第3章局域網(wǎng)---11111

1、第3章 局域網(wǎng)3 局域網(wǎng)概述 3 介質(zhì)訪問控制方式 3 局域網(wǎng)協(xié)議標準 34 以太網(wǎng)協(xié)議 35 以太網(wǎng)組網(wǎng)原理 36 無線局域網(wǎng)基礎(chǔ) 3局域網(wǎng)概述 311局域網(wǎng)的發(fā)展歷史 312局域網(wǎng)的特點 313局域網(wǎng)分類 返回311局域網(wǎng)的發(fā)展歷史 1969 年廣域網(wǎng) ARPAnet 研制成功 (是個廣域網(wǎng)) 當時許多大學和研究機構(gòu)的工作人員都在致力于研究如何在一個比較小的地理范圍之內(nèi)，辟如說一個實驗室、辦公室或一棟樓房，把一些小型機等計算機設(shè)備通過通信設(shè)施連接起來，以便共享資源 返回發(fā)展過程 1969 年，美國貝爾實驗室研究了 Newhall 環(huán)形局域網(wǎng) 1972 年開發(fā)了 Pierce 環(huán)形網(wǎng)絡(luò) 19

2、74 年英國劍橋大學計算機研究室研究成功了著名的劍橋環(huán)局域網(wǎng)（Cambridge-Ring） 1976年美國 Xerox 公司 Palo Alto 研究中心利用夏威夷大學 ALOHA 無線電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)原理成功開發(fā)了以太網(wǎng)（Ethernet） 1980 年美國DEC 公司 、Intel 公司和Xerox 公司聯(lián)合公布了以太規(guī)范 DIX 標準（局域網(wǎng)發(fā)展的里程碑） 1985 年 IBM 公司又推出了它的 IBM Token Ring 環(huán)形局域網(wǎng)產(chǎn)品 從產(chǎn)品化到標準 進入80 年代，局域網(wǎng)的研制工作開始由實驗室走向產(chǎn)品化和標準化的階段 1980 年 2 月，IEEE 學會下屬的 802 局域網(wǎng)標準委員

3、會宣告成立（開始對局域網(wǎng)進行標準化） 從1980年至今，802 委員會已陸續(xù)制定了環(huán)網(wǎng)、總線網(wǎng)、令牌總線網(wǎng)、光纖網(wǎng)、寬帶網(wǎng)、城域網(wǎng)和無線網(wǎng)等多種局域網(wǎng)標準 進入90年代后期以太網(wǎng)技術(shù) 速度從10Mb/s發(fā)展到100Mb/s 繼之又發(fā)展到1Gb/s即千兆以太網(wǎng) 使得以太網(wǎng)形成了從共享到交換；從半雙工到全雙工；從桌面到骨干；從局域網(wǎng)到城域網(wǎng)的系列技術(shù) 令牌環(huán)網(wǎng)逐漸失去了其應有的市場 FDDI環(huán)形網(wǎng)在局域骨干網(wǎng)領(lǐng)域也失去了與以太網(wǎng)的競爭力 寬帶網(wǎng)ATM曾以其信元交換的特性與以太網(wǎng)在局域網(wǎng)領(lǐng)域競爭，最后也被淘汰出局 萬兆以太網(wǎng) 現(xiàn)在萬兆（10Gb/s）以太網(wǎng)的標準已經(jīng)發(fā)布（并且有了產(chǎn)品） 10G以太網(wǎng)

4、不只是提高了速度，更主要的是要把以太網(wǎng)用于廣域網(wǎng)WAN領(lǐng)域 這樣以太網(wǎng)就可以實現(xiàn)： 從LAN到MAN再到WAN的無縫連接 從骨干傳輸網(wǎng)到接入網(wǎng)最后再到桌面 312局域網(wǎng)的特點 局域網(wǎng)的定義： 局域網(wǎng)是在較小的地理范圍內(nèi)，以共享資源為主要目的，把計算機等終端設(shè)備連接起來的一種計算機通信網(wǎng)絡(luò) 返回局域網(wǎng)具有以下幾個特點： 1局域網(wǎng)是在較小地理范圍之內(nèi)的網(wǎng)絡(luò) 2局域網(wǎng)是專用網(wǎng) 3局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸率高，誤碼率低 4局域網(wǎng)使用共享信道技術(shù) 5局域網(wǎng)價格低廉、組網(wǎng)容易、使用方便 313局域網(wǎng)分類 按拓撲結(jié)構(gòu)分，可以把局域網(wǎng)分成總線型、樹型、環(huán)型和星型 按使用介質(zhì)分可以把局域網(wǎng)分成有線網(wǎng)和無線網(wǎng) 在有線網(wǎng)中

