有确定值； 通过令牌协调各结点之间的通信关系，各结点之间不发生冲突，重负载下信道利用率高； 支持优先级服务。 4.4.3 令牌环的工作原理 Token Ring方式的优点： 环中结点访问延迟确定 适用于重负载环境 支持优先级服务 Token Ring方式的缺点： 环维护工作复杂 实现比较困难 4.5 高速局域网的工作原理 4.5.1 高速局域网的研究方法 推动局域网技术发展的因素： 个人计算机的广泛应用。在过去二十年中，计算机的处理速度提高了百万倍，而网络数据传输速率只提高了上千倍； 基于Web的Internet/Intranet应用要求更高的带宽； 在数据仓库、桌面电视会议、3D图形与高清晰度图像这类应用中，人们需要有更高带宽的局域网。 传统共享式局域网的缺点 传统局域网技术建立在“共享介质”基础上，典型的介质访问控制方法是CSMS/CD、Token Ring、Token Bus； 介质访问控制方法用来保证每个结点都能够“公平”地使用公共传输介质； 每个结点平均能分配到的带宽随着结点数的不断增加而急剧减少； 网络通信负荷加重时，冲突和重发现象将大量发生，网络效率将会下降，网络传输延迟将会增长，网络服务质量将会下降。 高速局域网的研究方法 第一种方案：提高Ethernet的数据传输速率：10Mbps→100Mbps→10Gbps ； 第二种方案：将一个大型局域网划分成多个用网桥 或路由器互连的子网，导致局域网互连技术的发展； 第三种方案：将“共享介质方式”改为“交换方式”， 导致“交换式局域网”技术的发展。 共享介质与交换局域网工作原理的