局域网工作原理第一讲
局域网组建的基本原理和技术
局域网组建的基本原理和技术局域网（Local Area Network，简称LAN）是指位于相对较小地理范围内的计算机网络，通常是指企业、学校、办公场所等内部网络。
局域网的组建需要依靠一定的原理和技术来实现。
本文将介绍局域网组建的基本原理和技术。
一、局域网基本原理1.1 物理连接局域网中的计算机和设备之间通常通过物理连接来进行数据传输。
常用的物理连接方式有以太网（Ethernet）、无线局域网（Wireless LAN）、光纤等。
以太网是较为常见和广泛应用的一种物理连接方式，通过以太网协议传输数据。
1.2 网络拓扑网络拓扑指的是计算机和设备相互连接的方式。
常见的网络拓扑有星型拓扑、总线拓扑、环形拓扑等。
星型拓扑是局域网部署最常见的拓扑结构，其中每台计算机都与一个中央设备（如交换机）相连。
1.3 IP地址和子网掩码为了实现局域网内计算机之间的通信，每台计算机都需要有一个唯一的IP地址。
在一个局域网中，IP地址通常有相同的网络号，但主机号不同。
子网掩码用于将IP地址划分为网络号和主机号。
二、局域网组建的技术2.1 交换机交换机是局域网组建中必不可少的设备。
它用于将局域网中的计算机连接起来，并实现数据的交换和转发。
交换机可以根据MAC地址学习和存储计算机的地址信息，从而有效地将数据传输到目标设备。
2.2 路由器路由器是用于连接不同局域网之间的设备，实现跨网络通信。
它能够根据IP地址和路由表等信息，选择合适的路径将数据包转发到目标网络。
通过路由器的连接，不同局域网之间可以进行互联和通信。
2.3 网络协议局域网组建还需要依赖于一系列网络协议。
其中包括以太网协议、传输控制协议/网络协议（TCP/IP）、动态主机配置协议（DHCP）、域名系统（DNS）等。
这些协议为局域网内的计算机提供了通信和数据传输的基础。
2.4 网络安全技术在局域网组建过程中，网络安全是一个重要的考虑因素。
为了保护局域网中的数据和信息安全，需要采取一系列安全技术措施，如防火墙、入侵检测系统、虚拟专用网络（VPN）等。
局域网的工作原理
局域网的工作原理
局域网（Local Area Network，LAN）是一种在小范围内建立
的相互连接的计算机网络。
它的工作原理主要包括以下几个方面：
1. 拓扑结构: 局域网可以采用不同的拓扑结构，如总线型、环形、星型等。
拓扑结构定义了局域网中各节点之间的连接方式，决定了数据传输的路径和流向。
2. 网络协议: 局域网通过网络协议进行通信。
常见的网络协议
包括以太网协议、令牌环协议、无线局域网协议等。
这些协议规定了数据传输的格式、编码规则和传输速率等。
3. 网络设备: 局域网由各种网络设备组成，包括交换机、路由器、网桥、网关等。
这些设备用于连接不同的节点，并进行数据的转发和管理。
4. IP地址和子网掩码: IP地址是在局域网中唯一标识一台设备
的地址，子网掩码用于划分局域网内部的子网络。
每个设备都需要配置IP地址和子网掩码，以实现正确的数据传输和地址
解析。
5. 数据传输: 设备在局域网内部通过数据链路层发送和接收数
据帧。
数据帧经过物理层的转发，通过链路层设备进行处理和转发，最终到达目标设备。
6. 网络安全: 局域网中的数据传输需要保证安全性。
常见的网
络安全技术包括访问控制列表、防火墙、虚拟专用网络（VPN）等，用于保护局域网内部的数据不被非法访问和攻击。
通过以上的工作原理，局域网可以实现在小范围内的设备互联，方便共享资源和信息传输。
它适用于家庭、办公室、学校等小规模的网络环境。
局域网基本工作原理
第四章 局域网基本工作原理
◇ 本章学习要求
• • • • • • • • 了解局域网的技术特点 掌握局域网拓扑结构的类型和特点 了解IEEE802参考模型与协议的基本概念 掌握共享介质局域网的基本工作原理 了解高速局域网的基本工作原理 掌握交换局域网的基本工作原理 了解虚拟局域网的基本工作原理 了解无线局域网的基本工作原理
• ⑴ FDDI主要技术特点 • ⑵ FDDI主要应用环境
þ Î ² ñ Æ ÷
²Ó Â É Æ ÷ FDDIÖ ÷· É º ²Í ø
²Ó Â É Æ ÷
Ô Ì Ò « Í ø Token Ring
图4-7 FDDI互连多个局域网的主干环网结构
3.快速以太网
• 快速以太网又称为Fast Ethernet，它的传输 速率比普通Ethernet快10倍，数据传输速率达 到了100Mbps； • Fast Ethernet保留着传统的帧格式、介质访 问控制方法与组网方法； • 每个比特的发送时间由100ns降低到了10ns； • 1995年9月，IEEE 802委员会正式批准了Fast Ethernet标准IEEE 802.3u。
• 2.无线局域网的主要类型
–红外线局域网 –扩频局域网 –窄带微波局域网
• 3.无线局域网标准是：IEEE 802.11标准
● 复习思考题
• • • • P123 第一题 P123 第二题 P124 第三题 P124 第四题
– 1、 2、 3 、 6、 7、 8 、 9 – 11. 简释下列基本概念
