现代网络技术第4章传统局域网.ppt





《现代网络技术第4章传统局域网.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《现代网络技术第4章传统局域网.ppt(78页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网第第4章章传统局域网传统局域网4.1局域网概述局域网概述4.2局域网的体系结构局域网的体系结构4.3以太网和以太网和IEEE802.3标准标准4.4令牌环网和令牌环网和IEEE802.5标准标准现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网4.1局域网概述局域网概述一般来说,局域网有以下主要特点:为一个单位所拥有,且地理范围和站点数目均有限;所有的站共享较高的总带宽(即有较高的数据传输速率);较低的时延和较低的误码率;各站为平等关系而不是主从关系;能进行广播(一站向其他所有站发送)或多播(一站向多个站发送,又称为组播)。现代网络技术第第4 4章
2、章 传统局域网传统局域网两者相比,局域网更具备如下的主要优点:(1)能方便地共享昂贵的外部设备、主机以及软件、数据。从一个终端可访问全网;(2)便于系统的扩展和逐渐地演变;(3)提高了系统的可靠性、可用性和残存性;(4)响应速度较快;(5)各设备的位置可灵活调整和改变。有利于数据处理和办公自动化。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网通常局域网按网络拓扑进行分类,主要有:星形网(图4-1(a))。它是集中式控制。近年来由于集线器(HUB)的出现和双绞线大量用于局域网中,星形网以及多级结构的星形网获得了非常广泛的应用。环形网(图4-1(b))。最典型的就是令牌环形网(TokenRing
3、)。总线形网(图4-1(c))。各站直接连在总线上。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网图4-1局域网拓扑结构(a)星形网;(b)环形网;(c)总线网(a)(c)(b)现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网4.2局域网的体系结构局域网的体系结构4.2.1IEEE802参考模型参考模型局域网的体系结构与广域网相比有很大的区别。由于局域网只是一个计算机通信网,它用带地址的帧来传送数据,而且网络中不存在中间交换,所以不要求有路由选择问题,因此它不需要网络层,而只有最低的两个层次。另一方面,不同的网络拓扑结构,其访问控制的方法也各不相同,远不像广域网那么简单。现代网络技术第第4
4、4章章 传统局域网传统局域网图4-2局域网802参考模型与OSI/RM的对比逻辑链路控制LLC介质访问控制MAC物理层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层OSI参考模型服务访问点SAPIEEE802参考模型的范围传输介质现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网物理层的主要功能:信号的编码与译码;为进行同步用的前同步码的产生与去除;比特的传输与接收。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网有关接入各种传输介质的问题都属于MAC子层,其主要功能:负责物理层基础上的无差错的通信;将上层传递下来的数据封装成帧进行发送,接收时进行相反的过程,即将帧拆卸;实现和维护MAC协议;比
5、特差错检测;寻址。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网与介质访问无关的部分都集中在逻辑链路控制LLC子层,其主要功能:建立和释放数据链路层的逻辑连接;提供与高层的接口;差错控制;给帧加上序号。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网图4-3局域网对LLC子层是透明的高层LLCMAC物理层高层LLCMAC物理层局域网现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网图4-4IEEE802体系结构802.1网际互连(B)802.2逻辑链路控制802.3CSMA/CD介质访问802.3物理802.4TokenBus介质访问802.4物理802.5TokenRing介质访问802.5
6、物理802.6MAN介质访问802.6物理管理寻址8021B结构体系8021A网际互连LLC逻辑链路MAC介质访问物理现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网802.1(A)概述、体系结构。802.1(B)寻址、网络管理、网间互连及高层接口。802.2逻辑链路控制(LLC)。这是高层协议与任何一种局域网MAC子层的接口。802.3CSMA/CD。定义CSMA/CD总线网的MAC子层和物理层的规范。802.4令牌总线网(TokenBus)。定义令牌传递总线网的MAC子层和物理层的规范。802.5令牌环形网(TokenRing)。定义令牌传递环形网的MAC子层和物理层的规范。现代网络技术第
7、第4 4章章 传统局域网传统局域网802.6城域网MAN。定义城域网的MAC子层和物理层的规范。802.7宽带技术。802.8光纤技术。802.9综合话音数据局域网接口(LAN-ISDN)。802.10可互操作的局域网安全规范(SILS)802.11无线局域网(WirelessLAN)。802.12优先级高速局域网(100VGANYLAN)。802.14电缆电视(Cable-TV)。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网图4-5LLCPDU和MAC帧的关系网络层及以上LLC子层MAC子层高层数据LLC首部LLC数据MAC数据MAC首部MAC帧LLCPDU现代网络技术第第4 4章章 传
8、统局域网传统局域网4.2.2逻辑链路控制逻辑链路控制LLC子层子层1.逻辑链路控制子层的服务访问点逻辑链路控制子层的服务访问点LLCSAP一个主机中可能有多个进程在运行,它们可能同时与其他的一些进程(在一个主机或多个主机中)进行通信。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网图4-6MAC地址与SAP地址现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网可见在网络中的进程通信时,需要有两种地址:(1)MAC地址,唯一标识主机在局域网中的站地址或物理地址,该地址由MAC帧负责传送。(2)SAP地址,标识进程在某一个主机中的地址,即LLC子层上面的服务访问点SAP地址,该地址由LLC帧负责传送
9、。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网2.LLC子层提供的服务LLC子层向上可提供四种不同类型服务:(1)操作类型1服务(LLC1)。(2)操作类型2服务(LLC2)。(3)操作类型3服务(LLC3)。(4)操作类型4服务(LLC4)。这是一种高速传送服务。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网3.LLCPDU的结构的结构LLCPDU的结构和HDLC帧很相似。它有共有4个字段:目的服务访问点DSAP字段、源服务访问点SSAP、控制字段和数据字段。图4-7是LLCPDU前三个字段的具体结构。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网图4-7LLC帧结构I/GC/R地址
