数据通信与网络技术 课件 第4章
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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）
第四章-数据通信与计算机网络PPT课件
• 连通特性：传输信号的种类（模拟或数字）、调制 技术、传输量以及传输的频率范围。
• 地理范围：网上各点之间的最大距离。 • 抗干扰特性：防止噪音和抗电磁干扰的能力。 • 成本花费：包括传输介质本身以及安装和维护的费
用。
18
第18页/共63页
有线介质
• 双绞线 • 同轴缆 • 光纤
19
第19页/共63页
1. 基带：数据通信中二进制数字脉冲信号的基本频带，也就是电信号所固 有的基本频率范围。
2. 基带传输：基带信号最基本的形式是矩形脉冲序列，当利用数据传输系 统直接传输基带信号时，称为基带传输。只应用于短距离数据传输。
3. 频带传输
4. 多路复用的三种类型
频分多路复用
时分多路复用
统计时分多路复用
• 计算机分布在相距较远的位置，相互之间通过远程通信设备连接起来的一种数据处理策略。
44
第44页/共63页
第三节 计算机网络技术
•
计算机网络的基本概念
1. 定义：凡将地理位置不同，并且有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和通信线路联接起来， 以功能完善的网络软件实现网络资源共享的系统。
2. 组成：主计算机系统、终端设备、通信设备、通信线路等。
第一节 计算机网络的发展和作用
• 计算机网络的发展概况
计算机网络诞生的标志：ARPANET网，美国国防部高级研究 项目部门网。
• 计算机网络是管理信息系统的技术基础 • 计算机走出工程和科学计算的第一个应用领域就是管理领域。
• 美国的国家信息信息基础设施（NII），即信息高速公路。
1
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• 连通性：适用于点到点的链路。
• 地理范围：目前最大75km。
• 地理范围：网上各点之间的最大距离。 • 抗干扰特性：防止噪音和抗电磁干扰的能力。 • 成本花费：包括传输介质本身以及安装和维护的费
用。
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有线介质
• 双绞线 • 同轴缆 • 光纤
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1. 基带：数据通信中二进制数字脉冲信号的基本频带，也就是电信号所固 有的基本频率范围。
2. 基带传输：基带信号最基本的形式是矩形脉冲序列，当利用数据传输系 统直接传输基带信号时，称为基带传输。只应用于短距离数据传输。
3. 频带传输
4. 多路复用的三种类型
频分多路复用
时分多路复用
统计时分多路复用
• 计算机分布在相距较远的位置，相互之间通过远程通信设备连接起来的一种数据处理策略。
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第三节 计算机网络技术
•
计算机网络的基本概念
1. 定义：凡将地理位置不同，并且有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和通信线路联接起来， 以功能完善的网络软件实现网络资源共享的系统。
2. 组成：主计算机系统、终端设备、通信设备、通信线路等。
第一节 计算机网络的发展和作用
• 计算机网络的发展概况
计算机网络诞生的标志：ARPANET网，美国国防部高级研究 项目部门网。
• 计算机网络是管理信息系统的技术基础 • 计算机走出工程和科学计算的第一个应用领域就是管理领域。
• 美国的国家信息信息基础设施（NII），即信息高速公路。
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• 连通性：适用于点到点的链路。
• 地理范围：目前最大75km。
12春第4讲 基础3 数据通信与网络PPT课件
在数据通信系统中，信源和信宿是各种 类型的计算机终端，简称 DTE
X
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1.4 数据通信与网络
第 页
1.4.2 数据通信系统的组成
3 数据链路 数据终接设备 DCE 和传输信道
DCE （Data Circuit-terminal Equipment)
X
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1.4 数据通信与网络
第 页
1.4.3 数据通信的信息交换方式
1
1.4 数据通信与网络
第 页
1.4.1 数据通信的特点
1 什么是数据通信
用二进制代码表示的多媒体信息统称 为数据，数据通信是计算机和通信相结合 的一种通信方式，以计算机系统为主体的 网络通信系统称为数据通信系统。
X
2
整体 概述
第 页
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
X
10
电路交换（以传统电话网为例）
第
页
要将 5 部电话机两两相连， 则需要 10 对电线。
X
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电路交换（以传统电话网为例）
第
页
交换机
当电话机的数量很大时， 就必须使用电话交换机进行连接。
X
12
电路交换的特点
第
页
1. 通话前先拨号建立连接。
• 可能只要经过一个交换机（如 A 到 B）
• 可能要经过多个交换机（如 C 到 D）
网络何种控制信息，完成 何种动作，以及作出何种响应。
（2）语法：指数据与控制信息的结构或格式。
（3）时序：指事件的执行顺序。
三 请在这里输入您的主要叙述内容
X
3
1.4 数据通信与网络
第 页
数据通信与网络chapter04.ppt
Solution The average signal rate is S = N/2 = 500 kbaud. The minimum bandwidth for this average baud rate is Bmin = S = 500 kHz.
4.16
Figure 4.7 Polar RZ scheme
Nmax = 2 × B × log2 L (defined by the Nyquist formula).
Does this agree with the previous formula for Nmax?
Solution A signal with L levels actually can carry log2L bits per level. If each level corresponds to one signal element and we assume the average case (c = 1/2), then we have
4.13
Note
NRZ-L and NRZ-I both have an average signal rate of N/2 Bd.
4.14
Note
NRZ-L and NRZ-I both have a DC component problem.
