现代网络技术传统局域网学习教案.pptx

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1、现代现代(xindi)网络技术传统局域网网络技术传统局域网第一页，共78页。4.1局域网概述(ish)一般来说，局域网有以下主要(zhyo)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）。第1页/共78页第二页，共78页。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；(

2、4)响应速度较快；(5)各设备的位置(wizhi)可灵活调整和改变。有利于数据处理和办公自动化。第2页/共78页第三页，共78页。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(yngyng)。环形网（图4-1(b)）。最典型的就是令牌环形网（TokenRing）。总线形网（图4-1(c)）。各站直接连在总线上。第3页/共78页第四页，共78页。图4-1局域网拓扑(tup)结构(a)星形网；(b)环形网；(c)总线网（a）（c）（b）第4页/共78页第五页，

3、共78页。4.2局域网的体系结构4.2.1IEEE802参考模型参考模型局局域域网网的的体体系系结结构构与与广广域域网相比有很大的区别。网相比有很大的区别。由由于于局局域域网网只只是是一一个个计计算算 机机 通通 信信 网网，它它 用用 带带 地地 址址(dzh)的的帧帧来来传传送送数数据据，而而且且网网络络中中不不存存在在中中间间交交换换，所所以以不不要要求求有有路路由由选选择择问问题题，因因此此它它不不需需要要网网络络层层，而而只只有有最最低低的的两两个个层层次次。另另一一方方面面，不不同同的的网网络络拓拓扑扑结结构构，其其访访问问控控制制的的方方法法也也各各不不相相同同，远远不不像像广广

4、域网那么简单。域网那么简单。第5页/共78页第六页，共78页。图4-2局域网802参考模型与OSI/RM的对比(dub)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第6页/共78页第七页，共78页。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(chnshng)与去除；比特的传输与接收。第7页/共78页第八页，共78页。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(jnxng)发送，接收时进行

5、(jnxng)相反的过程，即将帧拆卸；实现和维护MAC协议；比特差错检测；寻址。第8页/共78页第九页，共78页。与介质访问(fngwn)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。第9页/共78页第十页，共78页。图4-3局域网对LLC子层是透明(tumng)的高层LLCMAC物理层高层LLCMAC物理层局域网第10页/共78页第十一页，共78页。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.

6、4物理802.5TokenRing介质访问802.5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介质访问物理第11页/共78页第十二页，共78页。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(rnh)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(To

7、kenRing)。定义令牌传递环形网的MAC子层和物理层的规范。第12页/共78页第十三页，共78页。802.6城域网MAN。定义(dngy)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(100VG ANY LAN)。802.14电缆电视(Cable-TV)。第13页/共78页第十四页，共78页。图4-5LLCPDU和MAC帧的关系(gunx)网络层及以上LLC子层MAC子层高层数据LL

8、C首部LLC数据MAC数据MAC首部MAC帧LLCPDU第14页/共78页第十五页，共78页。4.2.2逻逻辑辑链链路路控控制制LLC子子层层1.逻逻辑辑链链路路控控制制子子层层的的服务服务(fw)访问点访问点LLCSAP一一个个主主机机中中可可能能有有多多个个进进程程在在运运行行，它它们们可可能能同同时时与与其其他他的的一一些些进进程程（在在一一个个主主机机或多个主机中）进行通信。或多个主机中）进行通信。第15页/共78页第十六页，共78页。图4-6MAC地址(dzh)与SAP地址(dzh)第16页/共78页第十七页，共78页。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

9、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(y)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。第17页/共78页第十八页，共78页。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(cozu)类型1服务（LLC1）。(2)操作(cozu)类型2服务（LLC2）。(3)操作(cozu)类型3服务（LLC3）。(4)操作(cozu)类型4服务（LLC4）。这是一种高速传送服务。第18页/共78页第十九页，共78页。3.LLCPDU的结构的结构LLCPDU的的结结构构和和HDLC帧帧很很

10、相相似似。它它有有共共有有(nyu)4个个字字段段：目目的的服服务务访访问问点点DSAP字字段段、源源服服务务访访问问点点SSAP、控控制制字字段段和和数数据据字字段段。图图4-7是是LLCPDU前前三三个个字字段段的具体结构。的具体结构。第19页/共78页第二十页，共78页。图4-7LLC帧结构(jigu)I/GC/R地址字段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

