計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)微課版 課件 模塊4　構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)-局域網(wǎng)技術(shù)

局域網(wǎng)技術(shù)

主講人：XXX計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)思維導(dǎo)圖學(xué)習(xí)提示2134主題：

局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、介質(zhì)訪問技術(shù)、幀格式與操作、以太網(wǎng)技術(shù)、交換式局域網(wǎng)、虛擬局域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作過程和實(shí)現(xiàn)（Implementation）技術(shù)OSI參考模型、TCP/IP參考模型的比較3

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)本節(jié)目標(biāo)1. 了解局域網(wǎng)的基本要素。2. 了解以太網(wǎng)的發(fā)展歷程。3. 掌握IEEE802實(shí)現(xiàn)模型。通過介紹以太網(wǎng)的發(fā)展，分析以太網(wǎng)的不足和改進(jìn)思路，引導(dǎo)學(xué)生明白持續(xù)創(chuàng)新的重要性素質(zhì)目標(biāo)技能目標(biāo)能夠描述局域網(wǎng)的發(fā)展過程并總結(jié)各個(gè)階段的主要特點(diǎn)。課前評(píng)估數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議指定了將數(shù)據(jù)包封裝成幀的過程，以及將已封裝數(shù)據(jù)包發(fā)送到各種傳輸介質(zhì)上和從各介質(zhì)獲取已封裝數(shù)據(jù)包的技術(shù)。在數(shù)據(jù)包從源主機(jī)到目的主機(jī)的傳輸過程中，通常會(huì)經(jīng)過不同的物理網(wǎng)絡(luò)，如圖所示。這些物理網(wǎng)絡(luò)可由不同類型的物理介質(zhì)組成，如銅線、光纖和無線電等。主題一：局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解層次結(jié)構(gòu)的好處；理解協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的作用和遵守協(xié)議棧的意義；掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念。7

局域網(wǎng)發(fā)展和演變8

20世紀(jì)70年代：大量的技術(shù)20世紀(jì)80年代：眾多的標(biāo)準(zhǔn)20世紀(jì)90年代：技術(shù)的匯聚21世紀(jì):技術(shù)應(yīng)用得全面更新令牌總線技術(shù)、令牌環(huán)技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)、CSMA/CD技術(shù)……802.3~802.14標(biāo)準(zhǔn)，Ethernet、TokenRing與TokenBus三足鼎立技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)、大浪淘沙，90年代末主流技術(shù)浮現(xiàn)：802.3與802.11速率提升、覆蓋擴(kuò)大，無線技術(shù)全面進(jìn)入，從用戶級(jí)進(jìn)軍運(yùn)營(yíng)級(jí)同軸電纜→柔性不夠，不易布線推出10BASE-T，Ethernet在競(jìng)爭(zhēng)中優(yōu)勢(shì)明顯推出10BASE-F，交換機(jī)面世，Ethernet在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出共享式→交換式Ethernet，是Ethernet發(fā)展的一個(gè)里程碑雙絞線、光纖、無線→催生了網(wǎng)絡(luò)布線行業(yè)同軸電纜→柔性不夠，不易布線距離：已不再是問題，可以達(dá)上千公里應(yīng)用：向接入網(wǎng)、城域網(wǎng)運(yùn)營(yíng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)軍拓?fù)洌簭暮?jiǎn)單結(jié)構(gòu)演進(jìn)到復(fù)雜的mesh結(jié)構(gòu)速率：從10Mbit/S發(fā)展到100Gbit/S局域網(wǎng)發(fā)展和演變9

局域網(wǎng)的主流技術(shù)—以太網(wǎng)（不是一種具體網(wǎng)絡(luò)，而是技術(shù)規(guī)范）的發(fā)展脈絡(luò)早期以太網(wǎng)半雙工、共享介質(zhì)、簡(jiǎn)單拓?fù)浣M網(wǎng)、介質(zhì)訪問控制、小網(wǎng)需求技術(shù)現(xiàn)今以太網(wǎng)雙工、獨(dú)享鏈路復(fù)雜拓?fù)洹⒔粨Q機(jī)組網(wǎng)、大網(wǎng)問題措施可能丟幀：流控通信瓶頸：鏈路聚合環(huán)路避免：生成樹廣播風(fēng)暴：VLAN以太網(wǎng)新技術(shù)最新發(fā)展以太城域技術(shù)802.1ad、802.1ah以太接入技術(shù)802.3af局域網(wǎng)的特點(diǎn)回顧10

局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍比較小數(shù)據(jù)傳輸速率高傳輸延時(shí)小出錯(cuò)率低局域網(wǎng)屬單一組織擁有局域網(wǎng)概述11

