工信版（中职）计算机网络技术第4章教学课件.ppt

Y CF（中职）计算机网络技术第4 章教学课件模块4 计算机局域网技术 任务1 认识局域网4.1.1 局域网概述4.1.2 局域网体系结构与标准4.1.3 介质访问控制方法与协议 任务2 组建最小局域网4.2.1 两台计算机直接互联4.2.2 安装与协议配置4.2.3 两台计算机互相访问下一页模块4 计算机局域网技术 任务3 组建小型企业网4.3.1 常见交换机品牌与选购4.3.2 虚拟局域网4.3.3 虚拟局域网结构4.3.4 交换机配置概述 任务4 网络故障诊断和维护命令4.4.1 网络故障诊断命令4.4.2 网络故障诊断工具4.4.3 常见网络故障处理下一页 上一页模块4 计算机局域网技术 任务5 三层交换技术 任务6 接入局域网4.6.1 物理地址与逻辑地址4.6.2 IP 地址的结构、表示与分类4.6.3 IP 地址的配置 应用实践3 小型企业局域网的组建 应用实践4 快速以太网组网方法上一页任务1 认识局域网 4.1.1 局域网概述 局域网是计算机网络的重要组成部分，是当今计算机网络技术应用与发展中非常活跃的一个领域。公司、企业、政府部门乃至住宅小区内的计算机都在通过局域网连接起来，以达到资源共享、信息传递和数据通信的目的。而信息化进程的加快，更是刺激了通过局域网进行网络互联需求的剧增。因此，理解和掌握局域网技术也就显得很重要。局域网的发展始于20 世纪70 年代，至今仍是网络发展中的一个活跃领域。到了20 世纪90 年代，LAN 更是在速度、带宽等指标方面有了更大进展，并且在LAN 的访问、服务、管理、安全和保密等方面部有了进一步的改善。下一页 返回任务1 认识局域网 例如，Ethernet 技术从传输速率为10Mbps 发展到100Mbps 的高速以太网，并继续提高至千兆位(1000Mbps)以太网、万兆位以太网。能反映局域网特征的有网络拓扑结构、数据传输介质和介质访问控制方法3 个方面。由这几个方面基本上可确定网络性能(网络的响应时间、吞吐量和利用率)、数据传输类型和网络应用等。其中介质访问控制方法对网络特性有着重要的影响。1.局域网的特点 一般来说，局域网具有以下特点。(1)覆盖范围小。一般为数百米至数公里，如一所学校、一个企业、一个工厂、一幢大楼，甚至是一个房间。(2)数据传输速率高。通常为10100 Mbps，目前速率高达1Gbps 的局域网也已经广泛使用，可交换各类数字和非数字(如语音、图像、视频等)信息。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网(3)误码率低。局域网通常采用短距离基带传输，可以使用高质量的传输介质，从而提高数据传输质量，误码率一般为10-1110-18。(4)以PC 为主体，包括终端及各种外设，网中一般不设中央主机系统。(5)建网成本低、周期短。由于网络区域有限，所用通信线路短，网络设备相对较少，从而降低了网络成本，缩短了建网周期。(6)协议简单、结构灵活、便于管理和扩充。2.局域网的分类 局域网可以按多种方法分类，常用的分类方法有以下几种。(1)按网络的拓扑结构划分，可将局域网分为总线型网、星型网、环型网、树型网等。目前常用的是星型网和总线型网。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网(2)按线路中传输的信号形式划分，可将局域网分为基带网络和宽带网络。基带网络传输数字信号，信号占用整个频带，传输距离较短;宽带网络传输模拟信号，传输距离较远，达几千米以上。目前使用最多的是基带网络。(3)按网络的传输介质划分，可分为双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络和无线局域网。目前使用较多的是双绞线网络和同轴电缆网络。(4)按网络的介质访问方式划分，可分为以太网、令牌环网和令牌总线网。目前使用最多的是以太网。4.1.2 局域网体系结构与标准 局域网络出现不久，其产品的数量和品种迅速增多。为了使不同厂商生产的网络设备之间具有兼容性、互换性和互操作性，以便让用户更灵活地进行设备选型，国际标准化组织开展了局域网的标准化工作。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 美国电气与电子工程师协会IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)于1980 年2 月成立了局域网络标准化委员会(简称IEEE 802 委员会)，专门进行局域网标准的制定。经过多年的努力，IEEE 802 委员会公布了一系列标准，称为IEEE 802 标准。1.