⑴ CSMA/CD的工作原理
4-1 CSMA/CD工作原理图
⑵ 令牌总线的工作原理
网络工作原理
网络工作原理网络是当今信息时代的重要组成部分，它连接了世界各地的计算机和设备，使得人们可以方便地进行通信和信息交流。
那么，网络是如何工作的呢？本文将介绍网络的工作原理，涵盖了物理连接、地址分配、数据传输、路由和安全等方面的内容。
一、物理连接网络的物理连接是指计算机和设备之间使用的物理介质，常见的包括有线和无线两种方式。
有线连接主要采用光纤和网线，通过物理电路将数据传输至目标设备。
无线连接则通过无线电波进行传输，常见的无线连接方式有Wi-Fi和蓝牙等。
二、地址分配在网络中，每个计算机和设备都需要有一个唯一的地址才能进行通信。
IP地址和MAC地址是两种常见的地址类型。
IP地址是用来标识计算机在网络中的位置，分为IPv4和IPv6两种版本。
MAC地址是网络接口的硬件地址，用于在局域网中唯一标识一台设备。
地址分配的过程一般由DHCP（动态主机配置协议）完成。
当设备连接到网络时，DHCP服务器会自动为其分配一个可用的IP地址，使其能够与其他设备进行通信。
三、数据传输数据传输是网络的核心功能之一。
当一台计算机要发送数据时，数据会被划分为小的数据包，并通过传输协议进行传输。
常见的传输协议有TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。
TCP是一种可靠的传输协议，它将数据划分为多个数据包，并通过网络进行可靠传输，确保数据的完整性和正确性。
UDP则是一种不可靠的传输协议，它不保证数据的可靠性，但传输速度更快。
四、路由路由是实现网络互联的关键技术。
当数据从源设备发送到目标设备时，需要经过多个网络设备（如路由器和交换机）的转发。
路由器根据目标IP地址和路由表等信息，将数据从源网络转发到目标网络，最终到达目标设备。
路由器之间的通信是通过路由协议实现的，常见的路由协议有RIP、OSPF和BGP等。
它们通过交换路由信息，确定最佳的数据传输路径，保证数据能够快速而准确地到达目标设备。
五、安全性在网络中，安全性是一个重要的问题。
《局域网基础知识》课件
数据加密技术
01 02
数据加密定义
数据加密是一种保护数据不被非法获取或篡改的技术。通过加密，可以 将明文数据转换为密文数据，只有拥有解密密钥的用户才能还原原始数 据。
数据加密类型
数据加密可以分为对称加密和公钥加密两种类型。对称加密使用相同的 密钥进行加密和解密，而公钥加密则使用不同的密钥进行加密和解密。
06
局域网发展趋势
无线局域网
总结词
无线局域网是局域网的一个重要发展趋势，它使得网络连接 更加灵活和方便。
详细描述
无线局域网通过无线传输技术，如Wi-Fi，实现了网络接入的 移动性和便捷性，不再受传统有线网络的线缆限制，提高了 网络覆盖范围和接入速度。
虚拟专用网络(VPN)
总结词
VPN技术使得局域网可以实现远程接入和安全加密，提高了网络使用的安全性和便利性。
网络管理软件
用于管理网络硬件和软件，确保网络 的正常运行。
网络拓扑结构
星型拓扑
总线型拓扑
所有节点都连接到一个中心节点，如果中 心节点出现故障，整个网络将瘫痪。
所有节点都连接到一个总线，如果某个节 点出现故障，只会影响该节点以下的通信 。
环型拓扑
网状拓扑
所有节点连接成一个闭环，数据只能沿一 个方向流动，如果某个节点出现故障，可 能会导致整个网络的通信中断。
03
数据加密算法
常见的对称加密算法有AES、DES等，公钥加密算法有RSA、ECC等。
选择合适的加密算法可以提高数据的安全性。
访问控制列表
访问控制列表定义
访问控制列表（ACL）是一种用于控制网络流量流向的安全机制。通过配置ACL，可以允许或拒绝特定IP地址或端口 的流量。
ACL应用场景
《局域网技术基础》课件
功能：连接多个网络设备，实现数据交换 工作原理：根据MAC地址进行数据转发 特点：速度快，延迟低，可靠性高 应用：企业网络、校园网络、家庭网络等
功能：连接多 个设备，形成
局域网
工作原理：接 收信号，放大 信号，转发信
号
特点：共享带 宽，不能隔离
冲突
应用：小型局 域网，家庭网 络，办公室网
络
功能：实现计 算机与局域网
调度和管理。
SDN在局域网中的应 用：SDN技术在局域 网中的应用，可以提 高网络的可扩展性、 灵活性和可靠性，降 低网络运维成本。
SDN与局域网发展趋 势：随着SDN技术的 不断发展和完善，未 来局域网将更加智能 化、自动化和可编程 化，实现网络资源的 高效利用和优化。
SDN与局域网展望： SDN技术在局域网中 的应用前景广阔，未 来将逐步取代传统网 络架构，成为局域网 发展的主流技术。
千兆以太网：传输速率达到1Gbps，广泛应用于企业网络
万兆以太网：传输速率达到10Gbps，适用于数据中心和云计算环境
40G/100G以太网：传输速率达到40Gbps/100Gbps，适用于高性能计 算和存储网络
软件定义网络（SDN）：通过软件控制网络流量，提高网络灵活性和可 扩展性
网络虚拟化：将物理网络资源抽象成虚拟网络，提高网络资源利用率和 灵活性
