計算機局域網(wǎng)絡 完整版課件

1、第4章 計算機局域網(wǎng)絡 杜煜本章介紹的具體內容局域網(wǎng)的特性、標準、以及決定局域網(wǎng)的關鍵技術；以太網(wǎng)的產(chǎn)生、種類和發(fā)展；各種高速網(wǎng)絡的種類及技術特點；網(wǎng)絡交換的概念以及交換式以太網(wǎng)；虛擬局域網(wǎng)的概念、特點和劃分方法；無線局域網(wǎng)的特點；局域網(wǎng)的連接設備及應用；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜2局域網(wǎng)的特點 局域網(wǎng)的主要特點：較小的地域范圍高傳輸速率和低誤碼率面向的用戶比較集中使用多種傳輸介質九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜3局域網(wǎng)的層次結構 IEEE 802標準遵循ISO/OSI參考模型的原則，解決最低兩層（即物理層和數(shù)據(jù)鏈路層）的功能以及與網(wǎng)絡層的接口服務、網(wǎng)際互連有關的高層功能。IEEE 802

2、LAN參考模型與ISO/OSI參考模型的對應關系：九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜4IEEE 802 LAN的物理層 IEEE 802局域網(wǎng)參考模型中的物理層：實現(xiàn)比特流的傳輸與接收，數(shù)據(jù)的同步控制等。IEEE 802規(guī)定了局域網(wǎng)物理層所使用的信號與編碼、傳輸介質、拓撲結構和傳輸速率等規(guī)范。采用基帶信號傳輸；數(shù)據(jù)的編碼采用曼徹斯特編碼；傳輸介質可以是雙絞線、同軸電纜和光纜等；拓撲結構可以是總線型、樹型、星型和環(huán)型；傳輸速率有10Mbps、16Mbps、100Mbps、1000Mbps。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜5IEEE 802 LAN的數(shù)據(jù)鏈路層 LAN的數(shù)據(jù)鏈路層分為兩個功能子層：邏輯鏈

3、路控制子層（LLC）介質訪問控制子層（MAC）LLC子層和MAC子層的功能將數(shù)據(jù)組成幀，并對數(shù)據(jù)幀進行順序控制、差錯控制和流量控制，使不可靠的物理鏈路變?yōu)榭煽康逆溌?。LAN可以支持多重訪問，即實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的單播、廣播和多播；劃分LLC和MAC子層的目的九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜6IEEE 802標準系列802.1 A：網(wǎng)絡管理和性能測量； B：概述、體系結構、網(wǎng)絡互連； 802.2 LLC的功能； 802.3 CSMA/CD 總線網(wǎng)的MAC和物理層的規(guī)范； 802.4 Token Bus令牌總線網(wǎng)的MAC和物理層的規(guī)范； 802.5 Token Ring令牌環(huán)網(wǎng)的MAC和物理層的規(guī)范；九月

4、22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜7九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜8802.6 分布隊列雙總線DQDB MAN城域網(wǎng)標準； 802.7 寬帶技術； 802.8 光纖技術（光纖分布數(shù)據(jù)接口FDDI）； 802.9 綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDN； 802.10 局域網(wǎng)安全技術； 802.11 無線局域網(wǎng)；IEEE 802標準系列IEEE 802標準之間的關系九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜9802.3CSMA/CDMAC物理層802.4令牌總線MAC物理層802.5令牌環(huán)MAC物理層802.6MANMAC物理層802.9語音數(shù)據(jù)綜合ISDN802.11無線局域網(wǎng)802.8光纖技術802.7寬帶技術802.2 邏輯鏈

5、路控制LLC802.1B 綜述及體系結構8 0 2.1A管理802.10 局域網(wǎng)安全物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層ISO/OSIIEEE 802決定局域網(wǎng)特征的主要技術 決定局域網(wǎng)特征的主要技術：拓撲結構傳輸介質介質訪問控制方法三種技術決定了傳輸數(shù)據(jù)的類型、網(wǎng)絡的響應時間、吞吐量、利用率以及網(wǎng)絡應用等各種網(wǎng)絡特征。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜10拓撲結構 總線型拓撲結構 所有的節(jié)點都通過網(wǎng)絡適配器直接連接到一條作為公共傳輸介質的總線上，總線可以是同軸電纜、雙絞線、或者是使用光纖；總線上任何一個節(jié)點發(fā)出的信息都沿著總線傳輸，而其他節(jié)點都能接收到該信息，但在同一時間內，只允許一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)；由于總線作

