第4章 局域网
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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
服务器是整个网络系统的核心，它为网络用户提供服务并管理 整个网络。根据服务器在网络中所承担的任务和所提供的功能不 同，服务器可分为文件服务器、打印服务器和通信服务器。通常 我们要求服务器具有较高的性能，包括较快的数据处理速度、较 大的内存和较大容量的磁盘等。
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）
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）
局域网的主要特点是什么
第四章局域网4-1 局域网的主要特点是什么？为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢？答：局域网最主要的特点是：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。
广域网是一个很大的范围，采用广播方式会在网络中传送很多不必要的信息，对网络性能的影响很大，且更容易引起网络广播风暴。
4-2 DIX以太网和802.3以太网的帧格式有何异同之处？答：IEEE802.3帧格式与DIX以太网帧相同。
IEEE802.3帧中的所有域与DIX以太网帧格式都是完全相同的。
通常，我们把类型域和长度域使用上的差别作为这两种帧格式的主要差别。
DIX以太网不使用LLC，使用类行域支持向上复用协议。
IEEE802.3需要LLC实现向上复用，因为它用长度域取代了类型域。
这两类用户之间不能通信，除非有设备驱动软件或高层协议能够理解这两种格式。
4-8 有10个站连接在以太网上。
试计算以下三种情况下每一个站所能得到的带宽。
答：（1）10个站共享10M/bs，平均一个1M/bs；（2）10个站共享100M/bs，平均一个10M/bs；（3）10个站共享10M/bs，但每个都10M/bs，用户的感觉是独占10M/bs。
4-9 100个站分布在4km长的总线上。
协议采用CSMA/CD。
总线速率为5Mb/s，帧的平均长度为1000bit。
试估算每个站每秒钟发送的平均帧数的最大值。
传播时延为5µs/km。
答：a=τ/T0=τC/L=5μs/km×4km×5Mbit/s÷1000bit=0.1当站点数较大时，信道利用率最大值Smax接近=1/（1+4.44a）=0.6925信道上每秒发送的帧的最大值= Smax×C/L=0.6925×5Mbit/s/1000bit=3462每个站每秒种发送的平均帧数的最大值=3462/100=344-14 试比较以太网的MAC层协议和HDLC协议的相似点和不同点。
第4章：局域网L3与L4交换技术
端设备A
VLAN 1
端设备B VLAN2
原来通过 Router逐 IP包转发
第1步：A设备用IP包发 出NHRP的请求，到路由 器，路由器根据是否允 许L3交换策略决定是否 转发；B收到请求将A的 MAC地址为目的地址， 回复B的MAC地址。 第2步：随后按建立的 交换路径通信。 为什么VLAN1、2间 能建立交换路径。
4.1.3 局域网L3实现基本思想
方法1、要解决线速交换，采用类似ATM交换机制， 直接解决不同长度 IP 数据分组交换，采用 ASIC 硬件 处理路由转发，实现线速抓转发能力，以及流量控 制、管理、服务质量等功能。
路由器有关的第三层路由硬件模块插接在高速背板 / 总线上，这种方式使得路由模块可以与需要路由的 其他模块间高速的交换数据，从而突破了传统的外 接路由器接口速率的限制；
目前的QoS控制和过滤L4交换机没有标准，各厂家的实 现技术各不统一，但通常没有这类独立的L4交换设备， 是交换机的新增功能。 2、 流量分配L4交换机
这类L4交换机实际更象负载均衡器，在识别数据包的端 口后，执行数据交换（或分配）处理，通常设置在数据 （网络）中心，实现负载均衡/缓冲CACHE服务器。
图A 交换局域网VLAN间FastIP
经测试FastIP 可以提
端设备A
LAN1
端设备B LAN2
图B 路由器隔离LAN间不支持FastIP
高4-5倍的网络吞吐量， 在802.1p/q标准下，提 供强大的服务质量。
4.2.2 Cisco的NetFlow交换
路由表 正常路 由器工作 路由任务 安全过滤规则 安全任务 流量统计 统计任务
NHRP协议的请求是IP包，其中包含源物理地址、IP 地址与类型（指NHRP协议的请求或应答），如果目 的端系统在同一个NBMA网上，就使用NHRP对目的 地址进行解析，把目的NBMA物理地址通知源端；然 后实现L2通信。（比较ARP和NHRP协议）
VLAN 1
