计算机网络Ch6-1 高速局域网
计算机网络技术CH有线局域网剖析
局域网的体系结构
帧类型分类：
单播(unicast)帧：
一对一通信，即收到ห้องสมุดไป่ตู้帧的MAC地址与本站 的硬件地址相同。
广播(broadcast)帧：
一对所有通信，即发送给所有站点的帧(全1 地址)。
多播(multicast)帧：
一对多通信，即发送给一部分站点的帧。
LLC子层提供服务：
操作类型1：不确认的无连接服务
可用于点对点传输服务，特别适合于广播和多播通信 应用；
操作类型2：面向连接服务
开销较大，每次通信需要经过连接建立、数据传送、 连接断开等三个阶段；
操作类型3：带确认的无连接服务
用于传送某些非常重要且对时间要求很强的信息应用。 如运动控制系统或自动化系统中的数据通信应用。
IEEE802.1 体系结构、网络管理和网络互联
IEEE802.2 逻辑链路控制层LLC
IEEE802.3 CSMA/CD 物理规范
IEEE802.4 令牌总线 物理规范
IEEE802.5 令牌环 物理规范
IEEE802.6 DQDB
物理规范
IEEE802.7 宽带技术 物理规范
IEEE802.8 光纤技术 物理规范
互联？即异构局域网之间的通信。 异构局域网的设计和实现有无共同的内容？ 采用什么样的通信介质和拓扑结构最合适？ 各站点如何进行身份识别和认证等问题。
局域网的体系结构
对应OSI/RM模型的最低两层：
物理层：
透明传输位流，规定信号编码、传输媒体、拓扑结 构及数据率
数据链路层
802委员会将局域网的数据链路层拆成两个子层 介质访问控制子层 MAC（Medium Access Control） 逻辑链路控制子层 LLC（Logical Link Control）
局域 网组网原理
局域网组网原理
局域网组网原理是通过使用特定的网络设备和协议将多个计算机连接在一起，形成一个小范围的网络环境。
局域网内的计算机可以互相通信和共享数据资源。
下面将介绍局域网组网的几种常见原理：
1.以太网原理：以太网是局域网中最常用的传输介质和协议之一。
它使用以太网协议对数据进行传输，依靠网络交换机和网卡来连接计算机。
以太网使用CSMA/CD（载波监听多路接入
/碰撞检测）技术来避免数据冲突。
2.无线局域网（WLAN）原理：无线局域网使用无线技术（如Wi-Fi）将计算机和其他设备连接在一起。
无线局域网使用无
线接入点作为中心节点，将多个设备连接并提供网络服务。
3.网桥和交换机原理：网桥和交换机是用于连接局域网中多个
计算机的网络设备。
它们通过MAC地址来实现数据包的传输
和转发。
网桥工作在OSI模型第二层，交换机工作在第二层
和第三层之间。
它们可以根据MAC地址学习和过滤数据流量，并提供高速的数据转发和广播分发。
4.路由器原理：路由器是用于连接不同局域网之间的网络设备。
它使用IP地址和路由表来确定数据传输的路径，并完成数据
包的转发。
路由器可以实现不同网络之间的互联，使得不同局域网中的计算机可以相互通信。
5.虚拟局域网（VLAN）原理：虚拟局域网是一种对物理网络
进行逻辑隔离的技术。
通过VLAN可以将不同的计算机划分为不同的逻辑网络，实现灵活的管理和安全控制。
以上是几种常见的局域网组网原理，它们在不同的场景和需求下可以相互结合使用，构建出适合特定环境的局域网网络。
局域网的特点及其分类
局域网的特点及其分类局域网（Local Area Network）是指在一个相对较小范围内的网络系统，常见于办公室、学校、企业等环境中。
局域网的特点为快速的数据传输速度、低延迟、高安全性和低成本。
根据其拓扑结构和使用方式，局域网可以分为星型局域网、总线型局域网和环型局域网。
一、星型局域网星型局域网是最常见的局域网结构，它采用中央交换设备（如交换机）连接各个终端设备。
该结构的特点是易于管理和维护，故障发生时只会影响到单个终端，不影响整个网络的运行。
此外，星型局域网可以灵活扩展，增加新的终端设备非常方便。
二、总线型局域网总线型局域网是采用中央总线连接各个终端设备的结构。
数据在总线上传输，终端设备通过中继器连接到总线上。
总线型局域网的特点是简单、成本低，并且可以支持大量的用户。
然而，总线型局域网容易发生冲突和数据碰撞问题，且故障会导致整个网络瘫痪。
三、环型局域网环型局域网是将各个终端设备按环形排列连接的结构，数据在环上传输。
每个终端设备都有一个收发器来接收和发送数据。
环型局域网的特点是数据传输可靠，故障发生时只会影响到单个终端设备，但扩展性差且成本较高。