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)介質(zhì)訪問控制方法局域網(wǎng)三要素：局域網(wǎng)概述12

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線型、星型、樹型（擴(kuò)展星型）和環(huán)型等

網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也大量用于局域網(wǎng)，不再是廣域網(wǎng)的專用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的可靠性、擴(kuò)展性、響應(yīng)時(shí)間和吞吐量。局域網(wǎng)三要素：局域網(wǎng)概述13

網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)：局域網(wǎng)使用各種各樣的傳輸介質(zhì)，

如銅線、光纖、無線和衛(wèi)星鏈路等。網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)是指借助傳輸介質(zhì)進(jìn)行的數(shù)據(jù)通信；基帶頻帶局域網(wǎng)使用基帶傳輸，主要使用曼切斯特編碼。局域網(wǎng)三要素：介質(zhì)訪問控制方法：將數(shù)據(jù)幀放置到介質(zhì)上和從介質(zhì)獲取數(shù)據(jù)幀的技術(shù)，是影響局域網(wǎng)性能最為重要的因素。局域網(wǎng)中使用的介質(zhì)訪問協(xié)議是CSMA/CD。

局域網(wǎng)的分類14

按照信道的分配方式（共享與獨(dú)占）局域網(wǎng)參考模型與標(biāo)準(zhǔn)15

局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的兩個(gè)方面：體系結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)IEEE802委員會(huì)提出IEEE802/RM標(biāo)準(zhǔn)的參考模型，表達(dá)了局域網(wǎng)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)OSI模型的最低兩層16

物理層的主要功能802實(shí)現(xiàn)模型MII：介質(zhì)無關(guān)接口MDI：介質(zhì)相關(guān)接口PMI：物理介質(zhì)無關(guān)PMD：物理介質(zhì)相關(guān)802參考模型包括了對(duì)傳輸介質(zhì)的討論局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)直接規(guī)范物理介質(zhì)上的比特傳輸局域網(wǎng)技術(shù)強(qiáng)烈地依賴于傳輸介質(zhì)局域網(wǎng)性能的提升強(qiáng)烈依賴于在介質(zhì)上的傳輸技術(shù)更新OSI模型：通常不予以討論傳輸介質(zhì)不屬于七層模型的一部分模型起源于廣域網(wǎng)，并不直接面對(duì)物理介質(zhì)802模型物理層功能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的編碼/譯碼比特流的傳輸與接收數(shù)據(jù)的同步控制規(guī)定了物理層使用的信號(hào)與編碼、傳輸介質(zhì)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸速率等IEEE802實(shí)現(xiàn)模型17

數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能IEEE802實(shí)現(xiàn)模型802模型中的數(shù)據(jù)鏈路層：分為：LLC子層和MAC子層；邏輯鏈路控制子層LLC：與具體的局域網(wǎng)技術(shù)無關(guān)；介質(zhì)訪問控制子層MAC：與具體的局域網(wǎng)技術(shù)相關(guān)；MAC子層的地址是物理地址，也稱作MAC地址，計(jì)算機(jī)之間的通信最終要通過MAC地址才行；LLC子層完成數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能，實(shí)現(xiàn)鏈路管理、差錯(cuò)控制和流量控制等功能。802模型中的數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層LLCMAC物理層Ph物理介質(zhì)18

802模型中的LLC設(shè)立初衷IEEE802實(shí)現(xiàn)模型LLC位于LAN參考模型的中心位置：向上提供一致的服務(wù)供多個(gè)N層協(xié)議使用；向下使用多種LAN（MAC）提供的服務(wù)LLC？IPIPXDecnetSNAOSI802.3802.4802.5FDDIATMIP802.3MAC頭IP分組MAC尾MACPHYLLC高層MACPHY高層802.3-1985模式802.3-2002模式802標(biāo)準(zhǔn)體系的演進(jìn)近年來發(fā)生了重大變化：網(wǎng)絡(luò)層：IP協(xié)議幾乎成了唯一；MAC層：以太網(wǎng)正在占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)LLC還是必要的？不再是必要的，LLC正在退出實(shí)用（不再使用）當(dāng)前的趨勢(shì)，MAC(Ethernet)直接承載IP19

IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)圖）IEEE802實(shí)現(xiàn)模型IEEE802.1:綜述、編址、橋接、管理、……802.3……802.2802.11物理層數(shù)據(jù)鏈路層PHYMACLLCOSI層次LAN層次802.17…802.1IEEE802.2:屏蔽不同類型的LAN，向上提供一致的服務(wù)

IEEE802.3/11/15/16/17等，定義不同類型LAN/MAN，內(nèi)容包括：MAC協(xié)議、物理接口、介質(zhì)需求所有的LAN具有相同的LLC子層及不同的MAC子層和物理層不同的MAC和物理層構(gòu)成了不同的LAN課堂練習(xí)20