局域网体系结构 按照IEEE 802 标准，局域网体系结构由物理层、介质访问控制子层(Media AccessControl,MAC)和逻辑链路控制子层(Logical Link Control,LLC)的协议组成，这3 层仅对应于OSI 参考模型的最低两层:物理层和数据链路层。物理层功能与0 SI 模型描述的功能基本一致。在数据链路层，由于局域网技术种类多种多样，很难定义所有的局域网都能采用的统一标准。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 所以IEEE 802 委员会把局域网的数据链路层划分为两个子层:LLC和MAC。将局域网中与接入各种控制介质有关的问题都放在MAC 子层解决，MAC 子层的存在则屏蔽了不同物理链路种类的差异性。更具体地说，MAC 子层的主要功能是数据帧的封装、卸装，帧的寻址和识别，实现和维护MAC 协议、比特的差错控制等，其中关键是规定站点何时可以使用通信介质。MAC 子层协议依赖于各自的物理层。LLC 子层的主要功能包括建立和释放数据链路层的逻辑连接;屏蔽MAC 子层的差异，提供高层的接口;对帧进行编号，实现差错控制和确认等。局域网参考模型,IEEE 802 标准与OSI 模型的对应关系如图4-1 所示。1)物理层 局域网的物理层是和OSI 七层模型的物理层功能相当的，主要涉及局域网物理链路上原始比特流的传送，定义局域网物理层的机械、电气、规程和功能特性。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 如信号的传输与接收、同步序列的产生和删除，物理连接的建立、维护、拆除等。物理层还规定了局域网所使用的信号、编码、传输介质、拓扑结构和传输速率。例如，信号编码可以采用曼彻斯特编码，传输介质可采用双绞线、同轴电缆、光缆甚至是无线传输介质，拓扑结构则支持总线型、星形、环形、树形和星形环等，可提供多种不同的数据传输率。物理层由物理介质相关设备(PMD)、物理介质连接设备(PMA)、连接单元接口(AUI、物理信号(PS)四个部分组成。2)数据链路层 局域网的数据链路层分为逻辑链路控制和介质访问控制两个功能子层。其中，MAC 子层负责介质访问控制机制的实现，即处理局域网中各节点对共享通信下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 介质的争用问题，不同类型的局域网通常使用不同的介质访问控制协议，另外MAC 子层还涉及局域网中的物理寻址;而LLC 子层负责屏蔽掉MAC 子层的不同实现，将其变成统一的LLC 界面，从而向网络层提供一致的服务，LLC 子层向网络层提供的服务通过其与网络层之间的逻辑接口实现，这些逻辑接口又被称为服务访问点(Service Access Point,SAP)。这样的局域网体系结构不仅使IEEE 802 标准更具有可扩充性，有利于其将来接纳新的介质访问控制方法和新的局域网技术，同时也不会使局域网技术的发展或变革影响到网络层。尽管将局域网的数据链路层分成了LLC 和MAC 两个子层，但这两个子层都要参与数据的封装和拆封过程，下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 而不是只由其中某一个子层来完成数据链路层帧的封装及拆封。在发送方，网络层下来的数据分组首先要加上DSAP(Destination Service Access Point，目的服务接入点),SSAP(Source Service Access Point，源服务接入点)等控制信息，在LLC 子层被封装成LLC 帧，然后由LLC 子层将其交给MAC 子层，加上MAC 子层相关的控制信息后被封装成MAC 帧，最后由MAC 子层交给局域网的物理层完成物理传输。在接收方，则首先将物理的原始比特流还原成MAC 帧，在MAC 子层完成帧检测和拆封后变成LLC 帧交给LLC 子层，LLC 子层完成相应的帧检验和拆封工作将其还原成网络层的分组上交给网络层。总之，局域网的LLC 子层和MAC 子层共同完成类似于OSI 模型中的数据链路层功能，只是考虑到局域网的共享介质环境，在数据链路层的实现上增加了介质访问控制机制。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 2.IEEE 802 局域网标准 1980 年2 月IEEE 成立了专门负责制定局域网标准的IEEE 802 委员会。该委员会开发了一系列局域网(LAN)和城域网(MAN)标准，最广泛使用的标准是以太网(Ethernet)家族、令牌环、无线局域网，虚拟网等。