四、混合型局域网混合型局域网是将不同结构的局域网组合在一起的网络系统。
它可以根据实际需要选择合适的局域网结构来满足不同的需求。
例如，可以在总部使用星型局域网，在分支机构使用总线型局域网，通过路由器将这些局域网连接起来。
总结：局域网的特点包括快速的数据传输速度、低延迟、高安全性和低成本。
根据拓扑结构和使用方式的不同，局域网可分为星型局域网、总线型局域网、环型局域网和混合型局域网。
每种结构都有其独特的优势和适用场景，可以根据实际需求选择最合适的局域网结构来搭建网络系统。
计算机网络技术Ch6 IP路由
6.1 因特网的路由选择协议
代价
• 在研究路由选择时，需要给每一条链路指明 一定的代价。 • 这里“代价”并不是指“钱”，而是由一个 或几个因素综合决定的一种度量(metric)， 如链路长度、数据率、链路容量、是否要保 密、传播时延等，甚至还可以是一天中某一 个小时内的通信量、结点的缓存被占用的程 度、链路差错率等。
从路由算法 的自适应性考虑
• 静态路由选择策略——即非自适应路由选择， 其特点是简单和开销较小，但不能及时适应 网络状态的变化。 • 动态路由选择策略——即自适应路由选择， 其特点是能较好地适应网络状态的变化，但 实现起来较为复杂，开销也比较大。
2. 分层次的路由选择协议
• 因特网采用分层次的路由选择协议。 • 因特网的规模非常大。如果让所有的路由器 知道所有的网络应怎样到达，则这种路由表 将非常大，处理起来也太花时间。而所有这 些路由器之间交换路由信息所需的带宽就会 使因特网的通信链路饱和。 • 许多单位不愿意外界了解自己单位网络的布 局细节和本部门所采用的路由选择协议（这 属于本部门内部的事情），但同时还希望连 接到因特网上。
第六章 IP路由协议
6.1 因特网的路由选择协议 6.2 拥塞控制
6.1.1 有关路由选择协议的几个基本概念
1. 理想的路由算法 • 算法必须是正确的和完整的。 • 算法在计算上应简单。 • 算法应能适应通信量和网络拓扑的变化，这 就是说，要有自适应性。 • 算法应具有稳定性。 • 算法应是公平的。 • 算法应是最佳的。
内部网关协议 IGP （例如，OSPF）
因特网的路由选择协议
• 内部网关协议 IGP：具体的协议有多 种，如 RIP 和 OSPF 等。 • 外部网关协议 EGP：目前使用的协议 就是 BGP。
局域网组建的步骤和注意事项
局域网组建的步骤和注意事项局域网（Local Area Network，简称LAN）是指一定范围内的计算机互联网络，通常覆盖的范围是一个办公室、一个楼层或者一个建筑物。
局域网的搭建可以带来许多好处，例如提高办公效率、方便资源共享和数据传输等。
本文将介绍局域网组建的步骤和注意事项。
一、规划网络拓扑结构在开始组建局域网之前，首先需要规划网络的拓扑结构。
拓扑结构包括星形拓扑、总线拓扑和环形拓扑等。
在选择拓扑结构时，需要考虑网络规模、布线条件和成本等因素。
二、选择网络设备局域网的组建需要使用一些网络设备，如交换机、路由器和网卡等。
在选择设备时，需要考虑设备的性能、可靠性和扩展性。
此外，还需要根据局域网规模和需求来确定设备的数量和配置。
三、配置网络参数配置网络参数是搭建局域网的重要步骤。
首先，需要为每台计算机分配IP地址，并设置子网掩码和默认网关。
另外，还需要配置DNS服务器和DHCP服务器，以提供域名解析和自动IP分配的功能。
四、连接网络设备将网络设备连接起来是实现局域网互联的关键步骤。
通过网线将计算机、交换机和路由器等设备连接起来，确保信号的传输畅通。
在连接设备时，需要注意选择合适的网线类型（如Cat5e或Cat6）和正确的接口。
五、测试网络连接搭建好局域网后，需要进行网络连接的测试。
可以通过ping命令来检查计算机之间的连通性。
如果ping命令能够正常返回结果，即表示网络连接正常。
六、加强网络安全局域网的组建需要重视网络安全。
可以通过配置防火墙、访问控制列表和虚拟专用网络（VPN）等手段来保护局域网的安全。
此外，定期更新操作系统和应用程序的补丁，加强密码管理，也是预防网络攻击的重要措施。
七、备份和恢复数据在局域网中，数据的备份和恢复工作至关重要。
建议定期对重要数据进行备份，并将备份数据储存在安全的地方。
同时，也应该建立紧急情况下的数据恢复计划，以应对意外事件的发生。
八、定期维护和更新局域网的维护和更新是保持网络稳定运行的关键。
专用通信-ch6-1概述.
