《计算机网络与通信》第4章 局域网
第4章 局域网
第4章
局域网
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IEEE802局域网标准系列 IEEE802是一个局域网标准系列 IEEE802.1A------局域网体系结构 IEEE802.1B------寻址、网络互连与网络管理 IEEE802.2-------逻辑链路控制(LLC) IEEE802.3-------CSMA/CD访问控制方法与物理层规范 IEEE802.3i------10Base-T访问控制方法与物理层规范 IEEE802.3u------100Base-T访问控制方法与物理层规范 IEEE802.3ab-----1000Base-T访问控制方法与物理层规范 IEEE802.3z------1000Base-SX和1000Base-LX访问控制方法与物理层规范 IEEE802.4-------Token-Bus访问控制方法与物理层规范 IEEE802.5-------Token-Ring访问控制方法 IEEE802.6-------城域网访问控制方法与物理层规范 IEEE802.7-------宽带局域网访问控制方法与物理层规范 IEEE802.8-------FDDI访问控制方法与物理层规范 IEEE802.9-------综合数据话音网络 IEEE802.10------网络安全与保密 IEEE802.11------无线局域网访问控制方法与物理层规范 IEEE802.12------100VG-AnyLAN访问控制方法与物理层规范 第4章 局域网
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802标准与OSI-RM的关系 标准与OSI 4.4.2 IEEE 802标准与OSI-RM的关系
IEEE 802标准的局域网参考模型包括了 OSI/RM最低两层(物理层和链路层)的功能,也 包括网间互连的高层功能和管理功能。OSI/RM的 数据链路层功能,在局域网参考模型中被分成媒 体访问控制MAC(Medium Access Control)和逻辑 链路控制LLC(Logical Link Control)两个子层。
计算机网络技术基础(微课版)(第6版)-PPT课件第 4 章 局域网
工作站
工作站是网络各用户的工作场所,用户通过它可以与网络交换 信息,共享网络资源。工作站通过网卡、传输介质以及通信设备 连接到网络服务器,且仅对操作该工作站的用户提供服务。
3. 总线型(Bus)
所有的结点都通过网络适配器直接连接到一条作为公共传输介质的 总线上,总线可以是同轴电缆、双绞线,也可以是光纤。如图4-7所 示:
图4-7 总线型网络结构示意图
总线型网络采用广播通信方式,即任何一个结点发送的信号都可以 沿着介质传播,而且能被网络上其他所有结点所接收,但在同一时间 内,只允许一个结点发送数据。
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4.4 局域网体系结构与IEEE 802标准
4.4.1 局域网参考模型
IEEE 802标准遵循ISO/OSI参考模型的原则,主要解决最低两层 (即物理层和数据链路层)的功能以及与网络层的接口服务。 IEEE802参考模型中不再设立网络层,它与ISO/OSI参考模型的对应 关系如图4-8所示:
4.3.3 介质访问控制方法
1. 什么是介质访问控制
介质访问控制,是指控制网上各工作站在适当的情况下发送数据, 并在发送数据的过程中,及时发现问题以及出现问题后妥善处理问 题的一整套管理方法。介质访问控制技术的优劣将对局域网的总体 性能产生决定性的影响。
2. 常用的媒体访问控制方法 CSMA/CD(带有碰撞检测的载波侦听多路访问) Token Ring(令牌环) Token Bus(令牌总线)
(完整版)计算机网络原理课后习题答案
(完整版)计算机⽹络原理课后习题答案《计算机⽹络》(第四版)谢希仁第1章概述作业题1-03、1-06、1-10、1-13、1-20、1-221-03.试从多个⽅⾯⽐较电路交换、报⽂交换和分组交换的主要优缺点。
答:(1)电路交换它的特点是实时性强,时延⼩,交换设备成本较低。
但同时也带来线路利⽤率低,电路接续时间长,通信效率低,不同类型终端⽤户之间不能通信等缺点。
电路交换⽐较适⽤于信息量⼤、长报⽂,经常使⽤的固定⽤户之间的通信。
(2)报⽂交换报⽂交换的优点是中继电路利⽤率⾼,可以多个⽤户同时在⼀条线路上传送,可实现不同速率、不同规程的终端间互通。
但它的缺点也是显⽽易见的。
以报⽂为单位进⾏存储转发,⽹络传输时延⼤,且占⽤⼤量的交换机内存和外存,不能满⾜对实时性要求⾼的⽤户。
报⽂交换适⽤于传输的报⽂较短、实时性要求较低的⽹络⽤户之间的通信,如公⽤电报⽹。
(3)分组交换分组交换⽐电路交换的电路利⽤率⾼,⽐报⽂交换的传输时延⼩,交互性好。
1-06.试将TCP/IP和OSI的体系结构进⾏⽐较。
讨论其异同点。
答:(1)OSI和TCP/IP的相同点是:都是基于独⽴的协议栈的概念;⼆者均采⽤层次结构,⽽且都是按功能分层,层功能⼤体相似。
(2)OSI和TCP/IP的不同点:①OSI分七层,⾃下⽽上分为物理层、数据链路层、⽹络层、运输层、应⽤层、表⽰层和会话层;⽽TCP/IP具体分五层:应⽤层、运输层、⽹络层、⽹络接⼝层和物理层。
