《计算机网络CN》PPT课件.ppt

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1、第3章 局域网(LAN)n3.1 局域网概述n3.2 局域网相关概念n3.3 局域网组成n3.4 局域网结构n3.5 常用局域网1局域网概述LAN的发展历史n20世纪世纪70sn1974年英国剑桥大学年英国剑桥大学 剑桥环网剑桥环网 n1975年美国年美国Xerox(施乐施乐)公司公司 实验性以太网实验性以太网n20世纪世纪80s 局域网高速发展局域网高速发展nIEEE 802委员会委员会n20世纪世纪90s至今至今n10BASE-TnFDDIn100BASE-Tn千兆以太网千兆以太网nATM 2局域网概述LAN的功能n硬件资源共享硬件资源共享n软件资源共享软件资源共享n信息发布信息发布n电子

2、邮件电子邮件n办公自动化办公自动化3局域网概述LAN的特点n覆盖范围小覆盖范围小n房间、建筑物、园区范围房间、建筑物、园区范围n距离距离25kmn高传输速率高传输速率n10Mbps1000Mbpsn低误码率低误码率n10-8 10-10 n采用总线、星形、环形拓采用总线、星形、环形拓扑扑n双绞线、同轴电缆、光纤双绞线、同轴电缆、光纤n为一个单位所拥有，自行为一个单位所拥有，自行建设，不对外提供服务建设，不对外提供服务hubhubhubhubhubhubSwitchSwitchServerServerfarmfarmstationstationstationsstationsstationsst

3、ations4局域网概述LAN的分类n令牌环网令牌环网n以太网以太网n廉价的网络接口卡廉价的网络接口卡n易于安装易于安装n使用广泛使用广泛n高速度高速度53.2 相关概念局域网的几个概念局域网的几个概念 带宽带宽：给定范围内的最高频率和最低频率之差，代表网：给定范围内的最高频率和最低频率之差，代表网络的通信能力。带宽越大，数据传输越快络的通信能力。带宽越大，数据传输越快共享共享和和交换交换双工双工：双向同时通信：双向同时通信半双工半双工：双方交替通信：双方交替通信63.3 局域网组成硬件系统73.3 局域网组成软件系统IEEE802标准标准网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层逻辑链路控

4、制逻辑链路控制 LLC媒体访问控制媒体访问控制 MAC 高层高层 OSI IEEE 802物理层物理层PHY由由NOS来实现来实现8LAN的数据链路层n按功能划分为两个子层：按功能划分为两个子层：LLC和和MACn功能分解的目的：功能分解的目的：u将功能中与硬件相关的部分和与硬件无关的部分分将功能中与硬件相关的部分和与硬件无关的部分分开，降低实现的复杂度。开，降低实现的复杂度。u局网特点：共享信道局网特点：共享信道(如总线如总线)。需要解决介质访问。需要解决介质访问控制控制(MAC)问题。分层可以使帧的传输独立于介质问题。分层可以使帧的传输独立于介质和和MAC方法。方法。nLLC：与介质、拓扑

5、无关；与介质、拓扑无关；nMAC：与介质、拓扑相关。：与介质、拓扑相关。9MAC子层的地址nIEEE802标准为每个标准为每个DTE规定了一个规定了一个48位的位的全局地址，它是站点的全球唯一的标识符，与全局地址，它是站点的全球唯一的标识符，与其物理位置无关。其物理位置无关。MAC地址（物理地址）地址（物理地址）nMAC地址为地址为6Byte（48位）。位）。uMAC地址的前地址的前3个字节（高个字节（高24位）由位）由IEEE统统一分配给厂商，低一分配给厂商，低24位由厂商分配给每一块网位由厂商分配给每一块网卡。卡。u网卡的网卡的MAC地址可以认为就是该网卡所在站点地址可以认为就是该网卡所在

6、站点的的MAC地址。地址。10LAN的网络层和高层n网络层网络层 由于由于IEEE 802局域网拓扑结构简单，一般不局域网拓扑结构简单，一般不需中间转接，所以网络层的很多功能需中间转接，所以网络层的很多功能(如路由如路由选择等选择等)是没有必要的，而流量控制、寻址、是没有必要的，而流量控制、寻址、排序、差错控制等功能可在数据链路层完成，排序、差错控制等功能可在数据链路层完成，故故IEEE 802标准没有单独设立网络层。标准没有单独设立网络层。n高层高层 局域网的高层尚未定义，一般由网络操作系统局域网的高层尚未定义，一般由网络操作系统（NOS）来实现，如）来实现，如Unix、Windows NT

