第4章局域网基础
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）
第4章计算机局域网络讲义教材
D
D
D
D
令牌
A
C
B 节点A截获令牌,并准
备发送数据
A
C
B 节点A将数据发送到
节点C
A
C
B 数据循环一周后,节点
A将其收回
A
C
B 产生新的令牌,发送到
环路中
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Token Ring的特点
由于每个节点不是随机的争用信道，不会出现冲 突，因此称它是一种确定型的介质访问控制方法， 而且每个节点发送数据的延迟时间可以确定。
10Leabharlann 拓扑结构 ——总线型拓扑结构
所有的节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、或者是使用光纤；
总线上任何一个节点发出的信息都沿着总线 传输，而其他节点都能接收到该信息，但在 同一时间内，只允许一个节点发送数据；
由于总线作为公共传输介质为多个节点共享， 就有可能出现同一时刻有两个或两个以上节 点利用总线发送数据的情况，因此会出现 “冲突”；
当目的节点检测到该数据帧的目的地址（MAC地址）为 本节点地址时，就继续接收该帧中包含的数据，同时给源 节点返回一个响应。当有两个或更多的节点在同一时间都 发送了数据，在信道上就造成了帧的重叠，导致冲突出现。 为了克服这种冲突，在总线LAN中常采用CSMA/CD协议， 即带有冲突检测的载波侦听多路访问协议，它是一种随机 争用型的介质访问控制方法。
服务器的集中化 提供服务器的集群，便于管理，提高安全性；
文件的大小日益增加 要求更高的网络带宽；
网络用户和工作站数目的日益增加
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克服传统以太网的问题
传统以太网中的一些问题
传统以太网使用共享介质，虽然总线带宽为10Mbps， 但网络节点增多时，网络的负荷加重，冲突和重发增 加，网络效率下降、传输延时增加，造成总线带宽为 30~40%；
第4章 局域网
4．1 局域网的主要特点与组成
图 4-3
带中继器的基带系统
IEEE 802标准中，任何两个站点之间最多允许有4个中继器， 从而将有效的电缆长度延伸到2.5km。 双绞线基带LAN用于低成本和低性能要求的场合，但 限制在1km以内，数据速率为1Mbps-10Mbps。
4．1 局域网的主要特点与组成
CSMA/CD的代价在于监听冲突所花费的时间。 在CSMA/CD算法中，一旦检测到冲突并发完阻塞 信号后，需要等待一个随机时间 ，然后再使用 CSMA方法试图传输，采用二进制指数退避算法， 其规则如下： (1)对每个数据帧，当第一次发生冲突时，设臵一 个参量L=2；(2)退避间隔取1到L个时间片中的一 个随机数，1个小时片等于两站之间的最大传播时 延的两倍；(3)当数据帧再次发生冲突，由将参量 L加倍；(4)设臵一个最大重传次数，超过该次数， 则不再重传，并报告出错。 IEEE 802.3采用的是二进制指数退避和1-坚持算 法的CSMA/CD介质访问控制方法。
只有获得令牌的站点才有权发送数据帧， 完成数据发送后立即释放令牌以供其它站 点使用。由于环路中只有一个令牌，因此 任何时刻至多只有一个站点发送数据，不 会产生冲突。而且，令牌环上各站点均有 相同的机会公平地获取令牌。
4．2 以太网介质访问控制方法
4．2．2 令牌环介质访问控制 2、令牌环的操作过程
4．2．1 CSMA/CD介质访问控制方法 1、 载波监听多路访问CSMA 载波监听多路访问CSMA的技术。要传输数 据的站点首先对介质上有无载波进行监听， 以确定是否有别的站点在传输数据。如果 介质空闲，该站点便可传输数据；否则， 该站点将避让一段时间后再做尝试
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。
现代网络技术第4章传统局域网
4.2.3 介质访问控制MAC子层
在局域网中，介质访问控制要解决的重要问题之一是寻址问题。网络寻址首先要对网络主机进行唯一标识，并通过该标识确定主机在网络中的位置。802标准为局域网主机规定网络地址（也叫物理地址）的命名方法。
IEEE还规定：地址字段的第1个字节的最低位为I/G比特。
IEEE还考虑到可能有人并不愿意前来购买“地址块”。
01
4.2.2 逻辑链路控制LLC子层 逻辑链路控制子层的服务访问点LLC SAP
02
个主机中可能有多个进程在运行，它们可能同时与其他的一些进程（在一个主机或多个主机中）进行通信。