严格讲,TCP/IP⽹间⽹协议只包括下三层,应⽤程序不算TCP/IP的⼀部分②OSI层次间存在严格的调⽤关系,两个(N)层实体的通信必须通过下⼀层(N-1)层实体,不能越级,⽽TCP/IP可以越过紧邻的下⼀层直接使⽤更低层次所提供的服务(这种层次关系常被称为“等级”关系),因⽽减少了⼀些不必要的开销,提⾼了协议的效率。
③OSI 只考虑⽤⼀种标准的公⽤数据⽹。
TCP/IP ⼀开始就考虑到多种异构⽹的互连问题,并将⽹际协议IP 作为TCP/IP 的重要组成部分。
计算机网络第四版参考答案第四章
第四章局域网(P135)1、局域网的主要特点是什么?为什么说局域网是一个通信网?答:局域网LAN是指在较小的地理范围内,将有限的通信设备互联起来的计算机通信网络。
从功能的角度来看,局域网具有以下几个特点:①共享传输信道。
在局域网中,多个系统连接到一个共享的通信媒体上。
②地理范围有限,用户个数有限。
通常局域网仅为一个单位服务,只在一个相对独立的局部范围内连网,如一座楼或集中的建筑群内。
一般来说,局域网的覆盖范围约为10m~10km内或更大一些。
③传输速率高。
局域网的数据传输速率一般为1~100Mbps,能支持计算机之间的高速通信,所以时延较低。
④误码率低。
因近距离传输,所以误码率很低,一般在10-8~10-11之间。
⑤多采用分布式控制和广播式通信。
在局域网中各站是平等关系而不是主从关系,可以进行广播或组播。
从网络的体系结构和传输控制规程来看,局域网也有自己的特点:①低层协议简单。
在局域网中,由于距离短、时延小、成本低、传输速率高、可靠性高,因此信道利用率已不是人们考虑的主要因素,所以低层协议较简单。
②不单独设立网络层。
局域网的拓扑结构多采用总线型、环型和星型等共享信道,网内一般不需要中间转接,流量控制和路由选择功能大为简化,通常在局域网不单独设立网络层。
因此,局域网的体系结构仅相当与OSI/RM的最低两层。
③采用多种媒体访问控制技术。
由于采用共享广播信道,而信道又可用不同的传输媒体,所以局域网面对的问题是多源、多目的的链路管理。
由此引发出多种媒体访问控制技术。
在OSI的体系结构中,一个通信子网只有最低的三层。
而局域网的体系结构也只有OSI的下三层,没有第四层以上的层次。
所以说局域网只是一种通信网。
3、一个7层楼,每层有一排共15间办公室。
每个办公室的楼上设有一个插座,所有的插座在一个垂直面上构成一个正方形栅格组成的网的结点。
设任意两个插座之间都允许连上电缆(垂直、水平、斜线……均可)。
现要用电缆将它们连成(1)集线器在中央的星形网;(2)总线式以太网。
计算机网络基础课件第四章
RJ-45,连接双绞线 AUI,连接粗缆 BNC,连接细缆 LC等,连接光纤
4.2.2 集线器(HUB)
中继器(Repeater):一种在物理层上实现信号的放 大与再生的网络设备,用以扩展局域网的跨度。 集线器(HUB):一种特殊的多端口中继器,所有连接 端口共享网络带宽。
集线器的分类
无源集线器:不对信号做任何处理——早期 有源集线器:对信号可再生和放大
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代理服务(Proxy)
组建大型局域网—园区网
4.2.1 网卡
网卡---- Network Interface Card, NIC
又称网络适配器(Network Interface Adapter,NIA) 负责网络信号的发送、接收和协议转换,用来实现终端 计算机与传输介质之间的网络连接。 局域网连接方式中,每台计算机至少应安装一块网卡。 每块网卡都有一个惟一的网络硬件地址 - MAC地址。 提供不同的接口类型以连接不同的传输介质。
令牌网
FDDI ATM
4.1.2 局域网的拓扑结构
星型 环型 总线型 树型
4.1.3 局域网的传输介质
有线传输
– 双绞线 – 同轴电缆 – 光纤
无线传输
– 红外线通信
– 蓝牙通信 – 扩频通信
第4章 局域网组网
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局域网概述 以太网的物理网络设备 网卡(NIC) 集线器(HUB) 双绞线组网、结构化布线 交换机(Switch) 网络操作系统 Windows下建立局域网连接 动态主机配置(DHCP)
智能集线器:具有有源集线器的全部功能外,还提供网
络管理功能。
4.2.3 交换机(Switch)
第四章计算机网络
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1 计算机网络的组成与分类
广域网的组成 运行用户程序的主机
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1 计算机网络的组成与分类
计算机网络的组成 若干个主机(host) 一个通信子网 一系列的通信协议及相关的网络软件 通信协议是为主机与主机、主机与通信子网或通信子网中各 结点之间通信用的。 计算机组网的目的 数据通信 资源共享 实现分布式的信息处理 提高计算机系统的可靠性和可用性 5
1 计算机网络的组成 与分类
头 部 数 据 区 版本号 31 头部长度 数据报总长 服务类型 发送数据报的计算机的 IP 地址(源 IP 地址) 度 数据开始 接收数据报的计算机的 IP 地址 (目的地 IP 地址)
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异构网络互连的关键设备——路 由器