7、、Netware等。等。11IEEE802体系结构示意图CSMA/CDToken BusToken RingDQDBFDDI802.2 LLC数据链路层数据链路层 物理层物理层LLCMAC802.1D Bridge802.1A 体体系系结结构构PHY12IEEE802标准的主要成员n802.2-逻辑链路控制逻辑链路控制LLC n802.3-CSMA/CDCSMA/CD（以太网）（以太网）（以太网）（以太网）n802.4-Token Bus Token Bus（令牌总线）（令牌总线）（令牌总线）（令牌总线）n802.5-Token RingToken Ring（令牌环）（令牌环）（令牌环）（令牌

8、环）n802.6-分布队列双总线分布队列双总线分布队列双总线分布队列双总线DQDB-MANDQDB-MAN标准标准标准标准n802.8 FDDIFDDI（光纤分布数据接口）（光纤分布数据接口）（光纤分布数据接口）（光纤分布数据接口）n802.11 无线无线LAN133.3.2 介质访问控制(MAC)n载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)nCarrier Sense Multiple Access/Collision Detect n 令牌传递(Token Passing)nToken RingnToken BusnFDDI(双环)143.介质访问控制CSMA：载波监听多点访问n工作原理

9、工作原理n发送前监听。每个站点在发送数据之前要监听信道上发送前监听。每个站点在发送数据之前要监听信道上是否有数据在传送。若有，则此站不能发送，需等待是否有数据在传送。若有，则此站不能发送，需等待一段时间后重试。一段时间后重试。n载波监听策略：载波监听策略：非坚持非坚持CSMA：一旦监听到信道忙，就不再监听；延：一旦监听到信道忙，就不再监听；延迟一个随机时间后再次监听。迟一个随机时间后再次监听。坚持坚持CSMA：监听到信道忙时，仍继续监听，直到信：监听到信道忙时，仍继续监听，直到信道空闲。道空闲。1-坚持坚持CSMA：一听到信道空闲就立即发送数据：一听到信道空闲就立即发送数据 p-坚持坚持CSM

10、A：听到信道空闲时，以概率：听到信道空闲时，以概率p发送数据发送数据（以概率（以概率1-p延迟一段时间后再发送）延迟一段时间后再发送）153.介质访问控制CSMA/CD：带冲突检测的载波监听多点访问n工作原理工作原理n发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送数据。在发送时，边发边继续监听。若监听送数据。在发送时，边发边继续监听。若监听到冲突，则立即停止发送。等待一段随机时间到冲突，则立即停止发送。等待一段随机时间（称为退避）以后，再重新尝试。（称为退避）以后，再重新尝试。nCSMA/CD可归结为四句话：可归结为四句话：发前先侦听，空闲即发送，发前先侦听

11、，空闲即发送，边发边检测，冲突时退避。边发边检测，冲突时退避。163.介质访问控制令牌环（IEEE802.5）n拓扑结构：点到点链路连接，构成闭合环拓扑结构：点到点链路连接，构成闭合环n n操作流程操作流程n n1）谁可以发送帧，是由一个沿着环旋）谁可以发送帧，是由一个沿着环旋转的称为转的称为“令牌令牌”（TOKEN）的特）的特殊帧来控制的。只有拿到令牌的站可殊帧来控制的。只有拿到令牌的站可以发送帧，而没有拿到令牌的站只能以发送帧，而没有拿到令牌的站只能等待。等待。n n 17令牌环（令牌环（IEEE802.5）的操作）的操作n n1）谁可以发送帧，是由一个沿着环旋）谁可以发送帧，是由一个沿着