IEEE 802 委员会于1984年公布了五项标准IEEE 802.1-IEEE 802.5，随着局域网技术的迅速发展，新的局域网标准不断被推出，最新的吉位以太网技术目前也已标准化。IEEE 802 标准仅包含OSI 参考模型的物理层和数据链路层协议，其他较高层次的协议目前还没有制定，一般会参考使用OSI 和其他的相应标准(如TCP/IP)o IEEE 802 已增加到十几个分委员会，各分委员会的结构关系及其制定的局域网标准如图4-2 所示。IEEE 802 为局域网制定了一系列标准，主要有如下几种。IEEE 802.1:描述局域网体系结构以及寻址、网络管理和网络互联(1997)。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 IEEE 802.1 G:远程 MAC 传输媒体访问控制)桥接(1998)。规定本地MAC 网桥操作远程网桥的方法。IEEE 802.1 H:在局域网中以太网2.0 版MAC 桥接(1997)。IEEE 802.1 Q:虚拟局域网(1998)。IEEE 802.2:定义了逻辑链路控制(LLCM 子层的功能与服务(1998)。IEEE 802.3:描述带冲突检测的载波监听多路访问(CSMA/CD)的访问方法和物理层规范(1998)。IEEE 802.3ab:描述1000 Base-T 访问控制方法和物理层技术规范(1999)。IEEE 802.Sac:描述ULAN 的帧扩展(1998)。IEEE 802.3ad:描述多重链接分段的聚合协议(Aggregation of Multiple Link Segments)(2000)。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 IEEE 802.3i:描述10Bas。-T 访问控制方法和物理层技术规范。IEEE 802.3u:描述100Bas。-T 访问控制方法和物理层技术规范。IEEE 802.3z:描述1000 Bas。-X 访问控制方法和物理层技术规范。IEEE 802.Sae:描述10(Bas。-X 访问控制方法和物理层技术规范。IEEE 802.4:描述Token-Bus 访问控制方法和物理层技术规范。IEEE 802.5:描述Token-Rin;访问控制方法和物理层技术规范(1997)。IEEE 802.St:描述100Mbps 高速标记环访问方法(2000下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 IEEE 802.6:描述城域网(MAN)访问控制方法和物理层技术规范(1994)。1995 年又附加了MAN 的DQDB(分布式排列双总线)子网上面向连接的服务协议。IEEE 802.7:描述宽带网访问控制方法和物理层技术规范。IEEE 802.8:描述FDDI(光纤分布式数据接口)访问控制方法和物理层技术规范。IEEE 802.9:描述综合语音、数据局域网技术(1996)。IEEE 802.10:描述局域网网络安全标准(1998)。IEEE 802.11:描述无线局域网访问控制方法和物理层技术规范(1999)。IEEE 802.12:描述100VG-AnyLAN 访问控制方法和物理层技术规范。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 IEEE 802.14:描述利用CATV(有线电视)宽带通信的标准(1998)。IEEE 802.15:描述无线局域网(Wireless Personal Area Network,WPAN)。IEEE 802.16:描述宽带无线访问标准(Broadband Wireless Access Standards)。图4-2 描述了802 标准的内部关系。从图4-2 可以看出，IEEE 802 标准实际上是一个由一系列协议组成的标准体系。随着局域网技术的发展，该体系在不断地增加新的标准和协议，如基于802.3 的家族就随着以太网技术的发展出现了许多新的成员。4.1.3 介质访问控制方法与协议 所谓介质访问控制方法就是传输介质的访问方法，也可以称为网络的控制方法，是指网络中各节点之间的信息传输如何控制。局部网络的拓扑结构对网络的控制方法有较大的影响。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 如图4-3 所示的总线型局部网络，连接在总线上的各节点彼此之间如何共享总线介质、通路如何分配，以及各节点之间如何传递信息(如A 节点与C 节点通信时，B 节点能否与C 节点通信)等，都必须制定一个控制策略，以决定在某一段时间内允许哪个节点占用总线发送信息，确保各节点之间能正常发送和接收信息，这就是介质访问控制方法要解决的问题。