6、為公共傳輸介質為多個節(jié)點共享，就有可能出現(xiàn)同一時刻有兩個或兩個以上節(jié)點利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)的情況，因此會出現(xiàn)“沖突”；在“共享介質”的總線型拓撲結構的局域網(wǎng)中，必須解決多個節(jié)點訪問總線的介質訪問控制問題。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜11總線型局域網(wǎng)中的“沖突” 九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜12拓撲結構 環(huán)型拓撲結構 所有節(jié)點使用相應的網(wǎng)絡適配器連接到共享的傳輸介質上，通過點到點的連接構成封閉的環(huán)路。環(huán)路中的數(shù)據(jù)沿著一個方向繞環(huán)逐節(jié)點傳輸。環(huán)路的維護和控制一般采用某種分布式控制方法，環(huán)中每個節(jié)點都具有相應的控制功能。在環(huán)型拓撲中，雖然也是多個節(jié)點共享一條環(huán)通路，但不會出現(xiàn)沖突。對于環(huán)型拓撲的局域

7、網(wǎng)，網(wǎng)絡的管理較為復雜，與總線型局域網(wǎng)相比，可擴展性較差。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜13拓撲結構 星型拓撲結構 在星型拓撲中存在一個中心節(jié)點，每個節(jié)點通過點到點線路與中心節(jié)點連接。在局域網(wǎng)中，由于使用中央設備的不同，局域網(wǎng)的物理拓撲結構和邏輯拓撲結構不同。使用集線器連接所有計算機時，是一種具有星型物理連接的總線型拓撲結構；使用交換機時，是真正的星型拓撲結構。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜14傳輸介質與傳輸形式 局域網(wǎng)的傳輸介質有雙絞線、同軸電纜、光纖、電磁波。局域網(wǎng)的傳輸形式有兩種：基帶傳輸與寬帶傳輸。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜15介質訪問控制方法 介質訪問控制方法控制網(wǎng)絡節(jié)點何時能夠

8、發(fā)送數(shù)據(jù)。IEEE 802規(guī)定了局域網(wǎng)中最常用的介質訪問控制方法：IEEE 802.3載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）；IEEE 802.5令牌環(huán)（Token Ring）；IEEE 802.4令牌總線（Token Bus）；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜16CSMA/ CD介質訪問控制 總線型LAN中，所有的節(jié)點對信道的訪問是以多路訪問方式進行的。任一節(jié)點都可以將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到總線上，所有連接在信道上的節(jié)點都能檢測到該幀。當目的節(jié)點檢測到該數(shù)據(jù)幀的目的地址（MAC地址）為本節(jié)點地址時，就繼續(xù)接收該幀中包含的數(shù)據(jù)，同時給源節(jié)點返回一個響應。當有兩個或更多的節(jié)點在同一時間都發(fā)送了數(shù)據(jù)，在

9、信道上就造成了幀的重疊，導致沖突出現(xiàn)。為了克服這種沖突，在總線LAN中常采用CSMA/CD協(xié)議，即帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問協(xié)議，它是一種隨機爭用型的介質訪問控制方法。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜17CSMA/CD協(xié)議的工作過程 CSMA/CD協(xié)議的工作過程通常可以概括為：先聽后發(fā)、邊聽邊發(fā)、沖突停發(fā)、隨機重發(fā)。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜18CSMA/CD協(xié)議的特點在采用CSMA/CD協(xié)議的總線LAN中，各節(jié)點通過競爭的方法強占對媒體的訪問權利，出現(xiàn)沖突后，必須延遲重發(fā)。因此，節(jié)點從準備發(fā)送數(shù)據(jù)到成功發(fā)送數(shù)據(jù)的時間是不能確定的，它不適合傳輸對時延要求較高的實時性數(shù)據(jù)。結構簡單、網(wǎng)絡維

