河南機電第10講第4章局域網(wǎng).ppt

1,全國高等?？平逃?計算機系列實用規(guī)劃教材,計算機網(wǎng)絡技術與應用,授課人：解瑞云,2,第4章 局域網(wǎng)技術,3,內 容 回 顧,局域網(wǎng)的特點 ： 1）規(guī)劃、建設、管理與維護的自主性強 2）覆蓋的地理范圍小 3）綜合成本低 4）傳輸速率高 5）誤碼率低，可靠性高 6）通常是由微機和中小型服務器構成,4,內 容 回 顧,局域網(wǎng)的關鍵技術 1）局域網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲結構：總線型、環(huán)型和星型 2）局域網(wǎng)的傳輸介質：同軸電纜、雙絞線、光纖與無線通信信道 3）局域網(wǎng)的介質訪問控制方法 IEEE802標準主要定義了3種類型的介質訪問控制方法： （1）帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問方法 802.3 （2）令牌總線方法 802.4 （3）令牌環(huán)方法 802.5,5,局域網(wǎng)體系結構 IEEE802委員會制定了具體的局域網(wǎng)模型和標準。,內 容 回 顧,6,內 容 回 顧,CSMA/CD的發(fā)送工作過程 CSMA/CD的工作過程可以概括為4點：發(fā)前先聽，邊發(fā)邊聽，沖突停止，延遲重發(fā)。,7,本章學習目標,理解并識記局域網(wǎng)的特點、體系結構和拓撲結構 識記IEEE802模型與標準 理解并掌握CSMA/CD介質訪問控制方法 掌握高速以太網(wǎng)技術 理解并掌握VLAN的劃分與實現(xiàn),8,4.4 以太網(wǎng)技術,1.以太網(wǎng)的產生與發(fā)展 1975年，由美國DEC、Intel和Xerox三家公司聯(lián)合研制成 功并公布了以太網(wǎng)的物理層與數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范。 傳統(tǒng)以太網(wǎng)速率只有10M,目前，不僅千兆以太網(wǎng)和萬兆 以太網(wǎng)已經(jīng)進入主流應用，在實驗室中，已經(jīng)在開發(fā)40Gbit/s 的以太網(wǎng)產品。,9,2.傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術 傳統(tǒng)以太網(wǎng)的典型速率是10Mbit/s，在其物理層， 定義了多種傳輸介質和拓撲結構，形成了一個 10Mbit/s以太網(wǎng)標準系列，主要包括10BASE-2、 10BASE-5、10BASE-T等標準。 例：,4.4 以太網(wǎng)技術,10,1）10BASE-2 10BASE-2網(wǎng)絡采用總線型結構，主要使用的網(wǎng)絡硬件有以下幾種： （1）BNC接口的網(wǎng)卡：使計算機作為節(jié)點連入網(wǎng)絡。 （2）50細同軸電纜：這是10BASE-2網(wǎng)絡定義的傳輸介質。 （3）T型連接器：用于細纜與網(wǎng)卡的連接。 （4）50終端器：電纜兩端各接一個，用于阻止信號反射。,4.4 以太網(wǎng)技術,11,10BASE-2網(wǎng)絡,4.4 以太網(wǎng)技術,12,2）10BASE-5 10BASE-5網(wǎng)絡也采用總線型結構，主要使用的網(wǎng)絡硬件有以下幾種： （1）AUI接口的網(wǎng)卡：使計算機作為節(jié)點連入網(wǎng)絡。 （2）50粗同軸電纜：這是10BASE-5網(wǎng)絡定義的傳輸介質。 （3）外部收發(fā)器：兩端連粗纜，中間經(jīng)AUI接口由收發(fā)器電纜連網(wǎng)卡。 （4）收發(fā)器電纜：兩頭帶有AUI接頭，用于外部收發(fā)器和網(wǎng)卡之間的連接。 （5）50終端器：電纜兩端各接一個，用于阻止信號反射。,4.4 以太網(wǎng)技術,13,10BASE-5網(wǎng)絡,4.4 以太網(wǎng)技術,14,3）10BASE-T 10BASE-T網(wǎng)絡采用星型拓撲結構，典型的中心設 備是集線器或交換機，主要使用的網(wǎng)絡硬件有以下幾 種： （1）RJ-45接口的網(wǎng)卡：使計算機作為節(jié)點連入網(wǎng)絡。 （2）3類以上的UTP電纜：這是10BASE-T網(wǎng)絡定義的傳輸介質。 （3）RJ-45接頭：電纜兩端各壓接一個RJ-45接頭，用于網(wǎng)卡和集線器的連接。 （4）10BASE-T集線器：作10BASE-T網(wǎng)絡的中心轉發(fā)設備。,4.4 以太網(wǎng)技術,15,10BASE-T網(wǎng)絡,4.4 以太網(wǎng)技術,16,幾種以太網(wǎng)絡的指標和參數(shù),4.4 以太網(wǎng)技術,17,3.