端设备B VLAN2
原来通过 Router逐 IP包转发
第1步：A设备用IP包发 出NHRP的请求，到路由 器，路由器根据是否允 许L3交换策略决定是否 转发；B收到请求将A的 MAC地址为目的地址， 回复B的MAC地址。 第2步：随后按建立的 交换路径通信。 为什么VLAN1、2间 能建立交换路径。
4.1.3 局域网L3实现基本思想
方法1、要解决线速交换，采用类似ATM交换机制， 直接解决不同长度 IP 数据分组交换，采用 ASIC 硬件 处理路由转发，实现线速抓转发能力，以及流量控 制、管理、服务质量等功能。
路由器有关的第三层路由硬件模块插接在高速背板 / 总线上，这种方式使得路由模块可以与需要路由的 其他模块间高速的交换数据，从而突破了传统的外 接路由器接口速率的限制；
目前的QoS控制和过滤L4交换机没有标准，各厂家的实 现技术各不统一，但通常没有这类独立的L4交换设备， 是交换机的新增功能。 2、 流量分配L4交换机
这类L4交换机实际更象负载均衡器，在识别数据包的端 口后，执行数据交换（或分配）处理，通常设置在数据 （网络）中心，实现负载均衡/缓冲CACHE服务器。
图A 交换局域网VLAN间FastIP
经测试FastIP 可以提
端设备A
LAN1
端设备B LAN2
图B 路由器隔离LAN间不支持FastIP
高4-5倍的网络吞吐量， 在802.1p/q标准下，提 供强大的服务质量。
4.2.2 Cisco的NetFlow交换
路由表 正常路 由器工作 路由任务 安全过滤规则 安全任务 流量统计 统计任务
NHRP协议的请求是IP包，其中包含源物理地址、IP 地址与类型（指NHRP协议的请求或应答），如果目 的端系统在同一个NBMA网上，就使用NHRP对目的 地址进行解析，把目的NBMA物理地址通知源端；然 后实现L2通信。（比较ARP和NHRP协议）
第四章局域网和城域网
4.2.2 IEEE802标准
IEEE(电气电子工程师学会)
802委员会专门致力于局域网的发展 IEEE 802.x网络通信协议系列服务于局域网通
信 802系列协议的两个基本思想
将局域网作为网络的最小组成单位进行描述 针对于不同的局域网拓扑结构，不同的传输媒体，
纯ALOHA协议
起源：最早用于无线网，用来连接夏威夷群岛和船舰 之间的无线通信，其思想可用于各种共用的传输介质。
工作原理：站点只要产生帧，就立即发送到信道上； 规定时间（数据最长的往返时间+一小段固定时间） 内若收到应答，表示发送成功；否则重发
重发策略：等待一段随机的时间，然后重发；如再次 冲突，则再等待一段随机的时间，直到重发成功为止。 等待随机时间是为了减少再次冲突的可能性。
纯ALOHA的工作原理
纯ALOHA协议
缺点：极容易冲突 性能：网络负载≤ 0. 5 吞吐量≤ 0. 184
纯ALOHA的性能分析
假定一个帧时T0内产生的帧数服从泊松分布 T0 的含义：独占信道时成功发送一帧所用的时间
T0=帧长度/数据速率 Frame
主要性能参数：
S——吞吐率（吞吐量、信道利用率），T0 内成功发送的帧数 0≤ S ≤ 1
对于同一种LLC层实现，可提供几种不同的 MAC选择。
局域网参考模型中各层主要功能
物理层的主要功能是：
信号的编码与译码； 为进行同步用的前同步码（preamble）的产生与去除； 比特的传输与接收。
MAC子层主要功能：
发送方将 LLC 送来的数据封装成帧，帧中包含地址、差错控制、 流量控制等字段。
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）
计算机网络技术第4章 局域网
Aloha：夏威夷人的问候语，欢迎，再见
2022/3/23
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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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27
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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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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4 无线局域网
