第三章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)

1、第三章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)本單元概覽 一、局域網(wǎng)與城域網(wǎng)的基本概念 二、以太網(wǎng) 三、高速局域網(wǎng)的工作原理 四、交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng) 五、無線局域網(wǎng) 六、局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋的工作原理一、局域網(wǎng)與城域網(wǎng)的基本概念1.決定局域網(wǎng)與城域網(wǎng)的三要素決定局域網(wǎng)與城域網(wǎng)特點(diǎn)的三要數(shù)是：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)、介質(zhì)訪問控制方法。2. 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的類型與特點(diǎn)局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的重要區(qū)別是覆蓋的地理范圍不同，因此其基本通信機(jī)制與廣域網(wǎng)完全不同：局域網(wǎng)采用共享介質(zhì)與交換方式，廣域網(wǎng)采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)。局域網(wǎng)在傳輸介質(zhì)、介質(zhì)訪問控制方法上形成了自己的特點(diǎn)。其主要的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為：總線型、環(huán)型與星型。網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)主要采用雙絞線、同軸

2、電纜與光纖等?？偩€拓?fù)洌航橘|(zhì)訪問控制方法：共享介質(zhì)方式。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、容易實(shí)現(xiàn)、易于擴(kuò)展、可靠性好。特點(diǎn)：所有結(jié)點(diǎn)都通過網(wǎng)卡連接到公共傳輸介質(zhì)總線上，總線通常采用雙絞線或同軸電纜，所有結(jié)點(diǎn)通過總線發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，由于多個結(jié)點(diǎn)共享介質(zhì)，因此會有沖突出現(xiàn)，導(dǎo)致傳輸失敗，必須解決介質(zhì)訪問控制問題共享介質(zhì)解決的3個問題：哪個結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)？發(fā)送時是否有沖突？有沖突如何處理？環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫墙Y(jié)點(diǎn)間通過網(wǎng)卡利用點(diǎn)到點(diǎn)線路連接形成閉合的環(huán)型。環(huán)中的數(shù)據(jù)沿著同一個方向逐站傳輸。環(huán)型結(jié)構(gòu)中，多個站點(diǎn)共享一條環(huán)通路，為了確定哪個結(jié)點(diǎn)可以發(fā)送數(shù)據(jù)，同樣需要進(jìn)行介質(zhì)訪問控制。環(huán)型結(jié)構(gòu)通常采用分布式控制方

3、法，環(huán)中每個結(jié)點(diǎn)都要執(zhí)行發(fā)送和接收的控制邏輯。3.傳輸介質(zhì)類型和介質(zhì)訪問控制方法：局域網(wǎng)介質(zhì)類型：同軸電纜、雙絞線、光纖和無線通道。局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法：IEEE802.2標(biāo)準(zhǔn)定義了共享介質(zhì)局域網(wǎng)有以下3類:帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD）-總線網(wǎng)令牌總線（token bus） -總線網(wǎng)令牌環(huán)（token ring）-環(huán)型網(wǎng)4. IEEE802參考模型IEEE802(局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會)，專門從事局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作。重點(diǎn)是解決局部范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)組網(wǎng)問題。研究者只需要面對OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，網(wǎng)絡(luò)層及以上高層不屬于局域網(wǎng)協(xié)議的研究范圍。局域網(wǎng)領(lǐng)域中有典型的三種技術(shù)：以太網(wǎng)、

4、令牌總線和令牌環(huán)。數(shù)據(jù)鏈路層的功能復(fù)雜，設(shè)計(jì)者將鏈路層分為兩部分：LLC （邏輯鏈路控制子層）和 MAC（介質(zhì)訪問控制子層）。解決方案：不同的局域網(wǎng)在LLC中必須使用相同的協(xié)議。LLC子層與傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法無關(guān)。在MAC子層和物理層中不同局域網(wǎng)可以采用不同協(xié)議。5. IEEE802標(biāo)準(zhǔn)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了局域網(wǎng)中不同層次（數(shù)據(jù)鏈路層和物理層）中的標(biāo)準(zhǔn)?？珊唵畏譃?類：* 定義局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連、網(wǎng)絡(luò)管理與性能測試的IEEE802.1* 定義邏輯鏈路控制（LLC）的功能與服務(wù)的IEEE802.2標(biāo)準(zhǔn)。802.1* 定義不同介質(zhì)訪問控制技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。* 如下圖：802.1體