10、護方便、增刪節(jié)點容易，網(wǎng)絡在輕負載（節(jié)點數(shù)較少）的情況下效率較高。但是隨著網(wǎng)絡中節(jié)點數(shù)量的增加，傳遞信息量增大，即在重負載時，沖突概率增加，總線LAN的性能就會明顯下降。 九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜19令牌環(huán)（Token Ring） 在令牌環(huán)介質訪問控制方法中，使用了一個沿著環(huán)路循環(huán)的令牌。網(wǎng)絡中的節(jié)點只有截獲令牌時才能發(fā)送數(shù)據(jù)，沒有獲取令牌的節(jié)點不能發(fā)送數(shù)據(jù)，因此，使用令牌環(huán)的LAN中不會產(chǎn)生沖突。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜20Token Ring的特點由于每個節(jié)點不是隨機的爭用信道，不會出現(xiàn)沖突，因此稱它是一種確定型的介質訪問控制方法，而且每個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的延遲時間可以確定。在輕負

11、載時，由于存在等待令牌的時間，效率較低。在重負載時，對各節(jié)點公平，且效率高。采用令牌環(huán)的局域網(wǎng)還可以對各節(jié)點設置不同的優(yōu)先級，具有高優(yōu)先級的節(jié)點可以先發(fā)送數(shù)據(jù)，比如某個節(jié)點需要傳輸實時性的數(shù)據(jù)，就可以申請高優(yōu)先級。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜21令牌總線（Token Bus）令牌總線訪問控制是在物理總線上建立一個邏輯環(huán)。從物理連接上看，它是總線結構的局域網(wǎng)，但邏輯上，它是環(huán)型拓撲結構。連接到總線上的所有節(jié)點組成了一個邏輯環(huán)，每個節(jié)點被賦予一個順序的邏輯位置。和令牌環(huán)一樣，節(jié)點只有取得令牌才能發(fā)送幀，令牌在邏輯環(huán)上依次傳遞。在正常運行時，當某個節(jié)點發(fā)送完數(shù)據(jù)后，就要將令牌傳送給下一個節(jié)點。九月

12、 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜22Token Bus的特點令牌總線適用于重負載的網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)發(fā)送的延遲時間確定，適合實時性的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。網(wǎng)絡管理較為復雜，網(wǎng)絡必須有初始化的功能，以生成一個順序訪問的次序。令牌總線訪問控制的復雜性高：網(wǎng)絡中的令牌丟失，出現(xiàn)多個令牌、將新節(jié)點加入到環(huán)中，從環(huán)中刪除不工作的節(jié)點等。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜23以太網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展 以太網(wǎng)的起源:ALOHA無線電系統(tǒng)(1968-1972)Xerox 創(chuàng)建第一個實驗性的以太網(wǎng)(1972-1977)DEC、Intel和Xerox將以太網(wǎng)標準化(1979-1983)IEEE 802.3標準問世（1982年）,10BASE-5

13、出現(xiàn)；10BASE-T結構化布線的歷史(1986-1990)交換式和全雙工制以太網(wǎng)的出現(xiàn)(1990-1994)快速以太網(wǎng)的出現(xiàn)(1992-1995)千兆網(wǎng)的出現(xiàn)(1996至今)九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜24IEEE 802.3的四種規(guī)范 九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜25數(shù)據(jù)率（Mbps）基帶信號段最大長度（百米）10 Base-510Base5分插頭 :插入電纜收發(fā)器 : 發(fā)送/接收, 沖突檢測, 電氣隔離，超長控制;AUI : 連接件單元接口；終接器；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜26 粗纜vampire tapBNC端子收發(fā)器AUI 電纜NIC最大段長度 500米每段最多站點數(shù) 10