1992
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1999 2018/10/3 28
3. GSM-R 在欧洲试验项目
-- MORANE三个测试试验基地
法国
最大时速：350 km/h
德国
最大时速：280 km/h
意大利
最大时速：300 km/h
环境：乡村与近郊地区，隧道 环境：乡村与丘陵地区，隧道采 环境： 多山地形， 14 个隧道(天线+ 采用天线覆盖 用中继器 漏缆) 线路： 从 Chessy Gare 至 Roissy 线路：从 Stuttgart 到 Manheim PRCI 到 Monchi CAI 运营商：DBAG/ 运营商：SNCF Mannesmann ARCOR 线路：从 Prato 至 Firenze SMN 到 PJ Arezzo 运营商：FS
EIRENE
MORANE
工业界合 作伙伴
根据EIRENE规范，开 发和测试GSM-R系统
2018/10/3
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2. GSM-R时间进度表
研究 UIC开始考察铁路通信采用数字无线系统的可行性 UIC决定采用GSM-R 规范制定阶段 ETSI确定在GSM标准中引入ASCI功能 GSM-R特殊功能规范 试验测试阶段 97年7月签署EIRENE MoU MORANE建立测试线路，证明以下概念： GSM标准的演进(Phase 2) 第一套产品的有效性
14
2. GSM的过去与现状— 国际工作频段
• GSM 450频段 450.4 – 457.6 MHz 460.4 – 467.6 MHz • GSM 480频段 478.8 – 486 MHz 488.8 -- 496 MHz • GSM 850频段 824 -- 849 MHz 869 -- 894 MHz • P-GSM ，标准GSM900频带 890 - 915 MHz 935 - 960 MHz • E-GSM ，扩展GSM900频段 880 - 915 MHz 925 - 960 MHz • R-GSM，铁路GSM900频段 876 - 915 MHz 921 - 960 MHz • DCS 1800 频段 1710 - 1785 MHz 1805 - 1880 MHz • PCS 1900 频带 1850 -- 1910 MHz 1930 -- 1990 MHz
高速LAN
下载第6章高速局域网上一章主要介绍传统的局域网：以太网和令牌环网。
随着通信技术的发展以及用户对网络带宽需求的增加，迫切需要建立高速的局域网。
下面我们介绍几种常见的高速局域网。
6.1 FDDI网络光纤分布式数据接口（Fiber Distributed Data Interface，FDDI）是世界上第一个高速局域网标准。
20世纪80年代初，正当以太网和令牌环网技术如日中天之时，大多数人都还沉浸在新的网络技术带来的10Mbps高传输速率的喜悦之中，就有一些有远见的网络工作者已看到其中的不足，断定在不远的将来网络传输业务的需求将超过现有网络带宽，网络带宽将会成为未来信息业发展的瓶颈。
首先他们注意到了光纤通信技术的最新成果。
光纤通信技术以其巨大的信息容量、很低的信号衰减和高度的可靠性著称于世。
这项始于20世纪70年代的新兴通信技术，以其无比的优越性和蓬勃的生命力受到了广大网络设计者的青睐，一举成为新一代网络技术的首选传输介质，并以此为基础形成了FDDI光纤网络技术。
设计人员以业已成熟的IEEE 802.5令牌环网技术为基础，开发出一种称之为反向双环的技术。
它以增加一条光纤链路为代价，提高了网络系统的可靠性；用改进的定时令牌技术，能够同时进行多数据帧的传输，扩大了带宽利用率，达到了大容量数据传输的目的。
经过ANSI的ASC X3T9.5委员会长达近十年的不懈努力，这项技术终于被国际标准化组织ISO正式接纳为国际标准。
为适应日新月异的市场需求，设计人员以FDDI作为一个基本协议集，又先后开发出了铜缆标准CDDI，为多媒体而设计的FDDI-Ⅱ，以及最新的大容量网络系统—FFOL局域网改进标准（FDDI Follow On LAN，FFOL），FFOL的传输速率最高可达 2.4Gbps。
6.1.1 FDDI与OSI的关系F D D I标准主要由四个部分组成，按其完成时间顺序依次为：介质访问控制（Medium Access Contro，MAC）子层，物理（PHYsical，PHY）子层，物理介质相关（Physical Medium Dependent，PMD）子层，站管理（Station ManagemenT，SMT）。
局域网搭建方法以太网与无线局域网的选择与配置
局域网搭建方法以太网与无线局域网的选择与配置在现代信息技术高速发展的时代，局域网（Local Area Network）已成为家庭和企业网络建设的重要组成部分。
搭建局域网不仅可以提高网络传输速度和效率，还可以实现共享资源和提供便捷的网络通信。
本文将介绍局域网搭建的方法以及以太网和无线局域网的选择与配置。
一、局域网搭建方法1. 确定网络规模和需求在搭建局域网之前，首先需要确定网络规模和需求。
根据使用人数和设备数量，选择适当的网络设备和拓扑结构，如星型、总线型或环型拓扑。
2. 选择合适的网络设备局域网的核心设备是交换机（Switch）。
根据需求选择交换机的端口数量、传输速率和功能特点。
另外，如果需要连接广域网（Wide Area Network），还需要选择路由器（Router）作为连接外部网络的设备。
3. 连接设备和配置IP地址将计算机、打印机和其他网络设备通过以太网线连接到交换机上，并为每个设备配置唯一的IP地址。
通过控制面板或网络管理工具进行IP地址配置，确保网络中的设备能够相互通信。
4. 配置网络服务根据需要，配置网络服务如文件共享、打印机共享、远程访问等。
这些服务可以提高网络资源的共享和利用效率，提高工作效率和便利性。
5. 设置网络安全网络安全是局域网建设不可忽视的重要环节。
通过配置防火墙、访问控制列表（ACL）和安全策略，确保只有授权的用户能够访问网络资源，以防止潜在的网络攻击和数据泄漏。
二、以太网与无线局域网的选择与配置1. 以太网（Ethernet）的选择与配置以太网是一种有线局域网技术，采用双绞线或光纤传输数据。
它具有高速、稳定和安全的特点，适用于大规模的局域网建设。
选择以太网时，需要考虑以下几个因素：- 传输距离：根据局域网的规模和布线需求选择适当的以太网类型，如10Base-T、100Base-T或1000Base-T。
- 传输速率：根据网络需求选择适当的以太网速率，如10Mbps、100Mbps或1000Mbps。
CH1 计算机网络概述
1.2.1 城域网
城域网(metropolitan area network)覆盖了一 座城市。最典型的就是有线电视网络。
A metropolitan area network based on cable TV.