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汇报人：
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局域网（Local Area Network，LAN）是一种覆盖范围较小的计算机网络，通常用于一个办公 室、一栋建筑或一个校园内。
局域网通常使用有线或无线技术进行连接，如以太网、Wi-Fi等。
局域网可以实现文件共享、打印机共享、电子邮件等服务。
局域网组建的基本原理及步骤
局域网组建的基本原理及步骤局域网（Local Area Network，LAN）是指在一个相对较小的地理范围内，由若干台计算机和其它网络设备组成的计算机网络。
局域网的组建可以提供高速数据传输和资源共享等功能，为企业、学校和家庭等提供快速、稳定的网络连接。
本文将介绍局域网组建的基本原理及步骤，帮助读者更好地理解和操作。
一、基本原理局域网组建的基本原理涉及以下几个要点：1. 网络拓扑结构：根据实际需要和使用环境，局域网可以采用不同的拓扑结构，如星型、总线型、环型等。
其中，星型结构是一种常见的局域网拓扑结构，其特点是所有设备都通过一个集线器或交换机连接在一起。
2. 网络通信协议：局域网中的设备通常使用统一的网络通信协议，如以太网（Ethernet）协议。
以太网协议是一种常见的有线局域网通信协议，它定义了数据传输和设备地址分配等规则，保证了各设备之间的正常通信。
3. IP地址和子网掩码：为了实现设备之间的互联和数据传输，每个设备都需要具备唯一的IP地址。
同时，为了区分设备所在的子网，还需要设置相应的子网掩码。
IP地址和子网掩码是局域网中设备之间正确通信的基础。
二、组建步骤局域网的组建步骤可以分为以下几个阶段：1. 确定网络需求：首先需要明确网络的使用需求，包括网络规模、数据传输速率、设备连接数等。
根据需求确定一个合适的拓扑结构，并评估所需设备和网络设施的数量。
2. 设备选购与准备：根据网络需求，选择合适的设备和网络设施，如集线器、交换机、网线等。
及时检查所购买的设备是否符合相关标准和规范，并做好设备的预配置工作，如设置设备管理员账号、IP地址等。
3. 网络布线与连接：根据拓扑结构，进行网络布线工作，确保网络设施的互连和设备的连接。
在进行布线时，应避免过长的线缆长度和过多的连接点，以减少信号衰减和故障点。
4. IP地址和子网掩码设置：为每个设备分配唯一的IP地址，并设置相应的子网掩码。
确保设备在同一子网中，以便实现互联和数据传输。
计算机局域网全解PPT课件
03
局域网通信协议及工作原理
TCP/IP协议栈结构剖析
网络接口层
负责接收和发送IP数据报，处理 与物理网络相关的细节。
网络层
实现网络互连，提供路由选择、 流量控制和拥塞控制等功能。
传输层
提供可靠的、面向连接的数据传 输服务，以及不可靠的、无连接 的数据传输服务。
应用层
提供网络应用服务，如远程登录、 文件传输、电子邮件等。
计算机局域网全解PPT 课件
目 录
• 局域网基本概念与特点 • 局域网硬件设备与组成 • 局域网通信协议及工作原理 • 局域网组建与配置方法 • 局域网资源共享与安全防护策略 • 故障诊断与排除技巧 • 总结回顾与展望未来发展趋势
01
局域网基本概念与特点
局域网定义及发展历程
定义
局域网（Local Area Network，LAN）是一种在小范围内实现 计算机之间通信的网络，通常覆盖一个建筑物、校园或企业园 区等有限地理区域。
访问共享资源
在局域网内的其他计算机上，可以通过“网络”或“资源管理器”访问 共享文件夹或打印机。需要输入正确的共享名称和访问权限。
访问权限管理和数据备份恢复机制
访问权限管理
通过设置用户账户和组，以及配置文件和文件夹的访问权限，可以控制不同用户对共享资源 的访问权限。例如，可以设置只读、读写或完全控制等权限。
测试与验收
对网络进行测试，确保网络连 通性和性能满足要求，并进行 验收。
中大型企业复杂网络设计方案
需求分析
深入了解中大型企业的业务需求和网 络现状，明确网络改造或升级的目标。
02
网络架构设计
根据需求设计合理的网络架构，包括 核心层、汇聚层和接入层的规划。
网络基础 无线局域网工作原理及拓扑结构
网络基础 无线局域网工作原理及拓扑结构无线局域网的基础还是传统的有线局域网，是有线局域网的扩展和替换。
它只是在有线局域网的基础上通过无线HUB 、无线访问节点（AP ）、无线网桥、无线网卡等设备来实现无线通信。
下面以最广泛使用的无线网卡为例介绍无线局域网的工作原理。
一个无线网卡主要包括NIC （网卡）单元、扩频通信机和天线三个组成功能块。
NIC 单元属于数据链路层，由它负责建立主机与物理层之间的连接。
扩频通信机与物理层建立了对应关系，实现无线电信号的接收与发射。
当计算机要接收信息时，扩频通信机通过网络天线接收信息，并且对该信息进行处理，判断是否要发给NIC 单元。
如果是，则将信息帧上交给NIC 单元，否则丢弃掉。
如果扩频通信机发现接收到的信号有错，则通过天线发送给对方一个出错信息，通知发送端重新发送此信息帧。