12、环旋转的称为转的称为“令牌令牌”（TOKEN）的特）的特殊帧来控制的。只有拿到令牌的站可殊帧来控制的。只有拿到令牌的站可以发送帧，而没有拿到令牌的站只能以发送帧，而没有拿到令牌的站只能等待。等待。n n2）拿到令牌的站将令牌转变成访问控）拿到令牌的站将令牌转变成访问控制头，后面加挂上自己的数据进行发制头，后面加挂上自己的数据进行发送。送。18令牌环（令牌环（IEEE802.5）的操作）的操作(续续1)n n3）数据帧通过任何一个站点）数据帧通过任何一个站点(除源站除源站点外点外)时，该站点都要把帧的目的地址时，该站点都要把帧的目的地址和本站地址相比较：和本站地址相比较：n n a)如果地址相符

13、合，则将帧拷贝如果地址相符合，则将帧拷贝到接收缓冲器，供高层软件处理，同到接收缓冲器，供高层软件处理，同时将帧送回环中；时将帧送回环中；n n b)如果地址不符合，则直接将帧如果地址不符合，则直接将帧送回环中。送回环中。19令牌环（令牌环（IEEE802.5）的操作）的操作(续续2)n n4）数据循环一周后由发送站回收。即）数据循环一周后由发送站回收。即发送的帧在环上循环一周后再回到发发送的帧在环上循环一周后再回到发送站时，发送站将该帧从环上移去，送站时，发送站将该帧从环上移去，同时再放一个空令牌到环上，使其余同时再放一个空令牌到环上，使其余的站点能获得发送帧的许可权。的站点能获得发送帧的许可

14、权。20AT=0T=0TAT=0T=0TAT=1T=1TDataCTDataCTDataCTDataCData（a）（b）（c）帧循环一圈后帧循环一圈后A将数据帧回收将数据帧回收并放出空令牌并放出空令牌A有数据要发有数据要发送，它抓住空送，它抓住空令牌令牌A将令牌修改将令牌修改为数据帧，并为数据帧，并加挂数据加挂数据213.介质访问控制令牌总线(IEEE 802.4)n特点：物理上是总线网，逻辑上是令牌网特点：物理上是总线网，逻辑上是令牌网n n传输机制为以太网和令牌环的结合：传输机制为以太网和令牌环的结合：n n物理传输采用广播方式；物理传输采用广播方式；n n 介质访问控制采用令牌方式。介

15、质访问控制采用令牌方式。22令牌环（令牌环（IEEE802.5）的操作）的操作n n1）谁可以发送帧，是由一个沿着环旋）谁可以发送帧，是由一个沿着环旋转的称为转的称为“令牌令牌”（TOKEN）的特）的特殊帧来控制的。只有拿到令牌的站可殊帧来控制的。只有拿到令牌的站可以发送帧，而没有拿到令牌的站只能以发送帧，而没有拿到令牌的站只能等待。等待。n n2）拿到令牌的站将令牌转变成访问控）拿到令牌的站将令牌转变成访问控制头，后面加挂上自己的数据进行发制头，后面加挂上自己的数据进行发送。送。233.3.3 通信协议通信协议n nNetBEUIn nIPX/SPXn nTCP/IP243.3.4 网络操作

16、系统(NOS)n nNOS的基本功能的基本功能 支持网络通信支持网络通信 支持多用户使用支持多用户使用 提供统一、友好的网络操作环境提供统一、友好的网络操作环境25网络操作系统Unixn nBell Lab.开发的多任务通用操作系统开发的多任务通用操作系统n nUnix的特点的特点 技术成熟，稳定性和可靠性高技术成熟，稳定性和可靠性高 极强的伸缩性极强的伸缩性 网络功能强网络功能强 强大的数据库支持能力强大的数据库支持能力 开放性好、开发功能强开放性好、开发功能强26网络操作系统Windows NT/Windows 2000n nWindows NT/2000的特点的特点 内置网络功能内置网络

17、功能友好的界面友好的界面实现多种网络结构模式实现多种网络结构模式配套产品丰富配套产品丰富27网络操作系统Novell Netwaren nNovell Netware的特点的特点 强大的文件及打印服务功能强大的文件及打印服务功能 良好的兼容性及系统容错能力良好的兼容性及系统容错能力 完备的安全措施完备的安全措施具有比较完善的目录服务具有比较完善的目录服务28网络操作系统Linuxn n免费且提供源代码的操作系统免费且提供源代码的操作系统n nLinux的特点的特点 遵守遵守GPL的自由软件的自由软件 与与Unix相似相似 支持多种硬件平台支持多种硬件平台293.4 局域网结构n n对等网络结构