图4-6 MAC地址与SAP地址
可见在网络中的进程通信时，需要有两种地址： MAC地址，唯一标识主机在局域网中的站地址或物理地址，该地址由MAC帧负责传送。 SAP地址，标识进程在某一个主机中的地址，即LLC子层上面的服务访问点SAP地址，该地址由LLC帧负责传送。
multicase）：发送给一部分站点的帧。
3
1
2
4
对于接收的数据帧，有三种不同的帧类型：
（unicate）：接收到的帧的MAC地址与本站的硬件地址相同。
broadcast）：发送给所有站点的帧（全1地址）。
以太网和IEEE802.3标准
4.3.1 802.3局域网概述 以太网（Ethernet）是一种基带总线局域网，以基带无源同轴电缆作为传输介质，采用CSMA/CD控制协议。以太网最初是由美国施乐（Xerox）公司著名的Palo Alto研究中心于1975年研制成功的第一个CSMA/CD系统，当时的传输率为2.94Mb/s。
U
α
4.3.4 交换式以太网
交换式集线器的交换方式有两种：
计算机网络基础—局域网技术
10/100Mbps交换机(堆叠)
连接一个工作组 10Mbps交换机
100Mbps专用连接 10Mbps专用连接 10Mbps集线器
服务器
交换机的技术分类与应用
• 100Mbps交换机
服务器区
100Mbps主干交换机 千兆位的连接
千兆位的连接
100Mbps主干交换机
10/100Mbps交换机 10/100Mbps交换机
第四章 局域网技术
• 第一节 局域网概述
– 教学目标
• 了解局域网的特点、分类集基本组成 • 了解决定局域网特性的主要技术
– 重点/难点
• 局域网的基本组成和技术特点
大家谈一谈
• 你认识的局域网是什么样子？有何特点？ • 能不能举一些常见局域网的实例？
第四章 局域网技术
• 一、局域网的概念
– 定义：局域网是由一组计算机及相关设备通过共用的通信线路或 无线连接的方式组合在一起的系统，它们在一个有限的地理范围 进行资源共享和信息交换。
拓扑结构 ——星型拓扑结构
• 在星型拓扑中存在一个中心 节点，每个节点通过点到点 线路与中心节点连接。
• 在局域网中，由于使用中央 设备的不同，局域网的物理 拓扑结构和逻辑拓扑结构不 同。
– 使用集线器连接所有计 算机时，是一种具有星 型物理连接的总线型拓 扑结构；
– 使用交换机时，是真正 的星型拓扑结构。
以太网交换机
LED指示灯
高速端口
管理端口
端口密度
• 端口密度是指交换机提供的端口数，通常为8～24个端口，端口速率 为为10Mbps或100Mbps。
• LED指示灯通常用来指示以太网交换机的信息或交换状态。
• 高速端口用来连到服务器或主干网络上，可以是100Mbps或 1000Mbps端口，可以连接100Mbps的FDDI、快速以太网络（ 100Base-TX）、或上连到千兆位交换网络。
计算机网络 第4章 局域网
第4章局域网4.1概述4.2IEEE 802局域网体系结构4.2.1IEEE 802局域网参考模型图4.1IEEE 802 LAN/RM 4.2.2媒体接入控制子层1. LAN的信道特点2. LAN媒体接入控制方式3. MAC地址图4.2以太网地址在网上的传送顺序计算机网络（第3版）4.2.3逻辑链路控制子层1. LLC寻址2. LLC层提供的服务3. LLC帧格式图4.3LLC帧结构4.3以太网工作原理4.3.1以太网技术的发展图4.4Robert Metcalfe最初的以太网图4.5以太网传输速率增长图计算机网络（第3版）4.3.2以太网媒体接入控制方式CSMA/CD1. 随机接入技术的先驱ALOHA2. CSMA3. CSMA/CD计算机网络（第3版）图4.6传播时延对CSMA的影响图4.7CSMA/CD流程图4. CSMA/CD冲突过程图4.8CSMA/CD冲突过程数据流的时空图5. 冲突检测方法6. 与时槽相关的概念7. 以太网接收处理8. 以太网运行参数计算机网络（第3版）4.3.3以太网传输特点4.3.4以太网信道利用率1. 假设条件下的信道利用率图4.9帧的平均发送时间2. 无冲突时信道利用率的极限3. 冲突时信道利用率的上限计算机网络（第3版）4.3.5以太网帧格式图4.10IEEE 802.3以太网帧格式4.4传统以太网4.4.1物理层图4.1110Mb/s以太网物理层、网络接口卡和中继器4.4.2网络接口卡(NIC)4.4.3中继器和集线器1. 中继器2. 集线器计算机网络（第3版）4.4.4传统以太网及其网络结构1. 粗缆以太网10Base5图4.1210Base5粗缆以太网2. 细缆以太网10Base23. 光纤以太网10BaseF4. 