4.15
Example 4.4
A system is using NRZ-I to transfer 10-Mbps data. What are the average signal rate and minimum bandwidth?
4.17
Figure 4.8 Polar biphase: Manchester and differential Manchester schemes
4.16
Figure 4.7 Polar RZ scheme
Nmax = 2 × B × log2 L (defined by the Nyquist formula).
Does this agree with the previous formula for Nmax?
Solution A signal with L levels actually can carry log2L bits per level. If each level corresponds to one signal element and we assume the average case (c = 1/2), then we have
4.13
Note
NRZ-L and NRZ-I both have an average signal rate of N/2 Bd.
4.14
Note
NRZ-L and NRZ-I both have a DC component problem.
4.15
Example 4.4
A system is using NRZ-I to transfer 10-Mbps data. What are the average signal rate and minimum bandwidth?
4.17
Figure 4.8 Polar biphase: Manchester and differential Manchester schemes
数据通信与网络技术精品PPT课件
络层协议。配置完成后，通信双方可以发送各自的网络层协议 数据报。 4. 关闭链路：通信链路将一直保持到LCP或NCP帧关闭链路，或者 是发生一些外部事件（如空闲时间超长或用户干预）。
22
PAP和CHAP原理
1. PPP提供了两种可选的身份认证方法：口令验证协议（Password Authentication Protocol，PAP）和质询握手协议（Challenge Handshake Authentication Protocol，CHAP）。
2. 信道服务单元（CSU）/数据服务单元（DSU）类似数据终端设 备到数据通信设备的复用器，可以提供以下几方面的功能：信 号再生，线路调节，误码纠正，信号管理，同步和电路测试等。
12
常用的广域网设备
1. ISDN终端适配器是用来连接ISDN基本速率接口（BRI）到其它 接口，如EIA/TIA-232的设备。从本质上说，ISDN终端适配器 就相当于一台ISDN调制解调器。
2. 下面我们将简单介绍几种常用的PPP、ISDN、ATM、帧中继、 SDH和PPPOE等广域网技术和协议。
15
16
17
18
PPP协议的特点
1. 能够控制数据链路的建立。 2. 能够对IP地址进行分配和使用。 3. 允许同时采用多种网络层协议。 4. 能够配置和测试数据链路。 5. 能够进行错误检测。 6. 有协商选项，能够对网络层的地址和数据压缩等进行协商。
23
PAP和CHAP原理
24
ISDN概述
1. ISDN（Integrated Service Digital Network）是一种由交换机 和数字信道构成，可提供语音、数据、图像等综合业务信息传 输的数字通信网络。
2. 它可以使用户通过一条通信线路获得各种电信服务。ISDN有三 个基本特征： 1) 端到端的数字连接。 2) 综合的业务。 3) 标准的入网接口（两种速率标准—基本速率和基群速率）。
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PAP和CHAP原理
1. PPP提供了两种可选的身份认证方法：口令验证协议（Password Authentication Protocol，PAP）和质询握手协议（Challenge Handshake Authentication Protocol，CHAP）。
2. 信道服务单元（CSU）/数据服务单元（DSU）类似数据终端设 备到数据通信设备的复用器，可以提供以下几方面的功能：信 号再生，线路调节，误码纠正，信号管理，同步和电路测试等。
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常用的广域网设备
1. ISDN终端适配器是用来连接ISDN基本速率接口（BRI）到其它 接口，如EIA/TIA-232的设备。从本质上说，ISDN终端适配器 就相当于一台ISDN调制解调器。
2. 下面我们将简单介绍几种常用的PPP、ISDN、ATM、帧中继、 SDH和PPPOE等广域网技术和协议。
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PPP协议的特点
1. 能够控制数据链路的建立。 2. 能够对IP地址进行分配和使用。 3. 允许同时采用多种网络层协议。 4. 能够配置和测试数据链路。 5. 能够进行错误检测。 6. 有协商选项，能够对网络层的地址和数据压缩等进行协商。
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PAP和CHAP原理
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ISDN概述
1. ISDN（Integrated Service Digital Network）是一种由交换机 和数字信道构成，可提供语音、数据、图像等综合业务信息传 输的数字通信网络。