18、对等网络结构n n专用服务器专用服务器n n主丛式结构主丛式结构303.5 常用局域网10Base5 粗同轴粗同轴10Base2 细同轴细同轴10BaseT 双绞线双绞线 10BaseF MMF100BaseT 双绞线双绞线100BaseF MMF/SMF1000BaseX 屏蔽短双绞线屏蔽短双绞线/MMF/SMF1000BaseT 双绞线双绞线数据率（数据率（数据率（数据率（MbpsMbps）基带或宽带基带或宽带基带或宽带基带或宽带BaseBase，BroadBroad段最大长度（百米）或段最大长度（百米）或段最大长度（百米）或段最大长度（百米）或介质类型（介质类型（介质类型（介质类型（T

19、T，F F，X X）10 Base 531传输媒体(介质)n磁介质磁介质高带宽、低费用、高延时（小时）高带宽、低费用、高延时（小时）例：例：7GB/8mm，1000盘盘/50*50*50cm，24h可送到任何地方。可送到任何地方。总容量总容量=7*1000*8Gbits，总时间，总时间=24*60*60=86400s 传送速率传送速率=56000Gb/86400s=648Mb/s n金属导体金属导体双绞线、双绞线、同轴电缆同轴电缆(粗、细粗、细)n光纤光纤n无线介质：无线介质：无线电、短波、微波、卫星、光波无线电、短波、微波、卫星、光波32双绞线内导体芯线内导体芯线绝缘绝缘箔屏蔽箔屏蔽铜屏蔽铜

20、屏蔽外套外套-螺旋绞合的双导线，螺旋绞合的双导线，1mm-每根每根4对、对、25对、对、1800对对-典型连接距离典型连接距离100m（LAN）-RJ45插座、插头插座、插头-优缺点：优缺点：成本低成本低 密度高、节省空间密度高、节省空间 安装容易（综合布线系统）安装容易（综合布线系统）平衡传输（高速率）平衡传输（高速率）抗干扰性一般抗干扰性一般 连接距离较短连接距离较短33屏蔽双绞线(STP)非屏蔽双绞线(UTP)n以铝箔屏蔽以减少 干扰和串音3类、5类、6类（16M、155M、1200M）双绞线外没有任何附加屏蔽34同轴电缆l基带同轴电缆基带同轴电缆 一条电缆只用于一个信道，50，用于数字

21、传输l宽带同轴电缆宽带同轴电缆 一条电缆同时传输不同频率的多路模拟信号，75，用于模拟传输，300450MHz，100km，需要放大器 铜芯铜芯绝缘层绝缘层外导体外导体屏蔽层屏蔽层保护套保护套35 细同轴细同轴 -50，10Mbps -185m、4中继、中继、5段（段（925m）-优缺点：价格低 安装方便（T型连接器、BNC接头、Terminator）抗干扰能力强 距离短 可靠性差 粗粗同轴同轴 -75，10Mbps -500m、4中继、中继、5段（段（2500m）-优缺点：价格稍高 安装方便（收发器、收发器电缆、Terminator）抗干扰能力强 距离中等 可靠性好 36光纤n依靠光波承载信

22、息依靠光波承载信息n速率高，通信容量大速率高，通信容量大 仅受光电转换器件的限制（仅受光电转换器件的限制（100Gb/s）n传输损耗小，适合长距离传输传输损耗小，适合长距离传输n抗干扰性能极好，保密性好抗干扰性能极好，保密性好n轻便轻便37光纤传输原理光纤传输原理利用了光的反射利用了光的反射 光从一种介质入射到另一种介质时会产生折射。光从一种介质入射到另一种介质时会产生折射。折射量取决于两种介质的折射率。当入射角折射量取决于两种介质的折射率。当入射角临界值临界值时产生全反射，不会泄漏。时产生全反射，不会泄漏。光纤：纤芯光纤：纤芯-折射率高、玻璃包层折射率高、玻璃包层-折射率低折射率低 亮度调制

