第4章 计算机局域网.ppt
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1、第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网 4.1 4.1 局域网概述局域网概述4.2 4.2 局域网介质访问控制方式局域网介质访问控制方式 4.3 4.3 局域网体系结构局域网体系结构 4.4 4.4 局域网组网技术局域网组网技术 4.5 4.5 局域网操作系统局域网操作系统 第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网本章学习目标本章学习目标 l l了了解解局局域域网网的的特特点点、分分类类、拓拓扑扑结结构构及及几几种种较较典型的局域网操作系统典型的局域网操作系统l l熟悉局域网的体系结构和介质访问控制方式熟悉局域网的体系结构和介质访问控制方式l l掌握局
2、域网中掌握局域网中Ethernet的组网技术的组网技术返回本章首页返回本章首页第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网4.1局域网概述局域网概述4.1.1 局域网的定义和组成局域网的定义和组成 4.1.2 局域网的分类局域网的分类 返回本章首页返回本章首页第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网4.1.1 局域网的定义和组成局域网的定义和组成 l lLAN不不是是纯纯计计算算机机网网络络,从从广广义义上上讲讲,计计算算机机化化的的电电话交换机也属于话交换机也属于LAN。l lLAN支支持持多多对对多多的的通通信信,即即连连在在LAN中中任任何何一一个个设设备都能与网上的任何其他设备直接进行通信
3、。备都能与网上的任何其他设备直接进行通信。l lLAN中中的的“设设备备”是是广广义义的的,它它包包括括在在传传输输介介质质上上的任何设备。的任何设备。l lLAN地域范围是适中的,通常在地域范围是适中的,通常在10km之内。之内。l lLAN是是通通过过物物理理信信道道通通信信的的,常常用用介介质质有有同同轴轴电电缆缆、双绞线和光纤等。双绞线和光纤等。l lLAN的信道以适中的数据速率传输信息。的信道以适中的数据速率传输信息。返回本节返回本节第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网4.1.2 局域网的分类局域网的分类 按拓扑结构分,局域网可分成总线型、树型、环按拓扑结构分,局域网可分成总线型
4、、树型、环型和星型。按使用介质分,可分为有线网和无线型和星型。按使用介质分,可分为有线网和无线网两类。网两类。有线网中包括双绞线、同轴电缆和光纤网,而无有线网中包括双绞线、同轴电缆和光纤网,而无线网指用红外、微波作为传输介质的局域网。在线网指用红外、微波作为传输介质的局域网。在有线局域网中,又可分成基带网和宽带网,基带有线局域网中,又可分成基带网和宽带网,基带网一般采用同轴电缆网一般采用同轴电缆(50)或双绞线作为传输或双绞线作为传输介质。介质。第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网载波侦听多路访问(载波侦听多路访问(CSMA,Carrier Sense Multiple Access)是一
5、种适合于总线结构的具是一种适合于总线结构的具有信道检测功能的分布式介质访问控制方法,其有信道检测功能的分布式介质访问控制方法,其控制手段称之为控制手段称之为“载波侦听载波侦听”。第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网CSMA/CD又被称之为又被称之为“先听后讲,边听边讲先听后讲,边听边讲”,其具体工作过程概括如下:,其具体工作过程概括如下:(1)先侦听信道,如果信道空闲则发送信息。)先侦听信道,如果信道空闲则发送信息。(2)如如果果信信道道忙忙,则则继继续续侦侦听听,直直到到信信道道空空闲闲时时立立即即发发送。送。(3)发发送送信信息息后后进进行行冲冲突突检检测测,如如发发生生冲冲突突,立立
6、即即停停止止发发送送,并并向向总总线线上上发发出出一一串串阻阻塞塞信信号号(连连续续几几个个字字节节全全1),通通知知总总线线上上各各站站点点冲冲突突已已发发生生,使使各各站站点点重重新新开开始始侦听与竞争。侦听与竞争。(4)已已发发出出信信息息的的各各站站点点收收到到阻阻塞塞信信号号后后,等等待待一一段段随随机时间,重新进入侦听发送阶段。机时间,重新进入侦听发送阶段。CSMA/CD发送过程可描述如图发送过程可描述如图4-2所示。所示。第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网图图4-2CSMA/CD发送过程流程图发送过程流程图第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网CSMA按其算法的不同存在以
