计算机网络技术课件(第5章)局域网基础

第五章 局域网基础
2．IEEE 802标准系列 802标准系列 IEEE在1980年 IEEE在1980年2月成立了局域网标准化委员会 （简称IEEE 802委员会），专门从事局域网的协议 （简称IEEE 802委员会），专门从事局域网的协议 制作，形成了一系列的标准，称为IEEE 802标准。 制作，形成了一系列的标准，称为IEEE 802标准。 该标准已被国际标准化组织ISO采纳，作为局域网的 该标准已被国际标准化组织ISO采纳，作为局域网的 国际标准系列，称为IEEE 802系列标准。 国际标准系列，称为IEEE 802系列标准。 IEEE 802标准列举 802标准列举
能力目标
掌握局域网关键技术 掌握IEEE 802常用标准 掌握IEEE 802常用标准 掌握以太网、快速以太网、 掌握以太网、快速以太网、千兆以太网和万兆以太网技术组 网标准 掌握无线局域网与局域网的互联技术 掌握虚拟局域网的原理和功能
第五章 局域网基础
§5.1 局域网概述 §5.2 局域网的关键技术 §5.3 传统以太网 §5.4 高速局域网 §5.5 无线局域网 §5.6 虚拟局域网简介
第五章 局域网基础
2.环型拓扑结构 2.环型拓扑结构
结构特点：平等关系 结构特点： 传输控制方式：分布式控制 传输控制方式： 传播方式：广播式 传播方式：
典型实例有：IBM令牌环（Token Ring）网 剑桥环（Cambridge Ring）网
第五章 局域网基础
优点： 优点： 1）结构简单，实时性强 2）信道利用率高 3）通信电缆长度短 4）不存在数据冲突问题 5）可靠性高（双环） 缺点： 缺点： 1）环路封闭，扩展和关闭节点困难 2）节点过多时，传输率低(信息要穿过所有节点) 3）单环时，节点故障会引起全网故障
第五章 局域网基础
1.总线型拓扑结构 1.总线型拓扑结构
结构特点：平等关系 结构特点： 信息传输关系：广播式网络 信息传输关系： 信息控制方式：分布式介质访问控制 信息控制方式： 以太网（Ethernet） 以太网（Ethernet）就是总线网的典型实例
第五章 局域网基础
优点： 优点： 1）结构简单、灵活 2）可靠性高（无源总线） 3）布线相对简单 缺点： 缺点： 1）故障检测困难 2）其工作站数量有限制 3）实时性差 总线型拓扑举例
第五章 局域网基础
3.星型拓扑结构 3.星型拓扑结构
结构特点：中央节点控制，信息 结构特点：中央节点控制， 经中央节点转发。 经中央节点转发。 信息控制方式：集中通信控制方式。 信息控制方式：集中通信控制方式。 传输方式：广播式或交换式。 传输方式：广播式或交换式。
星型网的典型实例是CBX网 网 星型网的典型实例是
第五章 局域网基础
§5.2 局域网的关键技术 5.2
5.2.3 介质访问控制方法 把传输介质作为各结点共享的资源，将传输介质 的频带有效地分配给网上各结点的用户的方法称为介 质访问控制方法。 介质访问控制方法又称为媒体访问控制方法或信 道访问控制方法等。
第五章 局域网基础
IEEE 802标准规定了局域网中最常用的介质访问控 802标准规定了局域网中最常用的介质访问控 制方法： 制方法： IEEE 802.3载波监听多路访问/冲突检测 802.3载波监听多路访问/ （Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，CSMA/CD） Detection，CSMA/CD） IEEE 802.4令牌总线（Token Bus） 802.4令牌总线（Token Bus） IEEE 802.5令牌环（Token Ring） 802.5令牌环（Token Ring）
第五章 局域网基础
2．宽带系统 当特性阻抗为75Ω的同轴电缆用于频分多路复用FDM的 当特性阻抗为75Ω的同轴电缆用于频分多路复用FDM的 模拟信号发送时，称为宽带。主要特点如下： （1）发送模拟信号，并采用FDM技术。 ）发送模拟信号，并采用FDM技术。 （2）采用总线/树型拓扑结构，介质是宽带同轴电缆。 ）采用总线/ （3）传输距离比基带远，可达数十公里。 （4）采用单向传输技术，信号只能沿一个方向传播。 （5）两条数据通道，且端头处接在一起。 （6）结点的发送信号都沿着同一个通道流向端头。 （7）在物理上，可采用双电缆结构和单电缆结构来实 现输入和输出的通道。 宽带传输技术