1.2.1 城域网
A MAN.
1.2.3 广域网
广域网(wide area network)跨越了一个很 大的地理区域，通常是一个国家或者一个 洲。它包含了大量的机器(主机)，并且它们 之间通过通讯子网连接起来。 在大多数的广域网中，子网是由传输线和 交换单元组成的。传输线路可以是光纤、 铜线、甚至是无线链路、卫星等。
互联网实用技术
范庆辉 河南科技大学 电信学院 计算机系
第 1 章 概述
1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 计算机网络的概念 计算机网络的应用 网络硬件 网络软件 网络的主要性能指标 网络实例(互联网) 网络的标准化
1.0 什么是计算机网络
计算机网络是指把分布在不同地理区域 的计算机与专门的外部设备用通信线路 互连成一个规模大、功能强的网络系统， 从而使众多的计算机可以方便地互相传 递信息，共享硬件、软件、数据等资源。 计算机网络＝计算机＋通讯技术
1.2.5 家庭网络
家庭网络的本质上的特殊性 网络和设备必须易于安装 网络和设备必须易于操作 低的价格也是成功的关键 网络应该有多媒体传送能力 首先能够启动一个或者两个设备 安全性和可靠性非常重要
1.2.6 互联网
互联网时指世界范围内的互相连接的网络。 互联网也可以指通过一个WAN把很多个 LAN连接起来。 网关(gateway)：提供必要的硬件层次上的 转化和软件层次上的转换，从而使相互不 兼容的网络连接起来。
局域网组建指南基础知识与步骤
局域网组建指南基础知识与步骤在现代信息化时代，局域网（Local Area Network，简称LAN）的组建对于企业、学校、家庭等各个场所都非常重要。
局域网的建立可以方便快捷地实现内部通信、信息共享和资源共享。
本文将为大家介绍局域网的基础知识以及建立局域网的步骤。
一、局域网的基础知识1. 局域网的定义局域网指的是在一个较小的区域内，由多台计算机和相关设备组成的计算机网络。
它以高速传输和低延迟为特点，通常仅限于某个建筑物或者校园范围内使用。
2. 局域网的作用局域网的组建可以实现以下几个方面的功能：- 文件共享：在局域网内的计算机可以共享文件、文档和媒体资源，提高工作效率。
- 打印共享：多台计算机可以共享一台打印机，方便打印文档。
- 软件共享：通过局域网可以实现软件的集中安装和更新，节省时间和成本。
- 数据备份：可以将重要数据集中备份，并实现快速恢复。
- 共享互联网：通过连接一个共享宽带路由器，实现多台计算机共享互联网连接。
3. 局域网的拓扑结构局域网的拓扑结构可以分为以下几种：- 星形拓扑：所有计算机都连接到一个集线器或交换机上。
- 总线拓扑：所有计算机都连接到一条公共的通信线缆上。
- 环形拓扑：计算机通过一个环形的通信线路连接在一起。
- 混合拓扑：上述拓扑结构的组合形式。
二、局域网的组建步骤1. 网络规划与设计在组建局域网之前，需要进行网络规划与设计，包括：- 确定网络规模：根据需要连接的计算机数量确定所需设备和带宽。
- 选择网络设备：根据实际需求选择合适的交换机、路由器等设备。
- 制定IP地址方案：为每个计算机分配唯一的IP地址，确保网络通信正常。
2. 网络设备准备在局域网组建之前，需要准备以下设备：- 交换机：用于连接多台计算机，实现内部通信。
- 路由器：用于连接局域网与外部网络，实现互联网访问。
- 网络线缆：选择适当的网络线缆连接计算机和网络设备。
3. 物理连接根据设计好的网络拓扑结构，将交换机、路由器和计算机通过网络线缆进行物理连接。
局域网组建的优化方法提升网络速度和性能
局域网组建的优化方法提升网络速度和性能随着互联网的快速发展，局域网已经成为我们日常生活和工作中的基础设施之一。
然而，随着网络中设备数量的增加和数据量的不断增长，局域网的速度和性能逐渐成为限制因素。
为了提高局域网的网络速度和性能，我们需要采取一些优化方法。
本文将介绍几种常见的局域网组建的优化方法，以帮助读者解决网络速度和性能问题。
一、网络设备的优化1. 路由器选择路由器是局域网的核心设备之一，选择一款性能出色的路由器对于提升网络速度和性能至关重要。
在选择路由器时，应注意以下几点：- 购买支持最新无线网络标准（如802.11ac）的路由器，以提供更快的无线传输速度；- 确保路由器具备足够的处理能力和内存，可以同时处理多个设备的数据流量；- 路由器的天线数量和功率也是影响无线信号覆盖范围和稳定性的重要因素，选择具有合适天线的路由器。
2. 网络交换机的配置网络交换机是局域网中负责数据交换的关键设备。
