局域网原理(张建国).ppt

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（10～1Gbps）、低误码率的数据传输环境，数据传输速率高达10Gbps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 网络传输介质 双绞线，同轴电缆与光纤等 同轴电缆的使用 光纤 光缆是传输介质中性能最好，应用最广泛的一种。 物理特性 一种直径为50微米至100微米，能传导光波的介质，多种玻璃和塑料可以用来制造光纤，使用超高纯度的石英玻璃制作的光纤可以得到最低的传输损耗。 4.2 局域网拓扑结构类型与特点 局域网常用的网络拓扑结构： 1）总线型 2）环型 3）星型 总线型局域网的拓扑结构 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 是共享介质局域网主要的拓扑结构之一； 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； 4.2.2 环型拓扑结构 4.2.3 星型拓扑结构 星型拓扑结构存在着中心结点，每个结点通过点-点线路与中心结点连接，任何两个结点之间的通信都要通过中心结点。 4.2.3 星型拓扑结构 逻辑结构与物理结构的关系 物理结构：指局域网的外部连接形式。 逻辑结构：指局域网结点之间的相互关系与介质访问控制方法。 一个网络其逻辑结构和物理结构可能不相同。 使用集线器的双绞线以太网 上一图中网络的逻辑结构与物理结构的关系 集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作。 使用集线器的以太网在物理结构上可以看成是星型网络，但其逻辑上仍是一个总线型网，各工作站使用的还是 CSMA/CD 协议，并共享逻辑上的总线。 另一个例子：Token Ring网络从逻辑结构上为属于环型，但物理结构可以看成是星型网络。 4.2.3 星型拓扑结构 交换局域网(Switched LAN)的物理结构 在出现交换式局域网之后，才真正出现了物理结构与逻辑结构统一的星型拓扑。 4.3 IEEE 802模型与协议 内容涉及两部分： 传输介质类型与介质访问控制方法 IEEE 802参考模型 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 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 共享介质局域网的介质访问控制方法: 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 1980年2月，IEEE成立了局域网标准委员会，专门从事局域网的标准化工作，并制定了IEEE802标准。 IEEE 802 参考模型与OSI参考模型的关系 4.3.2 IEEE 802参考模型 IEEE 802 参考模型将数据链路层划分为两个子层： 1）逻辑链路控制子层 2）介质访问控制子层 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 从介质访问控制方法的角度看，局域网可以分为两种类型：共享介质局域网与交换式局域网。 在IEEE802.2标准中，共享介质局域网有三种类型： 带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）