2. 它可以使用户通过一条通信线路获得各种电信服务。ISDN有三 个基本特征： 1) 端到端的数字连接。 2) 综合的业务。 3) 标准的入网接口（两种速率标准—基本速率和基群速率）。
大学课件-数据通信与网络技术(全套)
如（0.1011）2的按权相加展开格式为：
1 21 0 22 1 23 1 24 0.5 0 0.125 0.0625 (0.6875)10
7/18
2、八进制转换为十进制 八进制转换成十进制也是采取“按权相加”法，只是这 里的权值是8的相应幂次方。如八进制整数部分的格式为： bn-1…b1b0，则按权值相加，展开后的格式就为（从左往右 幂次是从高到低下降的）：
14/18
1、二进制四则算术运算
被加数 加数 进位
+
10010 11010 11
101100
被加数和加数要从最 低位开始逐位地对齐
被减数 减数
- 借位
111010 101011
1111
被减数和减数要从最 低位开始逐位地对齐
001111
（10010）2+（11010）2的运算结果为（101100）2 （111010）2-（101011）2的运算结果是（001111）2
15/18
被乘数
× 乘数
+
积
1010 101
1010 0000 1010
110010
每行的最低位一定要 和对应的乘数位对齐
商 101 除数 101 11001
- 101
101 - 101
000
被除数
二进制乘法运算示例（1010）2×（101）2的结果得到 （110010）2
二进制除法运算示例（11001）2÷（101）2的结果是 （101）2
bn1 16n1 bn2 16n2 b1 161 b0 160 如十六进制数(26345)16的按权相加，展开后的格式为：
2164 6163 3162 4161 5160 131072 24576 768 64 5 (156485)10
1 21 0 22 1 23 1 24 0.5 0 0.125 0.0625 (0.6875)10
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2、八进制转换为十进制 八进制转换成十进制也是采取“按权相加”法，只是这 里的权值是8的相应幂次方。如八进制整数部分的格式为： bn-1…b1b0，则按权值相加，展开后的格式就为（从左往右 幂次是从高到低下降的）：
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1、二进制四则算术运算
被加数 加数 进位
+
10010 11010 11
101100
被加数和加数要从最 低位开始逐位地对齐
被减数 减数
- 借位
111010 101011
1111
被减数和减数要从最 低位开始逐位地对齐
001111
（10010）2+（11010）2的运算结果为（101100）2 （111010）2-（101011）2的运算结果是（001111）2
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被乘数
× 乘数
+
积
1010 101
1010 0000 1010
110010
每行的最低位一定要 和对应的乘数位对齐
商 101 除数 101 11001
- 101
101 - 101
000
被除数
二进制乘法运算示例（1010）2×（101）2的结果得到 （110010）2
二进制除法运算示例（11001）2÷（101）2的结果是 （101）2
bn1 16n1 bn2 16n2 b1 161 b0 160 如十六进制数(26345)16的按权相加，展开后的格式为：
2164 6163 3162 4161 5160 131072 24576 768 64 5 (156485)10
第4章---数据链路层ppt课件(全)
一个n位的二进制序列，它的码多项式为： Xn-1 到 X n次多项式的系数系列。
例如：110110的码多项式
循环码的定义：如果分组码中各码字中的码元 循环左移位（或右移位）所形成的码字仍然是 码组中的一个码字（除全零码外），则这种码 称为循环码。例如n长循环码中的一个码为 [C]=Cn-1Cn-2……C1C0 ，
（3）在串行通信中通常使用的三种生成多项式G （X）来产生校验码。
（4）编码特点
由于码的循环性，它的编解码的设备比 较简单。
纠错能力强，特别适合检测突发性的错 误，除了正好数据块的比特值是按除数 变化外，循环冗余校验（CRC）将检测出 所有的错误。
所以在计算机通信中得到广泛的应用。
差错控制方式
新加入的码元愈多，冗余度愈大，纠错能力欲 强，但效率越低。
分组码：将信息码分组，并为每个组附加若干 监督的编码，称为“分组码”。在分组码中， 监督码元仅监督本码组中的信息码元。
分组码一般可用符号（n,k）表示，n是码组中 的总位数，k是每组码二进制信息码元的数目。
n-k = r是监督码元的数目。
(3) 流量控制 发方发送数据的速率必须使得收方来得 及接收。当收方来不及接收时，就必须及时控制发方 发送数据的速率。这种功能称为流量控制（flow conctrol）。采用接收方的接收能力来控制发送方的发 送能力这是计算机网络流量控制中采用的一般方法。
(4) 差错控制 在计算机通信中，一般都要求有极低的 比特差错率。为此，广泛采用了编码技术，编码技术 有两大类。一类是前向纠错，也就是收方收到有差错 的数据帧时，能够自动将差错改正过来。这种方法的 开销较大，不大适合于计算机通信。另一类是差错检 测，也就是收方可以检测出收到的数据帧有差错（但 并不知道出错的确切位置）。当检测出有差错的数据 帧就立即将它丢弃，但接下去有两种选择：一种方法 是不进行任何处理（要处理也是有高层进行），另一 种方法则是由数据链路层负责重传丢弃的帧。
例如：110110的码多项式
循环码的定义：如果分组码中各码字中的码元 循环左移位（或右移位）所形成的码字仍然是 码组中的一个码字（除全零码外），则这种码 称为循环码。例如n长循环码中的一个码为 [C]=Cn-1Cn-2……C1C0 ，