为了优化局域网的网络速度和性能，可以采取以下几种配置方法：- 启用快速转发功能，以加快数据的传输速度；- 启用流量控制功能，避免网络拥堵和丢包；- 使用多个交换机进行适当的负载均衡，以提高网络吞吐量；- 根据网络需求进行端口聚合，以增加带宽。
二、网络拓扑的优化1. 分区局域网将局域网按照不同的功能或部门进行分区，可以减少广播和多播流量的传输范围，提高网络的效率。
分区局域网可以通过虚拟局域网（VLAN）技术来实现，即将不同的设备划分为不同的虚拟网络。
2. 配置网络设备的链路聚合通过链路聚合技术，将多个物理链路组合成一个逻辑链路，可以提高网络的容错性和带宽。
链路聚合可以通过设备间的端口绑定来实现，在配置时需注意设备的兼容性和性能要求。
三、网络流量的优化1. 实施流量控制策略对于局域网中的关键应用或大量占用网络资源的设备，可以采用流量控制策略，限制其对网络的带宽占用。
流量控制可以通过配置路由器或交换机的带宽限制、优先级设置等方式实现。
建立局域网的步骤及网络设备配置指南
建立局域网的步骤及网络设备配置指南建立局域网是连接多台计算机，并允许它们之间共享资源和信息的重要步骤。
本文将介绍建立局域网的具体步骤和网络设备的配置指南，帮助您成功搭建一个高效的局域网。
步骤一：规划网络拓扑结构在建立局域网之前，您需要先规划好网络的拓扑结构。
拓扑结构决定了各设备之间的连接方式，常见的拓扑结构包括星型、总线型和环型等。
您可以根据实际需求选择最适合的拓扑结构。
步骤二：选择网络设备建立局域网需要使用一些网络设备，包括交换机、路由器和网络适配器等。
选择合适的设备对于建立高效的局域网至关重要。
以下是常用的网络设备及其功能介绍：1. 交换机：用于连接局域网中的不同设备，实现数据的传输和交换。
交换机可以根据MAC地址转发数据，提高网络传输效率和速度。
2. 路由器：用于连接不同局域网之间的通信，实现数据的路由和转发。
路由器可以根据IP地址转发数据，实现网络分段和互联。
3. 网络适配器：也称为网卡，是计算机与网络之间的桥梁。
每台计算机都需要安装一个网络适配器，以便与局域网中的其他设备进行通信。
步骤三：连接网络设备在选择合适的网络设备后，您需要按照拓扑结构的规划将这些设备连接起来。
以下是连接网络设备的常见方式：1. 使用网线连接：将交换机、路由器和计算机之间通过网线进行连接。
通常使用RJ45接口的网线进行连接，确保网线连接牢固。
2. 通过Wi-Fi连接：对于支持无线网络连接的设备，可以通过Wi-Fi连接实现无线局域网。
在路由器上配置好无线网络，让计算机可以通过Wi-Fi连接到局域网中。
步骤四：配置网络设备连接完网络设备后，还需要对其进行配置，以确保网络设备能够正常运行和通信。
以下是常见的网络设备配置指南：1. 配置交换机：通过登录交换机的管理界面，设置交换机的IP地址和管理密码。
根据实际需求，配置VLAN、STP和端口速度等参数，以实现网络的分段和优化。
2. 配置路由器：登录路由器的管理界面，设置路由器的IP地址和管理密码。
Ch6-1 高速局域网
多个万兆位以太网可以通过SDH网络实现广域连接，使用单模光纤 时端到端的传输距离可达上百公里。
万兆位以太网的标准：IEEE 802.3ae，2002年公布 局域网物理层：
10GBase-X和10GBase-R，MMF:300m，SMF:几十km；
广域网物理层： 10GBase-W，SMF:几百km以上。
第六章 高速局域网
4
- NUDT -
IEEE802.3u的介质访问协议与IEEE802.3 相同,即采用 CSMA/CD协议:
发送帧
Yes
媒体忙？ No 发送
延迟随机时间 No N≥16?
Yes
No 发送完？ Yes 发送成功 No 碰撞？ Yes 中断发送
发送失败 碰撞次数N+1
第六章 高速局域网
第六章 高速局域网
10
- NUDT -
6.3 万兆位以太网(续)
速度提高到10Gb/s所遇到的问题：
不采用特殊措施，网络跨距将只有2米； 若使用“载波扩展”技术，帧长至少4096字节，短帧的传输效率将
降低到1.5％；同时使用“突发帧”技术，最大效率也只能达到30％ ；
解决方法：
前提：保持与现有以太网的兼容、低功耗和低成本
3、FDDI的特点
优点：
使用基于802.5令牌环传递MAC协议； 使用802.2LLC协议，与802LAN兼容； 可使用多模光纤或单模光纤作为传输媒体； 覆盖范围比较大； 使用双环拓扑确保网络具有容错能力； 具有动态分配带宽的能力，能同时支持同步和异步数 据服务。
缺点：
价格比较昂贵； 管理和维护复杂； 目前已被快速以太网和千兆以太网所替代。
第14讲高速局域网.