• 路由器的作用: • 路由器是多个端口的、高速率的数据交换设备 • 路由器是一台高性能的专用计算机 • 连网的路由器有多个IP地址 B 223.240.129.5
• 使用交换式集线器(以太网交换器)构建
– 每一个结点都独享一定的带宽(10Mb/s或100 Mb/s),多对节点可同时通信(星形拓扑) 可按层次方式互相连接起来,构成多层次的局域网
–
• 与总线式以太网完全同构
以太网 交换器
部门服务器 部门交换器 1000Mbps 至中央服务器 工作组交换器 2 10Mbps/100Mbps 至桌面
类 型
发送结点 同步码 接收结点 MAC 地址 MAC 地址 8B 6B 4B 帧头部
计算机网络技术第4章 局域网
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以太网名字的由来
1973年,Bob Metcalfe将该系统命名为“以太网 ――Ethernet”。“ 以太网――Ethernet”中的“ether” 源于物理学名词,“以太”最初被认为是电磁波的传 输介质,宇宙中充满了“以太”,因此电磁波将被传 输到宇宙的每一个角落。
DIX 以 太 网 标 准 有 两 个 版 本 : 1980 年 9 月 发 布 的 1.0版本和1982年11月发布的2.0版本。
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以太网的标准
1985 年 , IEEE 在 DIX 以 太 网 标 准 的 基 础 上 制 定 了 IEEE
802.3标准,术语“CSMA/CD――带有冲突检测的载
802.7宽带技术咨询组,为其他分委员会提供宽带网络技术的 建议;
802.8光纤技术咨询组,为其他分委员会提供光纤网络技术的 建议;
802.9综合话音/数据的局域网(IVDLAN)介质访问控制协议 及其物理层技术规范;
802.10局域网安全技术标准;
802.11无线局域网的介质访问控制协议及其物理层技术规范;
第 4 章 局域网(LAN)
4.1 LAN拓扑结构和传输介质 4.2 局域网的IEEE 802标准 4.3 局域网的网络体系结构 4.4 CSMA/CD协议和IEEE 802.3标准 4.5 令牌总线和IEEE 802.4标准 4.6 令牌环和IEEE 802.5标准 4.7 高速局域网技术与无线局域网技术 4.8 综合布线技术
802.12 100Mbps高速以太网按需优先的介质访问控制协议
100V20G22-/3A/23ny LAN。
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《计算机网络》第四章作业参考答案
第四章作业参考答案4-05 IP地址分为几类?各如何表示?IP地址的主要特点是什么?答:在IPv4的地址中,所有的地址都是32个二进制位,并且可记为IP地址::= { <网络号>, <主机号>}IP地址被分为A、B、C、D、E五类,如下图所示。
A类地址:网络号字段为1字节,最前面的1位是0。
B类地址:网络号字段为2字节,最前面的2位是10。
C类地址:网络号字段为3字节,最前面的3位是110。
D类地址:用于多播,最前面的4位是1110。
E类地址:保留今后使用,最前面的4位是1111。
IP 地址特点如下:1.每一个IP 地址都由网络号和主机号两部分组成。
从这个意义上说,IP 地址是一种分等级的地址机构;2.IP地址是标志一个主机(或路由器)和一条链路的接口;3.具有相同网络号的主机集合构成一个网络,因此,由转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络。
具有不同网络号的局域网互连必须使用路由器;4.所有分配到网络号的网络都是平等的。
4-07 试说明IP地址与硬件地址的区别。
为什么要使用这两种不同的地址?答:如下图所示,IP地址在IP数据报的首部,而硬件地址则位于MAC帧的首部。
在网络层以上使用的是IP地址,数据链路层及以下使用的是硬件地址。
由于全世界存在着各式各样的网络,它们使用不同的硬件地址。
要使这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作,因此由用户或用户主机来完成这项工作几乎是不可能的事。
但统一的IP地址把这个复杂问题解决了。
连接到因特网的主机只需拥有统一的IP地址,它们之间的通信就像连接在同一个网络上那样简单方便,当需要把IP地址转换为物理地址时,调用ARP的复杂过程都是由计算机软件自动进行的,而用户是看不见这种调用过程的。
因此,在虚拟的IP网络上用IP地址进行通信给广大计算机用户带来很大的方便。
4-09 试回答下列问题:(1)子网掩码为255.255.255.0 代表什么意思?(2)一网络的现在掩码为255.255.255.248,问该网络能够连接多少个主机?(3)一A 类网络和一B 类网络的子网号subnet-id分别为16个1和8个1,问这两个网络的子网掩码有何不同?(4)一个B类地址的子网掩码是255.255.240.0。
计算机网络原理第4章习题课
当站点数较大时,信道利用率最大值Smax=1/ (1+4.44×0.1)=0.6925 信道上每秒发送的帧数的最大值 =0.6925×5Mb/s÷1000bit=3462 每个站每秒种发送的平均帧数的最大值为3462÷100≈34。
青岛大学信息工程学院网络工程系