7、下三种方式:按其算法的不同存在以下三种方式:(1)非)非-坚持坚持CSMA(2)P-坚持坚持CSMA(3)1-坚持坚持CSMA返回本节返回本节第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网4.2局域网介质访问控制方式局域网介质访问控制方式4.2.1 载波侦听多路访问载波侦听多路访问/冲突检测法冲突检测法 4.2.2 令牌环访问控制方式令牌环访问控制方式 4.2.3 令牌总线访问控制方式令牌总线访问控制方式 返回本章首页返回本章首页第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网4.2.1载波侦听多路访问载波侦听多路访问/冲突检测法冲突检测法载波侦听多路访问(载波侦听多路访问(CSMA,Carrier Sen
8、se Multiple Access)是一种适合于总线结构的具有信道检测功能的是一种适合于总线结构的具有信道检测功能的分布式介质访问控制方法,其控制手段称之为分布式介质访问控制方法,其控制手段称之为“载波侦载波侦听听”。实际上,当一个站开始发送信息时,检测到本次发送有实际上,当一个站开始发送信息时,检测到本次发送有无冲突的时间很短,它不超过该站点与距离该站点最远无冲突的时间很短,它不超过该站点与距离该站点最远站点信息传输时延的站点信息传输时延的2倍。假设倍。假设A站点与距离站点与距离A站最远站最远B站站点的传输时延为点的传输时延为T(图图4-1所示所示),那么,那么2T就作为一个时就作为一个时
9、间单位。间单位。第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网CSMA/CD又又被被称称之之为为“先先听听后后讲讲,边边听听边边讲讲”,其其具具体体工工作过程概括如下:作过程概括如下:(1)先侦听信道,如果信道空闲则发送信息。)先侦听信道,如果信道空闲则发送信息。(2)如果信道忙,则继续侦听,直到信道空闲时立即发送。)如果信道忙,则继续侦听,直到信道空闲时立即发送。(3)发发送送信信息息后后进进行行冲冲突突检检测测,如如发发生生冲冲突突,立立即即停停止止发发送送,并并向向总总线线上上发发出出一一串串阻阻塞塞信信号号(连连续续几几个个字字节节全全1),通通知知总
10、总线线上上各各站站点点冲冲突突已已发发生生,使使各各站站点点重重新新开开始始侦侦听听与与竞争。竞争。(4)已已发发出出信信息息的的各各站站点点收收到到阻阻塞塞信信号号后后,等等待待一一段段随随机机时间,重新进入侦听发送阶段。时间,重新进入侦听发送阶段。CSMA/CD发送过程可描述如图发送过程可描述如图4-2所示。所示。第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网图图4-2CSMA/CD发送过程流程图发送过程流程图第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网CSMA按其算法的不同存在以下三种方式:按其算法的不同存在以下三种方式:(1)非)非-坚持坚持CSMA(2)P-坚持坚持CSMA(3)1-坚持坚持C
11、SMA 返回本节返回本节第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网4.2.2令牌环访问控制方式令牌环访问控制方式令令牌牌环环是是一一种种适适用用于于环环形形网网络络的的分分布布式式介介质质访访问问控控制制方方式式,已已由由IEEE802IEEE802委委员员会会建建议议成成为为局局域域网网控控制制协协议议标标准准之之一,即一,即IEEE802.5IEEE802.5标准。标准。在令牌环网中,令牌也叫通行证,它具有特殊的格式和在令牌环网中,令牌也叫通行证,它具有特殊的格式和标记。令牌有标记。令牌有“忙(忙(BusyBusy)”和和“空闲(空闲(FreeFree)”两种两种状态。状态。具具有有广广播播
12、特特性性的的令令牌牌环环访访问问控控制制方方式式,还还能能使使多多个个站站点点接接收收同同一一个个信信息息帧帧,同同时时具具有有对对发发送送站站点点自自动动应应答答的的功功能。其访问控制过程如图能。其访问控制过程如图4-34-3所示。所示。第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网图图4-3传送过程传送过程返回本节返回本节第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网4.2.3令牌总线访问控制方式令牌总线访问控制方式令令牌牌总总线线访访问问控控制制方方式式(Token-Bus)是是在在综综合合了了CSMA/CD访访问问控控制制方方式式和和令令牌牌环环访访问问控控制制方方式式的的优优点点基基础上形成的一