5、系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)互連 二、以太網(wǎng)1.以太網(wǎng)的發(fā)展1976年7月，Bob在ALOHA網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，提出總線型局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)思想，并提出沖突檢測、載波偵聽與隨機(jī)后退延遲算法，將這種局域網(wǎng)命名為以太網(wǎng)（Ethernet）。以太網(wǎng)的核心技術(shù)是：介質(zhì)訪問控制方法CDMA/CD.這種方法解決了多結(jié)點(diǎn)共享公用總線的問題。早期以太網(wǎng)的傳輸介質(zhì)是同軸電纜，后用雙絞線，再后用光纖。2.以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)與工作流程（1）以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送流程沖突：多個站點(diǎn)同時利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)接收不正確?？偩€網(wǎng)沒有控制中心，如果一個站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，以廣播方式通過總線發(fā)送，每一個站點(diǎn)都能收到數(shù)據(jù)幀，其它站點(diǎn)也可以同時發(fā)送，因此沖突不可避免

6、。實(shí)現(xiàn)公共傳輸介質(zhì)的控制策略，需要解決的問題是：載波偵聽，沖突檢測，沖突后的處理方法。CSMA/CD發(fā)送流程可簡單概括為：先聽后發(fā)，邊聽邊發(fā)，沖突停止，延遲重發(fā)。如下圖：（a）載波偵聽結(jié)點(diǎn)利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先偵聽總線是否空閑，以太網(wǎng)規(guī)定發(fā)送數(shù)據(jù)采用曼徹斯特編碼。判斷總線是否空閑可以判斷總線上是否有電平跳變。不發(fā)生跳變總線空閑。此時如果有結(jié)點(diǎn)已準(zhǔn)備好發(fā)送數(shù)據(jù)，可以啟動發(fā)送。（b）沖突檢測方法載波偵聽不能完全消除沖突，原因是數(shù)字信號是以一定的速率傳輸?shù)?。例如：結(jié)點(diǎn)A發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，離他1000m距離的結(jié)點(diǎn)在一定的時間延遲后才能收到數(shù)據(jù)幀，此時間段內(nèi)如果B也發(fā)送數(shù)據(jù)，造成沖突。從物理層上看，沖突時

7、多個信號疊加，導(dǎo)致波形不同于任何結(jié)點(diǎn)的波形信號。解決方案：結(jié)點(diǎn)A發(fā)送數(shù)據(jù)前，先發(fā)送偵聽信號，如果偵聽信號在最大距離傳輸時間2倍時，沒有沖突信號出現(xiàn)，結(jié)點(diǎn)A肯定取得總線的訪問權(quán)。沖突信號的延遲時間=2*D/V其中：D是結(jié)點(diǎn)到最遠(yuǎn)結(jié)點(diǎn)的距離，V表示信號傳輸速度，信號往返的時間為延遲時間。進(jìn)行沖突檢測的方法有兩種：比較法和編碼違例法。比較法：將發(fā)送信號波形與從總線上接收的信號比較，如果不同說明有沖突。違例編碼法：檢查總線上的波形是否符合曼徹斯特編碼規(guī)則，不符合說明有沖突。（c）沖突解決方案發(fā)現(xiàn)沖突，停止發(fā)送如果發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中檢測出沖突，為解決信道爭用沖突，發(fā)送結(jié)點(diǎn)停止發(fā)送，隨機(jī)延遲后重發(fā)的流程。隨

8、機(jī)延遲后重發(fā)的第一步：發(fā)送沖突加強(qiáng)信號，目的是延續(xù)沖突的持續(xù)時間，使得網(wǎng)絡(luò)中的所有結(jié)點(diǎn)都能檢測出沖突的存在，并立即丟棄沖突幀，提高信道利用率。隨機(jī)延遲重發(fā)以太網(wǎng)協(xié)議規(guī)定每幀的最大重發(fā)次數(shù)不得超過16次，若超過則認(rèn)為線路故障。為公平解決信道爭用問題，需要確定后退延遲算法。典型的CSMA/CD采用二進(jìn)制指數(shù)退避算法，退避延遲時間計(jì)算為：t=2kRa其中：a是沖突窗口大小，R是隨機(jī)數(shù)，k為沖突次數(shù)，定義k的最大值，一旦k是最大值時是最后一次發(fā)送。每次的延遲時間都會根據(jù)公式求出。以太網(wǎng)中任何結(jié)點(diǎn)都需要通過CSMA/CD方法爭取總線使用權(quán)，從準(zhǔn)備發(fā)送到成功發(fā)送時間不確定。因此又稱為隨機(jī)爭用介質(zhì)訪問控制方