11、帧第20页/共78页第二十一页，共78页。4.2.3介介质质访访问问控控制制MAC子层子层在在局局域域网网中中，介介质质访访问问控控制制要要解解决决的的重重要要问问题题之之一一是是寻寻址址问问题题。网网络络寻寻址址首首先先要要对对网网络络主主机机进进行行唯唯一一标标识识，并并通通过过该该标标识识确确定定主主机机在在网网络络中中的的位位置置。802标标准准为为局局域域网网主主机机规规定定网网络络地地址址（也也叫叫物物理理地地址址）的的命命名名方方法。法。IEEE还还规规定定：地地址址字字段段的的第第1个个字字节节的的最最低低位位为为I/G比特。比特。IEEE还还考考虑虑到到可可能能有有人人(yu

12、rn)并并不不愿愿意意前前来来购买购买“地址块地址块”。第21页/共78页第二十二页，共78页。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(xintn)。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。第22页/共78页第二十三页，共78页。4.3以太网和IEEE802.3标准(biozhn)4.3.1802.3局域网概述局域网概述以以太太网网（Ethernet）是是一一种种基基带带总总线线局局域域网网，以以基基带带无无源源同同轴轴电电缆缆作作为为传传输输介介质质，

13、采采用用CSMA/CD控控制制协协议议。以以太太网网最最初初是是由由美美国国施施乐乐（Xerox）公公司司著著名名的的PaloAlto研研究究中中心心(zhngxn)于于1975年年研研制制成成功功的的第第一一个个CSMA/CD系系统统，当当时时的的传传输输率率为为2.94Mb/s。第23页/共78页第二十四页，共78页。4.3.2物理层标准物理层标准IEEE802.3支支持持不不同同的的物物理理层层标标准准，这这些些不不同同的的标标准准意意味味着着IEEE802.3可可以以使使用用不不同同的的传传输输介介质质(jizh)和和物物理理层接口，如表层接口，如表4-1所示。所示。第24页/共78页

14、第二十五页，共78页。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易于安装和维护10Base-F光纤2000m1024远程工作站连接第25页/共78页第二十六页，共78页。4.3.3MAC子层和帧结构子层和帧结构1.帧格式帧格式图图4-8表表示示了了两两种种标标准准的的MAC帧帧结结构构，它它们们(tmen)都是由都是由7个字段组成。个字段组成。前导码前导码帧首定界符（帧首定界符（SFD）目的地址（目的地址（DA）源地址（源地址（SA）类

15、型（类型（TYPE）数据（数据（DATA）帧检验序列（帧检验序列（FCS）第26页/共78页第二十七页，共78页。图4-8IEEE802.3和以太网的帧结构(jigu)第27页/共78页第二十八页，共78页。2.性能分析性能分析为为应应用用方方便便，一一般般不不限限制制最最大大帧帧长长度度，将将用用户户数数据据(shj)报报一一次次性性发发送送完完，既既节节省省软软件件开开销销，又又可可提提高高网网络络利利用用率率。特特别别是是802.3这这种种争争用用型型网网络络，帧帧越越短短，为为发发送送一一次次数数据据(shj)所所需需的的竞竞争争次次数数就就越越多多，发发生生冲冲突突的的几几率率就就大

16、大，冲冲突突碎碎片片也也要要占占用用一一定定的的网网络络带带宽宽。因因此此理理论论分分析析和和实实际际检检测测都都表表明明：数数据据(shj)帧长，网络的有效利用率就高。帧长，网络的有效利用率就高。第28页/共78页第二十九页，共78页。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(pngjn)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(qngkung)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：第29页/共7

17、8页第三十页，共78页。从上面的公式可以知道，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(tgo)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。第30页/共78页第三十一页，共78页。图4-9U与的关系(gunx)曲线1.00.80.60.40.205101520U第31页/共78页第三十二页，共78页。4.3.4交交换换(jiohun)式式以以太太网网交交换换(jiohun)式式集集线线器器的交换的交换(jiohun)方式有两种：方式有两种：存存 储储 转转 发发 交交 换换(jiohun)。直通交换直通交换(jiohun)。

18、第32页/共78页第三十三页，共78页。图4-10三种(snzhn)以太网主要区别(a)共享总线以太网；(b)共享式以太网；(c)交换式以太网第33页/共78页第三十四页，共78页。图 4-11给 出 了 使 用(shyng)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）第34页/共78页第三十五页，共78页。图4-113个虚拟(xn)局域网VLAN1、VLAN2、VLAN3的构成A1A2B1C1A3B2C2A4B3C3VLAN1VLAN2VLAN3第35页