23、，有脉冲亮度调制，有脉冲-1，无脉冲，无脉冲-0 光传输系统：光源、介质、光检测器光传输系统：光源、介质、光检测器光源光源:850nm/1300nm/1500nm 发光二极管发光二极管/激光二极管激光二极管介质介质:光纤光纤光检测器光检测器:光电二极管光电二极管PIN/雪崩二极管雪崩二极管APD 单向传输，双向需两根光纤单向传输，双向需两根光纤38光纤传送模式：光纤传送模式：MMF、SMF 多模多模多模多模 MMFMMF 输入电信号输入电信号输入电信号输入电信号输出电信号输出电信号输出电信号输出电信号单模单模单模单模 SMFSMF 波长波长:1300,1550 nm:1300,1550 nm波

24、长波长:850,1300 :850,1300 nmnmh2h2h1h1芯芯芯芯/封套特性封套特性封套特性封套特性h1h1h2h2光纤的直径减小到一个光波波长多束光线以不同的反射角传播多束光线以不同的反射角传播单束光线沿直线传播单束光线沿直线传播39典型的光缆典型的光缆玻璃封套玻璃封套塑料外套塑料外套玻璃内芯玻璃内芯单芯光缆单芯光缆单芯光缆单芯光缆多芯光缆多芯光缆多芯光缆多芯光缆玻璃内芯玻璃内芯塑料外套塑料外套玻璃封套玻璃封套外壳外壳常见规格：玻璃内芯常见规格：玻璃内芯50um缓变型缓变型MMF缓变缓变/增强型增强型MMF突变型突变型SMF 玻璃包层玻璃包层125um40高密度多芯光缆剖面结构芯

25、芯封套封套外套加强芯光纤光纤外鞘外鞘加强芯加强芯光纤束光纤束41无线介质n使用电磁波或光波携带信息使用电磁波或光波携带信息n无需物理连接无需物理连接n适用于长距离或不便布线的场合适用于长距离或不便布线的场合n易受干扰易受干扰42无线电n固定终端点（基站）和终端之间是无线链路BS基站基站 用户计算机和终端用户计算机和终端BS基站覆盖的无线电区域基站覆盖的无线电区域F F2 2F F3 3F F1 1F F2 2F F3 3F F1 1F F2 2F F3 3F F1 1F F2 2F F2 2F F3 3F F1 1F1,F2,F3=使用的频率43地面微波接力n两个地面站之间传送两个地面站之间传

26、送n距离：距离：50-100 km地球地球地球地球地面站之间的直视线路地面站之间的直视线路地面站之间的直视线路地面站之间的直视线路 微波传送塔微波传送塔微波传送塔微波传送塔44地球同步卫星n与地面站相对固定位置n使用3个卫星覆盖全球n传输延迟时间长22,30022,300公里公里公里公里地球地球地球地球45常用传输媒体的比较常用传输媒体的比较46常用局域网10Base2 细细细细同轴电缆，可靠性稍差同轴电缆，可靠性稍差同轴电缆，可靠性稍差同轴电缆，可靠性稍差 BNC TBNC T型接头连接型接头连接型接头连接型接头连接 总线型拓扑总线型拓扑总线型拓扑总线型拓扑 用于办公室用于办公室用于办公室用

27、于办公室LANLAN细缆细缆细缆细缆BNC BNC 接头接头接头接头NICNIC每段最大长度每段最大长度每段最大长度每段最大长度 185m 185m每段最多站点数每段最多站点数每段最多站点数每段最多站点数 30 30两站点间最短距离两站点间最短距离两站点间最短距离两站点间最短距离 0.5 m 0.5 m网络最大跨度网络最大跨度网络最大跨度网络最大跨度 925 m 925 m 网络最多网络最多网络最多网络最多5 5个段个段个段个段 4710BaseT 双绞线介质（双绞线介质（双绞线介质（双绞线介质（UTPUTP）以以以以Hub Hub（集线器）为中心节点。集线器）为中心节点。集线器）为中心节点。