当计算机要发送信息时，主机先将待发送的信息传给NIC 单元，由NIC 单元首先监测信道是否空闲。
如果空闲，便立即发送，否则暂不发送，并继续监测。
由此看出，无线局域网的工作方式与由IEEE802.3定义的有线网的CSMA/CD （载体监听多路访问/冲突检测）工作方式很相似。
局域网只涉及到ISO/RM 七层网络模型中的最低两层：物理层和数据链路层所以网络结构相对较简单。
根据局域网的特点，IEEE （国际电气电子工程师协会）早在90年代初就开始研究并制定无线局域网的标准。
近来称为IEEE802.11的这一标准被正式确立。
在IEEE802.11标准中，具体将局域网结构划分为“点到点(Peer-To-Peer)”（简称：无中心拓扑结构（PEER TO PEER ））和“主从(Master-Slave)”（简称：有中心拓扑结构（HUB —BASED ））两种标准形式。
“点到点”结构用于连接计算机或者便携式计算机（笔记本计算机），允许各台计算机在无线网络所覆盖的范围内移动并自动建立点到点的连接，使不同计算机之间直接进行信息交换。
局域网传输原理
局域网传输原理
局域网传输原理是指在一个局限范围内的网络中进行数据传输的原理。
局域网通常由一组相互连接的计算机、打印机、服务器等设备组成，这些设备通过共享同一个物理介质（例如以太网）或者通过无线连接技术（例如Wi-Fi）互相通信。
局域网传输原理的核心是数据帧的传输。
在发送数据之前，源设备将数据划分为多个较小的数据包，每个数据包包含有关数据的信息和数据本身。
然后，源设备会添加一些控制信息，例如目标设备的MAC地址和帧起始符，以识别数据包的发送和
接收。
数据包通过局域网中的网络线路传输，并在目标设备上接收和重组。
局域网传输原理还涉及网络交换技术。
传统的局域网采用的是共享介质的方式，所有设备共享一条网络线路，当两个设备同时发送数据时就会发生冲突。
为了解决这个问题，引入了交换机技术。
交换机可以根据MAC地址将数据包从源设备直接传
输到目标设备，而不需要广播给所有设备。
这种方式提高了数据的传输效率和网络的性能。
另外，局域网传输原理还需要考虑负载均衡和数据冗余的问题。
负载均衡是指将数据平均分配到多个网络线路上，以避免某条线路过载。
数据冗余是指将同样的数据备份到多个设备上，以确保在某个设备出现故障时仍然可以访问数据。
综上所述，局域网传输原理主要包括数据帧的传输、网络交换
技术、负载均衡和数据冗余等方面，通过这些原理可以实现局域网内设备之间的高效通信和数据传输。
无线局域网原理
无线局域网原理无线局域网（Wireless Local Area Network，缩写为WLAN）是一种无线通信技术，用于在有限范围内建立局域网连接。
它基于无线电波传输数据，通过无线接入点（Access Point，缩写为AP）将有线网络信号转换为无线信号，使得用户可以通过无线设备（如笔记本电脑、智能手机等）连接到局域网中。
无线局域网采用的主要技术包括无线电频率的利用、调制解调技术和多址接入技术。
1. 无线电频率利用：无线局域网利用无线电频率进行通信，常用的频率包括2.4GHz和5GHz。
无线设备通过无线接入点连接到网络，然后通过调制解调器将数字信号转换为模拟信号进行传输。
不同的国家和地区对频率的使用有不同的规定和限制。
2. 调制解调技术：调制解调技术用于将数字信号转换为模拟信号进行传输。
常见的调制解调技术包括正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）、直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS）和快速频率切换（Fast Frequency Hopping，FFH）等。
3. 多址接入技术：多址接入技术是用于实现多个用户同时访问网络的技术。
常用的多址接入技术包括载波监听多址接入（Carrier Sense Multiple Access，CSMA）、频分多址接入（Frequency Division Multiple Access，FDMA）、时分多址接入（Time Division Multiple Access，TDMA）和码分多址接入（Code Division Multiple Access，CDMA）等。
在无线局域网中，用户可以通过无线设备与无线接入点建立连接，并通过接入点访问有线网络。
无线接入点是数据的中继器，将无线信号转换为有线信号，并与有线网络中的其他设备进行通信。
用户可以通过无线接入点提供的安全认证机制，如密码验证或认证证书，实现对网络的访问控制和数据的安全传输。
《局域网组建》PPT课件
IP地址表示方法
点分十进制表示法，由四组数字组成，每组数字之间用小数点 隔开，每组数字的取值范围为0~255。
子网掩码作用及设置方法
子网掩码作用
用于划分子网，将IP地址的网络部分和主机部分区分开，从而确定子网规模和每个子网 中的主机数量。
子网掩码设置方法
将IP地址与子网掩码进行按位与运算，得到网络地址；将网络地址与子网掩码取反后进 行按位或运算，得到广播地址。根据网络规模和实际需求，选择合适的子网掩码长度。