双绞线以太网10BaseT图4.1310BaseT以太网联网示意图图4.14RJ-45连接器计算机网络（第3版）图4.15hub级联图4.16hub堆叠4.5高速以太网4.5.1100BaseT1. 100BaseT的特点图4.1710Mb/s以太网物理层(左)和100BaseT物理层(右)2. 100BaseT的物理层规范3. 100Mb/s以太网扩展计算机网络（第3版）4. 10/100Mb/s自动协商模式4.5.2千兆以太网1. 千兆以太网的特点图4.18100BaseT物理层(左)对照和千兆以太网物理层(右) 2. 千兆以太网物理层标准3. 载波扩展(carrier extension)图4.19载波扩展4. 帧突发(frame bursting)计算机网络（第3版）图4.20帧突发5. 1000BaseX自动协商4.5.3万兆以太网1. 万兆以太网的特点图4.21万兆以太网物理层2. 万兆以太网物理层标准3. 万兆以太网应用4.6交换式以太网4.6.1概述4.6.2网桥1. 网桥工作机制图4.22网桥工作原理2. 网桥的特点3. 地址学习4.6.3交换机1. 交换机工作原理图4.23交换机2. 交换机的组成结构4.6.4交换式以太网及其特点1. 交换式以太网2. 交换式以太网的特点图4.24交换机隔离了5个独立的冲突域4.7虚拟局域网(VLAN)4.7.1VLAN及其特点1. 什么是VLAN图4.25VLAN示例2. VLAN的特点4.7.2VLAN划分1. 基于端口(port-based)2. 基于MAC地址(MAC address-based)3. 基于协议(protocol-based)4.7.3VLAN帧格式图4.26VLAN帧格式4.7.4VLAN运行1. 相关概念2. VLAN内广播图4.27VLAN内广播3. 跨VLAN访问图4.28跨VLAN访问4.8无线局域网(WLAN)4.8.1IEEE 802.11 WLAN1. IEEE 802.11 WLAN网络组成图4.29IEEE 802.11 WLAN的网络结构2. IEEE 802.11 WLAN体系结构图4.30IEEE 802.11体系结构图4.31移动站通过AP接入以太网的协议结构4.8.2IEEE 802.11物理层标准1. FHSS，DSSS和IR图4.32FHSS方式的PLCP帧格式图4.33DSSS方式的PLCP帧格式图4.3416-PPM(上)和4-PPM(下)图4.35IR方式的PLCP帧格式2. IEEE 802.11a/b/g/n4.8.3IEEE 802.11 MAC层帧和帧格式1. 3种类型的帧2. 数据帧图4.36数据帧的帧格式3. 管理帧图4.37管理帧的帧格式4. 控制帧图4.38控制帧的帧格式4.8.4IEEE 802.11 MAC层DCF1. 无线信道的特点图4.39WLAN的隐蔽站点问题/暴露站点问题2. 帧间间隔(Inter Frame Space,IFS)3. CSMA/CA信道接入控制机制图4.40CSMA/CA信道接入流程图4. 虚拟载波监听5. RTS/CTS信道预约机制图4.43RTS/CTS信道预约机制的信道接入过程图4.44RTS/CTS信道预约机制解决隐蔽站点问题4.8.5IEEE 802.11 MAC层PCF图4.45PCF工作模式4.8.6WLAN管理1. 接入和退出网络图4.46站点接入网络的过程(主动扫描) 2. 越区漫游图4.47移动站越区漫游3. 电源管理思考题4.1IEEE 802 LAN/RM和OSI/RM的对应关系如何？IEEE 802 LAN/RM把数据链路层分为哪两层？为什么这样分？4.2共享信道的多点接入会产生什么问题？有哪两种媒体接入控制方法？各有什么特点？4.3描述IEEE 802 LAN MAC-48地址的结构。
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
7 8
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
1
2 3 4 5 6
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
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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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对口计算机网络基础：第4章局域网技术 判断题-高中信息技术试卷与试题