一、填空題1.網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)是指借助傳輸介質(zhì)進(jìn)行的數(shù)據(jù)通信，常用的傳輸技術(shù)有()傳輸和（

）傳輸兩種。2.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)僅包含OSI參考模型最低兩層，分別是（

）層和（

）層。3.IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為（

）子層和（

）子層。4.決定局域網(wǎng)特性的主要技術(shù)因素有(

)、傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制技術(shù)。課堂練習(xí)21

二、選擇題1．局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)中，可省略的層是（）。A．物理層 B．訪問控制層C．邏輯鏈路控制層 D．網(wǎng)際層2．LLC子層完成數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能有（）。A．實(shí)現(xiàn)鏈路管理

B．差錯(cuò)控制 C．流量控制功能

D．以上都對(duì)3.傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用的編碼方式是（）。A．不歸零制B．曼徹斯特C．差分曼徹斯特D．PCM編碼課堂練習(xí)22

三、判斷題1．MAC子層的地址是邏輯地址。（

）2．局域網(wǎng)中使用的介質(zhì)訪問協(xié)議是CSMA/CD。（

）3．IEEE802實(shí)現(xiàn)模型中的物理層過于復(fù)雜，將其劃分為PMI（物理介質(zhì)無關(guān)）子層和PMD（物理介質(zhì)相關(guān)）子層。（

）謝謝！局域網(wǎng)技術(shù)

主講人：XXX計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)提示2134主題：

局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、介質(zhì)訪問技術(shù)、幀格式與操作、以太網(wǎng)技術(shù)、交換式局域網(wǎng)、虛擬局域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作過程和實(shí)現(xiàn)（Implementation）技術(shù)OSI參考模型、TCP/IP參考模型的比較25

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)本節(jié)目標(biāo)1. 掌握CSMA/CD的工作原理。2. 了解CSMA/CD的工作特點(diǎn)。3. 掌握網(wǎng)卡的主要功能。通過分析以太網(wǎng)的工作原理，引導(dǎo)學(xué)生明白競(jìng)爭(zhēng)和謙讓、效率和規(guī)則在社會(huì)生活中的重要性。素質(zhì)目標(biāo)技能目標(biāo)能夠借助網(wǎng)絡(luò)仿真工具探索以太網(wǎng)沖突問題。課前評(píng)估在如圖所示的開會(huì)場(chǎng)景中，如果有多個(gè)人同時(shí)講話，會(huì)造成混亂無法聽清對(duì)方在講什么，這種現(xiàn)象在網(wǎng)絡(luò)中稱為沖突。要解決這個(gè)問題，可以采用兩種策略，一種是按順時(shí)針或逆時(shí)針方向輪流發(fā)言；另外一種是確認(rèn)沒有他人說話時(shí)才能發(fā)言。這種策略在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，稱為介質(zhì)訪問控制方法，分別稱為__________和__________。主題二：介質(zhì)訪問技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解層次結(jié)構(gòu)的好處；理解協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的作用和遵守協(xié)議棧的意義；掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念。29

CSMA/CD協(xié)議安徽桐城的“六尺巷”的典故成為歷史佳話，其昭示了謙和禮讓的中華民族美德。是通過后退、謙讓化解“沖突”的典范CSMA/CD協(xié)議31

為什么要解決多個(gè)節(jié)點(diǎn)訪問介質(zhì)問題傳統(tǒng)局域網(wǎng)是“共享”式局域網(wǎng)，所有結(jié)點(diǎn)都是半雙工的，發(fā)送或接收數(shù)據(jù)是通過共享介質(zhì)以“廣播”方式傳送，因此出現(xiàn)“沖突(Collision)”是不可避免的，“沖突”會(huì)造成傳輸失敗，必須解決多個(gè)結(jié)點(diǎn)訪問總線的介質(zhì)訪問控制(MediumAccessControl，MAC)問題。所有的LAN具有相同的LLC子層及不同的MAC子層和物理層在傳統(tǒng)局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，連接動(dòng)態(tài)計(jì)算機(jī)的同軸電纜被稱為“共享介質(zhì)”，所以這種局域網(wǎng)稱為“共享式局域網(wǎng)”CSMA/CD協(xié)議32