19、/共78页第三十六页，共78页。4.4令牌环网和IEEE802.5标准(biozhn)4.4.1令牌环概述令牌环概述令令 牌牌 环环（Token Ring）是是 环环 形形(hunxn)网网的的一一种种（如如图图4-12(a)所所示示），其其技技术术的的核核心心是是使使用用了了一一个个称称之之为为“令令牌牌”（也也叫叫“通通行行证证”）的的特特殊殊比比特特串串，当当环环上上所所有有的的站站点点都都处处于于空空闲闲时时，令令牌牌沿沿着着环环不不停绕行。停绕行。第36页/共78页第三十七页，共78页。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

20、延后输出到环上。只有当站点抓住令牌时才可以(ky)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。第37页/共78页第三十八页，共78页。图4-12令牌环网和IEEE802.5 的拓扑(tup)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)第38页/共78页第三十九页，共78页。4.4.2MAC子层与帧结构子层与帧结构IEEE802.5的的 MAC协协议议的的工工作作过过程程：当当环环上上的的站站点点没没有有数数据据发发送送时时，令令牌牌一一直直在在环环上上绕绕行行(roxn)，并并等等待待某某个个有有数数据据要要发发送送的的站站点点将将其其抓抓获

21、获。某某站站点点要要发发送送数数据据就就把把令令牌牌中中的的某某个个特特定定位位由由0变变为为1，将将其其从从令令牌牌变变为为数数据据帧帧的的一一部部分分，然然后后站站点点输输出出正正常常数数据据帧帧的的其其余余部部分分，如如图图4-13所所示。示。第39页/共78页第四十页，共78页。图4-13令牌环的工作(gngzu)原理ABCDABCDABCDTABCDT第40页/共78页第四十一页，共78页。IEEE802.5有令牌和数据/命令帧两种格式，如图4-14所示。令牌占用3个字节，有一位用于标记令牌忙/闲。当令牌为闲时(xinsh)，表明环上没有站发送数据。当令牌为忙时，就变成一帧的帧首序列

22、，其后面跟着一个数据/命令帧的其余部分。第41页/共78页第四十二页，共78页。图4-14802.5的MAC帧结构(jigu)第42页/共78页第四十三页，共78页。起始：令牌很短，只有3字节，而数据/命令帧可能很长，它们都各有一个起始字段和结束字段。接入控制(kngzh)：令牌的第2字节为接入控制(kngzh)字节，其中第4位比特称为“令牌比特”（T比特），这是个关键的比特。监督比特：接入控制(kngzh)字段的M比特是监督比特。优先级比特：在有优先级的环路中，3个优先级比特PPP可构成8种不同的优先级（从000到111）。帧控制(kngzh)：帧格式中的第3字节是帧控制(kngzh)字节。

23、地址字段：地址结构与前面介绍的以太网情况一样。第43页/共78页第四十四页，共78页。数据字段：从环结构和协议本身来说，令牌环对数据字段的长度没有限制。FCS字段：4个字节的FCS字段的作用范围是从帧控制(kngzh)字段起到FCS字段止。帧状态：MAC帧的最后一个字段为帧状态字段。第44页/共78页第四十五页，共78页。当所发送出去的数据帧最后又回到源站时，只要观察比特A和比特C就可以区分出以下几种情况：(1)目的站不存在或未加入(jir)到环路中（A=C0）；(2)目的站工作但未将此数据帧复制（Al，C=0）；(3)目的站工作且复制了此数据帧（ACl）。结束：在结束字段中的最后一个比特为E

24、比特，即差错比特。一个帧在发送时，置E0。第45页/共78页第四十六页，共78页。4.4.3管理与维护管理与维护对对于于IEEE802.5环环形形网网来来说说，管管理理和和维维护护十十分分重重要要。因因为为环环容容易易(rngy)出出现现物物理理故故障障导导致致环环的的中中断断或或令令牌牌的的丢丢失，使环网不能正常工作。失，使环网不能正常工作。在在环环形形网网中中，每每个个站站点点都都可可能能成成为为监监控控站站，监监控控站站是是通过竞争产生的。通过竞争产生的。竞竞争争监监控控站站的的过过程程是是环环中中任任意意一一个个站站点点在在接接收收到到其其上上游游站站点点发发送送或或转转发发的的声声明