快速以太网将传统以太网的数据发送时间由100ns 减少到了10ns，所以速度提高了十倍。
其标准为IEEE802.3u。 IEEE802.3u在MAC层使用CSMA/CD，定义了新的物
理层标准100BASE-T。 100BaseT，由IEEE802.3u 标准规范，能使局域网
以100Mbps 的数据传输速率运行，这种速率是 10BaseT的十倍，却无需对新的基础体系进行大的 投资。 如同10BaseT，100BaseT使用星形总线或层次混合 拓扑结构进行基带传输。它也使用相同的电缆和 RJ-45 数据连接器。因此，对于10BaseT完成 100BaseT的更新是容易且不昂贵的。
100BASE-T与10BASE-T的比较见下表
100BASE-T快速以太网 制定三个标准
（1）．100BASE-TX 使用两对5类UTP和STP双绞线 网段长度150M
（2）．100BASE-T4 使用四对3-5类UTP双绞线 网段长度100M-150M
（3）．100BASE-FX 使用光纤多膜式或单膜式光纤 网段长度2000M
100BASE-T快速以太网技术标准
100BASE-T作为种局域网标准： 95年7月IEEE认证，被称为IEEE802.3u
IEEE802.3u 采用星型拓扑结构 支持全双工方式S=100Mb/s，实际达到200Mb/s
IEEE802.3u标准 在LLC子层使用IEEE802.2标准 在MAC子层使用CSMA/CD方法，数据幀格式相同。
FDDI的独到之处是双环结构，它用4束光纤芯组成 两个环，一个环顺时针发送，一个环逆时针发送， 当其中一个环发生故障时，另一个环代替，如果 两个环同时在一个点断路则两个环连成一个单环， 从而保证通信不断。
高速局域网标准
高速局域网标准在当今数字化的时代，网络已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
无论是在家中休闲娱乐，还是在企业中进行高效的业务处理，高速稳定的网络连接都至关重要。
而高速局域网（LAN）作为一种在相对较小地理范围内实现设备互联的网络，其标准的制定和发展对于提升网络性能、优化用户体验具有重要意义。
要理解高速局域网标准，首先得明确局域网的基本概念。
局域网通常覆盖的范围较小，比如一个办公室、一栋建筑物或者一个校园。
在这个范围内，计算机、打印机、服务器等设备通过网络线缆或者无线信号相互连接，实现资源共享和信息交换。
高速局域网标准的发展是为了满足不断增长的网络需求。
早期的局域网标准，如以太网，传输速度相对较慢。
随着技术的进步，新的标准不断涌现，传输速度大幅提升。
比如，快速以太网（Fast Ethernet）将传输速度提高到了 100Mbps，千兆以太网（Gigabit Ethernet）则达到了 1000Mbps，而现在的万兆以太网（10 Gigabit Ethernet）甚至更高速度的标准，为大数据传输、高清视频流、云计算等应用提供了坚实的基础。
在高速局域网标准中，传输介质也是一个关键因素。
常见的传输介质包括双绞线、光纤等。
双绞线成本较低，安装方便，适用于一般的办公环境。
而光纤则具有更高的带宽、更低的损耗和更强的抗干扰能力，在对传输速度和质量要求极高的场景中得到广泛应用。
网络拓扑结构也是高速局域网标准的重要组成部分。
常见的拓扑结构有星型、总线型和环型等。
星型拓扑结构中，所有设备都连接到一个中心节点，便于管理和故障诊断；总线型拓扑结构中，所有设备共享一条通信线路，成本较低但容易出现冲突；环型拓扑结构中，设备依次连接形成一个环形，数据沿着环单向传输。
不同的拓扑结构在不同的应用场景中各有优劣，高速局域网标准需要考虑如何在各种拓扑结构下实现高效稳定的通信。
高速局域网标准还涉及到访问控制方法。
常见的访问控制方法有载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）和令牌环（Token Ring）等。
《计算机网络教学课件》ch1概述
计算机网络的分类和组成
按覆盖范围划分
广域网（WAN）、局域网 （LAN）、城域网（MAN）、 个人区域网（PAN）。
按传输媒体划分
有线网络和无线网络。
按网络拓扑结构划分
总线型、环形、星型、树型、 网状。
计算机网络的功能和特点
功能
• 数据通信 • 资源共享 • 分布式处理 • 提高可靠性
特点
• 异构性 • 复杂性 • 开放性 • 灵活性
《计算机网络教学课件》 ch1概述
计算机网络是指把地理位置不同的计算机和计算机设备通过通信线路连接起 来，以传输和共享信息的系统。本章将介绍计算机网络的基本概念、分类和 组成，以及其功能、特点、发展历程、应用领域和意义，同时探讨计算机网 络教学的目标、重点、方法和资源。
计算机网络的定义和概念
计算机网络是由若干计算机通过通信设备互连起来，以实现信息的传递和共 享。
计算机网络教学的目标和重点
1 目标
培养学生对计算机网络基本概念和技术的理 解和应用能力。
2 重点
理解网络拓扑结构、网络协议、网络互连与 路由、网络安全与管理等关键概念。
计算机网络教学的方法和资源
传统教学
面对共享。
教学资源
电子书、在线教程、多媒体资料 等。
计算机网络的发展历程
1
1980s
2
TCP/IP协议的应用促进了互联网的发展。
3
1960s-1970s
ARPANET的建立标志着计算机网络的发端。
1990s
万维网（World Wide Web）的诞生使互 联网进入爆发期。