9、法。簡單易實(shí)現(xiàn)。（2）以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)PA： 前同步碼 - 10101010序列，用于使接收方與發(fā)送方同步SFD： 幀首定界 - 10101011DA： 目的MAC地址； SA： 源MAC地址LEN：數(shù)據(jù)長度（數(shù)據(jù)部分的字節(jié)數(shù)）（0-1500B）Type： 類型。高層協(xié)議標(biāo)識LLC PDU+pad - 最少46字節(jié), 最多1500字節(jié) Pad：填充字段，保證幀長不少于64字節(jié)(若Data域46字節(jié)，則無Pad)FCS： 幀校驗(yàn)序列（CRC-32）（3）以太網(wǎng)接收流程如果一個結(jié)點(diǎn)利用總線成功發(fā)送數(shù)據(jù)，其它結(jié)點(diǎn)都應(yīng)該處于接收狀態(tài)。所有結(jié)點(diǎn)只要不發(fā)送數(shù)據(jù)，就應(yīng)該處于接收狀態(tài)。一個結(jié)點(diǎn)接收幀，首先判斷幀的

10、長度。（規(guī)定了最小長度，若小與最小長度，沖突，丟棄該幀，結(jié)點(diǎn)重新進(jìn)入接收狀態(tài)）如果沒有沖突，結(jié)點(diǎn)接收幀后首先檢查幀的目的地址。（目的地址單一地址或組地址或廣播地址，屬于自己則保留，否則丟棄）地址匹配后確認(rèn)是自己應(yīng)該接收的幀，進(jìn)一步進(jìn)行CRC校驗(yàn)。 如果校驗(yàn)正確，則進(jìn)一步檢測LLC數(shù)據(jù)長度是否正確。出錯則報(bào)告”幀長度錯“，否則報(bào)告”成功接收”，進(jìn)入結(jié)束狀態(tài)。如果檢驗(yàn)出錯，首先判斷該幀是否是8為的整數(shù)倍，是，表示沒有丟失位，則記錄”幀檢驗(yàn)錯“，否則報(bào)告”幀位錯“，進(jìn)入結(jié)束狀態(tài)。以太網(wǎng)協(xié)議將接收出錯分為3類：幀檢驗(yàn)錯、幀長度錯與幀位錯。3.以太網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方法每個站點(diǎn)都可以接收到所有來自其他站點(diǎn)的數(shù)據(jù)為

11、決定那個站點(diǎn)接收，需要尋址機(jī)制來標(biāo)識目的站點(diǎn)目的站點(diǎn)將該幀復(fù)制，其他站點(diǎn)則丟棄該幀4.以網(wǎng)的物理地址IEEE802標(biāo)準(zhǔn)為每個DTE規(guī)定了一個48位的全局地址，它是站點(diǎn)的全球唯一的標(biāo)識符，與其物理位置無關(guān)。MAC地址（物理地址）MAC地址為6字節(jié)（48位）。MAC地址的前3個字節(jié)（高24位）由IEEE統(tǒng)一分配給廠商，低24位由廠商分配給每一塊網(wǎng)卡。網(wǎng)卡的MAC地址可以認(rèn)為就是該網(wǎng)卡所在站點(diǎn)的MAC地址。三、高速局域網(wǎng)工作原理1.高速局域網(wǎng)的研究方法傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術(shù)建立在”共享介質(zhì)“的基礎(chǔ)上，網(wǎng)中所有結(jié)點(diǎn)共享一條公共傳輸介質(zhì)，典型的控制方法有：CSMA/CD、令牌環(huán)和令牌總線。介質(zhì)訪問控制方法使得每

12、個節(jié)點(diǎn)都能夠”公平“使用公共傳輸介質(zhì)，如果網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)數(shù)目增多，每個結(jié)點(diǎn)分配的帶寬將越來越少，沖突和重發(fā)現(xiàn)象將大量增加，網(wǎng)絡(luò)效率急劇下降，數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t增長，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量下降。解決方案：（1）增加公共線路的帶寬。優(yōu)點(diǎn)：仍然是局域網(wǎng)保護(hù)用戶已有的投資。（2）將大型局域網(wǎng)劃分成若干個用網(wǎng)橋或路由連接的子網(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)：每個子網(wǎng)作為小型局域網(wǎng)，隔離子網(wǎng)間的通信量，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。（3）將共享介質(zhì)改為交換介質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：交換式局域網(wǎng)的設(shè)備是交換機(jī)，可以在多個端口之間建立多個并發(fā)連接。交換方式出現(xiàn)后，局域網(wǎng)分為：共享式和交換式局域網(wǎng)。2.快速以太網(wǎng)以太網(wǎng)采用相同的幀格式，同樣的介質(zhì)訪問控制與組網(wǎng)方法，將速率從10M