25、明帧帧时时，将将本本站站地地址址与与声声明明帧帧中中的的源地址进行比较。源地址进行比较。第46页/共78页第四十七页，共78页。监控站的职责是确保令牌不丢失；在环断开时采取行动；当环中出现破损帧时清除掉破损帧；查看是否存在(cnzi)无主帧。产生无主帧的的情况是某站点将一短帧发送到环上，在该帧被取走之前，站点发生故障（如掉电）。如果不对无主帧采取措施，它将会在环上不停地旋转下去。第47页/共78页第四十八页，共78页。当环中出现破损帧时，监控(jinkn)站可以从其无效格式或校验码中检测到，然后监控(jinkn)站断开环，取走破损帧，并产生一个新的令牌。监控(jin kn)站对无主帧的检测是通

26、过在访问控制字段AC中设置监控(jinkn)位 来 实 现 的。若 监 控(jinkn)站发现某帧中的监控(jinkn)位已被置成1，则意 味 着 该 帧 经 过 监 控(jinkn)站两次而未被取走，说明该帧可能是无主帧，所以监控(jinkn)站将其从环中取走。第48页/共78页第四十九页，共78页。4.4.4性能分析性能分析令令牌牌环环网网的的工工作作过过程程可可以以(ky)用用一一个个排排队队服服务务模模型型来来描描述述，所所有有活活跃跃站站点点构构成成一一个个发发送送队队列列，环环中中各各站站依依次次抓住令牌并发送数据。抓住令牌并发送数据。第49页/共78页第五十页，共78页。同时我们

27、仍然假定R为局域网的数据传输率，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，那么根据前面(qinmian)的计算结果可知，在理想的情况下，802.5网络的的利用率U为：其中是网络传播时延与数据发送(fsn)时间之比，其值为：第50页/共78页第五十一页，共78页。4.5令牌(lnpi)总线网与IEEE802.4标准4.5.1令牌总线网概述令牌总线网概述总总线线局局域域网网的的争争用用总总线线特特点点使使得得它它不不适适用用于于一一些些对对时时间间(shjin)有有严严格格要要求求的的实实时控制系统。时控制系统。令令牌牌环环形形网网中中的的令令牌牌绕绕网网一一

28、周周的的时时间间(shjin)虽虽有有一一个个上上限限值值，但但它它在在轻轻载载时时的的性性能能不不太太好好，并并且且还还采采用用了了许许多多有有源源的的环环接接口口设设备备连连接接成成环环路路，其其可可靠靠性性要要比比无无源源的的总总线线差差。在在这这种种情情况况下下，综综合合这这两两种种局局域域网网的的优优点点的的令令牌牌总总线线局局域域网网就就产产生生了了。这就是这就是IEEE802.4标准。标准。第51页/共78页第五十二页，共78页。图4-15表示了令牌总线网的两个主要特点：令牌总线网在物理上是一个(y)总线网，在逻辑上却是一个(y)令牌网。例如图中所示的7个站中，站C有故障而G站未

29、工作。剩下的5个站在逻辑上组成了一个(y)令牌网。令牌传递的顺序与站的物理位置无关。在图中设令牌按照ADBEFA的顺序传递。第52页/共78页第五十三页，共78页。图4-15令牌(lnpi)总线局域网ABDCEFG故障未工作第53页/共78页第五十四页，共78页。在令牌(ln pi)总线网中，令牌(lnpi)传递的顺序不是按照站的物理顺序，因此必须有一个有效MAC子层协议来管理网络的令牌(lnpi)。这就使得令牌(lnpi)总线网的MAC子层协议非常复杂。802.4的MAC子层四个主要功能（如图4-16所示）。第54页/共78页第五十五页，共78页。图4-16IEEE802.4MAC子层的功能

30、(gngnng)接口机接入控制机发送机接收机MAC子层LLC子层物理层第55页/共78页第五十六页，共78页。(1)接入控制机（AccessControlMachine）。接入控制机是令牌总线网的核心，它决定一个站什么时候可以向总线发送一个帧，并且负责整个逻辑环路的管理。环路管理的主要(zhyo)功能是环路的初始化、工作站的入网（即加入到环路中）、工作站的退网（即从环路中删除）、差错恢复和优先级设置。第56页/共78页第五十七页，共78页。(2)接口机（InterfaceMachine）。接口机的任务是对LLC子层向下交给接入控制机发送的LLCPDU进行缓存；将LLC子层和MAC子层的服务质量