5、，又包括雙絞線、同軸電纜和光纖 無線局域網(wǎng)是指以紅外、微波作為傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò) 還可以按介質(zhì)訪問控制方式分 返回其它分類 有時還根據(jù)局域網(wǎng)使用的操作系統(tǒng)： 3COM 網(wǎng) Novell 網(wǎng) NT 網(wǎng) 3 介質(zhì)訪問控制方式 321信道共享 322隨機訪問 323環(huán)形網(wǎng)介質(zhì)訪問 返回321信道共享 局域網(wǎng)上的所有計算機都連接在一個公共信道上，這種特性稱為媒體共享或介質(zhì)共享 介質(zhì)共享帶來的問題是共享介質(zhì)接入的控制問題，只有對共享介質(zhì)進行控制才能實現(xiàn)信息的正確傳輸 介質(zhì)訪問控制就是在共享介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)中，同一時刻只允許一個站點把信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)上去 返回靜態(tài)共享介質(zhì)接入的控制 多路復用器和集中器等設(shè)備可

6、以實現(xiàn)靜態(tài)共享介質(zhì)接入的控制 方法是：讓不同的信號占用固定分配的時隙，如PCM多路復用即是。 特點： 開銷大，效率低，不適合局域網(wǎng)廣播信道應用 動態(tài)共享介質(zhì)接入 在局域網(wǎng)中使用的是動態(tài)共享介質(zhì)接入 動態(tài)介質(zhì)接入必須采用有效的介質(zhì)訪問控制 這種控制技術(shù)又稱為多點訪問技術(shù) 多點訪問的技術(shù) 多點訪問的技術(shù)要點： 設(shè)法避免不同的用戶同時使用公共信道，否則就會產(chǎn)生互相干擾 公共信道訪問控制的方式 根據(jù)對公共信道訪問控制的方式分成： 受控訪問 隨機訪問 受控訪問又分成： 集中控制 分散控制 集中控制方式 集中控制方式采取： 多點線路探詢或稱輪詢的技術(shù)，在局域網(wǎng)中使用很少分散式的受控訪問 目前在局域網(wǎng)中使用

7、較多的是分散式的受控訪問，既令牌環(huán)技術(shù)分散控制 分散控制的訪問特點是站點之間沒有主從關(guān)系 按照協(xié)議要求，任何站點都不能以控制站的地位出現(xiàn)控制信道的訪問 隨機訪問也是分散控制 以太網(wǎng)采用隨機訪問隨機訪問方式 總線局域網(wǎng)（以太網(wǎng)）采用了隨機訪問方式 各個站競爭訪問總線 所謂竟爭就是每個站都可能最先向總線發(fā)出信息，一旦發(fā)出，別的站就應該處于接收地位 所以可能會發(fā)生信息的沖撞 著名的以太網(wǎng)就采用了隨機訪問方式。受控訪問隨機訪問：分散控制：集中控制探詢輪詢令牌環(huán)以太網(wǎng)動態(tài)靜態(tài) 集中器等介質(zhì)訪問控制方式：共享介質(zhì)訪問的特點： 局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)不同： 廣域網(wǎng)是點對點連接，廣域網(wǎng)的各結(jié)點都是結(jié)點交換機 局域網(wǎng)是

8、共享信道 共享信道的特點是一個結(jié)點發(fā)送信息多個結(jié)點都可以接收 這種傳輸信息的方式又稱作廣播方式 322隨機訪問 下面著重介紹隨機訪問： 是局域網(wǎng)中比較重要的一種多路訪問技術(shù) 最早來自于美國夏威夷大學的無線網(wǎng) ALOHA 后來經(jīng)不斷的改進，發(fā)展成了現(xiàn)在一種比較完善的訪問方式 返回1純 ALOHA ALOHA 可以工作在無線信道，也可以工作在總線信道上 純 ALOHA 訪問信道基本上屬于不控制的方式 任何一個站都可以隨機發(fā)送信息幀到信道上去 每個站都有一個定時機構(gòu)，信息幀發(fā)出后開始定時，接收站收到幀后，如果校驗正確，發(fā)回 ACK，否則不做應答 站 1 1 5 t 站 2 2 4 t 成功 站3 3

9、 6 t 成功 重發(fā) 重發(fā) 重發(fā) 重發(fā) T0 站 1 發(fā)送的幀1 成功站2發(fā)送的幀2與站3 發(fā)送的幀3 沖撞，這時必須全部重發(fā)站 2 發(fā)出的幀4 與站 1 發(fā)送的幀5 又沖撞，因此還必須重發(fā)站3 發(fā)送的幀6 成功 其特點： 這種方式由于對信道不控制，所以協(xié)議非常簡單，且容易實現(xiàn) 在結(jié)點數(shù)少或信息量小時，可以使發(fā)送信息得到時延小傳輸率高的好處 但在結(jié)點多或信息量大時，信息發(fā)生沖突的機會加大，沖突后再重發(fā)，又加重了沖突，性能將急驟變差，這時網(wǎng)絡(luò)已不可用 2CSMA 方式 CSMA（Carrier Sense Multiple Access） 即載波偵聽多路訪問技術(shù) 結(jié)點不是完全隨機發(fā)信息到信道上 每當發(fā)送之前先偵聽是否有別的站正在發(fā)送 如果沒有，則發(fā)送 如果有別的站正在發(fā)送信息就要等待一段時間再重試 3CSMACD 由于載波偵聽，減少許多沖突機會 但沖突還是不可避免的 這是由于傳輸延遲造成的 站1 t 站2 t t0 圖3 -2 傳 輸 延 遲 沖 突 站1 發(fā)送的幀傳輸?shù)秸? 需要一