4-10. 假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。设信号在网络上 传播速率为200 000km/s。求能够使用此协议的最短帧长。 [解析] CSMA/CD是总线局域网带有冲突检测的载波监听多路访问协议。 数据在总线上传输存在传播时延,即使发送数据前监听到信道为 “空闲”,仍有可能在发送数据一段时间内发生碰撞。当一个站在 发送数据后,最迟要经过两倍的端到端的传播时延,才能知道自己 发送的数据是否和其他站发送的数据发生了碰撞。局域网按最坏情 况计算总线两端的两个站之间的传播时延为端到端的传播时延。因 此,帧的发送时延应该大于等于端到端往返传播时延才能检测得到 冲突。 [解答]对于1km电缆,单程端到端传播时延为 =1km÷200000km/s=5×10-6s=5us, 端到端往返时延为:2=10us 按照CSMA/CD工作,数据帧的发送时延不能小于10us,以1Gb/s速率 工作,10us可发送的比特数等于: (10×10-6s) ×(1.0×109b/s)=10 000bit=1250B 因此,最短帧长是10000bit或1250B。
计算机通信与网络_第4章习题答案
计算机通信与⽹络_第4章习题答案第四章练习题答案4.01局域⽹标准的多样性体现在四个⽅⾯的技术特性,请简述之。
答:局域⽹技术⼀经提出便得到了⼴泛应⽤,各计算机和⽹络设备⽣产⼚商纷纷提出⾃⼰的局域⽹标准,试图抢占和垄断局域⽹市场。
因此,局域⽹标准⼀度呈现出特有的多样性。
局域⽹标准的多样性体现在局域⽹的四个技术特性:(1)传输媒体传输媒体指⽤于连接⽹络设备的介质类型,常⽤的有双绞线、同轴电缆、光纤,以及微波、红外线和激光等⽆线传输媒体。
⽬前⼴泛应⽤的传输媒体是双绞线。
随着⽆线局域⽹的⼴泛应⽤,⽆线正得到越来越多的应⽤。
(2)传输技术传输技术指借助传输媒体进⾏数据通信的技术,常⽤的有基带传输和宽带传输两种。
传输技术主要包括信道编码、调制解调以及复⽤技术等,属于物理层研究的范畴。
(3)⽹络拓扑⽹络拓扑指组⽹时计算机和通信线缆连接的物理结构和形状。
常⽤的有星形、总线形和环形。
不同的⽹络拓扑需要采⽤不同的数据发送和接收⽅式。
(4)媒体访问控制⽅法访问控制⽅法指多台计算机对传输媒体的访问控制⽅法,这⾥的访问,是指通过传输媒体发送和接收数据。
常⽤的有随机争⽤、令牌总线和令牌环等访问控制⽅法。
⽬前局域⽹中⼴泛采⽤的是⼀种受控的随机争⽤⽅法,即载波监听多点接⼊/冲突检测(CSMA/CD)⽅法。
4.02逻辑链路控制(LLC)⼦层有何作⽤?为什么在⽬前的以太⽹⽹卡中没有LLC⼦层的功能?答:在局域⽹发展的早期,有多种类型的局域⽹,如802.4令牌总线⽹、802.5令牌环⽹等。
为了使数据链路层能更好地适应多种局域⽹标准,IEEE 802委员会在局域⽹的数据链路层定义了两个⼦层,即逻辑链路控制LLC (Logical Link Control)⼦层和媒体接⼊控制MAC (Medium Access control)⼦层。
与接⼊传输媒体有关的内容放在MAC⼦层,⽽与传输媒体⽆关的链路控制部分放在LLC⼦层。
这样可以通过LLC⼦层来屏蔽底层传输媒体和访问控制⽅法的异构性,实现多种类型局域⽹之间的互操作。
第4章 无线局域网安全管理
4.4 802.11i标准
4.4 802.11i标准
4.4.1 802.11i的安全机制
802.11i 定义了 RSN ( Robust Security Network )的概念,增强了
WLAN中的数据加密和认证性能,并且针对WEP加密机制的各种缺陷做 了多方面的改进。 802.11i规定使用802.1x认证和密钥管理方式,在数据加密方面,定 义了TKIP、CCMP和WRAP三种加密机制。
4.2 有线等效保密(WEP)
(5)WEP的密钥模式 用户输入WEP共享密码可以用ASCII和HEX两种方 式来输入。
①ASCII 为字符模式,即输入 5 个( 64bit 模式)或 13 个(128bit模式)字符。
②HEX 模式为十六进制模式,即输入 10 个( 64bit 模 式)或 26 个( 128bit 模式)从 0-9 及 A-F 之间的字 符。
项目4:星际网络公司无线局域网安全
【项目拓扑】
4.1 WLAN安全概述
4.1 WLAN安全概述
无线局域的特点: 网信道开放 安全问题: 攻击者能够很容易的进行窃听,恶意修改并转发 影响: 安全性成为阻碍无线局域网发展的最重要因素 虽然对无线局域网的需求不断增长,但同时也让许多潜在的用户因为
不能够得到可靠的安全保护而对最终是否采用无线局域网系统而犹豫
不决。
4.1 WLAN安全概述
(1)WLAN安全技术
物理地址( MAC )过滤 服务区标识符(SSID)匹配 有线对等保密(WEP) 端口访问控制技术(IEEE802.1x)
WPA (Wi-Fi Protected Access)
④
4.1 WLAN安全概述
(2)WLAN安全系统的要求 ① 机密性 这是安全系统的最基本要求,它可以为数据、 语音、地址等提供 保密性能,不同的用户,不同的业务和数据,有不同的安全级别 要求。 ② 合法性 只有被确定合法并给予授权的用户才能得到相应的服务。这需要 用户识别(Identification)和身份验证(Authentication)。 ③ 数据完整性 协议应保证用户数据的完整并鉴定数据来源。
局域网组网技术 第4章
学习目标: 学习目标:
Internet已经成为一个覆盖全球,拥有惊人数量 的主机以及上百万个子网的庞大而复杂的系统,每 天有数以亿计的用户在使用这个系统进行工作、学 习、娱乐和各种商务活动。本章中我们将学习如何 将局域网连接到Internet网络、如何共享Internet 网络以及如何共享打印机等设备资源等。
第4章 Internet连接技术 Internet连接技术
4.2 接入Internet的方式 接入Internet的方式 Internet
1. ADSL接入 2. 小区宽带接入 3. 有线电视宽带上网 4. 光纤接入 5. 专线上网
第4章 Internet连接技术 Internet连接技术
4.2.6 无线上网
Intranet中基于Web数据库的应用 中基于Web 4.4.4 Intranet中基于Web数据库的应用
随着Internet技术与Web技术的蓬勃发展,人们已不满足于只是在Web 浏览器上获取静态的信息,人们需要通过它发表意见、查询数据、网上购 物,这迫切需要实现Web与数据库的互联。 1.基于Client/Server结构的网络系统 2.基于Intranet/Web模式的网络系统 3.数据库与Web的交互
第4章 Internet连接技术 Internet连接技术
本章知识点: 本章知识点:
Internet概述 接入Internet的方式 使用宽带路由器实现Internet共享 Intranet技术 通过ADSL接入Internet Windows XP局域网共享打印机
第4章 Internet连接技术 Internet连接技术
第4章 Internet连接技术 Internet连接技术
第4章局域网常用传输介质和互连设备
4.2.4 同轴电缆的连接
Step 4:将中心铜导线用手集中扭绕,以免散开。然后 插入BNC头中铜质针头的小孔内,直到半透明绝缘层紧靠铜质 针头时为止。此时旋入铜质针头上的小螺钉,将中心铜导体固 定在铜质针头内。有的BNC接头不用螺钉固定,而必须使用电 烙铁将其焊接。
1. 细缆的制作 制作细缆时所需的工具要比制作RJ-45接头多。除压线
钳、斜口钳外,还需要尖嘴钳、万用表(最好为数字万用表), 必要时还需使用电烙铁。具体的制作过程如下。
Step 1:根据连接距离的要求,用斜口钳剪取一定长度 的细缆(不少于0.5m),然后将BNC专用接头的金属套筒套 到电缆上。
Step 2:用压线钳的剥线端剥去电缆外面的一层胶体保 护层,长度与BNC接头的长度相当,约2cm。注意在剥去保 护层时不要使用其他的工具,否则会切断与保护层相隔的金 属网。
⑴ 传输速率 (2) 电缆中双绞线对的扭绕 (3) 5类双绞线应该是几对 (4) 仔细观察
① 查看电缆外面的说明信息。 ② 是否易弯曲 ③ 电缆中的铜芯是否具有较好的韧性。 ④ 是否具有阻燃性。
4.2 局域网中的同轴电缆
同轴电缆在20世纪80年代初的局域网中 使用最为广泛,因为那时集线器的价格很高, 随着以双绞线和光纤为基础的标准化布线的推 广,同轴电缆已逐渐退出布线市场。不过,目 前一些对数据通信速率要求不高、连接设备不 多的一些家庭和小型办公室用户还在使用同轴 电缆。
同轴电缆有粗缆和细缆两种类型。粗、细 是通过同轴电缆中导体的直径大小来区分的。 通常,中心导体的芯越粗,信号传输距离越远。 铜线的直径为0.25英寸的细缆传输距离约200 米(10Base2),直径为0.5英寸的粗缆传输距 离为500米(以太网10Base5标准),在粗缆和 细缆都采用50欧姆的终端电阻,吸收发送完毕 的信号,以便于新信号的接收。
计算机网络 第四章-网络层习题答案
问题 4-8:如下图所示。五个网络用四个路由器(每一个路由器有两个端口)互连起来。 能否改变这种连接方法,使用一个具有五个端口的路由器将这五个网络互连起来? 答:一般说来是不采用这样的连接方法。
用四个路由器连接五个网络
用一个路由器连接五个网络
这里有两个原因: (1) 路由器中的 CPU 和存储器是用来对通过该路由器的每一个 IP 数据报进行处理的。 假若一个路由器和许多个网络相连接, 那么这个路由器的处理器很可能没有足够的 能力来处理通过它的所有的 IP 数据报。 (2) 冗余度可以提高因特网的可靠性。路由器和网络都有可能出现故障。如果将所有的 路由选择功能集中在一个路由器上,则一旦该路由器出故障,整个互连网就无法工 作。 因此, 在规划互连网时, 互连网的具体拓扑结构取决于物理网络的带宽、 期望的通信量、 对可靠性的需求、以及路由器硬件的价格。 问题 4-9:当运行 PING 127.0.0.1 时,这个 IP 数据报将发送给谁? 答:127.0.0.1 是环回地址。主机将测试用的 IP 数据报发送给本主机的 ICMP(而不是发送 到因特网上)以便进行环回测试。 问题 4-10:网络前缀是指网络号字段(net-id)中前面的几个类别位还是指整个的网络号字 段? 答:是指整个的网络号字段,即包括了最前面的几个类别位在内。网络前缀常常就简称为前 缀。 例如一个 B 类地址,10100000 00000000 00000000 00010000,其类别位就是最前面的两 位:10,而网络前缀就是前 16 位:10100000 00000000。 问题 4-11:有的书(如[COME06])将 IP 地址分为前缀和后缀两大部分,它们和网络号字 段及主机号字段有什么关系? 答:前缀(prefix)就是网络号字段 net-id,而后缀(suffix)就是主机号字段 host-id。下面的图是 以 C 类地址为例来说明前缀和后缀是什么。