14、0兩站點間最小距離 2.5米網(wǎng)絡最大跨度 2.8公里 10Mbps以太網(wǎng)的中繼規(guī)則 大多數(shù)網(wǎng)絡中都有對連接網(wǎng)段的轉發(fā)器（集線器）數(shù)目的限制。在10Mbps的以太網(wǎng)中，使用5-4-3-2-1的規(guī)則：總共允許有5個網(wǎng)段（每個網(wǎng)段500米）；在信道上只允許連接4個轉發(fā)器；可以有3個網(wǎng)段連接客戶機；額外2個不能連接客戶機的網(wǎng)段用于將網(wǎng)絡延伸到其他位置；以上組成1個大型的沖突域，最大站數(shù)1024個，全網(wǎng)直徑2500米；再增加網(wǎng)段或轉發(fā)器會導致定時問題，影響以太網(wǎng)的沖突檢測；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜27九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜2810Base2九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜29細纜BNC 接頭

15、NIC段最大長度 185m每段最多站點數(shù) 30兩站點間最短距離 0.5 m10BaseT集線器的作用相當于一個多端口的中繼器（轉發(fā)器），數(shù)據(jù)從集線器的一個端口進入后，集線器會將這些數(shù)據(jù)從其他所有端口廣播出去（擴充信號傳輸距離。將信號放大并整形后再轉發(fā)，消除信號傳輸?shù)氖д婧退p）。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜30NIC最大長度 100m高速網(wǎng)絡技術背景工作站的處理能力增強88年處理器速度10MBPS，95年150MBPS、2000年1000MBPS；各種應用的功能越來越強多媒體、視頻會議、虛擬現(xiàn)實、計算機輔助設計CAD等；異步應用要求計算機系統(tǒng)有較大的帶寬，同步應用要求實時的傳送數(shù)據(jù)；要求高的

16、數(shù)據(jù)帶寬、網(wǎng)絡延遲短、可靠性高；服務器的集中化提供服務器的集群，便于管理，提高安全性；文件的大小日益增加要求更高的網(wǎng)絡帶寬；網(wǎng)絡用戶和工作站數(shù)目的日益增加九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜31克服傳統(tǒng)以太網(wǎng)的問題傳統(tǒng)以太網(wǎng)中的一些問題傳統(tǒng)以太網(wǎng)使用共享介質，雖然總線帶寬為10Mbps，但網(wǎng)絡節(jié)點增多時，網(wǎng)絡的負荷加重，沖突和重發(fā)增加，網(wǎng)絡效率下降、傳輸延時增加，造成總線帶寬為3040%；服務器端使用16位網(wǎng)卡（速率10MBPS），使得服務器的網(wǎng)絡輸入/輸出成為整個網(wǎng)絡的瓶頸；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜32九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜33解決方案升級到高速網(wǎng)絡，如100BASE-T(快速以太網(wǎng)

17、)、 FDDI 、1000BASE-T(千兆位以太網(wǎng))、ATM；發(fā)揮現(xiàn)有網(wǎng)絡技術，采用網(wǎng)絡分段、優(yōu)化服務器、增加路由器，提高子網(wǎng)的網(wǎng)絡性能；使用局域網(wǎng)交換機，將“共享介質局域網(wǎng)”改為“交換式局域網(wǎng)”；快速以太網(wǎng)（Fast Ethernet）100BASE-T快速以太網(wǎng)，是標準以太網(wǎng)的100Mbps版本。100BASE-T的標準為802.3u，作為802.3的補充；100BASE-T MAC的速度相當于10倍的BASE-T的MAC；與10BASE-T相同，100BASE-T要求有中央集線器的星型布線結構；Fast Ethernet的協(xié)議結構 ：九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜34100Base-T

18、的四種標準 100Base-TX支持2對五類非屏蔽雙絞線（UTP）或2對一類屏蔽雙絞線（STP）。其中1對用于發(fā)送，另1對用于接收，因此100Base-TX可以全雙工方式工作，每個節(jié)點可以同時以100Mbps的速率發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。使用五類UTP的最大距離為100米。100Base-T4支持4對三類非屏蔽雙絞線UTP，其中有3對用于數(shù)據(jù)傳輸，1對用于沖突檢測。100Base-T2支持2對三類非屏蔽雙絞線UTP。100Base-FX支持2芯的多?；騿文９饫w。100Base-FX主要是用作高速主干網(wǎng)，從節(jié)點到集線器HUB的距離可以達到450米。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜35快速以太網(wǎng)的應用 采用