28、集线器）为中心节点。HubHub多端口转发器。多端口转发器。多端口转发器。多端口转发器。拓扑结构为星形，逻辑上仍然是总线形。拓扑结构为星形，逻辑上仍然是总线形。拓扑结构为星形，逻辑上仍然是总线形。拓扑结构为星形，逻辑上仍然是总线形。转发器转发器转发器转发器/中继器的作用：将信号放大并整形后再转发，消中继器的作用：将信号放大并整形后再转发，消中继器的作用：将信号放大并整形后再转发，消中继器的作用：将信号放大并整形后再转发，消除信号传输的失真和衰减。除信号传输的失真和衰减。除信号传输的失真和衰减。除信号传输的失真和衰减。转发器转发器转发器转发器/中继器中继器中继器中继器/HUB/HUB物理层设备物

29、理层设备物理层设备物理层设备(工作在物理层工作在物理层工作在物理层工作在物理层)。用于小型用于小型用于小型用于小型LANLAN。NICNICHUBHUB段最大长度段最大长度段最大长度段最大长度 100m 100m4810BaseF 使用光纤进行长距离连接，例如建筑物间连接。使用光纤进行长距离连接，例如建筑物间连接。使用光纤进行长距离连接，例如建筑物间连接。使用光纤进行长距离连接，例如建筑物间连接。星形拓扑结构星形拓扑结构星形拓扑结构星形拓扑结构最常见的布线标准：最常见的布线标准：最常见的布线标准：最常见的布线标准：10BaseFL-10BaseFL-异步点到点链路，链路最长异步点到点链路，链路

30、最长异步点到点链路，链路最长异步点到点链路，链路最长2 km2 km49常用局域网常用局域网交换式以太网交换式以太网以网络交换机为主干的以太网以网络交换机为主干的以太网拓扑仍为星形结构（总线拓扑仍为星形结构（总线/HUBLAN_SWITCH）为何要使用网络交换机？为何要使用网络交换机？以太网以太网共享介质网络共享介质网络 共享介质网络中共享介质网络中站点数的增加将导致站点数的增加将导致LAN的性能降低的性能降低，相当于多个子信道分享通信线路。解决：网络分段相当于多个子信道分享通信线路。解决：网络分段(减少站减少站点数点数)网络交换网络交换基于网络交换机的网络：允许多个信道同时传输信息，基于网络

31、交换机的网络：允许多个信道同时传输信息，不受不受CSMA/CD的限制，的限制，网络总带宽网络总带宽=（n/2n）*10Mbps，每个连接的带宽为每个连接的带宽为10Mbps；50常用局域网常用局域网交换式以太网交换式以太网使用交换机后，可建立多个并发使用交换机后，可建立多个并发的通信。例如：的通信。例如：8个端口可建立个端口可建立4个并发通信，个并发通信，总带宽总带宽=(8/2)*10Mbps=40Mbps在访问服务器的流量非常大的网在访问服务器的流量非常大的网络中，可在交换机上设置络中，可在交换机上设置1-2个高个高速端口速端口(100Mbps/1Gbps)，把服，把服务器与该高速端口相连，

32、便可大务器与该高速端口相连，便可大大提高服务器访问的速度。这种大提高服务器访问的速度。这种连接服务器的方法又称为连接服务器的方法又称为Big-Pipe。10Mbps 网络交换网络交换机机51常用局域网常用局域网交换式以太网交换式以太网交换机的两种用法交换机的两种用法(以以10Mbps网络交换机为例网络交换机为例)：(1)端口下接站点：站点独占端口下接站点：站点独占10Mbps带宽带宽 (2)端口下接网段：网段中所有站点共享端口下接网段：网段中所有站点共享10Mbps带宽带宽共享共享10M独享独享10M共享共享10M独享独享10M网络交换机网络交换机SwitchHUBHUB52常用局域网常用局域

33、网100Mbps 快速以太网快速以太网又又称称快快速速以以太太网网(FastEthernet，FE)，包包括括100Base-TX和和100Base-FX。与与10Mbps网络的比较：网络的比较：拓扑结构和媒体布线方法几乎完全一样；拓扑结构和媒体布线方法几乎完全一样；传输率快传输率快10倍；倍；帧结构和介质访问控制方式沿用帧结构和介质访问控制方式沿用。3种不同的物理层标准：种不同的物理层标准：MAC子层子层100BaseFT100BaseTX2对对5类类UTP光纤光纤4对对3类类UTP100BaseT453快速以太网组成实例快速以太网组成实例网卡网卡(外置或内置收发器外置或内置收发器)、收发器