高速以太網(wǎng)技術 1）快速以太網(wǎng) Fast Ethernet的傳輸速率比普通Ethernet快10 倍，數(shù)據(jù)傳輸速率達到了100Mb/s； Fast Ethernet保留著傳統(tǒng)的幀格式、介質訪問控 制方法與組網(wǎng)方法； 每個比特的發(fā)送時間由100ns降低到了10ns； 1995年9月，IEEE 802委員會正式批準了Fast Ethernet標準IEEE 802.3u。,4.4 以太網(wǎng)技術,18,Fast Ethernet的協(xié)議結構,4.4 以太網(wǎng)技術,19,2）千兆位以太網(wǎng)(吉比特以太網(wǎng)) 千兆位以太網(wǎng)標準分為兩類：IEEE802.3z和IEEE802.3ab。 （1）IEEE802.3z IEEE802.3z定義了基于光纖和屏蔽短雙絞線的標準。 1000BASE-SX：只支持多模光纖，最大傳輸距離為220550m。 1000BASE-LX：多模光纖最遠距離550m，單模最遠距離5km。 1000BASE-CX：采用150屏蔽雙絞線，傳輸距離為25m。,4.4 以太網(wǎng)技術,20,（2）IEEE802.3ab IEEE802.3ab定義的傳輸介質為5類UTP電纜，傳輸距離為100m，與10BASE-T和100BASE-T完全兼容。 千兆以太網(wǎng)的幀結構和介質訪問控制方法仍采用IEEE802.3標準，所以，非常便于傳統(tǒng)以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)向千兆以太網(wǎng)升級。,4.4 以太網(wǎng)技術,21,3）萬兆位以太網(wǎng)(十吉比特以太網(wǎng)) 2002年初，正式發(fā)布了10Gbit/s以太網(wǎng)的 IEEE802.3ae規(guī)范。 IEEE正在為10Gbit/s以太網(wǎng)制定兩個分離的物理層 標準，一個是為LAN，另一個是為WAN制定。10Gbit/s以太網(wǎng)主要有以下特點： （1）幀格式不變 （2）只支持光纖作傳輸介質 （3）只工作在全雙工方式，不存在爭用問題 （4）保留了IEEE802.3標準，可以和低速以太網(wǎng)通信,4.4 以太網(wǎng)技術,22,4.交換式以太網(wǎng)技術 1）交換式以太網(wǎng)概述 傳統(tǒng)的共享式以太網(wǎng)有很多局限性： （1）多節(jié)點共享傳輸介質，隨著節(jié)點增多，沖突加大，網(wǎng)絡性能會急劇下降。 （2）網(wǎng)絡總帶寬不能滿足日益增長的通信需求。 （3）無法很好的支持多媒體信息服務。,4.4 以太網(wǎng)技術,23,典型的交換式局域網(wǎng)是交換式以太網(wǎng)，它的核心 部件是以太網(wǎng)交換機。 以太網(wǎng)交換機支持交換機端口之間的多個并發(fā)連 接，實現(xiàn)多個節(jié)點之間數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸，與共享介質 工作方式有著本質的不同。因此，交換式以太網(wǎng)可以 增加網(wǎng)絡帶寬，改善局域網(wǎng)的性能與服務質量。,4.4 以太網(wǎng)技術,24,交換式以太網(wǎng),4.4 以太網(wǎng)技術,25,2）交換機的轉發(fā)方式 （1）存儲轉發(fā)：完整地接收整個數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行差錯檢測。 其優(yōu)點是可靠性高，可支持不同速率端口之間的數(shù)據(jù)交換，缺點 是交換延遲時間相對較長。 （2）直接交換：讀到目的地址字段，立即轉發(fā)。其優(yōu)點是轉發(fā) 速率快，缺點是無差錯檢測能力，不支持不同速率端口之間的數(shù) 據(jù)交換。 （3）改進的直接交換：讀取并檢測幀的長度，滿足最小幀長要 求則轉發(fā)。是一種折中的方案。,4.4 以太網(wǎng)技術,26,3）以太網(wǎng)交換機工作過程,交換機內部都有一張MAC地址表,27,最初交換機的MAC地址表為空,28,MAC地址表沒有記錄，數(shù)據(jù)幀從其它所有端口轉發(fā)出去 識別數(shù)據(jù)幀的源MAC地址，學習MAC地址和端口對應關系,29,通過MAC地址表實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的單點轉發(fā) MAC地址表的維護,30,4）交換式以太網(wǎng)的特點 （1）以太網(wǎng)交換機的各個端口獨占帶寬。 （2）具有較高的系統(tǒng)帶寬。 （3）交換機的每個端口是一個沖突域，有邏輯分段與一定 的安全功能。,4.4 以太網(wǎng)技術,31