局部网络的访问控制方法很多，其分类方法也很多，从控制方式方面来看，可分为集中式控制和分布式控制两大类。所谓集中式控制，是指网络中有一个单独的集中控制器或有一个具有控制整个网络的节点，由它控制各节点的通信。而分布式控制则是指网络中没有专门的集中控制器，也没有具有控制整个网络的节点，网络中所有节点都处于平等地位。因此，在分布式控制中，各节点之间的通信是由各节点自身控制的。集中式与分布式控制相比，分布式控制应用较集中式控制广泛。例如，目前在总线型和环型局域网中，基本上都采用分布式控制方法。对于分布式控制方法较常用的有带有碰撞检测的载波侦听多点访问(CSMA/下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 CD)法、令牌(也称许可证或通行标志)(Token Passing)控制法、时隙(Time Slot)控制法和寄存器延迟插入法(Buffer Insertion)。从占用传输介质的机会方面来看，访问控制方法可以分为确定性访问控制方法和随机访问控制方法。随机访问控制大多用于总线型局部网络中，如CSMA/CD 技术就属于随机访问控制法。1.CSMA/CD CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)，即载波监听多路访问/冲突检测技术，是一种适用于总线型结构的分布式介质访问控制方法，在国内外广为流行。CSMA/CD 是一种争用协议，网络中的每个站点都争用同一个信道，都能独立决定是否发送信息，如果有两个以上的站点同时发送信息就会产生冲突。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 如图4-4 所示，网络中的计算机A 和计算机B 同时向计算机D传送数据，结果发生了冲突。一旦发生冲突，同时发送的所有信息都会出错，本次发送将宣告失败。每个站点必须有能力判断冲突是否发生，如果发生冲突，则应等待随机时间间隔后重发，以免再次发生冲突。这种协议在轻负载时，只要介质空闲，发送站就能立即发送信息。在重负载时，仍能保持系统的稳定。由于在介质上传输的信号有衰减，为了能够正确地检测出冲突信号，一般要限制网络连接的最大电缆段长度。1)CSMA/CD 的发送过程 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”16 个字。图4-5 是CSMA/CD 的发送工作流程。在CSMA/CD 方式中，发送站检测通信信道中的载波信号。如果检测到载波信号，则说明没有其他站在发送数据，或者信道上没有数据，该站可以发送;否则，下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 说明信道上有数据，等待一定时间后再次试探，直到能够发送数据为止。当信号在电缆中传送时，每个站都能检测到。所有的站均检查数据帧中的地址字段，并依此判断是接收该帧还是忽略该帧。由于数据在网中的传输需要时间，某些位置靠后的站就侦听不到任何消息，而此时信道中又确实有信号传送，因此就会发生冲突。这时就用到了冲突检测，每个发送站同时侦听自己的信号。如果该信号出现错误，发送站再发送一个干扰信息加强冲突。任何站侦听到干扰信号后，均停止一段时间再去试探，这一时间由网卡中的算法来决定。2)CSMA/CD 的接收过程 在接收过程中，以太网中的各节点同样需要监测信道的状态。如果发现信号畸变，则说明信道中有两个或多个节点同时发送数据，有冲突发生，这时必须停止接收，并将接收到的数据丢弃。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 如果在整个接收过程中没有发生冲突，则接收节点在收到一个完整的数据后，可对数据进行接收处理。图4-6 是CSMA/CD 的接收工作流程。3)CSMA/CD 方法的优缺点(1)每个节点都处于平等地位去竞争传输介质，实现的算法简单;网络维护方便，增删节点容易。(2)负载较少(节点少或信息发送不频繁)时，要发送信息的节点可以立即获得对介质的访问权，执行发送操作，效率较高。(3)不具有某些场合要求的优先权。(4)负载重时，容易出现冲突，使传输效率和有效带宽大为降低;不确定的等待时间和延迟可能在过程控制应用中产生严重问题。在正常情况下，以太网的网络利用率在30%40%的范围内是正常的。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 当网络利用率提高到约80%时，冲突的数量就会导致网络运行速度明显下降，在极端的情况下，网络上的信息会拥挤到使网络几乎处于无休止的争用状态之中，最后的结果就是网络崩溃。