34、、收发器(外置外置)与收发器电缆与收发器电缆集线器（双绞线或光纤接口集线器（双绞线或光纤接口）双绞线及光缆双绞线及光缆外置光纤收发器外置光纤收发器光纤光纤100Base FX100Base FX集线器集线器100Base TX100Base TX集线器集线器100Base TX100Base TX集线器集线器光纤光纤插有光纤接口网卡插有光纤接口网卡UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5光纤光纤UTP5UTP554常用局域网常用局域网FDDI(Fiber Distributed Data Interface)(Fiber Distributed Data Interfa

35、ce)网络由双环构成，可靠性高。网络由双环构成，可靠性高。传输速率为传输速率为100Mbps。介质访问控制方法采用介质访问控制方法采用TokenPassing，类似于令牌环。类似于令牌环。传输介质主要为光纤，网络覆盖范围较大传输介质主要为光纤，网络覆盖范围较大(几十几十km)。集中器集中器集中器集中器令牌令牌服务器服务器55高速局域网高速局域网千兆以太网千兆以太网(GE:Gigabit Ethernet)(GE:Gigabit Ethernet)两种标准：两种标准：和和802.3z 1000BaseX 屏蔽短双绞线屏蔽短双绞线/MMF/SMF802.3ab 1000BaseT 无屏蔽双绞线无屏

36、蔽双绞线(5类，类，6类类)连接距离较短：连接距离较短：1000BaseX:双绞线双绞线-25米；米；MMF-550米；米；SMF-3km1000BaseT:5类双绞线类双绞线100米米拓扑结构和媒体布线方法同拓扑结构和媒体布线方法同10/100BaseT相同；相同；传输速率比传输速率比100BaseT快快10倍；倍；帧结构和介质访问控制方式仍沿用帧结构和介质访问控制方式仍沿用。允许网络平滑升级到千兆主干，具有较好的兼容性。允许网络平滑升级到千兆主干，具有较好的兼容性。56无线局域网无线局域网传输方式传输方式无线电波无线电波红外线红外线网络拓扑网络拓扑无中心拓扑无中心拓扑有中心拓扑有中心拓扑网

37、络接口网络接口 物理层物理层 数据链路层数据链路层57LAN的扩展（LAN互连）网桥LAN互连的必要性互连的必要性：地域限制、负载问题、互通问题、安全问题地域限制、负载问题、互通问题、安全问题LAN互连的困难互连的困难：帧格式不同、传输速率不同、最大帧长不同帧格式不同、传输速率不同、最大帧长不同LAN互连的实现互连的实现：中继器中继器/HUB 在物理层上实现互联在物理层上实现互联 网桥网桥 在数据链路层上实现互联在数据链路层上实现互联 路由器路由器 在网络层上实现互联在网络层上实现互联58用网桥实现多个网段互连hubhub10Base2-10Base2-细缆细缆细缆细缆EthernetEthe

38、rnet10Base5 10Base5 粗缆粗缆粗缆粗缆EthernetEthernet10BaseT-10BaseT-双绞线双绞线双绞线双绞线routerrouterserverserverhubhub网桥网桥网桥网桥网段网段网段网段3 3网段网段网段网段4 410Base5 10Base5 粗缆粗缆粗缆粗缆EthernetEthernet网段网段网段网段1 1网段网段网段网段2 259用网桥进行用网桥进行LAN扩展的缺点扩展的缺点：时延时延增加增加 没有流量控制功能，重载时会丢失帧没有流量控制功能，重载时会丢失帧 不能防止广播风暴（广播消息仍会泛滥到不能防止广播风暴（广播消息仍会泛滥到网桥

39、所连接的各个网段）网桥所连接的各个网段）两种类型的网桥两种类型的网桥：透明网桥（透明网桥（Transparency Bridge）源选径网桥（源选径网桥（Source Routing Bridge）60透明网桥 特点特点：由网桥实现路由选择，网桥和路由对站点透明：由网桥实现路由选择，网桥和路由对站点透明 网桥采用存储、转发方式，需要有足够缓存网桥采用存储、转发方式，需要有足够缓存 网桥有网桥有寻址和路由选择寻址和路由选择能力，路由选择采用查表法：能力，路由选择采用查表法：网桥内的网桥内的端口端口-地址表地址表描述了到达每个站点的路由。描述了到达每个站点的路由。端口号端口号MAC地址地址1231