19、快速以太網(wǎng)集線器作為中央設備（100Base-TX集線器），使用非屏蔽5類雙絞線以星型連接的方式連接以太網(wǎng)節(jié)點（工作站和服務器），以及連接另一個快速以太網(wǎng)集線器和10Base-T的共享集線器。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜36100BASE-T快速以太網(wǎng)的優(yōu)缺點優(yōu)點：具有較高的性能，適合網(wǎng)絡結點多或者對網(wǎng)絡帶寬要求較高的應用環(huán)境；基于以太網(wǎng)的技術，與現(xiàn)有10BASE-T的兼容可以容易的移植到高速網(wǎng)絡上；最大地利用了已有的設備、電纜布線和網(wǎng)絡管理技術；眾多的廠商支持；缺點：仍然是一種共享式以太網(wǎng)網(wǎng)絡，采用CSMA/CD作為介質存取方式，網(wǎng)絡結點增加時，網(wǎng)絡性能會下降；CSMA/CD方式使得網(wǎng)絡延

20、時變化較大，不適合實時性應用；速率較高，中繼器間距較小，100BASE-TX不適合做主干；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜37千兆位以太網(wǎng)（Gigabit Ethernet） 千兆位以太網(wǎng)產(chǎn)生的背景；千兆位以太網(wǎng)同樣保留著傳統(tǒng)的100Base-T的所有特征。Gigabit Ethernet標準的工作是從1995年開始的，1995年11月 IEEE 802.3委員會成立了高速網(wǎng)研究組；1996年8月成立了802.3z工作組，主要研究使用光纖與短距離屏蔽雙絞線的Gigabit Ethernet物理層標準；1997年初成立了802.3ab工作組，主要研究使用長距離光纖與非屏蔽雙絞線的Gigabit E

21、thernet物理層標準。 九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜38Gigabit Ethernet物理層標準一1000Base-SX使用短波長激光作為信號源的網(wǎng)絡介質技術，配置波長為770-860nm（一般為850nm）的激光傳輸器，只能支持多模光纖。1000Base-SX所使用的光纖規(guī)格有兩種：62.5微米多模光纖使用62.5微米多模光纖在全雙工方式下的最長傳輸距離為275米；50微米多模光纖使用50微米多模光纖，全雙工方式下最長有效距離為550米。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜39Gigabit Ethernet物理層標準二1000Base-LX1000Base-LX使用長波長激光作為信號源的

22、網(wǎng)絡介質技術，配置波長為1270-1355nm（一般為1300nm）的激光傳輸器，既可以驅動多模光纖，也可以驅動單模光纖。1000Base-LX所使用的光纖規(guī)格為：62.5微米多模光纖、50微米多模光纖、9微米單模光纖。使用多模光纖時，在全雙工方式下，最長傳輸距離可以達到550米；使用單模光纖時，全雙工方式下的最長有效距離為3000米。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜40Gigabit Ethernet物理層標準三1000Base-CX1000Base-CX是使用銅纜作為網(wǎng)絡介質的兩種千兆以太網(wǎng)技術之一。1000Base-CX使用了一種特殊規(guī)格的高質量平衡屏蔽雙絞線，最長有效距離為25米，使用9

23、芯D型連接器連接電纜。1000Base-T1000BaseT使用5類UTP作為網(wǎng)絡傳輸介質的千兆以太網(wǎng)技術，最長有效距離與100Base-TX一樣可以達到100米。采用這種技術可以在原有的快速以太網(wǎng)系統(tǒng)中實現(xiàn)從100Mbps到1000Mbps的平滑升級。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜41交換式以太網(wǎng)（Switching Ethernet） 共享式以太網(wǎng)采用了以共享集線器為中心的星型連接方式，但其實際上是總線型的拓撲結構；當網(wǎng)絡規(guī)模不斷擴大時，網(wǎng)絡中的沖突就會大大增加，而數(shù)據(jù)經(jīng)過多次重發(fā)后，延時也相當大，造成網(wǎng)絡整體性能下降。在網(wǎng)絡節(jié)點較多時，以太網(wǎng)的帶寬使用效率只有30%40%。 九月 22計