第4章 局域网交换(1)
安徽新华电脑专修学院课堂教学教案(电脑应用课使用)课程名称网络组建、维护与设计教学对象网络技术专业教材〈〈网络组建、维护与设计〉〉授课内容第4章局域网交换课时3课时教学目的与要求通过本节课的学习,您应该学会以下知识和技能1.掌握交换机的功能2.掌握交换机学习MAC地址方法3.掌握交换机如何过滤帧4.掌握交换网络环路的危害5.熟悉冗余作用6. 熟悉学习MAC地址的特点7.了解广播和组播重点、难点本章是该书的重要一章,要求学生一定要掌握,在该章中重点部分就是交换机MAC 表的学习过程,以及交换机如何进行交换和过滤。
难点就是交换环路是如何产生的、以及给我们带来的危害。
关键词:冲突冲突域广播广播域组播泛洪收敛时间课型新授课教学方法讲授法、互动法、演示法、讨论法教学过程设计(包括讲授知识、演示内容及案例、提问及学生演示内容)设计思想:该章的设计思想主要是根据网络组建来进一步认识计算机网络,先根据网络拓扑图进行分析数据流量过程,同时把所有的设备进行比较。
最后通过实际操作来构件网络,让学生真正了解有交换机构成的交换式以太网。
一.导入课题(***10分钟***)本节课采用典型案例方式来导入课题,以提高学员对本节课学习兴趣案例:下面是一个网络的逻辑拓扑图,根据下面的拓扑图请回答下面的问题?教学过程设计(续表)讨论(7分钟)(利用典型案例,结合学员分组讨论,并回答案例中的问题,培养学员分析问题,勤于动脑,综合运用知识解决实际问题的能力)(—)请你根据上述例案,利用你所学过的知识,分析上面的拓扑图是什么类型的网络?(一)请你根据上述例案,利用你所学过的知识,描述该拓扑图中用的网络设备类型,以及冲突域和广播域的个数?(讨论)(二)区别在交换机和集线器组网之间的区别?(讨论)教师小结:(***3分钟***)该网络是有集线器和交换机以及终端构成的网络。
是一个交换式的以太网,里面共有5个冲突域和一个广播域。
关于集线器是一层的,交换机是二层的,集线器对发来的数据流不产生影响,而交换机有个MAC表并且可以隔离冲突。
计算机网络第4章局域网技术
4.4.2 以太网工作原理 1. 以太网的网络体系结构
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以太网结构中,数据链路层被分割为两个子层,即介质访问 控制子层(MAC)和逻辑链路控制子层(LLC)。这是因 为在传统的数据链路控制中缺少对包含多个源地址和多个目 的地址的链路进行访问管理所需的逻辑控制,因此在LLC 不变的情况下,只需改变MAC便能够适应不同的介质和访 问方法,LLC与介质相对无关。
➢目前最流行的局域网—以太网(Ethernet)使用的就是 CSMA/CD介质访问控制方式,而FDDI网则使用令牌环介质 访问控制方式。
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4.3 局域网介质访问控制方法
采用CSMA/CD介质访问控制方法的总线型局域网中, 每一个结点利用总线发送数据时,首先要侦听总线的忙、闲 状态。如果总线上已经有数据信号传输,则为总线忙;如果 总线上没有数据传输,则为总线空闲。如果一个结点准备好 发送的数据帧,并且此时总线空闲,它就可以启动发送。同 时也存在着这种可能,那就是在几乎相同的时刻,有两个或 两个以上结点发送了数据,那么就会产生冲突,因此结点在 发送数据的同时应该进行冲突检测。采用CSMA/CD介质 访问控制方法的总线型局域网的工作过程如图所示。
1
本章要点
✓局域网的概念 ✓局域网的拓扑结构 ✓IEEE 802局域网标准 ✓以太网技术 ✓局域网介质访问控制方法 ✓交换式局域网 ✓虚拟局域网VLAN
2
4.1.1 局域网的定义和特点 1.早期局域网的主要特点 (1)局域网是一种通信网络; (2)连入局域网的数据通信设备种类多样,包括
计算机、终端和各种外部设备; (3)局域网覆盖地理范围较小,例如一个教室、
总线 (a)共享介质局域网
交换机
(b)交换机局域网 12
4.1 局域网的基本概念
第04章 局域网与互联网的连接
4.2 互联网接入技术
常用的局域网接入互联网技术有如下几种。
Modem接入 ISDN接入 ADSL接入 DDN接入 宽带专线接入 移动电话Modem接入
4.2 互联网接入技术
----4.2.1 Modem 接入
Modem接入的特点
优点
只要有电话线的地方,就可以上网,而不需要特别铺设线路,也不需在电信 局那边申请开通什么特别的 服务。 价格十分便宜。 硬件设备单一,接入方式简单,应用支持广泛,特别适合移动接入。
若URL是:ftp:///soft/2006/web/thunder.exe,WWW客户程序需要用 FTP进行文件传送。站点是,然后在目录soft/2006/web/下,下载文件 thunder.exe。
4.1 国际互联网
----4.1.2 IP地址分配与子网掩码
运算方法
结果 网络ID 主机ID
100000互联网
----4.1.2 IP地址分配与子网掩码
网关
负责在子网间通信时向远程网络发送信息包。 通向远程网络接口的IP地址。 充当网关的可以是一台计算机,也可以是智能交换机等设 备。而网关就是这些设备在网络中的IP地址。
适用人群
需要经常移动或者只是偶尔上网、上网的时间并不长,而且并不需要大 数据量传输的人群。
4.2 互联网接入技术
----4.2.2 ISDN 接入
ISDN简介