第五章 局域网基础
优点： 优点： 1）结构简单、建网容易、便于管理 2）易于扩展，添加新站点方便 3）故障检测和隔离方便 4）传输速度快 缺点： 缺点： 1）中央节点负担重，可靠性低 2）通信线路的利用率低 图例
第五章 局域网基础
4.星型总线结构和星型环混合 4.星型总线结构和星型环混合
实际网络结构是多种多样的，其拓扑结构也不一 定是单一结构。它们往往是几种结构的混合体 1）星型总线结构
第五章 局域网基础
2．IEEE 802标准系列 802标准系列 IEEE 802标准系列的描述如下图所示。 802标准系列的描述如下图所示 标准系列的描述如下图所示。
第五章 局域网基础
§5.2 局域网的关键技术 5.2
决定局域网特征的主要技术有：连接各种设备的拓 决定局域网特征的主要技术有：连接各种设备的拓 扑结构、传输介质及介质访问控制方法，这三种技术在 扑结构、传输介质及介质访问控制方法，这三种技术在 很大程度上决定了传输数据的类型、网络的响应时间、 吞吐率、利用率以及网络应用等各种网络特征。 5.2.1 局域网的体系结构 局域网在网络拓扑上主要采用：总线型、环型与星 型结构。 在网络传输介质上主要采用：双绞线、同轴电缆与 在网络传输介质上主要采用：双绞线、同轴电缆与 光纤。 光纤。
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§5.1 局域网概述
传输介质也称传输媒体，是传输信息的物理载体 传输介质也称传输媒体， 5.1.1 局域网的特点 1．较小的地域范围 2．高传输速率和低误码率 3．面向的用户比较集中 4．使用多种传输介质 5．数据通信设备是广义的 图例
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§5.1 局域网概述
5.1.2 局域网的体系结构 1．局域网的层次结构 IEEE 802标准的局域网参考模型与OSI/RM的对 802标准的局域网参考模型与OSI/RM的对 应关系模型包括了OSI/RM最低两层（物理层和数据 应关系模型包括了OSI/RM最低两层（物理层和数据 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与 OSI/RM与IEEE 802参考模型的对应关系示意图 802参考模型的对应关系示意图
第五章 局域网基础
训教重点
局域网结构、 802各种标准 载波监听多路访问/ 各种标准、 局域网结构、IEEE 802各种标准、载波监听多路访问/冲突 检测（CSMA/CD） 检测（CSMA/CD）原理 以太网（Ethernet）、快速以太网（ ）、快速以太网 Ethernet）、 ）、千 以太网（Ethernet）、快速以太网（Fast Ethernet）、千 兆以太网和万兆以太网技术 无线局域网技术 虚拟局域网（VLAN） 虚拟局域网（VLAN）技术
计算机网络技术 Ver4） （Ver4）
第五章 局域网基础
Network，LAN）是一种在有限的地 【摘要】局域网（Local area Network，LAN）是一种在有限的地 摘要】局域网（Local 理范围内将大量的计算机及各种设备互联在一起，实现数据传输和资源 共享的计算机网络。世界上每天都有无数个局域网在运行，小到一个家 庭和部门，大到一个企业或组织机构等都广泛使用局域网技术实现网络 设备的互联和信息共享。对局域网的研究始于20世纪70年代，其中以太 设备的互联和信息共享。对局域网的研究始于20世纪70年代，其中以太 网（Ethernet）是其典型代表。 网（Ethernet）是其典型代表。
5.3.1 以太网的产生和发展 以太网是最早的局域网，目前最流行的局域网结构。 1980年，DEC、Intel、Xerox三家公司公布了以太网 的蓝皮书，称为DIX版以太网1.0规范。 1983年，10BASE-5面世,不久，10BASE-2问世。 1987年，10BASE-T出现。 10Mbps以太网，IEEE 802.3有四种规范，即粗同轴 电缆以太网（10BASE-5）、细同轴电缆以太网（10BASE2）、双绞线以太网（10BASE-T）和光纤以太网 （10BASE-F）。 标准规范