（3）在串行通信中通常使用的三种生成多项式G （X）来产生校验码。
（4）编码特点
由于码的循环性，它的编解码的设备比 较简单。
纠错能力强，特别适合检测突发性的错 误，除了正好数据块的比特值是按除数 变化外，循环冗余校验（CRC）将检测出 所有的错误。
所以在计算机通信中得到广泛的应用。
差错控制方式
新加入的码元愈多，冗余度愈大，纠错能力欲 强，但效率越低。
分组码：将信息码分组，并为每个组附加若干 监督的编码，称为“分组码”。在分组码中， 监督码元仅监督本码组中的信息码元。
分组码一般可用符号（n,k）表示，n是码组中 的总位数，k是每组码二进制信息码元的数目。
n-k = r是监督码元的数目。
(3) 流量控制 发方发送数据的速率必须使得收方来得 及接收。当收方来不及接收时，就必须及时控制发方 发送数据的速率。这种功能称为流量控制（flow conctrol）。采用接收方的接收能力来控制发送方的发 送能力这是计算机网络流量控制中采用的一般方法。
(4) 差错控制 在计算机通信中，一般都要求有极低的 比特差错率。为此，广泛采用了编码技术，编码技术 有两大类。一类是前向纠错，也就是收方收到有差错 的数据帧时，能够自动将差错改正过来。这种方法的 开销较大，不大适合于计算机通信。另一类是差错检 测，也就是收方可以检测出收到的数据帧有差错（但 并不知道出错的确切位置）。当检测出有差错的数据 帧就立即将它丢弃，但接下去有两种选择：一种方法 是不进行任何处理（要处理也是有高层进行），另一 种方法则是由数据链路层负责重传丢弃的帧。
现代网络交换技术-PPT课件第4章分组交换技术
4.1 概述
• 分组交换产生于20世纪60年代，是继电 路交换和报文交换之后出现的、针对数据 通信的特点而开发的一种信息交换技术。
• 在数据通信中，分组交换比电路交换具 有更高的效率，可以在多个用户之间实现 资源共享；同时，分组交换比报文交换的 传输时延小。
• 因此，分组交换是一种理想的数据交换 方式。 • X.25定义的数据终端设备（DTE，Data Terminal Equipment）和数据电路终接设 备（DCE，Data Circuit-terminating Equipment）之间的接口，曾经是广泛使 用的分组网协议。
• 这样，在一条共享的物理线路上，就形 成了逻辑上分离的多条信道。
• 如图4-2所示，在高速复用线上形成了分 别为三个用户传输信息的子信道，这种子 信道称为逻辑信道，用逻辑信道号（LCN， Logical Channel Number）标识。 • 逻辑信道号由逻辑信道群号及群内逻辑 信道号组成，二者统称为逻辑信道号LCN。
• 分组交换采用统计时分复用技术，它在 给用户分配线路资源时，不像同步时分复 用那样固定分配带宽，而是按需动态分配。
• 即只在用户有数据传送时才给它分配资 源，因此线路利用率较高。
• 分组交换中，统计时分复用功能是通过 具有存储和处理能力的专用计算机——接 口信息处理机（IMP，Interface Message Processor）来实现的，IMP完成对数据流 的缓冲存储和对信息流的控制功能，以解 决各用户争用线路资源时产生的冲突问题。
• 目前，传统的分组交换技术显得有些过 时，但毋庸置疑的是，经典的分组交换是 后来发展的各种数据交换技术的基础，因 此掌握分组交换的原理和技术对理解其他 数据交换技术十分重要。
• 随着电信网向宽带化、综合化和智能化 发展，相继出现了一些分组交换的改进技 术，如帧中继、ATM交换等。
数据通信与网络技术CH04 局域网.ppt
根据连接的介质类型：RJ-45(水晶头)、 BNC
根据总线接口分：ISA 、EISA 、PCI 根据速率（带宽）分：10M、100M等 一般市面上的是：协议类型为以太网、
接口为RJ-45、总线接口为PCI、带宽为 10/100自适应的网卡
计算机总线特征表
特征 名称
支持体系结构 总线位数
网卡的主要功能
1. 数据的封装与解封：发送时将上一层 交下来的数据加上首部和尾部，成为 以太网帧；接收时将以太网的帧剥去 首部和尾部，然后送交上一层。
2. 链路管理：主要由CSMA/CD协议实 现；
3. 编码与译码：即曼彻斯特编码与译码。
网卡（NIC）分类
根据协议分：以太网卡、快速以太网卡、 FDDI网卡、ATM网卡
主要技术指标：最多5个网段、每个网段不超过200个站点，每 两个站点之间间隔至少2.5米。
接到转发器的点到点链路的总长度不能超过1000m
用转发器（中继器）扩展以太网的作用距离
终结器 <100
500m 50m
转发器
网段1 750m
转发器
50m 500m
500m
250m 网段2
网段3
10 BASE 5 的连接
物理大楼 光纤
Internet
加洲大学
CERNET
IBM RS/6000
蓝旗营
IBM RS/6000
IBM RS/6000
4.1 局域网概述
6、局域网典型的拓扑结构
• 星（Star）型
局域网所有站点的通信都通过中心站点进行
• 环（Ring）型
控制简便，结构对称性好，传输速率高。如：IBM 令牌环网
一个集线器有许多端口：8至16口，每个端口通过 RJ-45插头用4对双绞线与一个工作站上的网卡相连
根据总线接口分：ISA 、EISA 、PCI 根据速率（带宽）分：10M、100M等 一般市面上的是：协议类型为以太网、
接口为RJ-45、总线接口为PCI、带宽为 10/100自适应的网卡
计算机总线特征表
特征 名称
支持体系结构 总线位数
网卡的主要功能
1. 数据的封装与解封：发送时将上一层 交下来的数据加上首部和尾部，成为 以太网帧；接收时将以太网的帧剥去 首部和尾部，然后送交上一层。
2. 链路管理：主要由CSMA/CD协议实 现；
3. 编码与译码：即曼彻斯特编码与译码。
网卡（NIC）分类
根据协议分：以太网卡、快速以太网卡、 FDDI网卡、ATM网卡
