第5章 局域网体系结构

5.5 快速以太网与千兆以太网 技术
5.5.1 快速以太网 5.5.2 千兆位以太网 5.5.3 万兆以太网
5.5.1 快速以太网
如表5-2所示是关于快速以太网组网规格总结。
表5-2 快速以太网组网规格总结 名 称 传输介质 最大段长度 特点 100Mbps全双工； 5类UDP
100Base-TX
5.1.2 局域网的特点
地理范围有限 通信速率高 可采用多种通信介质 可靠性较高
5.2 局域网的组成

局域网硬件
服务器 工作站 网络适配器 数据转发设备

局域网软件
Fra Baidu bibliotek
网络操作系统 通信协议 网络应用软件
5.3 传统以太网
5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 以太网概述 MAC地址 帧结构 CSMA/CD介质访问控制协议
5.3.2 MAC地址
MAC地址的例子：
5.3.3 帧结构
目前最常用的MAC帧是以太网V2标准，下面是一个数据 包实例：
http://www.gelishfw.com/ http://www.gybcny.com/ http://www.hd8go.com/ http://www.sj93.cn/ http://www.mdwxz88.com/ http://www.oemgc.com/ http://www.189288.com/ http://www.hzp580.com http://www.yjoem.com/ http://www.oemdg.com/ http://www.oemfy.com/ http://www.xcdnpx.com/ http://www.yanjigz.com/ http://www.189286.com/ http://www.xcdnpx.com/ http://www.dgxcdn.com http://www.dgxcpx.com/ http://www.xcwxpx.com/ http://www.xunchi-px.com/ http://www.donghuijc.com/http://www.oemfy.com/http://www.0759mz.com/http://www.lczx 188.com/ http://www.189287.com/ http://www.ystdzkj.com/ http://www.023gree.com/ http://www.glwxz.com/ http://www.023midea.net/ http://www.023chigo.com/http://www.023aux.com/ http://www.023haier.net/ http://www.023xiu.com/ http://www.51xiu.org/ http://www.023vatti.com/ http://www.meidix.com/ http://www.ystdzkj.com/ http://www.ystmach.com/ http://www.ystcode.com/ http://www.hthqdb.com/http://www.023midea.net/bbs/ http://www.gz-bestally.com/ http://www.gz-bestally.com/ http://cwb1024.blog.163.com/manage/#m=0&t=0 http://blog.sina.com.cn/ http://www.gz-bestally.com/ www.gzdzbjbw.com/adminbeat/index.asp http://www.ystmach.com/bbs/forum.php http://www.ystcode.com/bbs/forum.php
第5章 局域网体系结构
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 局域网概述 局域网的组成 传统以太网 交换式局域网 快速以太网与千兆以太网技术 无线局域网
5.1 局域网概述
5.1.1局域网的定义与发展过程 5.1.2 局域网的特点
5.1.1局域网的定义与发展过程
局域网（Local Area Network），简称LAN， 是指在某一区域范围内，将各种计算机、通信设 备、外部设备和数据库等互相连接起来的计算机 通信网。 “某一区域”指的是同一办公室、同一建筑物、 同一公司和同一学校等，一般是方圆几千米以内。
5.4.1 交换式局域网概述
图5-11 交换式以太网结构
5.4.2 局域网交换机工作原理
在交换机中维护一个“MAC地址—端口”对应表。 交换机根据数据帧的源MAC地址建立对应关系表，通 过读取数据帧的目的MAC地址，确定将数据帧转发至 哪个端口。交换机具体工作流程如下： （1）当交换机初次加电时，其MAC地址表是空的。 （2）当交换机从某个接口收到一个数据帧，它先读取 帧首部中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的 计算机连接在哪个端口上。然后交换机将读取的源 MAC地址和其对应的端口关系添加到MAC地址表中。

5.3.1 以太网概述

1．IEEE802参考模型
OSI参考模型 应用层 表示层 会话层 传输层
网络层 数据链路层
IEEE802参考模型
服务访问点SAP
逻辑链路控制LLC 媒体接入控制MAC 物 理 层 IEEE802 参考模型 的范围
物理层
图5-1 IEEE802参考模型与ISO/OSI参考模型比较
双绞线
100m
100Base-T4
双绞线
100m
100Mbps半双工； 3类UDP
100Mbps全双工； 长距离
100Base-FX
光纤
2000m
5.5.2 千兆位以太网
IEEE802.3委员会制定了支持多种传输介质的千兆 以太网标准，具体情况见表5-3。
表5-3 千兆以太网组网规格总结
名 称 1000Base-SX （IEEE 802.3z） 传输介质类型 62.5μm多模光纤 50μm多模光纤 62.5μm多模光纤 50μm多模光纤 10μm单模光纤 最大段长度 275m 500m 550m 550m 5000m
5.4.1 交换式局域网概述
典型的交换式局域网是交换式以太网（Switched Ethernet），它的核心部件是以太网交换机（ Ethernet Switch）。 以太网交换机可以有多个端口，如果每个端口到 主机的带宽还是10Mbit/s，但由于一个用户在通信时 是独占而不是和其他用户共享传输媒体的带宽，因此 拥有N个端口的交换机的总容量为N*10Mbit/s。交换 式以太网的结构如图5-11所示。
1000Base-LX （IEEE 802.3z）
1000Base-CX （IEEE 802.3z）
2对STP
4对5类UTP
25m
100m
1000Base-T （IEEE 802.3ab）
5.5.3 万兆以太网
万兆以太网的特点： 万兆以太网的帧格式与10Mb/s、100Mb/s和1000Mb/s的帧 格式完全相同。 万兆以太网仍然保留了802.3标准对以太网最小帧和最大 帧长度的规定。 只使用光纤。 万兆以太网只工作在全双工方式，因此不存在争用问题。 标准中采用了局域网和广域网两种物理层模型，从而使以 太网技术能方便地引入广域网中，进而使LAN、MAN和 WAN网络可采用同一种以太网网络核心技术。
5.6 无线局域网
5.6.1 无线局域网概述 5.6.2 无线局域网的工作原理 5.6.3 无线局域网的协议标准
5.6.1 无线局域网概述