IEEE802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准，主要用于 解决办公室局域网和校园网中，用户与用户终端的无线接入，业 务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mb/s。目前，此技术 已过时。 由于IEEE802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要， 因此，IEEE小组又相继推出了IEEE802.11b和IEEE 802.11a 两 个新标准。三者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。
NETGEAR WAB102 参考价：500 元 同时工作于5GHz 802.11a模式和 2.4GHz 802.11b模式之下
NETGEAR ME102 参考价：380 元
扩展型AP
适合于尚无有线网络的用户，其网络设备可以将多种设 备合而为一。比较适合于初次建网的用户，其集成化的 功能可以使用户只用一个设备而满足所有的网络需求。 根据用户所使用的网络线路是ADSL宽带还是以太网宽 带，选择WAN接口不同的网络设备 。
无线局域网布置示例（2）
Benq (明基)AWL500 AP
无线局域网布置示例（3）
Intel PRO/2011无线接入点 设备类型：无线接入点 网络标准：IEEE 802.11b 传输速率（Mbps）：11,5.5,2,1 最大覆盖范围（M）：460
Intel PRO/2011无线PCMCIA卡 设备类型：无线网卡 网络标准：IEEE 802.11b 传输速率（Mbps）：11,5.5,2,1 最大覆盖范围（M）：460
目前市场上的AP基本上分为两大类：单纯型AP和扩展型 AP。扩展型AP除了基本的AP功能之外，还可能带有若干 以太网交换口、路由、NAT、DHCP、打印服务器等功能。
单纯型AP
NETGEAR WAB102 参考价：500 元 同时工作于5GHz 802.11a模式和 2.4GHz 802.11b模式之下
NETGEAR ME102 参考价：380 元
扩展型AP
适合于尚无有线网络的用户，其网络设备可以将多种设 备合而为一。比较适合于初次建网的用户，其集成化的 功能可以使用户只用一个设备而满足所有的网络需求。 根据用户所使用的网络线路是ADSL宽带还是以太网宽 带，选择WAN接口不同的网络设备 。
无线局域网布置示例（2）
Benq (明基)AWL500 AP
无线局域网布置示例（3）
Intel PRO/2011无线接入点 设备类型：无线接入点 网络标准：IEEE 802.11b 传输速率（Mbps）：11,5.5,2,1 最大覆盖范围（M）：460
Intel PRO/2011无线PCMCIA卡 设备类型：无线网卡 网络标准：IEEE 802.11b 传输速率（Mbps）：11,5.5,2,1 最大覆盖范围（M）：460
目前市场上的AP基本上分为两大类：单纯型AP和扩展型 AP。扩展型AP除了基本的AP功能之外，还可能带有若干 以太网交换口、路由、NAT、DHCP、打印服务器等功能。
单纯型AP
第4章局域网常用传输介质和互连设备
一种包括四个电线对的UTP形式。传输频率为20MHz，用于 语音传输及最高传输速率为16Mbps。主要用于基于令牌的局域网和 10Base-T／100Base-T，与CAT3相比，它能提供更多的保护以防 止串扰和衰减。在以太网布线中应用很少，以往多用于令牌网的布 线，目前市面上基本看不到。
包括四个电线对，增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材 料，传输频率为100MHz。用于语音传输和最高传输速率为 100Mbps，主要用于100Base-T和10Base-T网络。这是最常用的以 太网电缆。5类双绞线是目前网络布线的主流。
4.2.1 同轴电缆的组成
同轴电缆共有四层组成： 1 、一根中央铜导线:铜线传输电磁信号 2、包围铜线的绝缘层:绝缘材料将铜线与金属屏蔽物隔开 3、网状金属屏蔽层：一方面可以屏蔽噪声，另一方面可以作为信号地， 能够很好地隔离外来的电信号 4、一个塑料保护外皮
同轴电缆的组成
4.2.2 同轴电缆类型
4.1.3 双绞线的制作
3. 制作过程 准备制作网线的工具和材料
◆ RJ-45 卡线钳一把 ◆ 水晶头 ◆ 双绞线 制作过程可分为以下步骤： Step 1: 剥线 Step 2: 理线 Step 3: 插线 Step 4: 压线 Step 5: 制作另一端水晶头 Step 6: 线缆的测试
4.1.3 双绞线的制作
知识 点
● 局域网中常用有线传输介质的使用 ● 网卡的作用、分类及参数设置 ● 集线器概念、工作原理、作用及分类 ● 交换机概念、工作原理、作用及与集 线器的区别 ● 路由器概念、工作原理、作用及与交 换机的区别
重点和难 点
● 双绞线的制作及使用 ● 网络设备的使用及应用
本章内容