爭(zhēng)用型介質(zhì)訪問控制協(xié)議：在以太網(wǎng)(Ethernet)中，任何結(jié)點(diǎn)都沒有事先預(yù)約發(fā)送，所有結(jié)點(diǎn)發(fā)送都是隨機(jī)的，而且網(wǎng)絡(luò)中沒有集中的管理控制，所有結(jié)點(diǎn)平等地競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送時(shí)間。如CSMA/CD方式，介質(zhì)訪問控制方法需要解決3個(gè)問題：什么時(shí)候發(fā)送數(shù)據(jù)？如何發(fā)現(xiàn)沖突？發(fā)生沖突怎么辦？確定型介質(zhì)訪問控制協(xié)議：如令牌（Token）方式，類似于擊鼓傳花。CSMA/CD協(xié)議33

CS(CarrierSense)載波偵聽--在發(fā)送數(shù)據(jù)之前進(jìn)行監(jiān)聽，以確保線路空閑，減少?zèng)_突的機(jī)會(huì)CSMA/CD的工作原理MA(MultipleAccess)多路訪問--每個(gè)站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，可以同時(shí)被多個(gè)站點(diǎn)接收CD(CollisionDetection)沖突檢測(cè)—若網(wǎng)上有兩個(gè)或者兩個(gè)以上工作站同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，在總線上就會(huì)出現(xiàn)沖突。，或者稱為“碰撞”。CSMA/CD協(xié)議34

CSMA/CD的工作原理總結(jié)：先聽后發(fā)→邊聽邊發(fā)→沖突等待→空閑發(fā)送CSMA/CD協(xié)議35

第2種情況：可能一個(gè)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)發(fā)送了數(shù)據(jù)，但由于信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)延，使得信號(hào)在達(dá)到目的地時(shí)，另一個(gè)較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)沒有偵聽到該信號(hào)而發(fā)送了自己的幀所導(dǎo)致的沖突理解：為什么在發(fā)送的過程中還會(huì)產(chǎn)生沖突？第1種情況：可能兩個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)都同時(shí)檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)空閑，然后幾乎在同一時(shí)刻開始傳輸數(shù)據(jù)就會(huì)產(chǎn)生沖突CSMA/CD協(xié)議36

CSMA/CD的工作特點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：采用的是一種“有空就發(fā)”的競(jìng)爭(zhēng)型訪問策略，實(shí)現(xiàn)算法簡(jiǎn)單；網(wǎng)絡(luò)維護(hù)方便，刪除節(jié)點(diǎn)容易；輕負(fù)載時(shí)，執(zhí)行效率高主要缺點(diǎn)：不具有某些場(chǎng)合要求的優(yōu)先權(quán)；重負(fù)載時(shí)，傳輸效率和有效帶寬降低；CSMA/CD無法完全消除沖突。網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)的不確定性，使得網(wǎng)絡(luò)延時(shí)變得難以確定解決沖突的一種辦法：將網(wǎng)絡(luò)分段，減少每個(gè)網(wǎng)段中站點(diǎn)數(shù)量，使沖突的概率減少，從而增加網(wǎng)絡(luò)的總體帶寬課后練習(xí)37

1.采用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法的局域網(wǎng)適用于辦公自動(dòng)化環(huán)境。這類局域網(wǎng)在（

）網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷情況下表現(xiàn)出較好的吞吐率與延遲特性。A.較高 B.較低 C.中等 D.不限定2.具有沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD）技術(shù)，一般用于（

）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。A.網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) B.總線型網(wǎng)絡(luò)C.環(huán)型網(wǎng)絡(luò) D.星型網(wǎng)絡(luò)3.CSMA/CD方法用來解決多節(jié)點(diǎn)如何共享公用總線傳輸介質(zhì)的問題，網(wǎng)中（

）。A.不存在集中控制的節(jié)點(diǎn) B.存在一個(gè)集中控制的節(jié)點(diǎn)C.存在多個(gè)集中控制的節(jié)點(diǎn) D.可以有也可以沒有集中控制的節(jié)點(diǎn)課后練習(xí)38

4.CSMA/CD的中文名稱( )。5.CSMA/CD遵循“先聽后發(fā)，( )，（ )，隨機(jī)重發(fā)”的原理控制數(shù)據(jù)包的發(fā)送。6.在CSMA／CD網(wǎng)絡(luò)中，（

）時(shí)會(huì)發(fā)生沖突。A．監(jiān)聽到線路空閑立即發(fā)送 B．監(jiān)聽到線路空閑隨機(jī)等待一段時(shí)間再C．不監(jiān)聽，隨時(shí)發(fā)送 D．不管如何，都有可能7.對(duì)于使用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法敘述錯(cuò)誤的是( )。A.信息幀在信道上以廣播方式傳播。B.站點(diǎn)只有檢測(cè)到信道上沒有其他站點(diǎn)發(fā)送的載波信號(hào)時(shí)，才能發(fā)送自己的幀。C.當(dāng)兩個(gè)站點(diǎn)同時(shí)檢測(cè)到信道空閑后，同時(shí)發(fā)送自己的信息幀，則肯定發(fā)生沖突。D.當(dāng)兩個(gè)站點(diǎn)先后檢測(cè)到信道空閑后，先后發(fā)送自己的信息幀，則肯定不發(fā)生沖突。課后練習(xí)39