主要技术指标：最多5个网段、每个网段不超过200个站点，每 两个站点之间间隔至少2.5米。
接到转发器的点到点链路的总长度不能超过1000m
用转发器（中继器）扩展以太网的作用距离
终结器 <100
500m 50m
转发器
网段1 750m
转发器
50m 500m
500m
250m 网段2
网段3
10 BASE 5 的连接
物理大楼 光纤
Internet
加洲大学
CERNET
IBM RS/6000
蓝旗营
IBM RS/6000
IBM RS/6000
4.1 局域网概述
6、局域网典型的拓扑结构
• 星（Star）型
局域网所有站点的通信都通过中心站点进行
• 环（Ring）型
控制简便，结构对称性好，传输速率高。如：IBM 令牌环网
一个集线器有许多端口：8至16口，每个端口通过 RJ-45插头用4对双绞线与一个工作站上的网卡相连
第4章数据通信接口与链路控制.ppt
若采用拨号呼叫方式，传输信道部分可由通信子 网替代，此时要考虑计算机如何寻找到所需的服务器 这一问题，即数据电路的建立、寻址和路由选择。
数据电路位于DTE―DTE之间，为数据通信提供数 字传输信道。DTE产生的数据信号可能有不同的形式， 但都表现为数字脉冲信号。DCE是DTE与传输信道(或 通信子网)之间的接口设备，其主要作用是信号变换。 当 传 输 信 道 为 模 拟 信 道 时 ， DCE 为 调 制 解 调 器 (Modem)，发送方DCE将DTE送来的数字信号进行调制 (频谱搬移)变成模拟信号送往信道或进行相反的变换。
13 25
8
15 5
7
9
1
14 1
9
1
6
25 芯
15 芯
EIA RS23-2C(D ) X.21
9芯 EIA RS23-2C兼 容
35 芯 V.35
图4.2.1 通信接口机械特性(接插件的几何尺寸和引线排列)
第4章 数据通信接口与链路控制
表4.2.1 接插件规格和应用环境
第4章 数据通信接口与链路控制
第4章 数据通信接口与链路控制
如前所述，计算机通信在不同的发展阶段有其不 同的应用对象，为了说明数据链路控制的作用，在此 再强调一下两个术语：数据电路和数据链路［26］。数 据电路是一条连接通信双方的物理电路段(可以是线传 输媒体，也可以是软传输媒体)，中间不包括任何交换 节点。在进行数据通信时，两台计算机之间的通路往 往是由许多物理电路链接而成的。
第4章 数据通信接口与链路控制
若传输信道采用专线方式，则计算机系统发送的 数字数据通过通信接口，经传输信道到达接收端的 DCE，然后再经过通信接口传送到服务器，反之亦然。 但在计算机与服务器间通信的过程中，仍然需要考虑 如下问题：通信接口的规范性；通信模式的选择；数 据链路的建立；通信双方的协调，收、发数据缓冲， 速率适配和串并转换等；差错控制，检测与恢复在通 信与传输过程中出现差错的数据；传输代码的确定等。
数据电路位于DTE―DTE之间，为数据通信提供数 字传输信道。DTE产生的数据信号可能有不同的形式， 但都表现为数字脉冲信号。DCE是DTE与传输信道(或 通信子网)之间的接口设备，其主要作用是信号变换。 当 传 输 信 道 为 模 拟 信 道 时 ， DCE 为 调 制 解 调 器 (Modem)，发送方DCE将DTE送来的数字信号进行调制 (频谱搬移)变成模拟信号送往信道或进行相反的变换。
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6
25 芯
15 芯
EIA RS23-2C(D ) X.21
9芯 EIA RS23-2C兼 容
35 芯 V.35
图4.2.1 通信接口机械特性(接插件的几何尺寸和引线排列)
第4章 数据通信接口与链路控制
表4.2.1 接插件规格和应用环境
第4章 数据通信接口与链路控制
第4章 数据通信接口与链路控制
如前所述，计算机通信在不同的发展阶段有其不 同的应用对象，为了说明数据链路控制的作用，在此 再强调一下两个术语：数据电路和数据链路［26］。数 据电路是一条连接通信双方的物理电路段(可以是线传 输媒体，也可以是软传输媒体)，中间不包括任何交换 节点。在进行数据通信时，两台计算机之间的通路往 往是由许多物理电路链接而成的。
第4章 数据通信接口与链路控制
若传输信道采用专线方式，则计算机系统发送的 数字数据通过通信接口，经传输信道到达接收端的 DCE，然后再经过通信接口传送到服务器，反之亦然。 但在计算机与服务器间通信的过程中，仍然需要考虑 如下问题：通信接口的规范性；通信模式的选择；数 据链路的建立；通信双方的协调，收、发数据缓冲， 速率适配和串并转换等；差错控制，检测与恢复在通 信与传输过程中出现差错的数据；传输代码的确定等。
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100Base-T
根网桥
指定端口 指定端口
根端口 非根网桥
非指定端口
10Base-T 生成树协议工作原理
13/20
●STP工作步骤 （1）确定根网桥 （2）确定指定端口和指定网桥 （3）确定根端口 （4）确定阻塞端口 （5）确定转发端口 ●STP的不足与改进 （1）二层数据网的收敛时间过长 （2）网络拓扑容易引起全局波动 （3）缺乏对现有多VLAN环境的支持
100Base-TX：采用两对（4根）芯线的5类（含超5 类）非屏蔽双绞线或者屏蔽双绞线作为传输介质；
100Base-T4：采用四对（8根）芯线普通3、4、5类 （含超5类）双绞线作为传输介质；
100Base-FX：采用光纤作为传输介质。
7/20
●千兆以太网
千兆以太网的数据传输率达到了1000Mbps，即 1Gbps，又称吉比特以太网。千兆以太网技术有两个标准： IEEE 802.3z和IEEE 802.3ab。
46-1500B
DATA
4B
FCS1
802.1Q
带标签帧 DA SA TAG T/L
DATA
FCS2
TPID TCI 2B 2B PRI CFI VID 3bit 1bit 12bit
以太网标准帧与带标签帧比较