4.1 局域网中的双绞线 4.1.1 双绞线的组成 4.1.2 双绞线的分类及应用特点 4.1.3 双绞线的制作
包括四个电线对，增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材 料，传输频率为100MHz。用于语音传输和最高传输速率为 100Mbps，主要用于100Base-T和10Base-T网络。这是最常用的以 太网电缆。5类双绞线是目前网络布线的主流。
4.2.1 同轴电缆的组成
同轴电缆共有四层组成： 1 、一根中央铜导线:铜线传输电磁信号 2、包围铜线的绝缘层:绝缘材料将铜线与金属屏蔽物隔开 3、网状金属屏蔽层：一方面可以屏蔽噪声，另一方面可以作为信号地， 能够很好地隔离外来的电信号 4、一个塑料保护外皮
同轴电缆的组成
4.2.2 同轴电缆类型
4.1.3 双绞线的制作
3. 制作过程 准备制作网线的工具和材料
◆ RJ-45 卡线钳一把 ◆ 水晶头 ◆ 双绞线 制作过程可分为以下步骤： Step 1: 剥线 Step 2: 理线 Step 3: 插线 Step 4: 压线 Step 5: 制作另一端水晶头 Step 6: 线缆的测试
4.1.3 双绞线的制作
知识 点
● 局域网中常用有线传输介质的使用 ● 网卡的作用、分类及参数设置 ● 集线器概念、工作原理、作用及分类 ● 交换机概念、工作原理、作用及与集 线器的区别 ● 路由器概念、工作原理、作用及与交 换机的区别
重点和难 点
● 双绞线的制作及使用 ● 网络设备的使用及应用
本章内容
4.1 局域网中的双绞线 4.1.1 双绞线的组成 4.1.2 双绞线的分类及应用特点 4.1.3 双绞线的制作
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
第4章 Internet连接技术 Internet连接技术
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
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 无线局域网安全管理要点
完成组播密钥协商。
4.1 WLAN安全概述
4.1.2 WLAN安全威胁分析 （1） WLAN安全威胁
① 未经授权的接入
➢ 指的是在开放式的WLAN系统中，非指定用户也可以接入AP，导致
合法用户可用的带宽减少，并对合法用户的安全产生威胁。 ② MAC地址欺骗
➢ 对于使用了MAC地址过滤的AP,也可以通过抓取无线包，来获取合
（1）标准的制定
➢WEP机制
➢ IEEE 802.11工作组最初制定的IEEE802.11-1999协议的WEP机制 存在诸多缺陷 。
➢802.11i
➢ IEEE 802.11在2002年成立了802.11i工作组，提出了AES-CCM等 新的安全机制。
➢WAPI标准
➢ 我国的国家标准化组织针对802.11和802.11i标准中的不足，对
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) ➢IEEE 802.11i ➢WAPI
▪ WEP安全机制包括：
➢ 身份认证采用了Open system认证和共享密钥认证； ➢ 数据加密采用RC4算法； ➢ 完整性校验采用了ICV； ➢ 密钥管理不支持动态协商，密钥只能静态配置，完全不适合在企
业等大规模部署场景。
4.1 WLAN安全概述
（3）IEEE 802.11i标准
➢认证基于成熟的802.1x、Radius体系 ➢IEEE802.11i标准中定义了如下内容：
4.1 WLAN安全概述
4.1.2 WLAN安全威胁分析 （1） WLAN安全威胁
① 未经授权的接入
➢ 指的是在开放式的WLAN系统中，非指定用户也可以接入AP，导致
合法用户可用的带宽减少，并对合法用户的安全产生威胁。 ② MAC地址欺骗
➢ 对于使用了MAC地址过滤的AP,也可以通过抓取无线包，来获取合
（1）标准的制定
➢WEP机制
➢ IEEE 802.11工作组最初制定的IEEE802.11-1999协议的WEP机制 存在诸多缺陷 。
➢802.11i
➢ IEEE 802.11在2002年成立了802.11i工作组，提出了AES-CCM等 新的安全机制。
➢WAPI标准
➢ 我国的国家标准化组织针对802.11和802.11i标准中的不足，对
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) ➢IEEE 802.11i ➢WAPI
▪ WEP安全机制包括：
➢ 身份认证采用了Open system认证和共享密钥认证； ➢ 数据加密采用RC4算法； ➢ 完整性校验采用了ICV； ➢ 密钥管理不支持动态协商，密钥只能静态配置，完全不适合在企
业等大规模部署场景。
4.1 WLAN安全概述