13、bps提高10倍到100Mbps。解決方法只要在MAC子層使用CSMA/CD，在物理層進(jìn)行必要調(diào)整，定義新的物理層標(biāo)準(zhǔn)。形成快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3u。100base-T標(biāo)準(zhǔn)定義了介質(zhì)獨(dú)立接口，它將MAC子層與物理層隔開，傳輸介質(zhì)和信號編碼方式的變化不會影響MAC子層。100BASE-T的有關(guān)傳輸介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)主要有3種：（1）100base-TX：支持2對5類非屏蔽雙絞線或2對1類屏蔽雙絞線；其中1對用來發(fā)送，1對用來接收，是全雙工系統(tǒng)，每個結(jié)點(diǎn)可同時以100Mbps發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。（2）100base-T4：支持4對3類非屏蔽雙絞線，其中3對用于數(shù)據(jù)傳輸，1對用于沖突檢測。（3）100b

14、ase-FX：支持2芯的單?；蚨嗄９饫w，主要用于高速主干網(wǎng)，從結(jié)點(diǎn)到集線器的距離可達(dá)2km。是全雙工系統(tǒng)。3.千兆以太網(wǎng)在電視會議、三維圖形與高清晰圖像應(yīng)用中，需要使用更高帶寬的局域網(wǎng)。設(shè)想方案：（1）桌面10M,部門采用快速以太網(wǎng)100M，企業(yè)級采用1G的千兆以太網(wǎng)。（2）將現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)連入到ATM網(wǎng)上，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)連接。IEEE802.3z標(biāo)準(zhǔn)定義了千兆網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。方法：在物理層做一些必要調(diào)整，定義了1000BASE-T標(biāo)準(zhǔn)。支持多種傳輸介質(zhì)。4種標(biāo)準(zhǔn)：（1）1000base-T:5類非屏蔽雙絞線，距離100m。（2）1000base-CX：屏蔽雙絞線，長可到25m。（3）1000base-LX：使用

15、波長1300nm的單模光纖，長可3000m。 （4）1000base-SX：波長850nm的多模光纖，長可300550m。3.萬兆以太網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)，使用光纖做傳輸介質(zhì)。不存在爭用問題，不再使用CSMA/CD協(xié)議。四、交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)1.交換式局域網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)（1）交換機(jī)的基本概念交換機(jī)可以有多個端口，每個端口可以連接一個結(jié)點(diǎn)，也可連接共享介質(zhì)的集線器（HUB）；實(shí)現(xiàn)多個端口的并發(fā)連接和多個節(jié)點(diǎn)的并發(fā)傳輸。交換機(jī)通常針對某種局域網(wǎng)設(shè)計(jì)，交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)備是局域網(wǎng)交換機(jī)。（2）交換機(jī)的特點(diǎn):低交換延遲,支持不同傳輸速率和工作模式（交換機(jī)端口支持不同的傳輸速率，交換機(jī)可完成不同端口速率之

16、間轉(zhuǎn)換）,支持虛擬局域網(wǎng)服務(wù)（交換式局域網(wǎng)是虛擬局域網(wǎng)的基礎(chǔ)）2.局域網(wǎng)交換機(jī)的工作原理交換機(jī)需要建立端口號/MAC地址映射表，某臺計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時，利用幀的目的地址，通過映射表找到對應(yīng)端口號，將數(shù)據(jù)從一個端口送到另一個端口。關(guān)鍵問題：（1）交換機(jī)如何知道哪個結(jié)點(diǎn)連接哪個端口？（2）當(dāng)結(jié)點(diǎn)從交換機(jī)的一個端口轉(zhuǎn)移到另一個端口時，交換機(jī)如何來修改地址映射表？交換機(jī)通過”地址學(xué)習(xí)“方法獲得。 “地址學(xué)習(xí)”是指通過讀取幀的源地址并記錄交換機(jī)的端口號；在得到端口號與MAC地址的對應(yīng)關(guān)系后，交換機(jī)檢查端口號/MAC地址映射表是否存在對應(yīng)關(guān)系，如果存在就更新該表項(xiàng)紀(jì)錄，如果沒有就加入到地址映射表中。交換機(jī)加

