【教学课件】第6章局域网技术.ppt

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1、第第6章章 局域网技术局域网技术局域网技术的共同特点：共享传输介质共享传输介质共享传输介质共享传输介质：任何时刻只有一台主机可发送数据；广播式通信广播式通信广播式通信广播式通信：发送的数据广播给所有主机。所以在局域网，主机必须协调它们对介质的使用。局域网的协议体系局域网的拓扑结构局域网的扩展局域网的协议体系局域网的协议体系局域网协议体系只讨论 OSI 模型的最低两层。IEEEIEEE(I Institute of E Electrical and E Electronic E Engineers)802802委员会为局域网制订协议体系。数据链路层物理层IEEE802参考模型逻辑链路控制层LLC

2、介质访问控制层MAC局域网的协议体系局域网的协议体系IEEE802的主要协议的主要协议802.2描述逻辑链路控制层LLC规范；802.3802.3描述10Mbps CSMA/CD的MAC层及物理层规范(1985年),3a(细缆),3i(双绞线),3j(光纤)；802.5描述令牌环网的MAC层及物理层规范(IBM在20世纪70年代开发，速率是16Mbps)；802.3u802.3u描述100Mbps CSMA/CD的MAC层参数及物理层(双绞线、光纤)；802.3z802.3z,802.3ab802.3ab(双绞线)描述1Gbps 以太网规范；802.3ae802.3ae描述10Gbps 以太网

3、规范。局域网的协议体系局域网的协议体系IEEE802的物理层的物理层发送时对信号编码，接收时对信号解码。发送时生成前导码，接收时删除前导码，前导码是同步信号，标记帧的开始。位的传输和接收。描述传输介质和拓扑。局域网的协议体系局域网的协议体系IEEE802的的MAC层和层和LLC层层MAC层的功能：帧发送：数据封装成帧，加上地址地址和差差错检测错检测等帧头、帧尾字段。帧接收：帧拆卸,作地址识别和差错检测。控制对介质的访问。LLC层的功能：为高层提供接口，可有流量控制和差错控制。局域网的协议体系局域网的协议体系各层包的封装各层包的封装应用层数据应用层数据TCP头TCP包IP头IP数据报LLC帧头L

4、LC帧MAC帧头帧尾MAC帧LLC帧IP数据报TCP包应用层数据局域网的拓扑结构局域网的拓扑结构总线拓扑总线拓扑(bus topologybus topology)星形拓扑星形拓扑(star topologystar topology)环形拓扑环形拓扑(ring topologyring topology)层次拓扑层次拓扑(hierarchicalhierarchical)要解决如何控制帧插入插入、接收接收、删除删除的问题。1.由于广播发送，需要指出帧发给谁。2.帧被接收后，如何从介质删除。3.介质共享，需要协调各主机的发送。总线拓扑总线拓扑(bus topology)ABCDED1.总线上每

5、个主机被指定一个唯一的地址。2.总线两端加终接器，帧到达总线两端被终接器 电阻吸收。3.以太网的CSMA/CD规则是协调主机使用总线。星形拓扑星形拓扑(star topology)Hub中心结点有两种操作方式广播方式和交换方式广播方式：物理上星形，逻辑上总线网物理上星形，逻辑上总线网物理上星形，逻辑上总线网物理上星形，逻辑上总线网。例如集线器(hub)连接的双绞线以太网。交换方式：中心结点转发，如交换式集线器(switching hub)。环形拓扑环形拓扑(ring topology)例：令牌环网例：令牌环网D DDDD(a)A得到令牌发送帧到D(b)B忽略该帧(c)D复制该帧(d)A吸收返回

6、的帧删除DA AA AB BD DD DD DBB BB BA AA A环形拓扑环形拓扑(ring topology)由转发器相连，形成一条闭合环路。一个令牌令牌令牌令牌(特殊短包)在环网上循环，为发送帧，主机要等待令牌到来，抓取令牌，向环上发送一帧数据后，释放令牌。环形网上每个主机有唯一地址。帧头有目标主机地址，帧沿环被传递，所有主机都沿环转发帧的位串，只有目标主机为自己复制一份。由于环是闭合的，除非将帧除去，否则它将不停地环行。帧循环一圈回到始发主机后被删除。为什么不由目标主机删除？环形拓扑环形拓扑(ring topology)例：光纤环网例：光纤环网FDDI层次拓扑层次拓扑局域网的拓扑结

7、构局域网的拓扑结构各种拓扑的比较各种拓扑的比较总线拓扑总线拓扑：布线简单，缺点是可靠性差，电缆任何一处损坏会影响整个网络的工作。星形拓扑星形拓扑星形拓扑星形拓扑及物理星形逻辑总线及物理星形逻辑总线：任何一根电缆损坏只影响该电缆所连主机，不影响整个网络。环形拓扑环形拓扑：能保证网上主机使用介质的公平性，缺点是可靠性差，一台主机故障或一处电缆断开会殃及整个网络。物理星形逻辑环形物理星形逻辑环形：转发器通过环布线集中器连接。目前局域网中星形拓扑几乎取代总线和环形结构。局域网的扩展局域网的扩展中继器中继器：在物理层连接局域网段。中继器按其接口个数分为双口中继器和多口中继器，多口中继器的接口数大于2，又

8、称集线器。网桥网桥：在数据链路层连接局域网段。用中继器或网桥连接的网段是一个局域网的扩展，它构成一个物理网络。主机无法知道是否有中继器或网桥存在。路由器：在网络层连接局域网段。用路由器连接的是多个物理网络(包括局域网或广域网)。中继器中继器中继器检测到一根电缆中有信号时，便复制一个放大信号到另一根电缆。由于放大信号有足够强度，所以中继器可扩展局域网距离。中继器只是检测检测检测检测、放大放大放大放大和复制信号复制信号复制信号复制信号，也复制冲突和干扰信号。它不能隔离冲突和干扰不能隔离冲突和干扰不能隔离冲突和干扰不能隔离冲突和干扰。它不知道帧，不知道地址，不能隔离网段的通信流，不能隔离广播流。中继器和扩展的网段增加了信号的传输时延，时延太大协议无法正常工作，所以局域网内任意一对主机之间的中继器数目是有限制的。.网桥网桥应用层TCP,UDPIPMAC-1物理层-1MAC-1物理层-1MAC-2物理层-2网桥的体系结构网桥应用层TCP,UDPIPMAC-2物理层-2网桥网桥(续续)网桥能识别和处理帧,区分完整帧和冲突段，丢弃冲突段和干扰损坏的帧，所以网桥能隔离各网段的冲突、干扰、故障。网桥连接的各网段内的通信可同时进行，每段单独有10/100Mbps，整体带宽高。网桥从帧头信息学习主机地址，所以网桥能隔离网段流量。网桥不能隔离广播流量。