（3）IEEE 802.11i标准
➢认证基于成熟的802.1x、Radius体系 ➢IEEE802.11i标准中定义了如下内容：
第四章局域网方案设计与规划
第四章局域网方案设计与规划在当今数字化的时代，局域网对于企业、学校、政府机构等各类组织来说至关重要。
一个设计合理、规划完善的局域网能够提高工作效率、保障信息安全、促进资源共享。
接下来，让我们深入探讨局域网方案的设计与规划。
一、需求分析在设计和规划局域网之前，首先要进行详细的需求分析。
这包括了解用户数量、使用场景、业务需求、安全要求等方面。
例如，如果是一家企业，需要考虑各个部门的工作流程和数据交换需求；如果是学校，要考虑教学、科研、行政等不同区域的网络使用特点。
用户数量的多少直接影响网络带宽和设备性能的选择。
如果用户数量众多，就需要更强大的网络设备来支持，以确保网络的稳定性和流畅性。
使用场景也是一个重要因素。
比如，是否有大量的多媒体文件传输、是否需要支持远程办公、是否有实时性要求高的应用（如视频会议）等。
业务需求方面，不同的行业和组织有着不同的业务流程和软件应用。
有些可能需要高速的数据处理能力，有些则更注重数据的安全性和备份恢复功能。
安全要求更是不可忽视。
要确定是否需要防火墙、入侵检测系统、数据加密等安全措施，以及对用户访问权限的精细控制。
二、网络拓扑结构选择常见的局域网拓扑结构有星型、总线型、环型和树型等。
星型拓扑结构是目前应用最广泛的一种。
它以中央节点为核心，其他节点通过单独的线路与中央节点相连。
这种结构的优点是易于管理和维护，故障诊断和隔离相对容易，而且单个节点的故障不会影响整个网络的运行。
总线型拓扑结构则是所有节点通过一条公共的总线进行通信。
其优点是成本较低，但缺点也很明显，比如一旦总线出现故障，整个网络将瘫痪。
环型拓扑结构中，节点依次连接形成一个闭合的环。
信息在环中单向传输，这种结构的可靠性相对较高，但扩充性较差。
树型拓扑结构则是一种分层结构，类似于树的形状。
它综合了星型和总线型的优点，适用于较大规模的网络。
在选择拓扑结构时，要根据需求分析的结果，综合考虑网络规模、可靠性要求、扩展性需求以及成本等因素。
第4章：局域网--2csmacd
1
k值
1
r取值范围
[0,1]
延迟时间T
T = r*B
2
3 4 11 12
2
3 4 10 10
[0,1,2,3]
[0,1,…7] [0,1,…15] ……… [0,1,…210-1] [0,1,…210-1] ………
T = r*B
T = r*B T = r*B T = r*B T = r*B
16
停止传送
36
地址解析协议ARP
1.为什么需要地址解析？
AD
37
地址解析协议ARP
为什么需要地址解析？
237.196.7.78 1A-2F-BB-76-09-AD
A
237.196.7.23
237.196.7.14
B
A
LAN
A
71-65-F7-2B-08-53
58-23-D7-FA-20-B0
0C-C4-11-6F-E3-98 237.196.7.88
多用户竞争单信道使用权 发送方发送数据前不进行载波侦听，不考虑其他用户 是否在发送，导致冲突概率大 无线通信距离长，传播时延>>传输时延，不便于侦听， 发送完后仍然可能发生冲突 信道利用率低，仅为18%
ALOHA协议的改进--分槽ALOHA ALOHA协议信道利用率低的原因
发送方在发送前没有也不便于进行侦听
传输率固定时网络跨距越大最小帧长度就应越大网络跨距固定时传输率越高最小帧长度就应越大62在一个采用csmacd协议的网络中传输介质是一根完整的电缆传输速率为1gbps电缆中的信号传播速度是200000kms若最小数据帧长度减少800比特则最远的两个站点之间的距离至少需要增加80mc减少160md减少80m63以太网的发展随着以太网的传输速度不断提高以太网的mac子层变化很小仍保留着传统的帧格式介质访问控制方法
k值
1
r取值范围
[0,1]
延迟时间T
T = r*B
2
3 4 11 12
2
3 4 10 10
[0,1,2,3]
[0,1,…7] [0,1,…15] ……… [0,1,…210-1] [0,1,…210-1] ………
T = r*B
T = r*B T = r*B T = r*B T = r*B
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停止传送
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地址解析协议ARP
1.为什么需要地址解析？
AD
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地址解析协议ARP
为什么需要地址解析？
237.196.7.78 1A-2F-BB-76-09-AD
A
237.196.7.23
