第四章 局域网工作原理要点
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星型网使用的主要介质访问控制协议： CSMA/CD
4.3 局域网IEEE802参考模型与局域网协议
1、传输介质的类型和介质访问控制方法的种类 1）传输介质 双绞线、同轴电缆、光纤、无线信道
2）局域网传输介质的选择 一般情况下： 近距离的普通局域网：双绞线、同轴电缆 远距离传输的局域网：光纤 移动节点的局域网：无线信道技术
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层
物理层
OSI参考模型
网络层
逻辑链路控制子层 LLC 介质访问控制子层 MAC
物理层
IEEE802参考模型
1） IEEE 802 LAN 的物理层功能
基本功能同OSI的物理层： * 采用基带信号。 * 数据的编码采用曼彻斯特编码。 * 传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤等。 * 拓扑结构：总线型、树型、星型和环型。 * 传输速率：10Mbit/s、16Mbit/s、100Mbit/s、1000Mbit/s、
结构简单、容易实现、便于扩展、应用广泛
2）特点： ①所有节点通过网卡共享一条传输介质； ②常用的传输介质是同轴电缆； ③所有节点均通过总线发送或接收数据； ④多节点同时发送数据，则冲突发生； ⑤用介质访问控制方法，解决多节点如何公平地获得使用传输介 质的机会。
介质访问控制方法主要解决： ① 哪个节点可以发送数据；
环型局域网使用的介质访问控制协议： Token Ring、时间片分割环、移位寄存器插入环等。
3、星型拓扑结构 1）结构：采用“集中式的控制策略”
HUB 线路集中器
2）特点：
① 星型拓扑中，网中每个结点都有一条的单独的通信线路与中 心结点连接。中心结点HUB控制全网的通信，任何两结点间的通 信都要通过中心结点; ② 星型拓扑简单、实用，易于实现、便于管理。单个节点的损 坏不会影响全网的正常工作；
4）决定局域网特性的主要技术要素有三点： 网络拓扑结构； 传输介质； 介质访问控制方法。
4.2 局域网的拓扑结构 局域网的基本拓扑结构类型： 总线型、星型、环形 局域网的传输介质： 有线：双绞线、同轴电缆、光纤 无线：无线电波、红外线、激光等
1、总线拓扑结构
1）结构： 采用 “共享介质”、分布式的控制策略
3）局域网介质访问控制方法
共享介质局域网的介质访问控制方法主要有：
CSMA/CD ( 纯ALOHA 开槽ALOHA CSMA(不坚持
CSMA 1-坚持 CSMA P-坚持 CSMA ) CSMA/CD CSMA/CA等)
会产生冲突
Token Bus
Token Ring 时间片分割环 移位寄存器插入环 小时间片插入分割环等
10Gbit/s等。
2） IEEE 802 LAN 的数据链路层功能
LLC子层：主要负责提供寻址、差控、流控、封装成帧等。 MAC子层：主要负责传输介质资源共享算法，即介质访问
控制方法。 数据链路层分层的目的：使其功能与硬件有关的部分和与 软 件有关的部分较好地分离。因此，IEEE 802标准具有很好的 扩充性。而且，有利于将来使用新的介质访问方法。
第四章 局域网的基本工作原理
4.1 LAN的技术特点 从某种角度上说，局域网可以分为： 共享介质式局域网； 交换式局域网。
局域网早期特点： 1）是一种通信网； 2）联入局域网的设备是广义的。包括计算机和各种外设； 3）覆盖一个小的地理范围。如一个办公室，一栋楼等。
当前局域网特点： 1）覆盖有限地理范围。包括机关、学校、军营、工厂等。 2）能提供低误码率和高数据传输率的通信环境。（10-8——10-11） 10Mbps、 100Mbps、 1000Mbps，且10Gbps的高速局域网也 在研究和发展当中。 3）局域网属一个单位所有，组网容易、维护简单、扩展方便。
不会产生冲突
2、IEEE802参考模型及系列标准
IEEE—— 国际电子电气工程师协会——The Institute of Electrical and Electronic Engineer