16/20
重新计算
●VLAN的工作原理
交换机
1
2
AA
Vlan 10
To PC2
3
4
AA
Vlan 20
2/20
4.2 局域网的体系结构与标准
目前计算机局域网标准主要是由IEEE发布的，所以局域
网体系结构也是与IEEE发布的标准相关。IEEE 802.1A标
准详细规定了将数据链路层划分成了两个子层，即介质访
问控制（Media Access Control，MAC）子层和逻辑链路
控制（Logical Link Control，LLC）子层。
IEEE 802.11系列接入规范基本特性比较
IEEE 802.11b
IEEE 802.11a
IEEE 802.11g
IEEE 802.11n
1999年9月 1999年9月 2003年6月 2009年9月
2.4GHz
5GHz
2.4GHz
2.4/5GHz
Hale Waihona Puke 312或243
15
11Mbps
54Mbps
54Mbps
9/20
●物理层设备——集线器 集线器（Hub）是对接收到的信号进行再生整形放大， 以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中 心的节点上。集线器工作在OSI参考模型第1层，即“物 理层”，又被称为物理层设备。 ●数据链路层设备——网桥 网桥（Bridge）是早期的两端口二层网络设备，用来 连接不同网段的计算机网络设备
●万兆以太网
10GBase-SR 10GBase-LR 10GBase-ER 10GBase-LX4 10GBase-SW 10GBase-LW 10GBase-EW
IEEE 802.3ae
10GBase-LRM 10GBase-KR 10GBase-KX4 IEEE 802.3aq
10GBase-CX4
第4章 局域网技术
4.1 局域网概述 4.2 局域网的体系结构与标准 4.3 以太局域网 4.4 局域网设备 4.5 生成树协议（STP） 4.6 虚拟局域网（VLAN） 4.7 无线局域网（WLAN）
1/20
4.1 局域网概述
局域网是数据通信网络的重要组成部分，也是目前用 户接触和引用最为广泛的一种网络。它主要包括以太局域 网和无线局域网两种，本章将分别对它们进行介绍。局域 网技术涉及到了在OSI网络分层模型中的最底下两层，即 物理层和数据链路层（TCP/IP协议体系结构中物理层和数 据链路层是集中划分在网络接口层）。本章首先介绍局域 网的体系结构与相关标准。
6/20
●快速以太网
快速以太网（Fast Ethernet）是指传输速率为 100Mbps，遵循802.3标准的以太网技术。
IEEE 802.3u在MAC子层上仍采用CSMA/CD作为介 质访问控制方法，保留了MAC帧格式，最小帧长仍是64 字节。
快速以太网标准中定义了以下三种不同的快速以太网 规范：
结构ATM 局域网
802.14 有线电视
网物理层
数据 链路层
物理层
802.7 宽带技术
IEEE 802标准系列
802.8 光纤技术
4/20
●介质访问控制方法 CSMA/CD是载波侦听多路访问/冲突检测（Carrier Sense Multiple Access with Collision），具有对冲突进行 检测和阻止的功能。CSMA/CD的介质访问控制原理分为 四个部分：侦听、发送、检测和冲突后处理，可以用以下 十六个字简要概括：先听后发，边听边发，冲突停止，延 迟重发。 CSMA/CD的优点是控制简单，易于实现；网络负载 轻时，有较好的性能；延迟时间短、速度快。缺点是网络 负载重时，性能急剧下降达到70％-80％以上；冲突数量 的增长也会使网络速度大幅度下降。
14/20
4.6 虚拟局域网（VLAN）
虚拟局域网即VLAN，是Virtual Local Area Network 的缩写，对应的技术标准是IEEE 802.1Q。VLAN是一种 通过将局域网内的设备逻辑的而不是物理的划分成一个 个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。
VLAN1 VLAN2 VLAN3
7Gbps
20/40/80/16 0MHz
2GHz
WLAN可以实现不同的组网方式，最基本的为基础 架构模式和自组网模式的组网方式。
DS
AP1 STA1 BBS1
AP2 STA2 BBS2
WLAN基础架构模式
A D H
B E
F
C G
I
Ad-hoc网络的物理结构图
19/20
技能训练三 交换机实现VLAN间通信
VLAN组网示例
15/20
人力资 源部
市场部
财务部
●VLAN的帧格式
802.1Q标准定义了一种新的帧格式，它在标准的以太 网帧的源地址后面加入了一个Tag（标签）头。Tag头定义 了以太网帧所属的VLAN，通过Tag头来区分Tag帧属于哪 个VLAN。
802.3 标准帧
6B 6B 2B
DA SA T/L
IEEE 802.3ak
10GBase-ZR 10GBase-ZW
Cisco私有标准
10GBase-T IEEE 802.3an
万兆以太网的标准与规范
8/20
4.4 局域网设备
由于局域网是工作在物理层和数据链路层上的，所以 局域网的设备都是二层以下的。在常见的网络设备中，包 括网络接口卡、交换机、网桥和集线器。
12/20
4.5 生成树协议（STP）
生成树协议是通过生成树算法（Spanning Tree Algorithm，STA）计算出一条到根网桥的无环路路径来避 免和消除网络中的环路，它是通过判断网络中存在环路的 地方并阻断冗余链路来实现这个目的。通过这种方式，它 确保到每个目的地都只有唯一路径，不会产生环路，从而 达到管理冗余链路的目的。
802.10可互操作的 局域网的安全机制
802.1体系结构、网络互连
802.2逻辑链路控制LLC
802.3 CSMA/CD
MAC 物理层
802.4 总线令牌
网 MAC 物理层
802.5 令牌环形
网 MAC 物理层
802.6 城域网