ISDN是基于数字的电信标准,需要ISDN服务的个人可以从他们的本地电话公司获取一条“单 线服务”的数字ISDN线路。 ISDN的优点
在一个网络上提供语音、数据和视频服务。 具有和OSI相容的分层协议结构。 以64Kb/s、384Kb/s、1536Kb/s倍数的方式提供通信信道。 具有交换和非交换连接服务。 宽带ISDN的传输速率可以到达155Mb/s或者更高。
计算机网络第四版参考答案第四章
第四章局域网(P135)1、局域网的主要特点是什么?为什么说局域网是一个通信网?答:局域网LAN是指在较小的地理范围内,将有限的通信设备互联起来的计算机通信网络。
从功能的角度来看,局域网具有以下几个特点:①共享传输信道。
在局域网中,多个系统连接到一个共享的通信媒体上。
②地理范围有限,用户个数有限。
通常局域网仅为一个单位服务,只在一个相对独立的局部范围内连网,如一座楼或集中的建筑群内。
一般来说,局域网的覆盖范围约为10m~10km内或更大一些。
③传输速率高。
局域网的数据传输速率一般为1~100Mbps,能支持计算机之间的高速通信,所以时延较低。
④误码率低。
因近距离传输,所以误码率很低,一般在10-8~10-11之间。
⑤多采用分布式控制和广播式通信。
在局域网中各站是平等关系而不是主从关系,可以进行广播或组播。
从网络的体系结构和传输控制规程来看,局域网也有自己的特点:①低层协议简单。
在局域网中,由于距离短、时延小、成本低、传输速率高、可靠性高,因此信道利用率已不是人们考虑的主要因素,所以低层协议较简单。
②不单独设立网络层。
局域网的拓扑结构多采用总线型、环型和星型等共享信道,网内一般不需要中间转接,流量控制和路由选择功能大为简化,通常在局域网不单独设立网络层。
因此,局域网的体系结构仅相当与OSI/RM的最低两层。
③采用多种媒体访问控制技术。
由于采用共享广播信道,而信道又可用不同的传输媒体,所以局域网面对的问题是多源、多目的的链路管理。
由此引发出多种媒体访问控制技术。
在OSI的体系结构中,一个通信子网只有最低的三层。
而局域网的体系结构也只有OSI的下三层,没有第四层以上的层次。
所以说局域网只是一种通信网。
3、一个7层楼,每层有一排共15间办公室。
每个办公室的楼上设有一个插座,所有的插座在一个垂直面上构成一个正方形栅格组成的网的结点。
设任意两个插座之间都允许连上电缆(垂直、水平、斜线……均可)。
现要用电缆将它们连成(1)集线器在中央的星形网;(2)总线式以太网。
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802.17 弹性分组环
LLC层 MAC层 物理层
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4.1.3 局域网各层数据的封装
MAC首部
LLC首部
IP首部
TCP首部
应用程序数据
TCP报文段 IP数据报 LLC PDU MAC帧
MAC尾部
应用层 TCP层 IP层 LLC层 MAC层 物理层
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局域网参考模型
802.10 可互操作的局域网的安全
802.1 体系结构、网络互连、网络管理 802.2 逻辑链路控制LLC
MAC
物理层
802.3 以太网
MAC
物理层
802.11 无线局域网
MAC
物理层
802.15 蓝牙个域网
MAC
物理层
802.16 宽带无线MAN
MAC
▪ 检测到冲突后就发送干扰信号
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4.2.2 WI-FI网的媒介访问控制技术
▪ 1.分布式协调功能DCF ▪ 2.点协调功能PCF
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1.分布式协调功能DCF
▪ 基本的CSMA/CA接入 ▪ 带RTS/CTS的CSMA/CA接入
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2.点协调功能PCF
B A
交换机中的转发表
目的MAC地址 端口号
D的MAC地址
4
A的MAC地址
1
C的MAC地址
3
B的MAC地址
2
交换机
交换式局域网
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C D 21
4.3.2 交换机的类型
▪ 1.按转发方式分类 ▪ 2.按工作层次分类 ▪ 3.按硬件转发机构分类
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1.按转发方式分类
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冲突窗口
▪ 最大冲突检测时间 ▪ 冲突窗口 =两最远站点间传播延时的2倍
参考链路的比特长度。是其2倍
➢ 802.3,2.5km,10Mbps,512位,51.2微秒
冲突窗口还要加上4个中继器的双向延迟之和 最差情况下往返时延是50微秒
▪ 发送站发送后继续监测的时间是冲突窗口 ▪ 信道浪费的时间等于冲突窗口 ▪ 帧足够长
4.4 以太网
4.4.1 以太网类型 4.4.2 MAC帧结构
4.4.1 以太网类型
▪ 10Mbps以太网 ▪ 100Mbps以太网 ▪ GE ▪ 10GE ▪ 100GE