8.CSMA/CD屬于通信信道的固定分配信道共享方式。

（

）9.關(guān)于CSMA/CD，下面描述正確的是（

）A．CSMA/CD主要用于解決IP地址與域名的映射B．CSMA/CD主要用于解決網(wǎng)絡(luò)中的沖突C．CSMA/CD主要用于解決運(yùn)輸層的連接D．CSMA/CD主要用于解決網(wǎng)絡(luò)層的尋址10.簡(jiǎn)述CSMA/CD的主要原理。以太網(wǎng)網(wǎng)卡簡(jiǎn)介40

網(wǎng)卡與傳輸介質(zhì)的接口

以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器實(shí)現(xiàn)結(jié)點(diǎn)與總線傳輸介質(zhì)的電信號(hào)連接,完成數(shù)據(jù)發(fā)送與接收、突檢測(cè)功能。

目前常用的方法是網(wǎng)卡通過RJ-45接口用非屏蔽雙絞線連接到以太網(wǎng)交換機(jī)或集線器接入以太網(wǎng)中。網(wǎng)卡與主機(jī)的接口

網(wǎng)卡要插入聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)的I/O擴(kuò)展槽中，作為計(jì)算機(jī)的一個(gè)外設(shè)來工作。網(wǎng)卡在主機(jī)CPU的控制下進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。以太網(wǎng)網(wǎng)卡簡(jiǎn)介41

以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制器

實(shí)際的網(wǎng)卡均可以實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問控制、CRC校驗(yàn)、曼徹斯特編碼與解碼、收發(fā)器與沖突檢測(cè)等功能。以太網(wǎng)卡芯片一般是內(nèi)嵌在主板上，以太網(wǎng)網(wǎng)卡就可以分為插卡式（如圖4所示）與內(nèi)嵌式兩種，謝謝！局域網(wǎng)技術(shù)

主講人：XXX計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)提示2134主題：

局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、介質(zhì)訪問技術(shù)、幀格式與操作、以太網(wǎng)技術(shù)、交換式局域網(wǎng)、虛擬局域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作過程和實(shí)現(xiàn)（Implementation）技術(shù)OSI參考模型、TCP/IP參考模型的比較44

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)本節(jié)目標(biāo)1. 掌握MAC地址的基本概念。2. 掌握以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)。通過分析數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生進(jìn)一步理解協(xié)議的內(nèi)涵，引導(dǎo)學(xué)生逐步樹立規(guī)則規(guī)矩意識(shí)。素質(zhì)目標(biāo)技能目標(biāo)能夠使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議工具捕獲并分析以太網(wǎng)幀。課前評(píng)估1．在Windows的DOS界面中，使用ipconfig/all命令查看到你自己筆記本網(wǎng)卡的PhysicalAddress（物理地址）并記錄下來，并對(duì)其組成情況進(jìn)行簡(jiǎn)單描述。2．IP地址是__________層上使用的地址，物理地址是__________層使用的地址，這兩類地址都具有唯一性。3．IP地址如同郵政通信地址（可以改變），物理地址如同人的姓名（一般不可改變）。設(shè)想一下，如果只通過人的姓名，你能知道他住在哪里嗎__________；如果郵遞員只有郵政通信地址，能將信件正確投遞到特定的人嗎__________。作為類比，在Internet中能否只使用IP地址或物理地址來進(jìn)行通信？主題三：幀格式與操作學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握MAC地址的基本概念；掌握以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)。48

MAC地址的基本概念49

在網(wǎng)絡(luò)通信中需要地址區(qū)來分參與通信的各個(gè)站點(diǎn)，用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理接口。IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)中尋址定義在MAC子層，所以也稱為MAC地址。

MAC地址是由48位的二進(jìn)制數(shù)或12位的十六進(jìn)制數(shù)表示的，被嵌入網(wǎng)絡(luò)接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC）的芯片中，一般不能修改。存在于硬件中，故稱為硬件地址或物理地址。如何查看MAC地址？MAC地址的定義MAC地址的基本概念50

MAC地址的表示MAC地址的基本概念51

MAC地址的組成IEEE為廠商分配的供應(yīng)商代碼由供應(yīng)商按順序分配MAC地址的基本概念52

MAC地址的類型廣播地址：48位二進(jìn)制都為1或12位十六進(jìn)制都為F的地址，如FF-FF-FF-FF-FF-FF組播地址：第1字節(jié)的最低位為1的地址，如01-00-5E開頭的地址。00000001單播地址：第1字節(jié)的最低位為0的地址，如00-18-AB開頭的地址因MAC地址的第1字節(jié)的最低位和次低位的值固定，故MAC地址的容量空間為246并非248第1字節(jié)最低位為1MAC地址的基本概念53