IEEE 802 参考模型遵循ISO/OSI参考模型原则。由于局域网是一种 通信网，因此，它只包括OSI模型的低三层的功能。
③ 中央节ห้องสมุดไป่ตู้损坏，全网瘫痪。
注意：
在局域网中，由于使用的中央设备的不同，局域网的物理拓扑结 构（设备间使用传输介质的物理连接关系）和逻辑拓扑结构（设 备间逻辑链路的连接关系）也将不同。例如：使用集线器连接计 算机时，其结构只能算是一种具有物理连接的总线拓扑结构，而 只有使用交换机作为中央设备时，这种结构才是真正的星型拓扑 结构。
② 是否会产生冲突； ③ 冲突产生怎么办； ④ 使网上工作站公平获得使用传输介质的机会 。 总线网常用的介质访问控制方法： CSMA/CD Token Bus等
总线网的介质访问控制方法主要有：
CSMA/CD Token Bus等
总线拓扑：结构简单、实现容易、便于扩展，应用广泛
2、环型拓扑结构
1）结构：采用“分布式的控制策略”，多节点共享 一条环通路。
2）特点 ① 在环形拓扑结构中，网中各节点通过网卡、传输介质、中继 器等网络设备形成一个闭合环。数据沿一个方向绕环逐节点 传输，不会产生冲突，为了确定网中哪一个结点，什么时候可以 发送数据，同样需要进行介质访问控制。 ② 只有获得令牌的工作站，才有数据发送权； ③ 数据帧由令牌携带传送； ④ 可实现数据发送的优先级控制； ⑤ 需要解决数据插入环和从环中删除的问题； ⑥ 需要解决令牌死循环和令牌丢失的问题； ⑦ 环中节点损坏，可能导致全网瘫痪等。
3） IEEE 802 系列标准
从80年到现在，IEEE802委员会相继公布的系列标准：
IEEE802.1 A: 网络体系结构； IEEE802.1 B: 网络互连（桥接）； IEEE802.2: 逻辑连路控制协议； IEEE802.3: CSMA/CD 总线介质访问控制方法及其物理层规范； IEEE802.4: Token Bus 介质访问控制方法及其物理层规范； IEEE802.5: Token Ring 介质访问控制方法及其物理层规范； IEEE802.6: 城域网介质访问控制方法及其物理层规范；
4.3 局域网IEEE802参考模型与局域网协议
1、传输介质的类型和介质访问控制方法的种类 1）传输介质 双绞线、同轴电缆、光纤、无线信道
2）局域网传输介质的选择 一般情况下： 近距离的普通局域网：双绞线、同轴电缆 远距离传输的局域网：光纤 移动节点的局域网：无线信道技术
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层
物理层
OSI参考模型
网络层
逻辑链路控制子层 LLC 介质访问控制子层 MAC
物理层
IEEE802参考模型
1） IEEE 802 LAN 的物理层功能
基本功能同OSI的物理层： * 采用基带信号。 * 数据的编码采用曼彻斯特编码。 * 传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤等。 * 拓扑结构：总线型、树型、星型和环型。 * 传输速率：10Mbit/s、16Mbit/s、100Mbit/s、1000Mbit/s、
结构简单、容易实现、便于扩展、应用广泛
2）特点： ①所有节点通过网卡共享一条传输介质； ②常用的传输介质是同轴电缆； ③所有节点均通过总线发送或接收数据； ④多节点同时发送数据，则冲突发生； ⑤用介质访问控制方法，解决多节点如何公平地获得使用传输介 质的机会。
介质访问控制方法主要解决： ① 哪个节点可以发送数据；
环型局域网使用的介质访问控制协议： Token Ring、时间片分割环、移位寄存器插入环等。
3、星型拓扑结构 1）结构：采用“集中式的控制策略”
HUB 线路集中器
2）特点：
① 星型拓扑中，网中每个结点都有一条的单独的通信线路与中 心结点连接。中心结点HUB控制全网的通信，任何两结点间的通 信都要通过中心结点; ② 星型拓扑简单、实用，易于实现、便于管理。单个节点的损 坏不会影响全网的正常工作；
4）决定局域网特性的主要技术要素有三点： 网络拓扑结构； 传输介质； 介质访问控制方法。