由于网络上传输的信息量很大时会造成网络运行速度下降，所以在扩充网络时应注意限制网段规模，通常的做法是用交换机或路由器把一个大的网络分割成若干较小的网段(子网)。2.令牌环访问控制方法 1)概述 Token Ring 是令牌传送环(Token Passing Ring)的简写。令牌环网最早起源于IBM 于1985 年推出的环形基带网络。IEEE 802.5 标准定义了令牌环网的国际规范。令牌环网在物理层提供4 Mbps 和16Mbps 两种传输速率;支持STP/UTP 双绞线和光纤作为传输介质，但较多的是采用STP。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 令牌环介质访问控制方法，是通过在环形网上传输令牌的方式来实现对介质的访问控制的。只有当令牌传送至环中某节点时，它才能利用环路发送或接收信息。2)令牌环网的构建 构建Token Ring 网络时，需要Token Ring 网卡、Token Ring 集线器和传输介质等。图4-7 给出了一个Token Ring 组网的示例。其物理拓扑在外表上为星形结构，星形拓扑的中心是一个被称为介质访问单元(Media Access Unit,MAU)的集线器装置，MAU 有增强信号的功能，它可以将前一个节点的信号增强后再送至下一个节点，以稳定信号在网络中的传输。从图4-7 中也可以看出，从MAU 的内部看，令牌环网集线器上的每个端口实际上是用电缆连在一起的，即当各节点与令牌环网集线器连接起来后，就形成了一个电气网环。所以人们认为Token Rind 采用的仍是一个物理环的结构。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 集线器可以拥有4,8,12 或16 个连接端口，另外还加上两个名为入环(Ring-In,RI 和出环(Ring-Out,RO)的专用端口。如果要建立的环网节点数大于集线器的端口数，则使用集线器上的RI 和RO 端口进行集线器的互联以扩大网络规模。有些集线器如MSAU(Multi-Station Access Units)具有容错功能，即当某个网卡出现故障时，这种集线器可以从环中将该故障节点删除，并仍维护原来的环路，从而可以隔离故障节点。令牌环网在MAC 子层采用令牌传送的介质访问控制方法，所以在令牌环网中有两种MAC 层的帧，即令牌帧和数据/命令帧。3)令牌环网的工作原理 令牌环网利用一种称之为“令牌(Token)”的短帧来选择拥有传输介质的节点，只有拥有令牌的节点才有权发送信息。令牌平时不停地在环路上流动，当一个节点有数据要发送时，必须等到令牌出现在本节点时截获它，下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 即将令牌的独特标志转变为信息帧的标志(或称把闲令牌置为忙令牌)，然后将所要发送的信息附上之后发送出去。由于令牌环网采用的是单令牌策略，环路上只能有一个令牌存在，只要有一个节点发送信息，环路上 就不会再有空闲的令牌流动。采取这样的策略，可以保证任一时刻环路上只能有一个发送节点，因此不会出现像以太网那样的竞争局面，环网不会因发生冲突而降低效率，所以说令牌环网的一个很大优点就是在重载时可以高效率地工作。在环上传输的信息逐个节点不断向前传输，一直到达目的节点。目的节点一方面复制这个帧(即收下这个帧)，另一方面还要将此信息帧转发给下一个节点(并在其后附上已接收标志)。信息在环路上转了一圈后，最后又必然会回到发送数据的源节点，信息回到源节点后，源节点对返回的数据不再进行转发(这是理所当然的)，而是对返回的数据进行检查，查看本次发送是否成功。当所发信息的最后一个比特绕环路一周返回到源节点时，源节点必须生成一个新的令牌，下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 将令牌发送给下一个节点，环路上又有令牌在流动，等待着某个节点去截获它。总之，截获令牌的节点要负责在发送完信息后再将令牌恢复出来，发送信息的节点要负责从环路上收回它所发出的信息。图4-8 归纳了上述令牌环的工作过程。(a)发送者期待空令牌;(b)把空令牌改成忙令牌，并附加上数据;(c)接收者复制发送给它的数据;(d)根据收到来自接收者的物理发送头，发送者产生空令牌。归纳起来，在令牌环中主要有下面的三种操作:(1)截获令牌并且发送数据帧。如果没有节点需要发送数据，令牌就由各个节点沿固定的顺序逐个传递;如果某个节点需要发送数据，它要等待令牌的到来，当空闲令牌传到这个节点时，该节点修改令牌帧中的标志，下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 使其变为“忙”的状态，然后去掉令牌的尾部，加上数据，成为数据帧，发送到下一个节点。