配置ACL规则
在路由器或交换机上配置ACL规则，定义允许或拒绝特定IP地址、端口号或协议类型的网络 流量。
应用ACL
将配置好的ACL应用到相应的接口或方向上，实现对局域网内不同用户或设备的访问控制。 例如，可以限制某些用户只能访问特定的共享资源或禁止某些设备的网络访问权限。
06 故障诊断与排除技巧
常见故障现象描述
网络连接故障
IP地址配置错误
电脑无法连接到局域网或互 联网，可能表现为网络图标 异常、无法访问网络资源等。
IP地址配置不正确，导致电 脑无法与其他设备通信，可 能表现为网络不通、ping命 令失败等。
网络设备故障
交换机、路由器等网络设备 出现故障，导致网络传输异 常，可能表现为设备指示灯 异常、网络时断时续等。
服务器存储设备配置建议
服务器
选择高性能、高稳定性的服务器，确 保数据处理能力和数据存储安全。考 虑采用冗余设计，如RAID技术，提高 数据安全性。
存储设备
根据数据量和访问需求选择合适的存储 设备，如硬盘、SSD等。对于重要数据， 建议采用数据备份和恢复措施，如定期 备份、远程备份等。
03 软件配置与安装调试
选择依据
局域网基础知识
局域网基础知识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。
无论是在家庭、办公室还是学校，局域网（Local Area Network，简称 LAN）都扮演着重要的角色。
那么，什么是局域网？它是如何工作的？又有哪些特点和应用呢？接下来，让我们一起走进局域网的世界，了解一下它的基础知识。
一、局域网的定义局域网是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。
一般来说，这个区域的范围比较小，比如一个办公室、一栋楼或者一个校园。
这些计算机通过一定的通信介质（如双绞线、同轴电缆、光纤等）和网络设备（如交换机、路由器等）连接在一起，实现资源共享和信息交换。
二、局域网的组成1、计算机设备包括个人电脑、笔记本电脑、服务器等。
这些设备是局域网的核心，它们负责处理和存储数据，并通过网络与其他设备进行通信。
2、网络传输介质常见的网络传输介质有双绞线、同轴电缆和光纤。
双绞线是最常用的一种，它价格便宜，易于安装，但传输距离和速度有限。
同轴电缆具有较好的抗干扰能力，适用于长距离传输。
光纤则具有极高的传输速度和较远的传输距离，但成本较高。
3、网络设备（1）交换机：用于连接局域网中的计算机，实现数据的快速转发。
交换机可以根据 MAC 地址（Media Access Control Address，媒体访问控制地址）将数据准确地发送到目标设备。
（2）路由器：主要用于连接不同的网络，实现网络之间的数据转发和路由选择。
在局域网中，路由器通常用于连接到互联网。
（3）网卡：安装在计算机上，用于实现计算机与网络之间的连接。
4、网络操作系统如 Windows Server、Linux 等，负责管理和控制局域网中的资源和用户访问权限。
三、局域网的工作原理当一台计算机要向另一台计算机发送数据时，它会将数据分成一个个数据包，并在数据包中添加目标计算机的 MAC 地址和源计算机的MAC 地址。
然后，数据包通过网络传输介质发送到交换机。
计算机三级《网络技术》知识：局域网互联与网桥的工作原理
计算机三级《网络技术》知识：局域网互联与网桥的工作原理2015计算机三级《网络技术》知识：局域网互联与网桥的工作原理物理层互连用中继器，数据链路层互连用网桥，网络层互连用路由器，高层互连用网关。
1、网桥的工作原理(透明网桥与源路由网桥)当多个局域网互联时需要数据链路层的设备--------网桥。
作用是：数据接收、地址过滤与数据转发的作用。
网桥的特点：A.互联两个采用不同链路层协议、传输介质与传输速率的网络B.接收、存储、地址过滤与转发的方式实现互联网络的通信C.需要在链路层以上采用相同协议D.分隔两个网络之间的广播通信，有利于改善网络的性能与安全性常见的情况下是网桥连接两个局域网。
A.网桥不更改接收帧的内容与格式，要求在MAC子层以上使用相同协议。
B.网桥连接的两个局域网的数据链路层和物理层的协议可不相同C.衡量网桥性能指标是每秒钟接收与转发的帧数D.网桥必须具有寻址能力和路由选择能力2、网桥的路由选择策略网桥通过路由表来实现不同网段之间的帧转发。
网桥的中工作是构建和维护路由表。
路由表是用于记录不同结点的物理地址与网桥转发端口的关系。
按路由表建立方法分为两类：透明网桥与源路由网桥。
透明网桥：透明网桥的路由表记录3个信息：站地址、端口与时间。
路由表建立过程：网桥初始连入局域网时，路由表为空;当透明网桥收到一个帧时，它将记录源MAC地址、帧进入网桥的端口号和时间，然后将帧向所有其它端口转发，网桥在转发的过程中，逐渐建立路由表。
源路由网桥：源路由网桥由发送帧的源结点负责路由选择。
路由表过程：为发现合适的路由，源结点以广播方式向目的'结点发送一个用于探测的发现帧，发现帧在通过网桥连接的各个局域网中沿着所有可能的路由传送。
传送过程中每个发现帧记录路由，到达目的地后，沿着各自的路由返回源结点。