4.2 局域网的拓扑结构 局域网的基本拓扑结构类型： 总线型、星型、环形 局域网的传输介质： 有线：双绞线、同轴电缆、光纤 无线：无线电波、红外线、激光等
1、总线拓扑结构
1）结构： 采用 “共享介质”、分布式的控制策略
3）局域网介质访问控制方法
共享介质局域网的介质访问控制方法主要有：
CSMA/CD ( 纯ALOHA 开槽ALOHA CSMA(不坚持
CSMA 1-坚持 CSMA P-坚持 CSMA ) CSMA/CD CSMA/CA等)
会产生冲突
Token Bus
Token Ring 时间片分割环 移位寄存器插入环 小时间片插入分割环等
10Gbit/s等。
2） IEEE 802 LAN 的数据链路层功能
LLC子层：主要负责提供寻址、差控、流控、封装成帧等。 MAC子层：主要负责传输介质资源共享算法，即介质访问
控制方法。 数据链路层分层的目的：使其功能与硬件有关的部分和与 软 件有关的部分较好地分离。因此，IEEE 802标准具有很好的 扩充性。而且，有利于将来使用新的介质访问方法。
第四章 局域网的基本工作原理
4.1 LAN的技术特点 从某种角度上说，局域网可以分为： 共享介质式局域网； 交换式局域网。
局域网早期特点： 1）是一种通信网； 2）联入局域网的设备是广义的。包括计算机和各种外设； 3）覆盖一个小的地理范围。如一个办公室，一栋楼等。
当前局域网特点： 1）覆盖有限地理范围。包括机关、学校、军营、工厂等。 2）能提供低误码率和高数据传输率的通信环境。（10-8——10-11） 10Mbps、 100Mbps、 1000Mbps，且10Gbps的高速局域网也 在研究和发展当中。 3）局域网属一个单位所有，组网容易、维护简单、扩展方便。
不会产生冲突
2、IEEE802参考模型及系列标准
IEEE—— 国际电子电气工程师协会——The Institute of Electrical and Electronic Engineer
IEEE 802 参考模型遵循ISO/OSI参考模型原则。由于局域网是一种 通信网，因此，它只包括OSI模型的低三层的功能。
③ 中央节ห้องสมุดไป่ตู้损坏，全网瘫痪。
注意：
在局域网中，由于使用的中央设备的不同，局域网的物理拓扑结 构（设备间使用传输介质的物理连接关系）和逻辑拓扑结构（设 备间逻辑链路的连接关系）也将不同。例如：使用集线器连接计 算机时，其结构只能算是一种具有物理连接的总线拓扑结构，而 只有使用交换机作为中央设备时，这种结构才是真正的星型拓扑 结构。
② 是否会产生冲突； ③ 冲突产生怎么办； ④ 使网上工作站公平获得使用传输介质的机会 。 总线网常用的介质访问控制方法： CSMA/CD Token Bus等
总线网的介质访问控制方法主要有：
CSMA/CD Token Bus等
总线拓扑：结构简单、实现容易、便于扩展，应用广泛
2、环型拓扑结构
1）结构：采用“分布式的控制策略”，多节点共享 一条环通路。
2）特点 ① 在环形拓扑结构中，网中各节点通过网卡、传输介质、中继 器等网络设备形成一个闭合环。数据沿一个方向绕环逐节点 传输，不会产生冲突，为了确定网中哪一个结点，什么时候可以 发送数据，同样需要进行介质访问控制。 ② 只有获得令牌的工作站，才有数据发送权； ③ 数据帧由令牌携带传送； ④ 可实现数据发送的优先级控制； ⑤ 需要解决数据插入环和从环中删除的问题； ⑥ 需要解决令牌死循环和令牌丢失的问题； ⑦ 环中节点损坏，可能导致全网瘫痪等。
3） IEEE 802 系列标准
从80年到现在，IEEE802委员会相继公布的系列标准：
IEEE802.1 A: 网络体系结构； IEEE802.1 B: 网络互连（桥接）； IEEE802.2: 逻辑连路控制协议； IEEE802.3: CSMA/CD 总线介质访问控制方法及其物理层规范； IEEE802.4: Token Bus 介质访问控制方法及其物理层规范； IEEE802.5: Token Ring 介质访问控制方法及其物理层规范； IEEE802.6: 城域网介质访问控制方法及其物理层规范；