(2)接收与转发数据。数据帧每经过一个节点，该节点就比较数据帧中的目的地址，如果不属于本节点，则转发出去;如果属于本节点，则复制到本节点的计算机中，同时在帧中设置已经复制的标志，然后向下一节点转发。(3)取消数据帧并且重发令牌。由于环网在物理上是个闭环，一个帧可能在环中不停地流动，所以必须清除。当数据帧通过闭环重新传到发送节点时，发送节点不再转发，而是检查发送是否成功。如果发现数据帧没有被复制(传输失败)，则重发该数据帧;如果发现传输成功，则清除该数据帧，并且产生一个新的空闲令牌发送到环上。与CSMA/CD 不同，令牌传递网是延迟确定型网络。也就是说，在任何节点发送信息之前，可以计算出信息从源节点到目的节点的最长时间延迟。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 采用确定型介质访问控制方法的令牌环网适合于传输距离远、负载重和实时要求严格的应用环境。但其缺点是令牌传送方法的实现较复杂，而且所需硬件设备也较为昂贵，网络维护与管理也较复杂。3.令牌总线 前面介绍的CSMA/CD 介质访问控制采用总线争用方式，具有结构简单、在轻负载下延迟小等优点，但随着负载的增加，冲突概率增加，性能将明显下降。采用令牌环介质访问控制具有重负载下利用率高、网络性能对距离不敏感以及具有公平访问等优越性能，但环状网结构复杂，存在检错和可靠性等问题。令牌总线(Token Bus)介质访问控制是在综合了以上两种介质访问控制优点的基础上形成的一种介质访问控制方法，IEEE 802.4 提出的就是令牌总线介质访问控制方法的标准。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 从物理拓扑上看，令牌总线网为总线结构;从逻辑上看，所有主机形成一个逻辑环。令牌总线网的物理和逻辑结构如图4-9 所示。连接到总线上的每台机器都有自己的一个站号，站号从大到小排队形成一个逻辑环，每个站都知道自己左边和右边的站地址。逻辑环初始化后，站号最大的站发出一个令牌给它右边的站，这个令牌就在逻辑环上传送，只有得到令牌的站才有权发送帧。因为任一时刻只有一个站掌握有令牌，不会有多个站同时向总线上发信息，也就不会产生冲突。令牌总线的传输介质使用的是75 电视用宽带同轴电缆，传输速率为110Mbps。1)令牌总线方法的特点(1)站点间有公平的访问权，因为取得令牌的站点有报文要发送就可以发送，发送完毕就将令牌传递给下一个站点;如果得到令牌的站点没有报文要发送，则立刻把令牌传递到下一个站点。由于站点接收到令牌的过程是按顺序依次进行的，因此所有站点都有公平的访问权。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网(2)每个站点传输之前必须等待的时间总量是确定的，这是因为每个站点发送帧的最大长度是可以限制的。当所有站点都有报文要发送，最坏的情况下，等待取得令牌和发送报文的时间等于全部令牌和报文传送时间的总和;如果只有一个站点有报文要发送，则最坏情况下，等待时间只是令牌传递时间的总和。对于应用于控制过程的局域网，这个等待访问时间是一个很关键的参数。可以根据需求，选定网中的站点数及最大的报文长度，从而保证在限定的时间内，任意站点都可以取得令牌。(3)令牌总线访问控制还提供了不同的服务级别，即不同的优先级。2)令牌总线方法的优缺点 令牌总线局域网既有总线网的“接入方便”和“可靠性较高”的优点，也具有令牌环状网“无冲突”的优点。各个工作站对介质的共享权利是均等的，可以设置优先权，下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 也可以不设置优先权，有较好的吞吐能力，吞吐量随数据传输速率增高而加大。联网距离较CSMA/CD 方式大，缺点是控制电路较复杂、成本高，轻负荷时，线路传输效率低。4.CSMA/CD 与Token Bus,Token Ring 的比较 在共享介质访问控制方法中，CSMA/CD 与Token Bus,Token Ring 应用广泛。从网络拓扑结构看，CSMA/CD 与Token Bus都是针对总线拓扑的局域网设计的，而Token Ring 是针对环形拓扑的局域网设计的。如果从介质访问控制方法性质的角度看，CSMA/CD 属于随机介质访问控制方法，而Token Bus,Token Ring 则属于确定型介质访问控制方法。与确定型介质访问控制方法比较，CSMA/CD 方法有以下几个特点:(1)CSMA/CD 介质访问控制方法算法简单，易于实现。