对口计算机网络基础：第4章局域网技术判断题-高中信息技术试卷与试题
1. 局域网的结构按基本工作原理可分为三种：对等式网络结构、专用服务器结构、客户/服务器结构。
⭕对⭕错
答案：对
2. 局域网按网络拓扑结构分主要分为三种：星型、总线型、环型。
⭕对⭕错
答案：对
3. 拓扑结构就是网络的物理连接形式。
⭕对⭕错
答案：错
4. 对等局域网简单方便，但功能非常有限，只能实现简单的资源共享，且网络的安全性很差。
⭕对⭕错
答案：对
5. 客户机和服务器角色有明确界限，客户机为Client,服务器为Server,两者角色不可互换。
⭕对⭕错
答案：错
6. 在专用服务器结构局域网中，网络上的工作站要做文件传输时，都需要通过服务器，无法在工作站之间直接传输。
⭕对⭕错
答案：对
7. 只有Windows95/98操作系统提供对组建对等网络的支持。
⭕对⭕错
答案：错
8. 网络工作站为本地用户访问本地资源和网络资源提供服务。
⭕对⭕错
答案：对
9. 微软公司的Windows NT Server是网络操作系统的一种。
⭕对⭕错
答案：对
10. 网络操作系统的水平决定整个网络的水平，使所有网络用户都能方便、有效地利用计算机网络的功能和资源。
⭕对⭕错
答案：对。
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
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TOKEN BUS 802.4
LLC子层:负责和传输介质无关的它独立于介质访问控制方法， 隐式藏 与了接各口种。局域网技术之间第的4章局差域别网基，础 向网络层提供一个统一的格
局域网
IEEE 802标准系列
高层 LLC MAC 物理层
802.1 LAN 体系结构与网络互连
802.2逻辑链路控制子层
局域网
局域网体系结构
物理层:主要处理在物理链路上发送、传递和接收非结构
化的比特流,负责体现机械、电气、功能和过程特性。
MAC子层:主要功能是控制对传输介质的访问， MAC
与网络的具体拓扑方式以及传输介质的类型有关，主要 是介质的访问控制和对信道资源的分配。
CSMA/CD
802.3
TOKEN RING 802.5
网卡 RJ-45
RJ-45
网络工作站
交换机
第4章局域网基础
网络工作站
局域网
局域网体系结构
IEEE802 局域网（ LAN ）标准中，只定义了物理层和数据 链路层两层，并根据 LAN 的特点，把数据链路层分成逻辑 链路控制 LLC （ Logical Link Control ）子层和介质访问控 制 MAC （ Medium Access Control ）子层；还加强了数据 链路层的功能，把网络层中的寻址、排序、流控和差错控制 等功能放在 LLC 子层第来4章实局现域网。基础
第4章局域网基础
局域网
TOKEN RING
令当牌数环据的绕技环术 通始过于各站196时9，年各，站就都是要所将谓帧的的ne目wh的a地ll环址路与。本 令站牌地：址是相一比种 较特，殊如的果二地进址制符比合特，格说式明的是帧发。送它给适本用站于的环， 形则拓将扑帧结拷构贝。 到在本环站初的始接化收时缓产冲生器，中在，没同有时站将点帧发送送回数到据环 时上,，它使会帧始继终续沿沿着环逆传时送针；方如向果循地环址绕不行符. 合，则简单地将 帧重新送到环上即可。 当某一节点要发送数据时,必须先截获令牌,然后再开始 发送数据帧,在数据发送过程中,由于令牌已经被占用,因 此,其它节点不能发送数据只能等待.当发送的数据在环 上循环一周后,又回到发送节点,发送节点确认数据传输 无误后,由其从环上撤除所发的数据帧,同时产生一个新 的令牌发送到环路上,供其它站点使用.由于环路上只有 一个令牌,任何时刻至多只有一个节点发送数据,不会有 冲突.属于无冲突协第议4章.局域网基础
第4章局域网基础
局域网
CSMA/CD
CSMA/CD的控制方法： 一个节点要发送信息，首先对决线进行监听，看介质 上是否有其它节点发送的信息存在。若介质是空闲的， 则可以发送信息。在发送数据的同时，继续监听总线， 即“边发边听”。当监听到有冲突发生时，便立即停止 发送，并发出报警信号，告知各节点已发生冲突。此 时，信息剩余部分不再发送，也防止它们再发送新的 信息介入冲突。若发送完成后，尚未检测到冲突，则 发送成功。
D,C,A
C,E,B
A,B,C
E,A,D
B,D,E
A
B
C
DEຫໍສະໝຸດ 第4章局域网基础局域网
• 若信道忙，则继续监听
缺点：冲突不可避免
第4章局域网基础
局域网
CSMA/CD
CSMA/CD是对CSMA的改进.