MAC地址的管理MAC地址在以太網(wǎng)上傳送的順序：從左到右；在字節(jié)內(nèi)部，先傳低位比特，再傳高位比特，即從右到左第1字節(jié)第2字節(jié)第3字節(jié)第4字節(jié)第5字節(jié)第6字節(jié)機(jī)構(gòu)唯一標(biāo)識(shí)符OUI擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符EII/G比特(Individual/Group)0表示單播地址；1表示多播地址G/L比特(Global/Local)0表示全球管理；1表示本地管理01:02:XX:XX:XX:XX傳輸方式十六進(jìn)制MAC地址用二進(jìn)制表示10000000000000010000000100000010……網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的比特序列54

MAC地址的作用實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀有目的的傳送，所有節(jié)點(diǎn)都探測(cè)該數(shù)據(jù)幀的到來，只有本機(jī)的MAC地址和數(shù)據(jù)幀中攜帶的MAC地址一致時(shí)，才會(huì)接收該數(shù)據(jù)幀在同一網(wǎng)段（局域網(wǎng)）的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通信時(shí)，幀中封裝的目的MAC地址就為目的計(jì)算機(jī)的MAC地址，如下圖中主機(jī)A向主機(jī)C通信時(shí)，主機(jī)A發(fā)出幀中封裝的目的MAC地址為主機(jī)C計(jì)算機(jī)的MAC地址MAC地址：28-29-02-11-11-01主機(jī)AMAC地址：28-29-02-11-33-03主機(jī)CMAC地址：28-29-02-11-22-02主機(jī)BMAC地址：28-29-02-11-44-04主機(jī)D

數(shù)據(jù)幀希望到主機(jī)C，目的MAC為28-29-02-11-33-03丟棄該幀丟棄該幀接收該幀MAC地址的基本概念55

MAC地址的作用若兩臺(tái)通信的計(jì)算機(jī)位于不同的網(wǎng)絡(luò)，不能直接通信，需要借助網(wǎng)關(guān)，此時(shí)幀中封裝的目的MAC地址為網(wǎng)關(guān)的MAC地址，如下圖中H1向H4通信時(shí)，H1發(fā)出幀中封裝的目的MAC地址為路由器A接口1的MAC地址MAC地址的基本概念以太幀結(jié)構(gòu)56

層次模型結(jié)構(gòu)中，每一層功能的實(shí)現(xiàn)機(jī)制和方法，使用協(xié)議的方式來描述，用PDU來表示，而數(shù)據(jù)鏈路層的PDU就是幀為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的功能，首先使本層能看到有意義的數(shù)據(jù)（用戶數(shù)據(jù)+控制信息），而不再是原始的比特流了，為此數(shù)據(jù)鏈路層采用了稱為幀的PDU作為該層的邏輯傳輸單元數(shù)據(jù)鏈路層的核心任務(wù)是要根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能給出幀的詳細(xì)定義，包括幀的三要素：語法、語義和語序以太幀結(jié)構(gòu)57

幀同步。7個(gè)10101010，使用同步傳輸技術(shù)幀定界。1個(gè)10101011用于節(jié)點(diǎn)或設(shè)備的物理尋址。MAC地址，12個(gè)字節(jié)指明高層可以使用的協(xié)議。類型字段，2個(gè)字節(jié)包含多少數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)字段，46~1500字節(jié)檢查數(shù)據(jù)是否出錯(cuò)。FCS字段，采用CRC-32方法，4個(gè)字節(jié)0806ARP請(qǐng)求/應(yīng)答8035RARP請(qǐng)求/應(yīng)答0800IP數(shù)據(jù)報(bào)以太幀結(jié)構(gòu)58

幀結(jié)構(gòu)分析全局單播MAC地址以太網(wǎng)Ⅱ幀設(shè)置上限原因接收端的緩存空間是有限的，每次發(fā)送的數(shù)據(jù)不能太長(zhǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)太長(zhǎng)的話，一旦發(fā)送失敗，損失很大每個(gè)終端不能一次占用時(shí)間太長(zhǎng)類型字段為IP幀的長(zhǎng)度范圍：幀頭（6+6+2）+數(shù)據(jù)（46~1500）+幀尾（4），即64~1518字節(jié)在局域網(wǎng)中捕獲以太網(wǎng)幀，通過小組合理分工提高工作效率的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生合作探究解決問題的能力。同時(shí)，在分析以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)的過程中，會(huì)遇到各種各樣的問題，培養(yǎng)學(xué)生“執(zhí)事敬”“事思敬”的敬業(yè)精神，善于發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的工匠精神課后練習(xí)59