40、1 122131 32 33321LANxLANyLANz连接三个网段的网桥连接三个网段的网桥端口端口-地址表的结构地址表的结构61选路方法：选路方法：（参考上图）（参考上图）假定网桥开机后从端口假定网桥开机后从端口1收到来自收到来自LANx的帧，它就查端口的帧，它就查端口-地址表：地址表：.若目的若目的MAC地址在本端口的表项中，则丢弃此帧地址在本端口的表项中，则丢弃此帧 .若目的若目的MAC地址在其他端口的表项中，则把帧转发到相地址在其他端口的表项中，则把帧转发到相应端口所在的应端口所在的LAN .若目的若目的MAC地址不在表中，则用洪泛法转发，即向除接地址不在表中，则用洪泛法转发，即向除

41、接收到该帧的端口收到该帧的端口(本例为端口本例为端口1)之外的其他所有端口广播。之外的其他所有端口广播。端口端口-地址表的地址表的建立方法：建立方法：在转发过程中逆向学习在转发过程中逆向学习若帧的若帧的源地址源地址不在表中，则插不在表中，则插入到表中。入到表中。62网桥工作原理归纳为：网桥工作原理归纳为：学习源地址，丢弃本网端帧，转发异网端帧，广播未知帧。学习源地址，丢弃本网端帧，转发异网端帧，广播未知帧。注：网络交换机工作原理与网桥类似注：网络交换机工作原理与网桥类似可看成是一个可看成是一个多端口的高速网桥（工作在链路层上）多端口的高速网桥（工作在链路层上）透明网桥的优缺点：透明网桥的优缺点

42、：优点：优点：容易配置、安装，无需管理容易配置、安装，无需管理 缺点：缺点：不能保证最佳路由不能保证最佳路由632.源选径网桥特点特点：由源站负责路由选择，路由信息放在发送的帧的首：由源站负责路由选择，路由信息放在发送的帧的首部（即把要经过的路径放在帧中，帧按该路径传送）部（即把要经过的路径放在帧中，帧按该路径传送）选路方法选路方法：源站向目的站发送：源站向目的站发送探测帧探测帧，该帧在扩展的，该帧在扩展的LAN中沿所有可能路由传送；每个探测帧都记录下它所经中沿所有可能路由传送；每个探测帧都记录下它所经过的路由；这些探测帧在到达目的站后，再沿各自的过的路由；这些探测帧在到达目的站后，再沿各自的

43、路由返回源站；由源站选择其中的最佳路由，作为发路由返回源站；由源站选择其中的最佳路由，作为发送帧中的路由信息。送帧中的路由信息。源选径源选径源选径源选径网桥的优缺点：网桥的优缺点：优点：优点：网桥功能可以很简单；可以用最佳路由传送。网桥功能可以很简单；可以用最佳路由传送。缺点缺点：源站计算路由费时；主机负担重。：源站计算路由费时；主机负担重。643.两种网桥的比较透明网桥透明网桥源选径网桥源选径网桥服务类型服务类型无连接无连接面向连接面向连接对源站的透明性对源站的透明性完全透明完全透明不透明不透明配置、管理配置、管理自动配置，容易管理自动配置，容易管理人工方法人工方法选择的路由选择的路由次佳次

44、佳 最佳最佳目的地确定方法目的地确定方法逆向学习逆向学习 探测帧探测帧故障处理及拓扑变化故障处理及拓扑变化网桥负责网桥负责主机负责主机负责复杂性和开销复杂性和开销网桥负担网桥负担主机负担主机负担65小结n本章要求n重点掌握局域网基础概念、软硬件组成、结构和常用局域网等n作业n第三章：P87.1，3，5，6，7，9n学号尾数：学号尾数：4 或或 766作业n1.什么是局域网？局域网有什么功能？n2.局域网的硬件系统包括哪些内容？n3.什么是IEEE 802标准？其主要内容是什么？n4.什么是CSMA/CD？试说明其工作原理。67作业n5.局域网常用通信协议有哪几种？各有什么特点？n6.局域网常见结构有哪几种模式？各有什么特点？68