237.196.7.14
B
A
LAN
A
71-65-F7-2B-08-53
58-23-D7-FA-20-B0
0C-C4-11-6F-E3-98 237.196.7.88
多用户竞争单信道使用权 发送方发送数据前不进行载波侦听，不考虑其他用户 是否在发送，导致冲突概率大 无线通信距离长，传播时延>>传输时延，不便于侦听， 发送完后仍然可能发生冲突 信道利用率低，仅为18%
ALOHA协议的改进--分槽ALOHA ALOHA协议信道利用率低的原因
发送方在发送前没有也不便于进行侦听
传输率固定时网络跨距越大最小帧长度就应越大网络跨距固定时传输率越高最小帧长度就应越大62在一个采用csmacd协议的网络中传输介质是一根完整的电缆传输速率为1gbps电缆中的信号传播速度是200000kms若最小数据帧长度减少800比特则最远的两个站点之间的距离至少需要增加80mc减少160md减少80m63以太网的发展随着以太网的传输速度不断提高以太网的mac子层变化很小仍保留着传统的帧格式介质访问控制方法
计算机网络第4章局域网技术
31
4.4.2 以太网工作原理 1. 以太网的网络体系结构
32
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。
21
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
4.4.2 以太网工作原理 1. 以太网的网络体系结构
32
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。
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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
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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
第四章局域网广域网
各工作站之间的互通性差， 网络工作效率低。 各工作站上软硬件资源无法 实现共享。 网络较复杂，对各工作站的 管理比较困难。 数据的保密性低于专用服务 器模式。
4.1 局域网
4.1.2 局域网体系结构
OSI参考模 型 7 6 5 4 3 2 1 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 第2层 第1层 逻辑链路控制LLC 介质访问控制MAC 物理层 高层服务访问点 （SAP） 局域网参考模 型
4.2 以太网
1. 以太网的几种标准
(2)10Base2（细缆以太网） 10Base2——指以太网的最大数据传输率为 10Mbit/s。 直径为0.25英寸，采用基带传输技术，每段网线 最大长为200m（实际是185m）。 如果网络中设备间的距离超过了185m，需要接有 中继器，起到增强信号的目的。
高数据传输率1010000mbps10km低出错率1081011高速10gethernet移动无线局域网ieee8021141局域网树型结构网络拓扑结构之间的比较拓扑结构优点缺点总线型安装容易使用电缆少易于扩充结点隔离性好检测故障定位困难系统范围受限制便于管理检测故障定位容易单个站点发生故障不会影影响全交换机出现问题会影响全网增加工作站时要增加集线器的连线检测故障定位容易需要电缆长度短网络的性能依赖于性能最差的结点组网容易易于扩展检测故障定位容易各个结点对根结点依赖性太大网状型检测故障定位容易容错能力强可靠性高消耗电缆多成本高结构复杂不易于安装建设41局域网411局域网概述局域网的工作模式1对等模式peertopeer2专用服务器模式serverbased3客户服务器模式clientserver局域网工作模式比较工作模式优点缺点对等模式组建和维护容易使用简单
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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4.3.1 以太网的发展历程 1.1970年，施(shī)乐(lè )(Xerox)公司进行开发； 2.1976年，施(shī)乐(lè )(Xerox)公司构建了第一 个以太网-2.94Mbps的CSMA/CD； 3.1980年，DEC、Intel和Xerox(DIX)共同开发起 草了一份10Mbps的以太网标准，蓝皮书标准 /Ethernet V1； 4.1985年，DIX制定了Ethernet V2； 5.IEEE 802委员会以Ethernet V2为基础，制定了 IEEE 802.3局域网标准。
4.2.1 局域网参考模型