目前有多种VLSI(Very下一页 返回 上一页任务1 认识局域网 Large Scale Integration，超大规模集成电路)可以实现CSMA/CD 方法，这对降低Ethernet 成本、扩大应用范围是非常有利的。(2)CSMA/CD 是一种用户访问总线时间不确定的随机竞争总线的方法，适用于办公自动化等对数据传输实时性要求不严格的应用环境。(3)CSMA/CD 在网络通信负荷较低时表现出较好的吞吐率与延迟特性。但是，当网络通信负荷增大时，由于冲突增多，网络吞吐率下降、传输延迟增加，因此CSMA/CD 方法一般用于通信负荷较轻的应用环境中。与随机型介质访问控制方法比较，确定型介质访问控制方法Token Bus,Tokcn Ring 有以下几个特点:(1)Tokcn Bus,Tokcn Ring 网中节点两次获得令牌之间的最大时间间隔是确定的，因而适用于对数据传输实时性要求较高的环境，如生产过程控制领域。下一页 返回 上一页任务1 认识局域网(2)Tokcn Bus,Tokcn Ring 在网络通信负荷较重时表现出很好的吞吐率与较低的传输延迟，因而适用于通信负荷较重的环境。(3)Token Bus,Token Ring 的不足之处在于它们需要复杂的环维护功能，实现较困难。返回 上一页任务2 组建最小局域网 4.2.1 两台计算机直接互联 两台计算机的直接连接就可以构成最小规模的网络，在家庭或小型办公室中，为了资源共享的方便通常使用这种方式联网。两台计算机的直接连接可以使用网卡和双绞线的连接方式，也可以通过串口使用电缆直接连接。通常组建局域网需要用到集线器或交换机将多台计算机连接在一起。如果只有两台计算机需要联网，则不需要集线器或交换机这样的网络设备，只需在计算机中安装一块网卡，然后制作一条交叉连接的非屏蔽双绞线UTP，直接将双绞线与计算机中的网卡连接即可。两台计算机的网络连接方法如图4-10 所示。下一页 返回任务2 组建最小局域网 4.2.2 安装与协议配置 使用双绞线连接两台计算机是现在双机互联的主要方法，而TCP/IP 也是现在最常见的通信协议，因此以下仅讨论TCP/IP 的配置。网络物理连接完成后，接下来要分别对两台计算机的网络标识和TCP/IP 中的IP 地址、子网掩码及网关进行设置。对“Microsoft 的网络文件和打印机共享”服务和TCP/IP 都无须再进行安装，但要保证互联的计算机属于相同的工作组，有相同的子网掩码、网关，不同的IP 地址，但两个IP 地址属于同一网段内，例如图4-11 所示的设置。设置完成后，可以通过Windows 操作系统内置的网络测试工具检测网络是否连通，如Ping 和Ipconfig 等。下一页 返回 上一页任务2 组建最小局域网 4.2.3 两台计算机互相访问 两台计算机互联最主要的作用是互传文件，共享必要的资料，而不必通过其他局域网或互联网，可以有效提高工作效率。1.设置工作组 要想与对方共享文件夹，必须确保双方处在同一个工作组中。如图4-12 所示，打开“网上邻居”窗口，单击左侧的“设置家庭或小型办公网络”链接。如图4-13 所示，输入计算机描述和计算机名信息。如图4-14 所示，输入工作组名信息。如图4-15 所示，选中“启用文件和打印机共享”单选按钮。提示:“工作组名”一定要确认双方设置为相同的名称。下一页 返回 上一页任务2 组建最小局域网 2.设置文件夹共享 在“文件夹选项”对话框中，选择“使用简单文件共享”复选框，如图4-16 所示。如图4-17 所示，右击需要共享的文件夹，在弹出的快捷菜单中选择“共享和安全”命令。在打开的对话框中，选择“在网络上共享这个文件夹”复选框，单击“确定”按钮即可。提示:如果希望对方对共享文件夹拥有“写”权限，选择“允许网络用户更改我的文件”复选框即可。3.互访共享文件夹 打开“网上邻居”窗口，如图4-18 所示，现在同一组中的用户在“网上邻居”窗口中就可以访问共享文件夹了。提示:如果在所列的共享文件夹中找不到目标文件夹，可以单击“查看工作组计算机”链接，在打开的窗口中找到目标计算机，双击进入就可查看目标计算机共享出来的文件夹了。下一页 返回 上一页任务2 组建最小局域网 上面提到的是在局域网内用户较少的情况下常用的“组”管理模式，但用户较多时，常常就会采用另一种“域”模式来管理。无论采用哪一种模式，共享文件夹的操作都类似。只是在“域”模式下常会出现其他用户不能正常访问共享文件夹的情况。出现这种情况时，最简单的解决办法便是在共享文件夹端，开启Guest 账户。当不能解决问题时，可添加一个账户并设置密码。需要访问的用户只要双击要访问的主机，使用添加的用户名和密码便可访问共享文件夹了。4.