17、入或更新端口號/MAC地址映射表時，加入或更新的表項(xiàng)增加一個計(jì)時器，當(dāng)計(jì)時器溢出前沒有再次捕捉到該端口與MAC的對應(yīng)關(guān)系，將該表項(xiàng)刪除。通過刪除過時的表項(xiàng)，交換機(jī)維持一個精確的端口號/MAC地址映射表。交換機(jī)的幀轉(zhuǎn)發(fā)方式以太網(wǎng)交換機(jī)的幀轉(zhuǎn)發(fā)方式包含3類：* 直通交換方式交換機(jī)只要接收幀并檢測目的地址，就立即將該幀轉(zhuǎn)發(fā)出去，不用判斷是否出錯。幀出錯檢測由結(jié)點(diǎn)完成。優(yōu)點(diǎn)：交換延遲短；缺點(diǎn)：缺乏檢錯，不支持不同速率端口之間的幀轉(zhuǎn)發(fā)。* 存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式交換機(jī)需要完整接收幀并進(jìn)行差錯檢測。優(yōu)點(diǎn)：具有差錯檢測能力，并支持不同速率端口間的幀轉(zhuǎn)發(fā)；缺點(diǎn)：交換延遲將會延長。* 改進(jìn)直通交換方式結(jié)合上述兩種方式

18、，接收到前64B后，判斷幀頭是否正確，正確轉(zhuǎn)發(fā)。對短幀而言，交換延遲同直通交換延遲；對長幀而言，因?yàn)橹粚^（地址和控制字段）檢測，交換延遲將會減少。3.虛擬局域網(wǎng)的工作原理（1）虛擬網(wǎng)絡(luò)概念：建立在交換機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上，將局域網(wǎng)上的結(jié)點(diǎn)按工作性質(zhì)與需要劃分成若干個“邏輯工作組”，一個邏輯工作組就是一個虛擬網(wǎng)絡(luò)。虛擬網(wǎng)絡(luò)以軟件方式實(shí)現(xiàn)邏輯工作組的劃分與管理，工作組的結(jié)點(diǎn)不受物理位置的限制（相同工作組的結(jié)點(diǎn)不一定在相同的物理網(wǎng)段上，只要能夠通過交換機(jī)互聯(lián)）。從一個工作組到另一個工作組時，只要通過軟件設(shè)定，無需改變結(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的物理位置。（2）組網(wǎng)方法：（4種）* 利用交換機(jī)端口號定義虛擬局域網(wǎng)：邏輯

19、上將交換機(jī)端口劃分為不同的虛擬子網(wǎng)，當(dāng)某一端口屬于一個虛擬網(wǎng)時，就不能屬于另外一個虛擬子網(wǎng)。缺點(diǎn)：當(dāng)將結(jié)點(diǎn)從一個端口轉(zhuǎn)移到另一個端口時，管理者需要重新配置虛擬網(wǎng)成員。* 用MAC地址定義虛擬網(wǎng)絡(luò)：利用MAC地址定義虛擬局域網(wǎng)，因?yàn)镸AC地址是與物理相關(guān)的地址，因此稱為基于用戶的虛擬網(wǎng)；缺點(diǎn)：所有用戶初始時必須配置到至少一個虛擬網(wǎng)，初始配置人工完成，隨后可自動跟蹤用戶。* 用網(wǎng)絡(luò)層地址定義虛擬網(wǎng)絡(luò)：利用IP地址定義虛擬網(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)：用戶可按協(xié)議類型組成虛擬網(wǎng)，可隨意移動不需要重新配置。缺點(diǎn)：性能比較差，原因是檢查網(wǎng)絡(luò)層地址比檢查MAC地址更費(fèi)時。* 基于IP廣播組的虛擬網(wǎng)絡(luò)：基于IP廣播組動態(tài)建立虛