源结点从所有路由中选择一个最佳路由。
3、网桥与广播风暴广播风暴：当网桥的端口—结点地址表中没有结点地址信息时，网桥无法决定从哪个端口转发数据，简单方法是广播传输，但“盲目”广播使无用的通信量剧增，造成“广播风暴”。
了解电脑网络理解局域网无线网络和互联网的工作原理
了解电脑网络理解局域网无线网络和互联网的工作原理了解电脑网络：理解局域网、无线网络和互联网的工作原理随着科技的发展，电脑网络已经成为我们日常生活和工作中必不可少的一部分。
了解电脑网络的基本概念和工作原理对我们更好地使用和管理网络至关重要。
本文将分析局域网、无线网络和互联网的工作原理，帮助读者对电脑网络有更全面的理解。
一、局域网（LAN）的工作原理局域网是连接在同一地理区域内的计算机和网络设备的网络。
它通常用于家庭、学校、办公室等小范围的网络环境。
局域网的工作原理如下：1. 设备连接：局域网由多台计算机和其他网络设备组成，这些设备通过以太网、Wi-Fi等方式进行连接。
2. 通信协议：局域网中的设备使用相同的通信协议来实现数据的传输和交换。
例如，常见的以太网局域网使用的是以太网协议。
3. IP地址：每台设备在局域网中都会被分配一个唯一的IP地址，以便进行网络通信。
IP地址既可以是静态的，也可以通过动态主机配置协议（DHCP）动态获取。
4. 路由器：在局域网中使用路由器可以连接不同的子网，并实现与其他网络的通信。
路由器负责数据包的转发和路由选择。
二、无线网络（WLAN）的工作原理无线网络是通过无线通信技术实现的计算机网络。
无线网络的工作原理如下：1. 信号传输：无线网络通过无线电波进行信号传输，使设备之间可以通过无线方式进行通信。
常见的无线通信标准包括Wi-Fi、蓝牙和Zigbee等。
2. 热点连接：无线网络中的设备可以通过连接到热点来实现网络访问。
一个热点通常由一个无线接入点（AP）提供，这个接入点通过连接到有线网络来提供无线信号。
3. 加密安全：无线网络中的数据可以使用加密协议来保证安全性，防止未经授权的访问和数据泄露。
4. 无线频段：无线网络使用的频段通常是指定的，如2.4GHz和5GHz频段。
不同的频段具有不同的传输速率和覆盖范围。
三、互联网的工作原理互联网是全球范围内连接着数以亿计设备的庞大网络。
局域网与互联网原理及应用
局域网与互联网原理及应用局域网和互联网是计算机网络中两个重要的概念，它们分别具有不同的原理和应用。
一、局域网局域网(Local Area Network，简称LAN)是指在一个相对较小区域内的一组计算机相互连接而成的网络。
局域网通常涵盖的范围是一个建筑物或者一个校园，其主要目的是为了实现在该区域内计算机之间的文件共享、打印机共享、数据传输等功能。
局域网一般具有以下特点：1. 小范围性：局域网的传输范围相对较小，一般在几十到几千米之间。
2. 高速性：局域网的传输速率一般较快，可以达到几十Mbps乃至上百Mbps。
3. 低成本：相比于互联网，局域网的建设成本较低，因为其范围相对较小。
4. 局域性：局域网通常是由一个组织或者个人所拥有和管理，对外部网络隔离。
局域网的应用主要包括以下几个方面：1. 数据共享：局域网可以实现计算机之间的文件共享，用户可以在不同的计算机上访问和编辑同一份文件。
2. 打印机共享：局域网中的计算机可以共享同一个打印机，可以通过网络将文件发送到打印机进行打印。
3. 资源共享：局域网可以共享其他硬件设备和软件资源，如传感器、服务器等。
4. 数据传输：局域网可以实现高速可靠的数据传输，可以用于实时传输大量数据的需求，例如视频会议、监控等。
5. 网络游戏：局域网可以提供低延迟和高带宽的网络环境，适合进行多人在线游戏。
二、互联网互联网(Internet)是由全球上百万个互连的局域网和广域网组成的巨大网络系统。
它是一个全球化的网络，可以使得世界上任何连接到互联网的计算机之间互相通信和交换数据。
互联网的特点包括：1. 全球范围：互联网覆盖全球，连接了全世界的计算机和网络设备。
2. 开放性：互联网是一个开放的网络，任何人都可以接入并共享网络资源。
3. 路由与转发：互联网利用路由器将数据包从源地址传递到目的地址。
4. 互联互通：互联网可以实现不同地区、不同网络之间的互联互通，用户可以通过互联网访问全球各地的信息资源。
局域网交换机的工作原理
局域网交换机的工作原理
局域网交换机的工作原理是通过控制数据包的转发来实现网络设备之间的通信。
具体步骤如下：
1. 地址学习：交换机会监听连接在它上面的设备发送的数据包，并记录下数据包中的源 MAC 地址和接口信息。
这样可以建立
起每个设备的 MAC 地址和接口之间的映射关系。
2. 过滤和转发：当一个数据包到达交换机时，交换机会检查数据包的目的 MAC 地址。
如果交换机学习到了目的 MAC 地址
与某个接口的映射关系，则交换机只将数据包转发到这个目的接口上；如果交换机还没有学习到这个映射关系，则交换机会将数据包广播到所有的接口上，以便让目的设备接收到。
3. 决策树：当交换机收到一个数据包，它会根据目的 MAC 地
址和接口映射表来判断数据包的转发方向。
如果目的 MAC 地