24、算機網(wǎng)絡基礎 杜煜42交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)采用交換機作為中央設備的以太網(wǎng)成為交換式以太網(wǎng)；交換機提供了多個通道，允許多個用戶之間同時進行數(shù)據(jù)傳輸 ；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜43交換式以太網(wǎng)的應用九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜44交換式以太網(wǎng)的工作原理 交換機對數(shù)據(jù)的轉發(fā)是以網(wǎng)絡節(jié)點計算機的MAC地址為基礎的。交換機會監(jiān)測發(fā)送到每個端口的數(shù)據(jù)幀，通過數(shù)據(jù)幀中的有關信息（源節(jié)點的MAC地址、目的節(jié)點的MAC地址），就會得到與每個端口所連接的節(jié)點MAC地址，并在交換機的內部建立一個“端口-MAC地址”映射表。建立映射表后，當某個端口接收到數(shù)據(jù)幀后，交換機會讀取出該幀中的目的節(jié)點MAC地址，

25、并通過“端口-MAC地址”的對照關系，迅速的將數(shù)據(jù)幀轉發(fā)到相應的端口。 以太網(wǎng)交換機對數(shù)據(jù)幀的轉發(fā)方式分為三類 ；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜45交換機對數(shù)據(jù)幀的轉發(fā)方式一直接交換方式(Cut-Through)不接收完整個轉發(fā)的幀，只收到幀中最前面的源地址和目的地址即可；根據(jù)目的地址找到相應的交換機端口，并將該幀發(fā)送到該端口；特點優(yōu)點：速度快、延時??；缺點：在轉發(fā)幀時不進行錯誤校驗，可靠性相對低；另外，不能對不同速率的端口轉發(fā)，100到10Mbps時就需要緩沖幀。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜46交換機對數(shù)據(jù)幀的轉發(fā)方式二存儲轉發(fā)交換方式(Store-and-Forward)與直接交換方式類

26、似，不同處在于要把信息幀全部接收到內部緩沖區(qū)中，并對信息幀進行校驗，一旦發(fā)現(xiàn)錯誤就通知源發(fā)送站重新發(fā)送幀；特點優(yōu)點：可靠性高，能支持不同速率端口之間的轉發(fā)；缺點：延遲時間大；交換機內的緩沖存儲器有限，當負載較重時，易造成幀的丟失；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜47交換機對數(shù)據(jù)幀的轉發(fā)方式三改進的直接交換方式將前兩者結合起來，在收到幀的前64字節(jié)后，判斷幀的幀頭字段是否正確；特點：對于短的幀，交換延遲時間與直接交換方式相同；對于長的幀，交換延遲時間減少；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜48交換式以太網(wǎng)的特點 交換式以太網(wǎng)保留了現(xiàn)有以太網(wǎng)的基礎設施，而不必把現(xiàn)有的設備淘汰掉。以太網(wǎng)交換機可以與現(xiàn)有的

27、以太網(wǎng)集線器相結合，實現(xiàn)各類廣泛的應用。交換機可以用來將超載的網(wǎng)絡分段，或者通過交換機的高速端口建立服務器群或者網(wǎng)絡的主干，所有這些應用都維持現(xiàn)有的設備不變。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜49九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜50以太網(wǎng)交換技術是一種基于以太網(wǎng)的技術，對用戶有較好的熟悉度，易學易用。使用以太網(wǎng)交換機，可以支持虛擬局域網(wǎng)應用，使網(wǎng)絡的管理更加靈活。交換式以太網(wǎng)可以使用各種傳輸介質，支持三類/五類UTP、光纜以及同軸電纜，尤其是使用光纜，可以使交換式以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡的主干。交換式以太網(wǎng)的特點光纖分布式接口FDDIFDDI特點：以光纖作為傳輸介質的高速主干網(wǎng)；基于共享介質原理，是令牌環(huán)體系

