第4章计算机局域网络.ppt

2006-10 《计算机网络基础（第二版）》 杜煜 《数据通信与网络技术》 计算机网络基础（第2版） 第4章 计算机局域网络 本章介绍的具体内容 局域网的特性、标准、以及决定局域网的关键技术； 以太网的产生、种类和发展； 各种高速网络的种类及技术特点； 网络交换的概念以及交换式以太网； 虚拟局域网的概念、特点和划分方法； 无线局域网的特点； 局域网的连接设备及应用； 局域网的特点 局域网的主要特点： 较小的地域范围 高传输速率和低误码率 面向的用户比较集中 使用多种传输介质 局域网的层次结构 IEEE 802标准遵循ISO/OSI参考模型的原则，解决最低两层（即物理层和数据链路层）的功能以及与网络层的接口服务、网际互连有关的高层功能。 IEEE 802 LAN参考模型与ISO/OSI参考模型的对应关系： IEEE 802 LAN的数据链路层 LAN的数据链路层分为两个功能子层： 逻辑链路控制子层（LLC） 介质访问控制子层（MAC） LLC子层和MAC子层的功能 将数据组成帧，并对数据帧进行顺序控制、差错控制和流量控制，使不可靠的物理链路变为可靠的链路。 LAN可以支持多重访问，即实现数据帧的单播、广播和多播； 划分LLC和MAC子层的目的 使数据链路层的功能与硬件有关的部分和与硬件无关的部分分开。 IEEE 802标准系列 802.1 A：网络管理和性能测量； B：概述、体系结构、网络互连； 802.2 LLC的功能； 802.3 CSMA/CD 总线网的MAC和物理层的规范； 802.4 Token Bus令牌总线网的MAC和物理层的规范； 802.5 Token Ring令牌环网的MAC和物理层的规范； 802.6 分布队列双总线DQDB –MAN城域网标准； 802.7 宽带技术； 802.8 光纤技术（光纤分布数据接口FDDI）； 802.9 综合业务数字网ISDN； 802.10 局域网安全技术； 802.11 无线局域网； IEEE 802标准之间的关系 决定局域网特征的主要技术 决定局域网特征的主要技术： 拓扑结构 传输介质 介质访问控制方法 三种技术决定了传输数据的类型、网络的响应时间、吞吐量、利用率以及网络应用等各种网络特征。 拓扑结构 ——总线型拓扑结构 所有的节点都通过网络适配器直接连接到一条作为公共传输介质的总线上，总线可以是同轴电缆、双绞线、或者是使用光纤； 总线上任何一个节点发出的信息都沿着总线传输，而其他节点都能接收到该信息，但在同一时间内，只允许一个节点发送数据； 由于总线作为公共传输介质为多个节点共享，就有可能出现同一时刻有两个或两个以上节点利用总线发送数据的情况，因此会出现“冲突”； 在“共享介质”的总线型拓扑结构的局域网中，必须解决多个节点访问总线的介质访问控制问题。 总线型局域网中的“冲突” 拓扑结构 ——环型拓扑结构 所有节点使用相应的网络适配器连接到共享的传输介质上，通过点到点的连接构成封闭的环路。 环路中的数据沿着一个方向绕环逐节点传输。环路的维护和控制一般采用某种分布式控制方法，环中每个节点都具有相应的控制功能。 在环型拓扑中，虽然也是多个节点共享一条环通路，但不会出现冲突。 对于环型拓扑的局域网，网络的管理较为复杂，与总线型局域网相比，可扩展性较差。 拓扑结构 ——星型拓扑结构 在星型拓扑中存在一个中心节点，每个节点通过点到点线路与中心节点连接。 在局域网中，由于使用中央设备的不同，局域网的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构不同。 使用集线器连接所有计算机时，是一种具有星型物理连接的总线型拓扑结构； 使用交换机时，是真正的星型拓扑结构。 传输介质与传输形式 局域网的传输介质有双绞线、同轴电缆、光纤、电磁波。 局域网的传输形式有两种：基带传输与宽带传输。 介质访问控制方法 介质访问控制方法控制网络节点何时能够发送数据。 IEEE 802规定了局域网中最常用的介质访问控制方法： IEEE 802.3载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）； IEEE 802.5令牌环（Token Ring）； IEEE 802.4令牌总线（Token Bus）； CSMA/ CD介质访问控制 总线型LAN中，所有的节点对信道的访问是以多路访问方式进行的。任一节点都可以将数据帧发送到总线上，所有连接在信道上的节点都能检测到该帧。 当目的节点检测到该数据帧的目的地址（MAC地址）为本节点地址时，就继续接收该帧中包含的数据，同时给源节点返回一个响应。当有两个或更多的节点在同一时间都发送了数据，在信道上就造成了帧的重叠，导致冲突出现。为了克服这种冲突，在总线LAN中常采用CSMA/CD协议，即