31、参数进行变换；将收到的LLCPDU进行地址检验。(3)发送机（TransmitMachine）。发送机从接入控制机收到LLCPDU，再负责将帧装配成MAC帧交给物理层发送。(4)接收机（ReceiveMachine）。接收机将物理层上交的数据(shj)进行差错校验。第57页/共78页第五十八页，共78页。4.5.3三种局域网的比较三种局域网的比较毫毫无无疑疑问问，总总线线网网的的应应用用最最为为广广泛泛。整整个个电电缆缆是是无无源源的的，站站点点的的接接入入与与安安装装很很方方便便。在在低低负负载载时时网网络络基基本本上上没没有有时时延延，因因为为每每个个站站随随时时可可以以发发送送信息。信息

32、。802.3协协议议最最大大的的缺缺点点(qudin)就就是是发发送送时时延延的的不不确确定定性性，这这对对某某些些实实时时应应用用是是非常不利的。非常不利的。第58页/共78页第五十九页，共78页。此外，802.3协议还不便于(biny)将光纤作为总线。802.4协议使用高可靠的电视电缆，它的发送时延是确定的。802.4协议采用的是宽带电缆，因此它可以支持多个信道，除了数据外，它还可以传送话音和电视。第59页/共78页第六十页，共78页。有不少人对这三种局域网的性能进行过定量分析。从这些(zhxi)分析得出最主要的结论如下：在重负载下，802.3局域网完全不能用，而基于令牌的局域网则可达到接

33、近于100的效率。若负载范围从轻到中等，则三种局域网都能胜任。第60页/共78页第六十一页，共78页。图4-17IEEE802标准的三种(snzhn)不同的帧格式接入控制帧控制结束定界帧状态802.3802.4802.5前同步码起始定界地址数据长度数据区填充检验和第61页/共78页第六十二页，共78页。4.6局域网的扩展(kuzhn)4.6.1中继器中继器中中继继器器（Repeater）又又叫叫重重发发器器，它它是是最最简简单单的的扩扩展展设设备备。中中继继器器的的根根本本作作用用(zuyng)是是对对电电缆缆上上传传输输的的数数据据信信号号经经过过放放大大和和整整形形后后再再发发送送到到其其

34、他他电电缆缆的的网网段段上上。因因此此，中中继继器器实实质质上上只只能能算算是是数数字字信信号的再生放大器。号的再生放大器。第62页/共78页第六十三页，共78页。使用中继器应注意两点：(1)不能形成环路。考虑到网络的传输时延和负载情况，不能无限制的连接中继器。中继器按其接口数可分为：双口中继器和多口中继器。前者有两个(lin)端口，一个用于输入，另一个用于输出。后者接口数大于两个(lin)，有多个输入输出端口。第63页/共78页第六十四页，共78页。4.6.2集线器集线器集集线线器器（HUB）又又称称集集中中器器，它它属属于于一一种种(yzhn)多多口口的的中中继继器器。把把它它作作为为一一

35、个个中中心心节节点点，可可用用它它连连接接多多条条传传输输介介质质，其其优优点点是是当当某某条条传传输输介介质质发发生生故故障障，不不会会影影响响到到其其他的节点。他的节点。第64页/共78页第六十五页，共78页。无源集线器：只是把近地的多段传输介质集中到一起，对 它 们 所 传 输 的 信 号(xnho)不作任何处理，而且对集线器所连接的传输介质，只允许扩展到最大有效距离的一半。有源集线器：把近地的多段传输介质集中到一起，并对 每 条 线 传 输 的 电 信 号(xnho)有整形、放大和转发作用，并具有扩展传输介质长度的功能。智能集线器：具备有源集线器的功能，还具有网络管理、路径选择等功能。

36、第65页/共78页第六十六页，共78页。4.6.3网桥的基本原理网桥的基本原理使使用用网网桥桥进进行行不不同同局局域域网网之之间间存存储储及及转转发发数数据据，对对网网站站用用户户来来说说是是透透明明的的，就就像像在在一一个个网网络络上上使使用用一一样样。网网桥桥的的功能功能(gngnng)主要有：主要有：(1)在在相相互互连连接接的的两两个个局域网之间起到帧转发作用。局域网之间起到帧转发作用。(2)实实现现存存储储转转发发和和数数据帧过滤。据帧过滤。第66页/共78页第六十七页，共78页。源地址过滤是指网桥拒绝某一特定地址（站点）发出的帧，这个特定地址无法从网桥的地址映像表中得到，但可以由网