1．在網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)接口卡的MAC地址位于OSI參考模型的__________層。2．MAC地址也稱物理地址，是內(nèi)置在網(wǎng)卡中的一組代碼，由__________個(gè)十六進(jìn)制數(shù)組成，總長(zhǎng)__________bit。3．MAC地址的類型分為__________、__________和__________。課后練習(xí)60

1.下面不屬于網(wǎng)卡功能的是（

）。A．實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問控制 B．實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的功能C．實(shí)現(xiàn)物理層的功能 D．實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)功能2.以下關(guān)于MAC地址敘述正確的是（

）。A．MAC地址是一種便于修改的邏輯地址B．MAC地址固化在ROM中，通常情況下無法改動(dòng)C．通常只有主機(jī)才需要MAC地址，路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不需要D．MAC地址長(zhǎng)度為32位，通常表示為點(diǎn)分十進(jìn)制形式3.下列（

）MAC地址是正確的。A．00-16-5B-4A-34-2H B．192.168.1.55C．65-10-96-58-16 D．00-06-5B-4F-45-BA課后練習(xí)61

4.

以下關(guān)于MAC的說法中錯(cuò)誤的是（）。A.MAC地址在每次啟動(dòng)后都會(huì)改變 B.MAC地址一共有48比特C.MAC地址也稱物理地址，或計(jì)算機(jī)的硬件地址 D.MAC地址從出廠時(shí)就被固化在網(wǎng)卡中5.以下地址（

）表示一個(gè)網(wǎng)卡的物理地址(MAC地址)。A.19-23-05-77-88 B.50-78-4C-6F-03-8D C.192.168.63.251 D.01.12.FB6.MAC地址容量空間為248個(gè)。（ ）7.任何一個(gè)數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址和目的MAC地址相關(guān)的主機(jī)必然是相鄰的。（ ）8.幀(Frame)是對(duì)數(shù)據(jù)的一種包裝或封裝。（ ）謝謝！局域網(wǎng)技術(shù)

主講人：XXX計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)提示2134主題：

局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、介質(zhì)訪問技術(shù)、幀格式與操作、以太網(wǎng)技術(shù)、交換式局域網(wǎng)、虛擬局域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作過程和實(shí)現(xiàn)（Implementation）技術(shù)OSI參考模型、TCP/IP參考模型的比較64

主題四：以太網(wǎng)技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)本節(jié)目標(biāo)1. 了解物理層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要功能及其以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)。2. 掌握快速以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。掌握高速以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。掌握交換式以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)。1. 通過介紹常見的以太網(wǎng)技術(shù)，充分理解資源利用和經(jīng)濟(jì)成本之間的約束關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生逐步建立以“工程學(xué)”的方法來分析問題和解決復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)問題的意識(shí)。素質(zhì)目標(biāo)能力目標(biāo)1. 能夠借助網(wǎng)絡(luò)工具對(duì)比共享式和交換式以太網(wǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)。課前評(píng)估67

1．結(jié)合前面所學(xué)知識(shí)，盡可能列舉在擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍時(shí)采用的技術(shù)措施。2．請(qǐng)說明人們提高網(wǎng)絡(luò)性能，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)效果所采用的技術(shù)手段有哪些？3．如果你和你的朋友之間通信終端的距離在100m到300m之間，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)這兩個(gè)通信終端之間能正常通信的以太網(wǎng)組網(wǎng)方案。以太網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)范68

通式：n-信號(hào)-物理介質(zhì)以太網(wǎng)命名規(guī)則定義鏈路速率定義信號(hào)方式定義傳輸介質(zhì)例子以太網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)范69

信號(hào)衰減：信號(hào)能量在傳輸過程中越來越小，以致超出一定距離后，信號(hào)能量無法被檢測(cè)產(chǎn)生原因：介質(zhì)吸收、反射和散射，衰減是不可避免的，會(huì)同時(shí)伴隨能量減小和信號(hào)波形變形情況發(fā)生產(chǎn)生后果：限制了信號(hào)的傳輸距離，這是所有的傳輸介質(zhì)都存在最大傳輸距離的原因傳遞過程中信號(hào)的衰減以太網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)范70