计算机网络的应用领域和意义
• 远程通信 • 文件传输 • 电子商务 • 在线娱乐 • 信息检索 • 教育和学习
高速局域网
局域网交换机
共享介质局域网
交换局域网
共享介质局域网与交换局域网工作原理比较
从目前发展情况来看，局域网产品可 以分为两类：
Ethernet Token Bus Shared LAN TokenRing LAN FDDI Switched Ethernet Switched LAN IP over ATM VLAN 1000Base-T FDDI II 10Base-T 100Base-T
Node A
Node B
Node D
Node E
Node C
Token Ring 结构示意图
Node A
Node B
Node C
Node D
Node E
Token Ring 的基本工作原理
令牌环控制方式具有与令牌总线方 式相同的特点，如环中节点访问延时确 定，适用于重负载环境，支持优先级服 务。令牌环控制方式的缺点主要表现在： 环维护复杂，实现比较困难。
第三章 高速局域网
3.1 局域网 3.2 高速局域网 3.3 交换局域网 3.4 局域网组网方法 3.5 虚拟局域网VLAN
局域网是网络系统集成中的重 点，本章首先介绍在网络发展史上 “曾经辉煌过的”或“一支辉煌到 现在”的经典网络技术，然后引出 目前流行的各种高速局域网技术。
3.1 局域网
局域网是计算机通信的一种形式， 由一组相互连接的具有通信能力的个 人计算机组成。它一般用于有限距离 内计算机之间数据和信息的传递，有 限距离通常是指在10公里范围内的大 楼或紧邻的大楼之间的通信。
IEEE802.2 LLC
IEEE802.3 MAC MII（功能与AUI相同）
100Base-TX 两对5类UTP
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1、FDDI 基本要点:
以令牌环技术为基础，介质访问控制方法采用Token Passing； 数据传输率高：100Mbps； 传输介质：光纤； 拓扑结构：采用反向双环技术，提高可靠性； 网络覆盖范围较大（几十km～几百km ）。
DAS
SAS
主环 次环
DAS
SAC
DAC
SAS SAS
DAS
DAS:Dual Attach Station SAS:Single Attach Station DAC:Dual Attach Concentrtor SAC:Single Attach Concentrtor
第五、六章 局域网和高速局域网
10
Networking techno;ogy
6.3 万兆位以太网(续)
速度提高到10Gb/s所遇到的问题：
不采用特殊措施，网络跨距将只有2米； 若使用“载波扩展”技术，帧长至少4096字节，短帧的传输效率将
降低到1.5％；同时使用“突发帧”技术，最大效率也只能达到30％ ；
第五、六章 局域网和高速局域网
8
Networking techno;ogy
２、IEEE802.3z的数据链路层协议（续）
由于载波扩展信号不是有用的用户数据，从而降低了信道的利用率。 例如，一个64字节的帧将浪费448字节用于传输载波扩展符 ；
突发包（packet bursting）技术：
如果第一个帧不够512字节，则采用载波扩展技术填充并发送，而后续
最大传输距离
25m 100m 440m，550m 250m，550m，3km
1000M bps SWITCH
RJ45
光缆
10/100M SWITCH or HUB
10/100M SWITCH or HUB
RJ45
工作站/服务器
工作站/服务器
第五、六章 局域网和高速局域网
7
２、IEEE802.3z的数据链路层协议
据服务。ห้องสมุดไป่ตู้
缺点：
价格比较昂贵； 管理和维护复杂； 目前已被快速以太网和千兆以太网所替代。
第五、六章 局域网和高速局域网
14
Networking techno;ogy
作业： P101: 1，2，6
第五、六章 局域网和高速局域网
15
Networking techno;ogy
IEEE802.3z的帧格式：
当帧长小于512 字节时，需填充 “载波扩展”符
号
7
1
6
PR SFD DA
6
2
SA LEN/Type
46-1500
Data
Pad
4 0- 448字节
CRC
载波扩展
≥64字节 ≥512字节
IEEE802.3z保留了IEEE802.3对用户的最小帧长度是64字节，最大帧长 度为1518字节约定，便于与以太网和快速以太网的兼容； 载波扩展（Carrier Extension）技术：实际传输时，为保证数据发送期间 检测到冲突，当帧小于512字节，MAC层将在帧后面填补足够的扩充符号 ，这个过程叫做载波扩展。帧的校验部分不包含载波扩展的符号；
传输介质只支持双绞线和光纤，不再支持同轴电缆；
数据传输率从10Mbps提高到100Mbps；
保留IEEE802.3 以太网的介质访问协议CSMA/CD及帧格式；
提供10/100Mbps自适应功能；
支持3种物理层接口：
100Base-TX：使用两对5类双绞线
100Base-FX：使用62.5/125μm多模光纤
UTP直联电缆
HUB
RJ45
工作站/ 服务器
RJ45
工作站/ 服务器
第五、六章 局域网和高速局域网
3
Networking ３、IEEE802.3u的数据链路层协议