20、擬網(wǎng)。廣播包發(fā)送時，動態(tài)建立虛擬網(wǎng)，廣播組中的所有成員屬于一個虛擬網(wǎng)。它們只是特定時間內(nèi)特定廣播組成員。優(yōu)點(diǎn)：可根據(jù)服務(wù)靈活建立，可跨越路由器與廣域網(wǎng)。4.虛擬局域網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)（1）方便網(wǎng)絡(luò)用戶管理，減少網(wǎng)絡(luò)管理開銷通過虛擬局域網(wǎng)的設(shè)置可以在調(diào)整用戶涉及結(jié)點(diǎn)位置變化時，不需要重新布線。（2）提供更好的安全性針對不同的用戶可以設(shè)置 不同的權(quán)限和要求，虛擬網(wǎng)是一種簡單、經(jīng)濟(jì)和安全的方法。（3）改善網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量虛擬網(wǎng)可以隔離不同的用戶組，將同類的用戶控制在一個虛擬局域網(wǎng)中，減少廣播風(fēng)暴的危害，有利于改善網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。五、無線局域網(wǎng)1、無線局域網(wǎng)的應(yīng)用體現(xiàn)在4個方面：* 擴(kuò)充傳統(tǒng)局域網(wǎng)：某些特殊環(huán)境局域網(wǎng)起

21、不到作用，利用無線解決。* 建筑物之間的互聯(lián)：鄰近的建筑物之間可采用點(diǎn)到點(diǎn)的無線鏈路。* 漫游訪問：移動設(shè)備與無線集線器之間實(shí)現(xiàn)漫游訪問。* 特殊無線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)：無線自組網(wǎng)采用一種不需要基站的“對等結(jié)構(gòu)”移動通信模式，網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶都可能移動，每個系統(tǒng)都具備動態(tài)搜索、定位和恢復(fù)連接的能力。2、紅外無線局域網(wǎng)按視距方式傳播，發(fā)送點(diǎn)必須能直接看到接收點(diǎn)，中間沒有阻擋。數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)主要有三種：定向光束紅外傳輸、全方位紅外傳輸與漫反射紅外傳輸。3、擴(kuò)頻無線局域網(wǎng)擴(kuò)頻通信是將數(shù)據(jù)基帶信號頻譜擴(kuò)展幾倍或幾十倍，以犧牲通信寬度為代價(jià)達(dá)到提高無線通信系統(tǒng)的抗干擾性與安全性。擴(kuò)頻技術(shù)主要有2種：* 跳頻擴(kuò)頻通

22、信特點(diǎn)：將利用的頻帶分為多個子頻帶，子頻 帶稱為信道。每個信道帶寬相同，中心頻率有偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的隨機(jī)數(shù)確定，變化頻率叫跳躍系列。發(fā)送端和接收端采用相同的跳躍系列。* 直接序列擴(kuò)頻通信特點(diǎn)：將發(fā)送數(shù)據(jù)經(jīng)過偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼進(jìn)行異或操作，再將異或操作的結(jié)果調(diào)制后發(fā)送,所有接收結(jié)點(diǎn)使用相同頻段,發(fā)送端與接收端使用相同的偽隨機(jī)碼4、無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定物理層定義紅外、跳頻擴(kuò)頻與直接序列擴(kuò)頻的數(shù)據(jù)傳輸。MAC層的主要功能是對無線環(huán)境的訪問控制、提供多個接入點(diǎn)的漫游支持，同時提供數(shù)據(jù)驗(yàn)證與保密服務(wù)。MAC層支持兩種訪問方式：無爭用服務(wù)和爭用服務(wù)。無爭用服務(wù)：系統(tǒng)中存在中心

23、控制結(jié)點(diǎn)。中心控制結(jié)點(diǎn)的具有 點(diǎn)協(xié)調(diào)功能。爭用服務(wù)：類似以太網(wǎng)的隨機(jī)爭用訪問控制方式，稱為分布協(xié)調(diào)功能。六、局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋的工作原理1、網(wǎng)橋的工作原理當(dāng)多個局域網(wǎng)互聯(lián)時需要數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備-網(wǎng)橋。作用是：數(shù)據(jù)接收、地址過濾與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的作用。網(wǎng)橋的特點(diǎn)：* 互聯(lián)兩個采用不同鏈路層協(xié)議、傳輸介質(zhì)與傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)* 接收、存儲、地址過濾與轉(zhuǎn)發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的通信* 需要在鏈路層以上采用相同協(xié)議* 分隔兩個網(wǎng)絡(luò)之間的廣播通信，有利于改善網(wǎng)絡(luò)的性能與安全性常見的情況下是網(wǎng)橋連接兩個局域網(wǎng)。注意：* 網(wǎng)橋不更改接收幀的內(nèi)容與格式，要求在MAC子層以上使用相同協(xié)議* 衡量網(wǎng)橋性能指標(biāo)是每秒鐘接收與轉(zhuǎn)發(fā)的幀數(shù)* 網(wǎng)橋必須具有尋址能力和路由選擇能力