设置网络打印机 1)同一局域网中的计算机共享打印机 想让同一局域网中的计算机共用一台打印机，必须先将这台打印机设置为共享，再在其他计算机上添加网络打印机。共享打印机的步骤如下。下一页 返回 上一页任务2 组建最小局域网(1)在该打印机所连的计算机上选择“开始”“设置”“打印机”命令，打开“打印机和传真”窗口，如图4-19 所示。(2)右击本地计算机连接的打印机图标，从弹出的快捷菜单中选择“共享”命令，打开如图4-20 所示的对话框。(3)选中“共享这台打印机”单选按钮，设置共享名，然后单击“确定”按钮即可。2)设置网络打印机 网络上其他计算机要使用网络打印机打印文档，可按如下步骤添加网络打印机。(1)打开“打印机和传真”窗口，双击“添加打印机”图标，启动添加打印机向导，单击“下一步”按钮，选中“网络打印机或连接到其他计算机的打印机”单选按钮，如图4-21 所示。下一页 返回 上一页任务2 组建最小局域网(2)单击“下一步”按钮，可输入打印机名或浏览打印机，单击“下一步”按钮，在“打印机”文本框中输入相应的内容，或在“共享打印机”列表框中选择相应的打印机，如图4-22所示。(3)单击“下一步”按钮，设置默认打印机，再依次单击“下一步”按钮和“完成”按钮，完成添加网络打印机的工作。添加网络打印机后，在打印机窗口中会出现一个图标，用户可以像使用本地打印机一样使用网络打印机，但对于同一台打印机，网络打印速度一般要比本地打印速度慢一点。返回 上一页任务3 组建小型企业网 4.3.1 常见交换机品牌与选购 由于交换式以太网的优越性能，其在通信应用需求和网络结构更复杂的中小型企业网中使用得日益广泛起来，加之交换机价格的下降，交换式以太网正在逐步取代共享式以太网。在组建交换式以太网时，如何选择合适的交换机是关键的问题。现有的交换机产品的品牌类型多种多样，总的来说，高端产品较常见的品牌有Cisco、华为、3COM 等，低端产品较常见的品牌有D-Link,TP-Link 等。在对交换机品牌的选择上，重点要放在交换机内在的品质、实用性等方面，选购时要把握产品研发能力如何、产品线是否齐全、品牌信誉如何、是否为国际质量体系认证企业、服务体系完善与否等几方面。交换机的选购不像集线器一样，通过几个简单的参数就可以决定。下面所列的是在选购交换机时要注意的几个主要方面。下一页 返回任务3 组建小型企业网 1.转发方式 数据包的转发方式在前面已经介绍过，主要分为“直通式转发”和“存储式转发”。由于不同的转发方式适应于不同的网络环境，因此，应当根据自己的需要作出相应的选择。低端交换机通常只拥有一种转发模式，或是存储转发模式，或是直通模式，往往只有中高端产品才兼具两种转发模式，并具有智能转换功能，可根据通信状况自动切换转发模式。通常情况下，如果网络对数据的传输速率要求不是太高，可选择存储转发式交换机;如果网络对数据的传输速率要求较高，可选择直通转发式交换机。2.延时 交换机的延时是指从交换机接收到数据包，到开始向目的端口发送数据包之间的时间间隔。这主要受所采用的转发技术等因素的影响，延时越小，数据的传输速率越快，网络的效率也就越高。下一页 返回 上一页任务3 组建小型企业网 特别是对于多媒体网络而言，较大的数据延迟，往往导致多媒体的短暂中断，所以交换机的延迟时间越小越好，当然延时越小的交换机价格也就越贵。3.管理功能 交换机的管理功能是指交换机如何控制用户访问交换机，以及系统管理人员通过软件对交换机的可管理程度如何。如果需要以上配置和管理，则须选择网管型交换机。目前几乎所有中、高档交换机都是可网管的，一般来说所有的厂商都会随机提供一份本公司开发的交换机管理软件，所有的交换机都能被第三方管理软件所管理。低档的交换机通常不具有网管功能，只需接上电源、插好网线即可正常工作。4.背板带宽 背板带宽，是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会增加。下一页 返回 上一页任务3 组建小型企业网 一般从两个方面来考虑背板带宽是否够用。(1)所有端口容量x 端口数量的2 倍应该小于背板带宽，证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件，可实现全双工无阻塞交换。(2)满配置吞吐量(M=满配置GE 端口数x 1.488Mpp5，其中1 个千兆端口在包长为64 字节时的理论吞吐量为1.488 Mpps。例如，一台最多可以提供64 个千兆端口的交换机，其满配置吞吐量应达到64 x 1.488Mpps=95.2Mpps，才能够确保在所有端口均线速工作时，提供无阻塞的包交换。如果一台交换机最多能够提供176 个千兆端口，而宣称的吞吐量不到261.8Mpps(176 x 1.488=261.8)，那么用户有理由