techno;ogy
IEEE802.3u的帧格式与IEEE802.3 相同：
7
1
6
PR SFD DA
6
2
SA
LEN
46-1500
4 字节
9
Networking techno;ogy
6.3 万兆位以太网(10 Gigabit Ethernet)
万兆位以太网的基本要点：
传输速率为10Gb/s； 保留了802.3的帧格式、最大帧长度和最小帧长度； 不再使用CSMA/CD协议； 只能工作在全双工方式； 只使用光纤（多模或单模）作为传输介质； 支持两种物理层：10Gbit/s局域网物理层和10Gbit/s广域网物理层：
第五、六章 局域网和高速局域网
12
Networking techno;ogy
2、FDDI 的容错性
正常情况下，仅主环工作，次环用于备份。当主环出现故障时，FDDI在 能够自动重新配置，使网络流量绕过主环中的故障点从备份环中通过。
(a)正常情况
(b)单个线路故障
(c)单个站点故障
(d)两个线路故障
第五、六章 局域网和高速局域网
13
Networking techno;ogy
3、FDDI的特点
优点：
使用基于802.5令牌环传递MAC协议； 使用802.2LLC协议，与802LAN兼容； 可使用多模光纤或单模光纤作为传输媒体； 覆盖范围比较大； 使用双环拓扑确保网络具有容错能力； 具有动态分配带宽的能力，能同时支持同步和异步数
Data
Pad CRC
校验区间 64-1518 字节
PR： 前导码 - 10101010序列，用于使接收方与发送方同步； SFD： 帧首定界符 – 10101011，表示一帧的开始； DA/SA：目的/源MAC地址； LEN： 数据长度（数据部分的字节数），取值范围：0-1500； 或Type：类型，高层协议标识； Data： 数据，最少0字节, 最多1500字节。 Pad： 填充字段（可选）0-46字节，保证帧长不小于64字节。 CRC： 帧校验和。
Networking techno;ogy
第六章 高速局域网
问题：在目前已有技术条件下，802.3以太网的速率能否 提高？
6.1 快速以太网（Fast Ethernet）
１、快速以太网的基本要点：
协议标准为：IEEE802.3u；
HUB为什么能 提高传输速率？
采用共享集线器（HUB）的连接方式；
100BASE-T4：使用四对3类双绞线
第五、六章 局域网和高速局域网
1
Networking techno;ogy
２、快速以太网三种物理层标准
支持全双工 电缆对数 电缆类型 最大距离 接口类型
100BASE-TX 是
两对双绞线 UTP Cat 5，STP Type 1
100m RJ-45 或 DB9
物理层支持两种标准四种接口：
IEEE 802.3z，1998.6正式公布
--1000Base-SX，MMF/550m，多模光纤接口
--1000Base-LX，SMF/5000m，单模光纤接口
--1000Base-CX，屏蔽短铜缆接口/25m
IEEE 802.3ab，1999.6正式公布
--1000Base-T，UTP双绞线接口/100m
第五、六章 局域网和高速局域网
4
Networking techno;ogy
IEEE802.3u的介质访问协议与IEEE802.3 相同,即采用 CSMA/CD协议:
发送帧
Yes 媒体忙？ No
No 发送完？
Yes
发送 No 碰撞？
Yes
发送成功
中断发送
延迟随机时间 No Yes
N≥16?
发送失败 碰撞次数N+1
第五、六章 局域网和高速局域网
6
２、千兆位以太网物理层接口标准
Networking techno;ogy
标准
1000BASE-CX 1000BASE-T 1000BASE-SX 1000BASE-LX
介质类型
STP 5 类 UTP
多模 多模，单模
光纤直径(μm)
62.5，50 62.5，50， 5
100BASE-FX 是
一对光纤 多模/单模光纤
200m，2km MIC，ST，SC
第五、六章 局域网和高速局域网
100BASE-T4 否
四对双绞线 UTP Cat 3
100m RJ-45
2
Networking 100Base-TX的连接方式(通过HUB)
techno;ogy
HUB
UTP交叉电缆 Max. 5m
解决方法：
前提：保持与现有以太网的兼容、低功耗和低成本
抛弃CSMA/CD，只工作在全双工方式； 只使用光纤介质。
万兆位以太网的应用
主要是作为大型网络的主干网连接，目前尚不支持与端用户的直接 连接。
第五、六章 局域网和高速局域网
11
Networking techno;ogy
6.4 FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
的数据帧即使不够512字节，也不进行填充，而只在帧与帧之间发送适 当的载波扩展字符，以防止其它工作站在突发包期间开始传输 。
减少载波扩展信号从而提高信道的利用率。
IEEE802.3z的介质访问协议：
IEEE802.3z 千兆位以太网的MAC协议与802.3 相同（省略）。
第五、六章 局域网和高速局域网
第五、六章 局域网和高速局域网
5
6.2 千兆位以太网(Gigabit Ethernet)
Networking techno;ogy
１、千兆以太网的基本要点：
协议标准为IEEE802.3z；
数据传输率为1000Mbps (1 Gbps)；