37、络管理模块提供。协议过滤是指网桥能用帧中的协议信息来决定是转发还是(hishi)滤掉该帧。协议过滤通常用于流量控制和网络安全控制。并非每一种网桥都提供源地址过滤和协议过滤功能。第67页/共78页第六十八页，共78页。图4-18给出了网桥的内部结构。最简单的网桥有两个端口，复杂的网桥可以有更多的端口，网桥的每个端口与一个(y)局域网的网段相连。在图中所示的网桥中，其端口1与网段A相连，端口2与网段B相连。第68页/共78页第六十九页，共78页。图4-18网桥的内部结构管理端口软件网桥协议实体缓冲区端口1端口2站地址端口111222站表网桥网段A网段B第69页/共78页第七十页，共78页。使用网桥

38、可以带来以下好处：(1)过滤通信量。网桥可以使局域网的一个网段上各工作站之间的通信量局限在本网段的范围内，而不会经过(jnggu)网桥流到其他的网段去。(2)扩大了物理范围，也增加了整个局域网上工作站的最大数目。(3)可使用不同的物理层。第70页/共78页第七十一页，共78页。(4)可互连不同类型的局域网。图4-19画出了用网桥将具有三种不同MAC子层的局域网连接成的一个更大的局域网。(5)提高可靠性。当网络出现故障(gzhng)时，一般只影响有故障(gzhng)的网段。(6)性能得到改善。第71页/共78页第七十二页，共78页。图4-19不同(btn)MAC子层的网桥的连接网桥1网桥2网桥2

39、802.3802.3802.5802.4DEABCFGHIJKLM第72页/共78页第七十三页，共78页。使用网桥的缺点在于：(1)由于网桥对接收的帧要先存储和查找站表，然后才转发，这就增加(zngji)了时延。(2)MAC子层并没有流量控制功能。(3)具有不同MAC子层的网段桥接在一起时，网桥在转发一个帧之前，必须修改帧的某些字段的内容，以适合另一个MAC子层的要求。这也需要一定的消耗。(4)网桥只适合于用户数不太多和通信量不太大的局域网，否则有时还会产生较大的广播风暴。第73页/共78页第七十四页，共78页。4.6.4透明网桥透明网桥透透明明网网桥桥是是针针对对以以太太网网提提出出的的桥桥

40、接接技技术术，它它的的基基本本思思想想是是网网桥桥自自动动选选择择每每个个端端口口所所连连接接网网段段的的MAC地地址址，建建立立和和维维护护一一个个地地址址映映像像表表（站站表表），网网桥桥每每次次转转发发帧帧时时，先先查查站站表表，如如查查到到，则则向向相相应应的的端端口口转转发发。如如查查不不到到，则则向向除除接接收收端端口口外外的的所所有有端端口口转转发发（广广播播）。这这个个过过程程对对各各网网站站(wnzhn)来来说说是是透透明明的的，透透明明网网桥的标准是桥的标准是IEEE802.1d。第74页/共78页第七十五页，共78页。4.6.5源站选路网桥源站选路网桥透透明明网网桥桥的的

41、最最大大优优点点就就是是容容易易安安装装，只只要要接接上上就就能能工工作作，但但是是(dnsh)它它不不能能充充分分利利用用网网络络资资源源。IBM公公司司针针对对802.5令令牌牌环环网网专专门门提提出出了了一一种种新新的的网网桥桥标标准准，这这就就是是由由发发送送帧帧的的源源站站负负责责选选路路，即即源源站站选选路路（sourcerouting）网网桥。桥。第75页/共78页第七十六页，共78页。4.6.6透透明明网网桥桥和和源源站站选选路路网桥的对比网桥的对比(dub)透透明明网网桥桥是是无无连连接接的的，每每一一个个帧帧独独立立地地选选择择路路由由。而而源站选路网桥则是面向连接的。源站选路网桥则是面向连接的。透透明明网网桥桥对对主主机机完完全全是是透透明明的的。源源站站选选路路网网桥桥对对主主机机则则不不是是透透明明的的，主主机机必必须须知知道道网网桥桥的的标标识识以以及及连连接接到到哪哪一一个网段上。个网段上。第76页/共78页第七十七页，共78页。透明网桥的站表在登记有关某个站的路径信息时，要在收到该站发送的一个帧后才行。若某个站迟迟不发送帧，那么透明网桥就无法知道(zhdo)它们在何处。当收到要发往该站的帧时，只能用广播的办法确定该站的地址。第77页/共78页第七十八页，共78页。