MAC 物理层
802.9 语音数据
综合
局域网
802.11 无线
局域网
802.12 星型拓扑
VVllaann1100 pp11 pp22 VVllaann2200 pp33 pp44
PC1 PC2 人事部
PC3 PC4 财务部
单交换机上VLAN的工作
17/20
4.7 无线局域网（WLAN）
规范号
发布时间 工作频段 非重叠信 道数 最高接入 速率
频带
调制方式
OFDM/DSS S/CCK OFDM/16~ 256QAM
OSI/RM
应用层
表示层
会话层
传输层 网络层 数据链路层 物理层
局域网体系结构
LLC子层 MAC子层
物理层
数据链路层
IEEE 802.1A有线局域网体系结构
3/20
●IEEE 802的标准
IEEE 802指IEEE标准中关于局域网和城域网的一系列 标准。规范定义了网卡如何访问传输介质，如何在介质上 传输数据的方法，还定义了网络设备之间连接建立、维护 和拆除的途径。
◇训练目的： 掌握Vlan基本配置步骤 Vlan的建立 Vlan端口的划分 Vlan的删除 ◇训练要求： 参考组网拓扑图，做好数据规划。 互相配合完成实验内容和任务。 详细记录每个步骤的操作结果。 ◇训练环境： packet tracer软件
20/20
10/20
网桥
网桥
MAC地 址表
接口管理 网桥协议
软件
实体
站地址 接口
A1 B1 C1 D2 E2 F2
接口1
缓存
接口2
网段A ABC
网段B DEF
网桥连接两个物理网段示例
11/20
●以太网交换机 在数据网络设备中还有一种是工作在数据链路层的， 它以更多端口、同样可隔离冲突的特性取代了网桥，这就 是交换机。 以太网交换机的工作过程 以太网交换机的结构 以太网交换机的模式 以太网交换机的种类 除了具有集线器和网桥的功能，交换机还提供了更先 进的功能，如虚拟局域网（VLAN）和更高的性能。
根网桥
指定端口 指定端口
根端口 非根网桥
非指定端口
10Base-T 生成树协议工作原理
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●STP工作步骤 （1）确定根网桥 （2）确定指定端口和指定网桥 （3）确定根端口 （4）确定阻塞端口 （5）确定转发端口 ●STP的不足与改进 （1）二层数据网的收敛时间过长 （2）网络拓扑容易引起全局波动 （3）缺乏对现有多VLAN环境的支持
100Base-TX：采用两对（4根）芯线的5类（含超5 类）非屏蔽双绞线或者屏蔽双绞线作为传输介质；
100Base-T4：采用四对（8根）芯线普通3、4、5类 （含超5类）双绞线作为传输介质；
100Base-FX：采用光纤作为传输介质。
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●千兆以太网
千兆以太网的数据传输率达到了1000Mbps，即 1Gbps，又称吉比特以太网。千兆以太网技术有两个标准： IEEE 802.3z和IEEE 802.3ab。
46-1500B
DATA
4B
FCS1
802.1Q
带标签帧 DA SA TAG T/L
DATA
FCS2
TPID TCI 2B 2B PRI CFI VID 3bit 1bit 12bit
以太网标准帧与带标签帧比较
16/20
重新计算
●VLAN的工作原理
交换机
1
2
AA
Vlan 10
To PC2
3
4
AA
Vlan 20
2/20
4.2 局域网的体系结构与标准
目前计算机局域网标准主要是由IEEE发布的，所以局域
网体系结构也是与IEEE发布的标准相关。IEEE 802.1A标
准详细规定了将数据链路层划分成了两个子层，即介质访
问控制（Media Access Control，MAC）子层和逻辑链路
控制（Logical Link Control，LLC）子层。
IEEE 802.11系列接入规范基本特性比较
IEEE 802.11b
IEEE 802.11a
IEEE 802.11g
IEEE 802.11n
1999年9月 1999年9月 2003年6月 2009年9月
2.4GHz
5GHz
2.4GHz
2.4/5GHz
Hale Waihona Puke 312或243
15
11Mbps
54Mbps
54Mbps
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●物理层设备——集线器 集线器（Hub）是对接收到的信号进行再生整形放大， 以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中 心的节点上。集线器工作在OSI参考模型第1层，即“物 理层”，又被称为物理层设备。 ●数据链路层设备——网桥 网桥（Bridge）是早期的两端口二层网络设备，用来 连接不同网段的计算机网络设备
●万兆以太网
10GBase-SR 10GBase-LR 10GBase-ER 10GBase-LX4 10GBase-SW 10GBase-LW 10GBase-EW
IEEE 802.3ae
10GBase-LRM 10GBase-KR 10GBase-KX4 IEEE 802.3aq
10GBase-CX4
第4章 局域网技术
4.1 局域网概述 4.2 局域网的体系结构与标准 4.3 以太局域网 4.4 局域网设备 4.5 生成树协议（STP） 4.6 虚拟局域网（VLAN） 4.7 无线局域网（WLAN）
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4.1 局域网概述
局域网是数据通信网络的重要组成部分，也是目前用 户接触和引用最为广泛的一种网络。它主要包括以太局域 网和无线局域网两种，本章将分别对它们进行介绍。局域 网技术涉及到了在OSI网络分层模型中的最底下两层，即 物理层和数据链路层（TCP/IP协议体系结构中物理层和数 据链路层是集中划分在网络接口层）。本章首先介绍局域 网的体系结构与相关标准。