图4-2 IEEE 802参考模型与OSI参考模型的对应关系
1．物理层 主要用来正确传输二进制的位信号。 2．MAC子层 主要用来制定管理和分配信道的协议规范，其 主要功能是进行合理的信道分配，解决信道 竞争问题。 3．LLC子层 LLC子层与传输介质无关，与介质访问控制方法 无关，主要用来向网络层提供一个统一的格 式和接口，其主要功能是数据帧的组装与拆 卸、帧的收发、差错控制、数据流控制和发 送顺序控制等。
2．FDDI的技术特点 (1)使用基于IEEE802.5(令牌环)标准； (2)使用IEEE802.2协议，与符合IEEE802.2标准 的局域网兼容； (3)数据传输速率100Mbps，联网结点数≤1000， 环路长度为100KM以内； (4)可以使用双环结构，具有容错能力； (5)可以使用多模或单模光纤； (6)具有动态分配带宽的能力，能支持同步和异 步数据传输。
2．千兆以太网的协议结构
IEEE 802.2 LLC IEEE 802.3 MAC GMII（功能与 AUI 相同）
8B/10B 编码解码方式
PAM5 编码解码方式
1000 BASE-CX 1000 BASE-SX 1000 BASE-T 1000 BASE-LX 屏蔽双绞线 多模光纤 非屏蔽双绞线 单模光纤
IEEE 802.2 LLC
IEEE 802.3 MAC
MII（功能与 AUI 相同）
100 BASE-TX 两对 5 类线或 STP
100 BASE-T4 四对 3,4,5 类 UTP
100 BASE-FX 光纤
100 BASE-T 集线器
图4-5 Fast Ethernet的协议结构
4.4.2 光纤分布式数据接口(FDDI) 1980年由ANS(美国国家标准化协会)的 X3T9.5标准委员会提出，传输速率 100Mbps，最大传输距离200KM，最多 可支持1000个站点。 分类：FDDI，FDDI-Ⅱ和交换FDDI。
长度错
(2)Token-Ring：令牌环，是一种适用 于环型网络拓扑结构的分布式媒体 讯问控制方法。 (3)Token-Bus：令牌总线，CSMA/CD 和Token-Ring相结合，在总线型拓 扑结构上实现令牌环技术。
二．局域网的特点 1.局域网覆盖的地理范围比较小：几米~几十千 米，一般不超过30千米； 2.数据传输速率高：1Mbps~100Mbps~1Gbbps； 3.传输延时小：几毫秒~几十毫秒； 4.出错率低； 5.局域网属单一组织拥有； 6.决定局域网特性的主要技术要素是：网络拓扑、 传输介质和介质访问控制方法； 6.从介质访问控制方法的角度来看，局域网可分 为：共享介质局域网和交换式局域网。
3．媒体访问控制 媒体访问控制的内容：确定网络的每个结 点能够将信息发送到媒体上去的特定时 刻；如何对公用传输媒体进行访问并加 以利用和控制。 (1)CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Dtect)：载波监听多路 访问/冲突检测技术，是一种适用于总线 型拓扑结构的分布式媒体访问控制方法。
图4-6 FDDI作为连接多个局域网的主干环网结构
1．FDDI的双环结构
图4-7 FDDI的双环结构
(1)主环(Primary Ring)：传输数据，副环 (Secondary Ring):备份； (2)4束光纤芯组成两个环，一个顺时针发 送，一个逆时针发送； (3)当其中一个环发生故障时，由另一个环 代替； (4)如果两个环同时在一个点断路则两个环 连接成一个单环； (5)最大优点：高可靠性。
第4章 局域网
内容提要
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 局域网概述 IEEE 802标准与局域网体系结构 以太网 高速局域网 交换式局域网 虚拟局域网 无线局域网 ATM与局域网仿真 习题
4.1 局域网概述
一.影响LAN性能的主要因素 1．传输媒体 传输介质/通信线路/信道：网络数据信号 传输的载体。最常用的是双绞线和光纤。 2．拓扑结构 常用的有：星型、总线型和环型。
4.5.3 局域网交换机的工作原理
图4-12 交换机的结构与工作过程
交换机的分类/以太网交换机的帧转发方式： 1.直接交换方式(Cut Through) 交换机只要接收并检测到目的地址字段，就立即将该帧 转发出去，而不管这一帧数据是否出错。 2.存储转发交换方式(Store and Forward) 交换机首先完整地接收发送帧，并先进行差错检测。如 果接收帧是正确的，则根据目的地址确定端口号，然 后再转发出去。 3.改进的直接交换方式 在接收到帧的前64字节后，判断Ethernet帧的帧头字段是 否正确(它只对帧的地址字段与控制字段进行差错检 测)，如果正确则转发出去。
发送数据流程图
站点准备发送帧
侦听信道
信道空闲?