址已经在映射表中，则直接转发到相应的接口；如果目的
MAC 地址不在映射表中，则将数据包向所有端口广播转发。
4. 数据转发：根据决策树的判断，交换机将数据包转发到合适的接口。
这个过程是通过帧转发和交换机的高速交换矩阵实现的。
交换机的交换矩阵可以同时处理多个数据流，以达到快速传输数据的目的。
总体来说，局域网交换机通过学习设备的 MAC 地址和接口映
射关系，根据目的地址来决策数据包的转发，并利用高速交换矩阵快速转发数据包，从而实现局域网内设备之间的高效通信。
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总线型局域网的拓扑结构
结点 结点
总线
总线
(a)
(b)
结点
冲突 总线
总线型拓扑的优点： • 结构简单，实现容易； • 易于扩展。 介质访问控制方法要解决以下几个问题： • 该哪个结点发送数据？ • 发送时会不会出现冲突？ • 出现冲突怎么办？
5.2.2 环型拓扑结构
• 结点使用点-点线路连接，构成闭合的物 理环型结构； • 环中数据沿着一个方向绕环逐站传输； • 多个结点共享一条环通路； • 环建立、维护、结点的插入与撤出。
5.1 局域网的技术特点
• 局域网覆盖有限的地理范围，它适用于公司、 机关、校园等有限范围内的计算机连网的需求； • 局域网提供高数据传输速率（10～ 100Mbps）、低误码率的数据传输环境，数 据传输速率高达1Gbps的高速局域网正在发展 中；
• 决定局域网特性的主要技术要素为网络拓扑、 传输介质与介质访问控制方法；
100BASE-FX
100BASE-FX是一种使用光缆的快速以太网 技术，可使用单模和多模光纤(62.5和125um)。 在传输中使用4B/5B编码方式，信号频率为
125MHz。它支持全双工的数据传输。
100BASE-FX特别适合于有电气干扰的环境、较
大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。
从结点到器的距离可达2000米。
传统共享式局域网的缺点
• 传统局域网技术建立在“共享介质”基础 上，典型的介质访问控制方法是 CSMS/CD、Token Ring、Token Bus； • 介质访问控制方法用来保证每个结点都能 够“公平”地使用公共传输介质； • 每个结点平均能分配到的带宽随着结点数 的不断增加而急剧减少； • 网络通信负荷加重时，冲突和重发现象将 大量发生，网络效率将会下降，网络传输 延迟将会增长，网络服务质量将会下降。
共享介质与交换局域网 工作原理的区别
结点 结点
局域网交换机 总线
（a）共享介质局域网
（b）交换式局域网
5.5.2 快速以太网
• 快速以太网又称为Fast Ethernet，它的 传输速率比普通Ethernet快10倍，数据 传输速率达到了100Mbps； • Fast Ethernet保留着传统的帧格式、介 质访问控制方法与组网方法； • 每个比特的发送时间由100ns降低到了 10ns； • 1995年9月，IEEE 802委员会正式批准 了Fast Ethernet标准IEEE 802.3u。
5.4.3 令牌环的工作原理 与802.5标准
结点A
结点E
结点B
结点A
结点E
Token Ring
令牌 Token Ring
结点B
结点D 结点D 结点C
结点C
5.5 高速局域网的工作原理
5.5.1 高速局域网的研究方法 推动局域网技术发展的因素： • 个人计算机的广泛应用。在过去二十年 中，计算机的处理速度提高了百万倍， 而网络数据传输速率只提高了上千倍； • 基于Web的Internet/Intranet应用要 求更高的带宽； • 在数据仓库、桌面电视会议、3D图形与 高清晰度图像这类应用中，人们需要有 更高带宽的局域网。
令牌 Token Bus
结点B
Token Bus的环维护工作： • 环初始化 • 新结点加入环 • 结点从环中撤出 • 环恢复 • 优先级 Token Bus的主要特点： • 介质访问延迟时间有确定值； • 通过令牌协调各结点之间的通信关系， 各结点之间不发生冲突，重负载下信道 利用率高； • 支持优先级服务。
802.3 CSMA/CD
802.4 Token Bus
802.5 Token Ring
802.6 Ç ò ø ³ Ó Í
802.9 ï ô ë Ó Ò Ó ý Ý Û Ï Ê ¾ ׺ Ö ò ø ¾ Ó Í
802.11 Þ ß Î Ï Ö ò ø ¾ Ó Í
• IEEE802.1 体系结构与网络互连
复习
• 主要的命令 • 各命令主要的参数有哪些。 • 不能上网时，怎么办。
第5章 局域网基本工作原理
本章学习要求： • 了解：局域网的技术特点 • 了解：局域网拓扑结构的类型与特点 • 了解：IEEE 802参考模型与协议的基本 概念 • 掌握：共享介质局域网的工作原理 • 掌握：高速局域网的工作原理 • 掌握：交换式局域网的工作原理
高速局域网的研究方法
• 第一种方案：提高Ethernet的数据传输 速率：10Mbps→100Mbps→1Gbps ； • 第二种方案：将一个大型局域网划分成 多个用网桥或路由器互连的子网，导致 局域网互连技术的发展； • 第三种方案：将“共享介质方式”改为 “交换方式”，导致“交换式局域网” 技术的发展。