CD( collision detection)，代表冲突检测.采用的原则是 “边发边听”。也就是各节点在发送数据帧的同时继续 监听总线,当监听到总线上有冲突发生时,便立即停止发 送数据. 缺点：冲突不可避免;不适合传输对时延要求较高的实 时性数据;重负载时效率低。 优点是结构简单、网络维护方便、增删节点容易。网 络在轻负载的情况下效率较高。
IBM令牌环
传输介质
环型
剑桥环 FDDI
介质访问控制方法 第4章局域网基础
TOKEN RING
局域网的关键技术
同轴电缆
传输介质
双绞线
光纤
局域网
介质访问 控制方法
将传输介质的频带有效地分配 给网上各节点的用户的方法称 为介质访问控制方法。
第4章局域网基础
局域网
介质访问控制方法
IEEE 802
CSMA/CD 802.3 TOKEN BUS 802.4 TOKEN RING 802.5
第4
4.1 4.2 4.3 传统以太网 4.4
第4章局域网基础
局域网
局域网概述
局域网LAN(Local Area Network)是一种 在有限的地理范围内将大量计算机及各种 设备互连在一起,实现数据传输和资源共享 的计算机网络.
局域网的特点:较小的地理范围;高传输速率和 低误码率;面向的用户比较集中;使用多种传输 介质;数据通信设备是广义的.
802.3 CSMA/CD 物理层
802.4 Token Bus 物理层
802.5 Token Ring 物理层
802.6 城域网
802.9 ISDN
802.11 无线 局域网
IEEE:美国电气电子工程师协会
第4章局域网基础
局域网
局域网的关键技术
拓扑结构
总线型 星型
Ethernet
CSMA/CD
TOKEN RING
局域网
TOKEN RING
令牌环属于无冲突协议;在轻负载时,由于存 在等待令牌的时间,效率较低;而在重负载时, 对各节点公平,效率高. 许多用于工业控制的局域网多采用令牌环局 域网.
第4章局域网基础
局域网
TOKEN BUS
令牌总线介质访问控制物理拓扑是总线型的, 但逻辑上使用的确是令牌环的协议.也属于无 冲突协议,但网络管理复杂.
载波侦听多路访问/冲突检测 令牌总线 令牌环
第4章局域网基础
CSMA/CD
适用于的拓扑结构
局域网
第4章局域网基础
局域网
CSMA/CD
CSMA控制方法
争用型协议,是以竟争 的方式获得总线的信 息发送权.
CSMA(carrier sense multiple access)，代表载波侦听多 路访问.采用的原则是“先听后发”。也就是各节点在发 送前先侦听总线是否空闲• 若信道空闲，则可以发送。
第4章局域网基础
局域网概述
局域网
局域网的分类:
常规局域网LAN 计算机化交换机CBX,PBX:采用电路技
术的局域网 高速局域网HSLN
第4章局域网基础
局域网的组成
局域网
局域网的组成:网络服务器、网络工作站、网
络适配器和传输介质。这些设备在特定网络软 件支持下完成特定的网络功能。
网络服务器 UTP