N
等信号
N 按后退策略延迟 继续发送
发送完成
接收帧
接收数据流程图
接收完成？ Y 是否帧碎片？ Y N N
N
目的地址符合？
Y
CRC正确？ Y 长度字节？ Y 长度正确 Y 正确接收
N
有其他位？ N Y 对准错 N 按类型处理 N CRC错
4.4 高速局域网
1.传统局域网技术的缺点：建立在“共享 介质”基础之上，当网络结点数增大、 网络通信负荷加重时，冲突和重发现象 将大量发生，网络效率会急剧下降，网 络传输延迟将会增长，网络服务质量也 会下降。
图4-4 共享介质局域网与交换式局域网的工作原理
2.解决网络规模与网络性能之间矛盾的方 法 (1)提高以太网的数据传输速率→高速局域 网；介质访问控制：CSMA/CD。 (2)将一个大型局域网划分成多个用网桥或 路由器互联的子网→局域网互联技术； 每个子网的介质访问控制：CSMA/CD。 (3)“共享介质方式”改为“交换方式”→ 交换式局域网；核心设备：局域网交换 机。
3．FDDI的应用方向 (1)计算机机房网/后端网络； (2)办公室或建筑物群的主干网/前端网； (3)校园网的主干网； (4)多校园的主干网。
4.4.3 千兆以太网(GE：Gigabit Ethernet) 1.GE的特点 (1)GE的最高数据传输速率2Gbps， (2)使用IEEE802.3z标准； (3)采用IEEE802.3 CSMA/CD协议，与传统以太 网的帧格式和帧的大小相同(64B~1514B)相同， (4)与现有以太网完全兼容； (5)全双工操作； (6)主要使用的是光纤信道。
7. IEEE 802.7：宽带技术咨询和物理层课题与建 议实施； 8. IEEE 802.8：光纤技术咨询和物理层课题； 9. IEEE 802.9：综合声音/数据服务的访问方法 和物理层规范； 10. IEEE 802.10：安全与加密访问方法和物理层 规范； 11. IEEE 802.11：无线局域网访问方法和物理层 规范； 12. IEEE 802.12：100VG-AnyLAN快速局域网访 问方法和物理层规范。
4.4.1 快速以太网(Fast Ethernet) 1．快速以太网的协议结构 IEEE802.3u，LLC子层：IEEE802.2，MAC子层： CSMA/CD。 2．100 BASE-T标准 (1)100BASE-TX：两对5类UTP或两对1类STP； 一对发送，一对接收，全双工系统； (2)100BASE-T4：四对3类UTP；三对用于数据 传输，一对用于冲突检测； (3)100BASE-FX：两芯的多模光纤或单模光纤； 全双工系统。
物理层
物理层
802.9 语音数 据综合 局域网
802.11 无线 局域网
802.12 100VGAnyLAN
数据 链路层
物理层
802.7 宽带技术
802.8 光纤技术
图4-3 IEEE 802各分委员会结构关系与局域网标准图
1. IEEE 802.1：局域网概述、体系结构、网络管 理和网络互联； 2. IEEE 802.2：逻辑链路控制LLC； 3. IEEE 802.3：CSMA/CD访问方法和物理层规 范-以太网规范； 4. IEEE 802.4：Token Passing BUS(令牌总线)； 5. IEEE 802.5：Token Ring(令牌环)访问方法和 物理层规范； 6. IEEE 802.6：城域网访问方法和物理层规范；
①IEEE 802标准仅包含了OSI参考模型的 物理层和数据链路层协议，其他较高层 次的协议没有制定； ②目前，LAN协议的实现方式：网卡+驱 动程序。
4.3 以太网
以太网(Ethernet)：基于总线型的广播式网 络，是目前最为成功、应用最为广泛的 局域网，采用IEEE 902.3局域网标准， 其核心技术是CSM/CD。
三．局域网的分类方法
图4-1 局域网产品类型与相互之间的关系
4.2 IEEE 802标准与局域网体系结构
IEEE 802标准是一系列有关局域网标准的 集合，由IEEE 802委员会制定(Institute of Electrical and Electronics Engineers INC：电器与电子工程师协会)。
图4-10 交换式以太网的结构示意图
局域网交换机
端口速率是 100Mbps