计算机局域网教程—第5章：传统局域网.ppt

第5章传统局域网 影响局域网的关键要素 5.1 LAN 常用传输介质 传输介质是发送者与接收者之间的传输媒体 不同介质的带宽、延迟、费用和安装维护上都不同 介质的特性与型号决定着数据传输的特性和质量 介质的带宽决定着数据的传输速率 介质对信号的衰减决定着数据的传输距离 介质的抗干扰性能影响数据传输的误码率 传输介质分类 5.1.1 同轴电缆 分为粗缆（10Base5）和细缆（10Base2） 特征阻抗为50Ω，要接端接器（即50Ω电阻）保证阻抗匹配 用于早期的Ethernet，现已逐渐被淘汰 特点： 高带宽和良好的噪声抑制特性 线缆太硬，布线、搭接困难，接线可靠性差 5.1.2 双绞线 两根绝缘铜线对绞在一起形成一条单方向通信链路 分为屏蔽(STP)和非屏蔽(UTP)两种 标准：TIA/EIA568 UTP的类别 1类（2对，20kb/s） 2类（4对，4Mb/s） 3类（4对，10Mb/s） 4类（ 4对，16Mb/s） 5类（4对，100Mb/s） 超5类（ 4对，155Mb/s） 6类（4对，200Mb/s） 7类 特点 抗干扰性能弱于基带同轴电缆，通信距离也有限制 布线容易，良好的性价比，使其广泛用于局域网中 5.1.3 光纤 光纤是一根很细的可传导光线的介质 可分为多模光纤和单模光纤 特点：与同轴电缆和双绞线比较 带宽更宽，使数据传输速率更高 衰耗更小，使传输距离更远 抗恶劣环境能力更强（抗电磁干扰、抗腐蚀等） 安全性更高，难于窃听 光纤接口仍较贵，现主要用于主干局域网 大量使用光纤是发展方向 5.2 拓扑结构的概念 物理拓扑 指连接网络设备的物理线缆的铺设形式 拓扑结构通常是指物理拓扑结构 逻辑拓扑 数据流在物理线缆中传输的形式 物理拓扑可能与逻辑拓扑形状不同 局域网常见的拓扑结构 总线、树形、环形、星形 5.2.1 总线/树型拓扑结构 总线/树型拓扑结构特点 连接特点：所有站点通过搭接头直接与总线相连 逻辑拓扑：总线型 通信面临的问题： 任一站点发送，其他所有站点都能收到；数据传输无方向性 需要指明由谁发送（源地址），发给谁（目标地址） 多个站点同时发送时，会发生冲突。同时只能一个站点发送 一个站点连续发送时间过长，其他站点将不能发送（公平性？） 站点只能采用半双工方式 总线/树型结构的数据冲突 总线/树型结构的数据传输 传统总线Ethernet介质规范－粗缆 规范：10 Base 5 阻抗：50欧 速率：10Mb/s 电缆直径：10mm 接头间距：n x 2.5m 最大段长度（单段）：500m 最大接头数：100个 信号采用曼彻斯特编码 传统总线Ethernet介质规范－细缆 规范：10 Base 2 阻抗：50欧 速率：10Mb/s 电缆直径：5mm 接头间距：n x 0.5m 最大段长度（单段）：185m 最大接头数：30个 信号采用曼彻斯特编码 与粗缆比：易安装、但衰减大，段距离短，站点数少 用转发器延展总线网络长度 原因：粗、细缆单段覆盖的网络范围有限 方法：使用转发器，但不能无限制扩大 转发器的数量限制： 遵照 5/4/3原则 即一个共享式Ethernet，源、目之间： 最多只能5个段、4个转发器、3个段有站点 总线转发器的功能 连接两段电缆，具有双向传输功能 只对总线上的数据波形进行整形、放大，无缓冲功能 不对数据进行软件处理，对其他设备完全透明 经过转发器连接的不同段的所有站点仍属于同一个冲突域（任何时候同时都只能有一个站点发送） 基于基带同轴电缆Ethernet的缺陷 接头困难，接触不可靠，查找故障难，维修难 带宽有限，只能达到10Mb/s的传输速率 不适合传输时实性要求的数据（竞争时延不定） 5.2.2 环形拓扑 连接特点： 通过转发器与单向链路连成环状 各站点通过转发器接入环中 逻辑拓扑：环形 通信特点： 数据单向传输，同时只能有一个站点发送 广播通信方式，数据绕环一周，所有站点都能收到 数据传输中需要指定源、目地址 需要某种机制决定谁发送（令牌） 需要对发送规则进行监控和管理（令牌管理） 需对数据进行插入、接收、删除处理（避免循环） 数据在每个站点重新转发，信号强度大 环网转发器功能 对数据波形进行整形、放大 对途经的数据进行监听并沿环向下转发（延时理想值为1位） 对出环或故障的站点进行旁路，维持环的正常工作 环网转发器状态 监听态（Listen state） 发送态（Transmit state） 旁路态（Bypass state） 监听态的操作 每一个进站的比特经过短暂延迟后被转发出去。 延迟期间中继器执行所需的有关操作，如： 扫描经过的比特流 寻找数据帧中的地址字段，看是否给本站。 识别令牌帧，看是否允许本站开始发送。 转发的同时将进站(发给本站)的帧复制到站中。