28、結構的拓展；使用基于IEEE 802.5的單令牌的環(huán)型網(wǎng)介質訪問協(xié)議；數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps，可支持1000個物理連接，環(huán)路的長度為100KM；采用雙環(huán)拓撲結構，可增加網(wǎng)絡容錯能力，提高了可靠性；可以使用多?；騿文９饫w采用單模光纖時，兩節(jié)點之間距離可超過20km，全網(wǎng)光纖總長可以達到數(shù)千公里。 九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜51FDDI環(huán)路由器路由器環(huán)網(wǎng)總線網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)VLAN什么是虛擬局域網(wǎng)（VLAN）通過路由和交換設備，在網(wǎng)絡的物理拓樸結構基礎上建立一個邏輯網(wǎng)絡，以使得網(wǎng)絡中任意幾個局域網(wǎng)網(wǎng)段或（和）節(jié)點能夠組合成一個邏輯上的局域網(wǎng)。 建立在局域網(wǎng)交換機上，以軟件方式實現(xiàn)邏輯工作組的

29、劃分與管理，邏輯工作組的節(jié)點組成不受物理位置的限制；同一邏輯分組的成員可以分布在相同的物理網(wǎng)段上，也可以分布在不同的網(wǎng)絡上；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜52九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜53組建VLAN的原則 在網(wǎng)絡中盡量使用同一廠家的交換機，而且在能用交換機的地方盡量使用交換機；使用交換機組建一個范圍盡可能大的交換鏈路，并且讓盡可能多的計算機直接連接到交換機上；層次化地將交換機與交換機相連，要避免使用傳統(tǒng)的路由器，以保持整個網(wǎng)絡的連通性。根據(jù)應用的需要，使用軟件劃分出若干個VLAN。每個VLAN上的所有計算機不論其所在的物理位置如何，都處在一個邏輯網(wǎng)中。VLAN之間可以互通，也可以不相通。

30、若要實現(xiàn)其中的某些VLAN能夠互通，則使用一臺中央路由器（或者路由交換機），將這些VLAN互連起來，從而形成一個完整的VLAN。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜54VLAN網(wǎng)絡管理軟件 VLAN網(wǎng)絡管理軟件是構成VLAN的基礎，通過運行在交換式局域網(wǎng)上的網(wǎng)絡管理程序，來建立、配置、修改或刪除整個VLAN。VLAN管理軟件應具備以下的主要功能： 地址過濾能力 虛擬連網(wǎng)能力 廣播功能 封裝 九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜55VLAN的劃分方法 基于交換機端口的虛擬局域網(wǎng)基于交換機端口的虛擬局域網(wǎng)無法自動解決節(jié)點的移動、增加和變更問題。如果一個節(jié)點從一個端口移動到另一個端口時，網(wǎng)絡管理者必須對虛擬局域

31、網(wǎng)成員進行重新配置。 九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜56VLAN中使用集線器當交換機端口連接的是一個集線器時，由于集線器所支持的是一個共享介質的多用戶網(wǎng)絡，因此，按交換機端口號的劃分方案只能將連接到集線器的所有用戶劃分到同一個VLAN中；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜57基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng) 優(yōu)點：允許節(jié)點移動到網(wǎng)絡其它物理網(wǎng)段；可以解決基于端口的VLAN所不能解決的問題，將一個集線器連接區(qū)域內的節(jié)點劃分到不同的VLAN中。缺點：需要對大量的毫無規(guī)律的MAC地址進行操作；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜58九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜59基于網(wǎng)絡層地址的虛擬局域網(wǎng) 使用節(jié)點的網(wǎng)絡層地址來