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10M以太网标准
▪ 10BASE5 粗缆 ▪ 10BASE2 细缆 ▪ 10BASE-T 双绞线 ▪ 10BASE-F 光纤
立即响应需求
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4.2.1 以太网的媒介访问控制技术
▪ CSMA/CD ▪ “先听后说,边说边听”
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CSMA/CD
▪ CSMA的缺点
➢ 监听到信道空闲,两站同时发送,发送冲突 ➢ 冲突的帧仍会继续发送
▪ 解决方法:站点在发送时继续监听信道
➢ 边说边听
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CSMA/CD算法
➢ 10BASE-FL ➢ 10BASE-FB ➢ 10BASE-FP
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100Mbps 快速以太网标准
▪ 100BASE-TX:2对5类UTP、2对STP ▪ 100BASE-FX:62.5/125m MMF,LED光源 ▪ 100BASE-T4:4对3、4或5类UTP ▪ 100BASE-T2:2对3、4或5类UTP
▪ 短帧间间隔SIFS ▪ 点协调功能帧间隔PIFS ▪ 分布协调功能帧间隔DIFS
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4.3 交换式局域网
4.3.1 交换机的工作原理 4.3.2 交换机的类型
4.3.1 交换机的工作原理
▪ 转发表 ▪ 逆向学习法
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转发表的建立
▪ 交换式局域网的数据传输
802.3 MAC(CSMA/CD)
100BASE-TX 100BASE-FX 100BASE-T4 100BASE-T2
双绞线
光缆
双绞线
双绞线
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GE
▪ 载波扩展 ▪ 帧突发 ▪ 物理层规约 ▪ 千兆以太网的网络连接
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4.2 共享媒介局域网
4.2.1 以太网的媒介访问控制技术 4.2.2 Wi-Fi网的媒介访问控制技术
媒体接入控制方法
▪ 在哪里控制
➢ 集中式
中心控制器对网络的接入进行授权
➢ 分布式
所有站点共同参与控制,动态决定站点发送顺序
▪ 怎么做
➢ 同步
每个连接指定一个专有带宽(TDM,FDM)
➢ 异步
▪ 直通式 ▪ 存储转发式
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2.按工作层次分类
▪ 二层交换机 ▪ 三层交换机 ▪ 四层交换机 ▪ 七层交换机
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3.按硬件转发机构分类
▪ 总线结构的交换机 ▪ 共享存储器结构的交换机 ▪ 交换矩阵结构的交换机
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▪ 4.1 局域网体系结构 ▪ 4.2 共享媒介局域网 ▪ 4.3 交换式局域网 ▪ 4.4 以太网 ▪ 4.5 Wi-Fi
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4.1 局域网体系结构
4.1.1 局域网的特点 4.1.2 局域网参考模型 4.1.3 局域网各层数据的封装
➢ 在传输结束前检测到冲突 ➢ 帧短时,性能与CSMA一样
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冲突检测
▪ 冲突的判断:信号能量、电压幅度、脉冲宽度等
▪ 信号衰减会影响冲突检测
➢ (10Base5)同轴电缆的最大长度不超过500m ➢ (10Base2) 不超过200m ➢ 双绞线(星形拓扑)的检测基于逻辑
多个端口同时激活(有信号)
▪ 1. 如果信道空闲,发送,否则,转到2 ▪ 2. 如果信道忙,继续监听,直到信道空闲,然后
立即发送 ▪ 3. 如果冲突,发送干扰信号,停止发送 ▪ 4. 退避随机时间,转1
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CSMA/CD的状态
▪ 空闲
➢ 无站发送
▪ 帧传输
➢ 时间长短不定
▪ 争用
➢ 冲突后进入争用周期 ➢ 争用周期划分成时隙 ➢ 时隙长度等于冲突窗口
4.1.1 局域网的特点
▪ 地理覆盖范围有限 ▪ 私有网络 ▪ 数据传输速率高 ▪ 共享的传输媒介
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4.1.2 局域网参考模型
▪ 物理层 ▪ 媒介访问控制层
➢ (Medium Access Control,MAC)
▪ 逻辑链路控制层
➢ (Logical Link Control,LLC)