10、字段DSAPSSAP控制数据1B1B1或2B可变BLLCPDU0N(S)P/FN(R)信息PDU10SP/FN(R)监督PDU11MP/FM无编号PDUDSAP目的服务访问点;SSAP源服务访问点;L/G=0单个DSAPL/G=1组DSAP;C/R=0命令帧;C/R=1响应帧现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网4.2.3介质访问控制介质访问控制MAC子层子层在局域网中,介质访问控制要解决的重要问题之一是寻址问题。网络寻址首先要对网络主机进行唯一标识,并通过该标识确定主机在网络中的位置。802标准为局域网主机规定网络地址(也叫物理地址)的命名方法。IEEE还规定:地址字段的第1个字节
11、的最低位为I/G比特。IEEE还考虑到可能有人并不愿意前来购买“地址块”。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网对于接收的数据帧,有三种不同的帧类型:单播帧(unicate):接收到的帧的MAC地址与本站的硬件地址相同。广播帧(broadcast):发送给所有站点的帧(全1地址)。组播帧(multicase):发送给一部分站点的帧。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网4.3以太网和以太网和IEEE802.3标准标准4.3.1802.3局域网概述局域网概述以太网(Ethernet)是一种基带总线局域网,以基带无源同轴电缆作为传输介质,采用CSMA/CD控制协议。以太网最初是
12、由美国施乐(Xerox)公司著名的PaloAlto研究中心于1975年研制成功的第一个CSMA/CD系统,当时的传输率为2.94Mb/s。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网4.3.2物理层标准物理层标准IEEE802.3支持不同的物理层标准,这些不同的标准意味着IEEE802.3可以使用不同的传输介质和物理层接口,如表4-1所示。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网表4-1IEEE802.3物理层标准标准介质最大长度/段站点数/段特点10Base5粗同轴电缆500m100适合于主干10Base2细同轴电缆200m30低廉的网络10Base-T双绞线100m1024易于
13、安装和维护10Base-F光纤2000m1024远程工作站连接现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网4.3.3MAC子层和帧结构子层和帧结构1.帧格式图4-8表示了两种标准的MAC帧结构,它们都是由7个字段组成。前导码帧首定界符(SFD)目的地址(DA)源地址(SA)类型(TYPE)数据(DATA)帧检验序列(FCS)现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网图4-8IEEE802.3和以太网的帧结构现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网2.性能分析性能分析为应用方便,一般不限制最大帧长度,将用户数据报一次性发送完,既节省软件开销,又可提高网络利用率。特别是802.3
14、这种争用型网络,帧越短,为发送一次数据所需的竞争次数就越多,发生冲突的几率就大,冲突碎片也要占用一定的网络带宽。因此理论分析和实际检测都表明:数据帧长,网络的有效利用率就高。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网若假设R为以太网的数据传输率,d为任意两个站点间的最大距离,V为信号在介质上的传播速度,L为帧的平均数据长度,那么在802.3网络中,传播时延与发送时间之比等于:参数决定了以太网的利用率。若在没有冲突的理想情况下,一个站发送完数据之后,另一个站接着发送数据,并且假定不考虑协议开销,那么802.3网络的利用率U等于:现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网从上面的公式可
15、以知道,U和成反比,随着的增大,802.3网络的利用率U将下降。为了提高吞吐率和利用率U,应尽量减小,这可以通过适当增加帧的长度来实现。U与的关系如图4-9所示。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网图4-9U与的关系曲线1.00.80.60.40.205101520U现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网4.3.4交换式以太网交换式以太网交换式集线器的交换方式有两种:存储转发交换。直通交换。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网图4-10三种以太网主要区别(a)共享总线以太网;(b)共享式以太网;(c)交换式以太网现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网
16、图4-11给出了使用四个交换式集线器的网络拓扑。设有10个工作站分配在三个楼层中,构成了三个局域网,即:LAN1:(A1,A2,B1,C1),LAN2:(A3,B2,C2),LAN3:(A4,B3,C3)现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网图4-113个虚拟局域网VLAN1、VLAN2、VLAN3的构成A1A2B1C1A3B2C2A4B3C3VLAN1VLAN2VLAN3现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网4.4令牌环网和令牌环网和IEEE802.5标准标准4.4.1令牌环概述令牌环概述令牌环(TokenRing)是环形网的一种(如图4-12(a)所示),其技术的核心是
17、使用了一个称之为“令牌”(也叫“通行证”)的特殊比特串,当环上所有的站点都处于空闲时,令牌沿着环不停绕行。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网环接口有监听和发送两种模式,如图4-12(b)、(c)所示。在监听模式时,数据在环接口经过1比特时延后输出到环上。只有当站点抓住令牌时才可以进入发送模式。在发送模式下,接口截断输入输出连接,并将自己的数据放到环上。现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网图4-12令牌环网和IEEE802.5的拓扑结构(a)计算机环接口环接口1比特延迟输入输出输入输出(b)(c)现代网络技术第第4 4章章 传统局域网传统局域网4.4.2MAC子层与帧结
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 现代 网络技术 传统 局域网

限制150内