1．概述
无线局域网WLAN(Wireless LAN) 起源于20世纪 80年代， 是利用无线通信技术在一定的局部范围内建 立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产 物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线 局域网的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随 意的网络接入。1997年6月，第一个WLAN标准 IEEE802.11正式颁布实施，为WLAN的物理层和MAC 层提供了统一的标准。
5.3.1 以太网概述
3. 组网规格 传统以太网的传输速率是10Mbps，主要有4种组网规格 （1）10Base5网络 （2）10Base2网络 （3）10Base-T网络 （4）10Base-F网络

5.3.2 MAC地址
在以太网上，为了实现站点间通信，每个站点都分配 了一个唯一的标识符，该标识符称为介质存取控制（ Media Access Control，MAC）地址，又称硬件地址或物 理地址。 IEEE802标准规定MAC地址采用48位二进制（6字节 ）来表示，其中，前3个字节（即高24位）被称为组织唯 一标识符（Organizationally Unique Identifier，OUI）， 用于代表不同的网卡生产厂家。 MAC地址的后3个字节（即低24位）由厂家自行指派 ，称为扩展标识符（Extended Identifier）。每个厂家生 产时都会保证使用同一OUI的网卡扩展标识符不重复使用 。
5.4.2 局域网交换机工作原理
（3）交换机再去读取的帧首部的目的MAC地址字段， 并在地址表中查找对应的端口。 （4）如果表中有与目的MAC地址对应的端口，则数据 包直接转发到该端口上。 （5）如果表中找不到与其对应的端口，则把数据包广 播到除进入端口外的所有端口上。当目的计算机对源计 算机回应时，交换机就可以学习到该目的MAC地址与 哪个端口对应。
5.6.1 无线局域网概述

2．无线局域网特点
（1）可移动性 （2）降低成本
5.6.1 无线局域网概述
3．管理机构和标准 （1） ITU-R（国际电信联盟无线电通信部门 管理） （2）IEEE（电气及电子工程师学会） （3）Wi-Fi联盟
5.6.2 无线局域网的工作原理
5.3.4 CSMA/CD介质访问控制协议
1．载波侦听多路访问协议CSMA 载波侦听多路访问（CSMA，Carrier Sense and Multiple Access）又称为“先听后说”，是减少冲突的主 要技术。具体方法是，网中各站在发送信息帧之前，先监 听信道，看信道是忙还是闲，如信道闲（即没有别的站往 信道上发送信息帧）就发送信息帧；否则，就推迟自己的 发送行动。 （1）非坚持型CSMA （2）1-坚持CSMA （3）P-坚持CSMA
5.3.1 以太网概述
1．IEEE802参考模型 IEEE802参考模型将数据链路层分为：媒体访问（接 入）控制MAC（Medium Access Control)子层和逻辑链路 控制LLC（Logical Link Control）子层。网络的服务访问 点SAP在LLC层与高层的交界处。LAN参考模型与OSI参 考模型的比较示意图如图5-1所示

5.3.4 CSMA/CD介质访问控制协议

2．载波侦听多路访问/冲突检测协议CSMA/CD
侦听
有载波？ N 发送
Y 退避算法，延时等待
有冲突？ N N 发送完成? Y
Y 强化冲突，停止发送
冲突过多? Y
N
结束
图5-10 CSMA/CD工作原理
5.4 交换式局域网
5.4.1 交换式局域网概述 5.4.2 局域网交换机工作原理 5.4.3局域网交换机的帧转发方式
5.3.1 以太网概述
2. 以太网概述 1980年，DEC、Inter和Xerox三家公司联合研发了 10M以太网1.0规范，即DIX Ethernet 1.0规范。1982年， DIX发布了以太网2.0规范，即DIX Ethernet 2.0规范。 IEEE 802.3则主要是对物理层和逻辑链路层的介质访 问部分进行了规定，没有定义任何逻辑链路控制协议。与 DIX标准相比，两者定义的帧格式有一些不同，如图5-2 所示

5.3.1 以太网概述

2. 以太网概述
8 先导域 6 目标地址 1 6 源地址 2 类型 1-1500 数据 0-46 填充域 4 校验和
字节
（ a）
7
（ b）
6
6 源地址
2 长度
1-1500 数据
0-46 填充域
4 校验和
先导域
帧 起 目标地址 始
5-2 帧格式 (a) DIX以太网 (b) IEEE802.3