32、配置虛擬局域網(wǎng)，要求交換機能夠處理網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)；有利于組成基于服務或應用的虛擬局域網(wǎng)；用戶可以隨意移動節(jié)點而無需重新配置網(wǎng)絡地址；一個虛擬局域網(wǎng)可以擴展到多個交換機的端口上，甚至一個端口能對應于多個虛擬局域網(wǎng)。由于檢查網(wǎng)絡層地址比檢查MAC地址的延遲要大，因此，這種方法影響了交換機的交換時間以及整個網(wǎng)絡的性能；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜60VLAN的其他劃分方法 基于IP組播的虛擬局域網(wǎng)使用IP廣播組動態(tài)的建立VLAN；基于策略的虛擬局域網(wǎng)可以同時使用不同劃分VLAN的方法來建立一個虛擬局域網(wǎng)；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜61VLAN的優(yōu)點 控制網(wǎng)絡的廣播風暴；確保網(wǎng)絡的安全性；簡化網(wǎng)絡

33、管理；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜62無線局域網(wǎng) 無線局域網(wǎng)的標準IEEE 802.11 九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜63無線局域網(wǎng)的特點 傳輸方式 無線電波與紅外線；無線局域網(wǎng)的拓撲結構 無中心拓撲和有中心拓撲 ；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜64無線局域網(wǎng)的組建 無線網(wǎng)絡器件 無線網(wǎng)絡網(wǎng)卡 ；無線網(wǎng)絡HUB；無線網(wǎng)絡網(wǎng)橋。無線局域網(wǎng)的組建形式 全無線網(wǎng) ；無線節(jié)點接入有線網(wǎng) ；兩個有線網(wǎng)通過無線方式相連 。九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜65局域網(wǎng)連接設備與應用 網(wǎng)絡適配器（網(wǎng)卡）的分類按照支持的計算機的種類分標準網(wǎng)卡；PCMCIA網(wǎng)卡；按照網(wǎng)卡的速率10Mbps網(wǎng)卡；10/100Mbp

34、s；1000Mbps；按照網(wǎng)卡支持的傳輸介質粗纜網(wǎng)卡；細纜網(wǎng)卡；雙絞線網(wǎng)卡；光纖網(wǎng)卡；按照網(wǎng)卡支持的總線類型：ISA、EISA、PCI；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜66中繼器 中繼器（Repeater），又被稱為轉發(fā)器，它是局域網(wǎng)連接中最簡單的設備，它的作用是將因傳輸而衰減的信號進行放大、整形和轉發(fā)，從而擴展了局域網(wǎng)的距離。 使用中繼器連接局域網(wǎng)時，要注意以太網(wǎng)的5-4-3中繼規(guī)則；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜67集線器 集線器（HUB）是帶有多個端口的中繼器（轉發(fā)器），也是一個工作在OSI模型中的物理層設備。按集線器端口連接介質的不同，集線器可連接同軸電纜、雙絞線和光纖。許多集線器上除了

35、帶有RJ-45接口外，還帶有一個AUI粗纜接口和(或)一個BNC細纜接口，以實現(xiàn)不同介質網(wǎng)絡的連接。 九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜68集線器細纜/UTP10Base2 - 細纜Ethernet10Base5 粗纜Ethernet10BaseT-雙絞線服務器集線器粗纜/細纜集線器的分類與應用 獨立式集線器(Standalone HUB) 獨立式集線器是最簡單的一種集線器，帶有多個（8個、12個、16個或24個）RJ-45端口；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜70集線器的級聯(lián) 使用雙絞線通過集線器的RJ-45端口實現(xiàn)級聯(lián)；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜71集線器進行級聯(lián) 使用同軸電纜或光纖，通過集線器提供的向上連接端口實現(xiàn)級聯(lián) ；九月 22計算機網(wǎng)絡基礎 杜煜72可堆疊式集線器(Stackable HUB) 堆疊式集線器帶有一個堆疊端口，每臺堆疊式集線器通過堆疊端口，使用一條高速鏈路實現(xiàn)集線器之間的高速數(shù)據(jù)傳輸。這條高速鏈路是用一根特殊的電纜將兩臺集線器的內部總線相連接，因此，這種連接在速