13、种介质访问控制方式。础上形成的一种介质访问控制方式。令令牌牌总总线线控控制制方方式式主主要要用用于于总总线线型型或或树树型型网网络络结结构构中中。该该方方式式是是在在物物理理总总线线上上建建立立一一个个逻逻辑辑环环。如如图图4-4所所示示,一一个个总总线线结结构构网网络络,如如果果指指定定每每一一个个站站点点在在逻逻辑辑上上相相互互连连接接的的前前后后地地址址,就就可可构构成成一一个个逻逻辑辑环环。如如图图中中ABDEA(C站点没有连入令牌总线中站点没有连入令牌总线中)。第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网图图4-4总线结构中的令牌环总线结构中的令牌环返回本节返回本节第第4 4章章 计算机
14、局域网计算机局域网4.3局域网体系结构局域网体系结构4.3.1 局域网参考模型局域网参考模型 4.3.2 IEEE802标准标准 返回本章首页返回本章首页第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网4.3.1局域网参考模型局域网参考模型结结合合局局域域网网自自身身特特点点,参参考考OSI/RM,IEEE802提提出出了了局局域域网网体体系系结结构构的的参参考考模模型型(LAN/RM),它与它与OSI/RM的对应关系如图的对应关系如图4-5所示。所示。第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网LAN/RM中中物物理理层层和和数数据据链链路路层层的的功能如下:功能如下:(1)物理层)物理层(2)数据链路
15、层)数据链路层 介质访问控制层介质访问控制层MAC 逻辑链路控制层逻辑链路控制层LLC 返回本节返回本节第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网4.3.2IEEE802标准标准IEEE802为局域网为局域网LAN内的数字设备提供了一套连接的内的数字设备提供了一套连接的标准,后来又扩大到城域标准,后来又扩大到城域网网MAN。这些标准分别是:这些标准分别是:vIEEE802.1AvIEEE802.1BvIEEE802.2vIEEE802.3vIEEE802.4vIEEE802.5IEEE802.6IEEE802.7IEEE802.8IEEE802.9IEEE802.10IEEE802.11IEEE
16、802.12返回本节返回本节第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网4.4局域网组网技术局域网组网技术4.4.1 以太网以太网 4.4.2 快速以太网快速以太网 4.4.3 千兆位以太网千兆位以太网 4.4.4 令牌环网络令牌环网络 4.4.5 FDDI光纤环网光纤环网 4.4.6 ATM局域网局域网 返回本章首页返回本章首页第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网4.4.1以太以太网网1以太网以太网以太网(以太网(Ethernet)是由美国是由美国Xerox公司和公司和Stanford大大学联合开发并于学联合开发并于1975年提出的,目的是为了把办公室工年提出的,目的是为了把办公室工作站与昂
17、贵的计算机资源连接起来,以便能从工作站上作站与昂贵的计算机资源连接起来,以便能从工作站上分享计算机资源和其他硬件设备。分享计算机资源和其他硬件设备。1983年年 IEEE802委委 员员 会会 公公 布布 的的 802.3局局 域域 网网 络络 协协 议议(CSMA/CD),基基本本上上和和Ethernet技技术术规规范范一一致致,于于是是,Ethernet技术规范成为世界上第一个局域网的工业标准。技术规范成为世界上第一个局域网的工业标准。第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网Ethernet的主要技术规范:的主要技术规范:l l拓扑结构:总线型。拓扑结构:总线型。l l介质访问控制方式:介
18、质访问控制方式:CSMA/CD。l l传输速率:传输速率:10Mbps。l l传输介质:同轴电缆传输介质:同轴电缆(50)或双绞线。或双绞线。l l最大工作站数:最大工作站数:1024个。个。l l最大传输距离:最大传输距离:2.5km(采用中继器采用中继器)。)。l l报报文文长长度度:641518 Byte(不不计计报报文文前前的的同同步步序序列列)。第第4 4章章 计算机局域网计算机局域网2以太网组网方法以太网组网方法(1)细缆以太网)细缆以太网(10BASE-2)10BASE-2以以太太网网采采用用0.2英英寸寸50的的同同轴轴电电缆缆作作为为传传输输介介质质,传传输输速速率率为为10
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