几种常见的以太网 1、10Base5 ：粗缆以太网 以太网的5-4-3规则： 5个电缆段、4个中继器、3个内部网络段
2、10Base2 ：细缆以太网
3、10Base-T :双绞线以太网
5.4.2 令牌总线的工作原理
结点A 结点B 结点C 结点A 结点D Token Bus 结点C 结点D 结点E 结点E
介质访问控制子层
物 理 层
• IEEE 802委员会为局域网制定了一系列 标准，它们统称为IEEE 802标准；
802.10
¿ » ² ×Ä ¾ Ó Í °È É ¥ Ù ÷µ Ö ò ø ² «
802.1
Ì Ï ½ ¹ Ó Í Â » Á å µ á ë ø ç ¥ ª
802.2
 ¼ Á Â Ø Ö ×² ß ´ ·¿ Æ Ó ã
MAC帧 DA=结点C
MAC帧 DA=结点B
结点A
结点B
结点C
结点D
结点 结点
(a)
(b)
5.2.3 星型拓扑结构
• 逻辑结构与物理结构的关系 • 交换局域网(Switched LAN)的物理结构
结点
结点
中央结点 中央结点
(a)
(b)
5.3 IEEE 802模型与协议
5.3.1 传输介质类型与介质访问控制方法 局域网的传输介质类型： • 同轴电缆 • 双绞线 • 光纤 • 无线通信信道
100M快速以太网分类
100BASE-TX 100BASE-TX是一种使用5类数据级无 屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技 术。它使用两对双绞线，一对用于发送， 一对用于接收数据。在传输中使用4B/5B 编码方式，信号频率为125MHz。使用同 10BASE-T相同的RJ-45连接器。它的最 大网段长度为100米。它支持全双工的数 据传输。
MII(功能与AUI相同）
100BASE-TX 两对5类UTP或STP 4B/5B编码 100BASE-T4 四对3，4，5类UTP 8B／6T编码，半双工 100BASE-FX 光纤 4B/5B编码
100 BASE-T 集线器
介质专用接口（MII）
为了适应各种传输介质， 100Base-T定义了介 质专用接口MII。MII 协议屏蔽了不同传输介质的细 节，从而为MAC子层协议提供了一个公共透明的 接口。
• 部门级网络系统采用传输速率为 100Mbps的Fast Ethernet；
• 企业级网络系统采用传输速率为 1000Mbps的Gigabit Ethernet。
• 千兆位以太网（Gigabit Ethernet） 仍保留10BASE-T的帧格式，局域相 同的媒体访问控制方法CSMA/CD和 组网方法。 • 把每个比特的发送时间由100ns降低 到1ns。 • 采用光纤或短距离双绞线为传输媒体。 • 定义了千兆位媒体专用接口GMII。 • 符合IEEE802.3z标准
Gigabit Ethernet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
PAM5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ码解码方式
1000 BASE-CX 屏蔽双绞线
1000 BASE-SX 多模光纤
1000 BASE-T 非屏蔽双绞线
1000 BASE-LX 单模光纤
基于5类无屏蔽双绞线传输介质，传输距离为 100米。
5.6 交换式局域网的工作原理
5.6.1 交换式局域网的基本结构
以太网交换机
共享10Mbps端口
专用10Mbps端口
集线器
计算机
计算机
计算机
计算机
5.6.2 局域网交换机的工作原理
转发机构 地址表 缓冲器 地址表 端口 1 端口 2 3 4 5 1 DA 2 3 4 5 6 DA 6 结点B 结点C 结点D 地址 结点A
• 从介质访问控制方法的角度来看，局域网可分 为共享介质式局域网与交换式局域网两类。
5.2.1 总线型拓扑结构
5.2 局域网拓扑结构 类型与特点
• 总线型局域网的介质访问控制方法采用的是“共享介 质”方式； • 所有结点都连接到一条作为公共传输介质的总线上； • 总线传输介质通常采用同轴电缆或双绞线； • 所有结点可以通过总线以“广播”方式发送或接收数 据，因此出现“冲突”不可避免； • “冲突”会造成传输失败； • 必须解决多个结点访问总线的介质访问控制（MAC， Medium Access Control）问题。
1000 BASE-T集线器
基于不同传输介质的连接距离
1000BASE-CX
一种基于屏蔽双绞线的标准，最大传输距离为25米。
1000BASE-LX
基于1300nm的单模光缆标准，最大传输距离为3000 米。
1000BASE-SX
基于850nm的 多模光纤，最大传输距离为300米 到550米。
1000BASE-T
介质访问控制方法: • 带有冲突检测的载波侦听多路访问 （CSMA/CD） • 令牌总线（Token Bus） • 令牌环（ Token Ring）