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●快速以太网
快速以太网（Fast Ethernet）是指传输速率为 100Mbps，遵循802.3标准的以太网技术。
IEEE 802.3u在MAC子层上仍采用CSMA/CD作为介 质访问控制方法，保留了MAC帧格式，最小帧长仍是64 字节。
快速以太网标准中定义了以下三种不同的快速以太网 规范：
结构ATM 局域网
802.14 有线电视
网物理层
数据 链路层
物理层
802.7 宽带技术
IEEE 802标准系列
802.8 光纤技术
4/20
●介质访问控制方法 CSMA/CD是载波侦听多路访问/冲突检测（Carrier Sense Multiple Access with Collision），具有对冲突进行 检测和阻止的功能。CSMA/CD的介质访问控制原理分为 四个部分：侦听、发送、检测和冲突后处理，可以用以下 十六个字简要概括：先听后发，边听边发，冲突停止，延 迟重发。 CSMA/CD的优点是控制简单，易于实现；网络负载 轻时，有较好的性能；延迟时间短、速度快。缺点是网络 负载重时，性能急剧下降达到70％-80％以上；冲突数量 的增长也会使网络速度大幅度下降。
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4.6 虚拟局域网（VLAN）
虚拟局域网即VLAN，是Virtual Local Area Network 的缩写，对应的技术标准是IEEE 802.1Q。VLAN是一种 通过将局域网内的设备逻辑的而不是物理的划分成一个 个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。
VLAN1 VLAN2 VLAN3
7Gbps
20/40/80/16 0MHz
2GHz
WLAN可以实现不同的组网方式，最基本的为基础 架构模式和自组网模式的组网方式。
DS
AP1 STA1 BBS1
AP2 STA2 BBS2
WLAN基础架构模式
A D H
B E
F
C G
I
Ad-hoc网络的物理结构图
19/20
技能训练三 交换机实现VLAN间通信
VLAN组网示例
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人力资 源部
市场部
财务部
●VLAN的帧格式
802.1Q标准定义了一种新的帧格式，它在标准的以太 网帧的源地址后面加入了一个Tag（标签）头。Tag头定义 了以太网帧所属的VLAN，通过Tag头来区分Tag帧属于哪 个VLAN。
802.3 标准帧
6B 6B 2B
DA SA T/L
IEEE 802.3ak
10GBase-ZR 10GBase-ZW
Cisco私有标准
10GBase-T IEEE 802.3an
万兆以太网的标准与规范
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4.4 局域网设备
由于局域网是工作在物理层和数据链路层上的，所以 局域网的设备都是二层以下的。在常见的网络设备中，包 括网络接口卡、交换机、网桥和集线器。
12/20
4.5 生成树协议（STP）
生成树协议是通过生成树算法（Spanning Tree Algorithm，STA）计算出一条到根网桥的无环路路径来避 免和消除网络中的环路，它是通过判断网络中存在环路的 地方并阻断冗余链路来实现这个目的。通过这种方式，它 确保到每个目的地都只有唯一路径，不会产生环路，从而 达到管理冗余链路的目的。
802.10可互操作的 局域网的安全机制
802.1体系结构、网络互连
802.2逻辑链路控制LLC
802.3 CSMA/CD
MAC 物理层
802.4 总线令牌
网 MAC 物理层
802.5 令牌环形
网 MAC 物理层
802.6 城域网
MAC 物理层
802.9 语音数据
综合
局域网
802.11 无线
局域网
802.12 星型拓扑
VVllaann1100 pp11 pp22 VVllaann2200 pp33 pp44
PC1 PC2 人事部
PC3 PC4 财务部
单交换机上VLAN的工作
17/20
4.7 无线局域网（WLAN）
规范号
发布时间 工作频段 非重叠信 道数 最高接入 速率
频带
调制方式
OFDM/DSS S/CCK OFDM/16~ 256QAM
OSI/RM
应用层
表示层
会话层
传输层 网络层 数据链路层 物理层
局域网体系结构
LLC子层 MAC子层
物理层
数据链路层
IEEE 802.1A有线局域网体系结构
3/20
●IEEE 802的标准
IEEE 802指IEEE标准中关于局域网和城域网的一系列 标准。规范定义了网卡如何访问传输介质，如何在介质上 传输数据的方法，还定义了网络设备之间连接建立、维护 和拆除的途径。
◇训练目的： 掌握Vlan基本配置步骤 Vlan的建立 Vlan端口的划分 Vlan的删除 ◇训练要求： 参考组网拓扑图，做好数据规划。 互相配合完成实验内容和任务。 详细记录每个步骤的操作结果。 ◇训练环境： packet tracer软件
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网桥
网桥
MAC地 址表
接口管理 网桥协议
软件
实体
站地址 接口
A1 B1 C1 D2 E2 F2
接口1
缓存
接口2
网段A ABC
网段B DEF
网桥连接两个物理网段示例
11/20
●以太网交换机 在数据网络设备中还有一种是工作在数据链路层的， 它以更多端口、同样可隔离冲突的特性取代了网桥，这就 是交换机。 以太网交换机的工作过程 以太网交换机的结构 以太网交换机的模式 以太网交换机的种类 除了具有集线器和网桥的功能，交换机还提供了更先 进的功能，如虚拟局域网（VLAN）和更高的性能。