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§5.3 传统以太网 5.3
5.3.3 10BASE-2 10BASE10BASE1．10BASE-2的组成部分 主要包括以下几个组成部分： （1）细同轴电缆（Coaxial Thin Cable） （2）BNC T型连接器（BNC T Connector） （3）BNC连接器（BNC Connector） （4）BNC圆柱形连接器（BNC Column Connector） （5）BNC终端匹配器（BNC Terminal Connector） （6）网卡（Network Interface Card） 细缆以太网示意图
第五章 局域网基础
3．令牌总线 令牌总线介质访问控制是在物理总线上建立一个 逻辑环。 从物理上看，它是一种总线拓扑结构的局域网， 和总线网一样，各结点以总线为共享的传输介质。但 是，从逻辑上看，它是一种环型拓扑结构的局域网， 接在总线上的结点组成一个逻辑环。 令牌总线局域网
第五章 局域网基础
§5.3 传统以太网 5.3
第五章 局域网基础
（4）因为信号的衰减基带传输只能达到几公里的距离。 （5）采用中继器延伸网络的长度。最多只允许有4个中 ）采用中继器延伸网络的长度。最多只允许有4 继器。 （6）总线拓扑基带传输局域网的典型实例是以太网。
双绞线基带局域网用于低成本、低性能要求的场合， 双绞线安装容易，但往往限制在1 双绞线安装容易，但往往限制在1公里距离以内，传输 速率为1Mbps-100Mbps。 速率为1Mbps-100Mbps。
第五章 局域网基础
§5.3 传统以太网 5.3
5.3.2 10BASE-5 10BASE10BASE1．10BASE-5的组成部分 主要包括以下几个组成部分： （1）粗同轴电缆（Coaxial Thick Cable） （2）收发器（Transceiver） （3）收发器电缆（Transceiver Cable） （4）网卡（Network Interface Card） （5）终接器（Terminal Connector） （6）中继器（Repeater） 粗缆以太网示意图
第五章 局域网基础
1．CSMA/CD介质访问控制 CSMA/CD介质访问控制 CSMA/CD是一种争用型的协议。 （1）CSMA控制方法 CSMA代表载波监听多路访问。它是“先听后发”。 （2）CSMA/CD技术 CSMA/CD是对CSMA的改进。它是在载波监听多路访问的 基础上增加了冲突检测的技术。 CD表示冲突检测，即“边发边听”。
HUB
HUB
星型总线＝星型拓扑＋总线拓扑 星型总线＝星型拓扑＋
第五章 局域网基础
星型总线网络示意图 2）星型环 有时，物理wk.baidu.com局与网络设备的内部工作逻辑是 有区别的 交换机
物理上是星型拓扑，但其内部的工作逻辑采用的 是环状结构
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§5.2 局域网的关键技术 5.2
5.2.2 传输介质与传输形式 局域网常用的传输形式有基带传输 宽带传输两种。 局域网常用的传输形式有基带传输和宽带传输两种。 基带传输和 两种 1．基带系统 使用数字信号传输的局域网定义为基带局域网。 主要特点如下： （1）传输数字信号，介质全部带宽被单个信号占用。 （2）采用总线型拓扑结构，介质是基带同轴电缆。 （3）采用双向传输技术。 ）采用双向传输技术。 双向基带系统
第五章 局域网基础
2．令牌环 令牌环的技术始于1969年，这就是所谓的Newhall环 路。 在令牌环介质访问控制方法中，使用了令牌，它是 一种被称作令牌的特殊的二进制比特格式的帧。 环路上只有一个令牌，因此任何时刻至多只有一个 结点发送数据，不会产生冲突。而且，令牌环上各结点 均有相同的机会公平地获取令牌。 令牌环的工作原理
第五章 局域网基础
2．10BASE-5的技术规范 10BASE（1）两台相邻计算机（收发器）之间的最小距离为2.5m。 （2）最大收发器电缆长度为500m。 （3）一个网段的最大长度不能超过500m。 （4）一个网段上最多可连接的计算机数为100台。 （5）最大网段数是5个（即用4个中继器来连接）。 （6）最大网络干线电缆长度为2500m。