中繼器：?jiǎn)芜M(jìn)單出，對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形和放大集線器：?jiǎn)芜M(jìn)多出，沒有信號(hào)選擇能力(廣播)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形、放大和轉(zhuǎn)發(fā)中繼器和集線器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展時(shí)帶來的問題：不具備數(shù)據(jù)隔離和過濾功能，所有主機(jī)都位于同一沖突域，隨著網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展帶來的主機(jī)數(shù)量增加，主機(jī)之間沖突的概率也會(huì)增加；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)物理距離增大時(shí)，也會(huì)影響局域網(wǎng)沖突檢測(cè)的有效性，因此在使用中繼器和集線器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展時(shí)，是以沖突域的增加而因此所造成的網(wǎng)絡(luò)性能下降為代價(jià)的物理層組網(wǎng)設(shè)備介紹以太網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)范71

網(wǎng)段：計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間形成的鏈路內(nèi)容：在一個(gè)10Mb/s以太網(wǎng)中，任意兩個(gè)工作站之間最多可以有5個(gè)網(wǎng)段、4個(gè)中繼器，同時(shí)5個(gè)網(wǎng)段中只有3個(gè)網(wǎng)段可以用于安裝計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。注意描述的嚴(yán)謹(jǐn)適用條件：只適用于網(wǎng)絡(luò)物理層的設(shè)備，對(duì)于交換機(jī)和路由器及其高層上的設(shè)備沒有約束，并且只適用于10Mb/s網(wǎng)絡(luò)環(huán)境5-4-3組網(wǎng)規(guī)則以太網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)范72

以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)相同地方：遵循5-4-3規(guī)則；采用CSMA/CD協(xié)議，都采用曼切斯特編碼，信號(hào)速率為20MHz以太網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)范73

快速以太網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)范快速以太網(wǎng)的基本思想：保留10Mbps經(jīng)典以太網(wǎng)原來的幀格式、接口和過程規(guī)則，只是將比特時(shí)間從100納秒降低到10納秒名稱線纜最大長(zhǎng)度優(yōu)點(diǎn)100Base-T4雙絞線100米可用3類UTP100Base-TX雙絞線100米全雙工速率100Mbps（5類UTP）100Base-FX光纖2000米全雙工速率100Mbps，距離長(zhǎng)最初的快速以太線纜以太網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)范74

快速以太網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)范具有重要里程碑意義，確立了以太網(wǎng)在桌面系統(tǒng)的統(tǒng)治地位支持100Mbps速率支持共享式（半雙工）和交換式（全雙工）使用CSMA/CD協(xié)議采用相同的幀格式采用效率更高的編碼取消了對(duì)同軸電纜的支持雙絞線雙絞線10BASE-T100BASE-TX交換機(jī)交換機(jī)以太網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)范75

高速以太網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)范穩(wěn)固以太網(wǎng)技術(shù)在局域網(wǎng)中的決定統(tǒng)治地位CSMA/CD10Mbps半雙工CSMA/CD100Mbps半雙工/全雙工CSMA/CD1000Mbps半雙工/全雙工10Gbps及以上全雙工→→→總結(jié)交換式以太網(wǎng)76

共享式以太網(wǎng)的不足共享帶寬（BW/N）網(wǎng)絡(luò)整體性能不高（半雙工，沖突嚴(yán)重）安全性差（廣播）交換式以太網(wǎng)77

交換式以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)是指采用了以太網(wǎng)交換機(jī)為核心的技術(shù)提供了網(wǎng)絡(luò)的邏輯分段，可用于連接不同速率的網(wǎng)段和節(jié)點(diǎn)獨(dú)占端口帶寬，采用點(diǎn)到點(diǎn)的工作方式，而非廣播方式具有很高的傳輸帶寬，可同時(shí)提供多條信道，如同時(shí)允許16個(gè)站點(diǎn)在8條信道間通信減少了沖突的發(fā)生，通信效率更高課堂練習(xí)78

1.IEEE802.3定義了一種縮寫符號(hào)來表示以太網(wǎng)的某一標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)，下列說法錯(cuò)誤的是（）。A.T表示采用雙絞線； B.C表示采用同軸電纜；C.F表示傳輸介質(zhì)是光纖； D.X表示銅質(zhì)線纜2.傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用的編碼方式是（

）。A．不歸零制B．曼徹斯特C．差分曼徹斯特D．PCM編碼3.IEEE802.3物理層標(biāo)準(zhǔn)中的10BASE-T標(biāo)準(zhǔn)采用的傳輸介質(zhì)為（

）A．雙絞線B．粗同軸電纜C．光纖D．細(xì)同軸電纜謝謝！局域網(wǎng)技術(shù)

主講人：XXX計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)提示2134主題：

局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、介質(zhì)訪問技術(shù)、幀格式與操作、以太網(wǎng)技術(shù)、交換式局域網(wǎng)、虛擬局域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作過程和實(shí)現(xiàn)（Implementation）技術(shù)OSI參考模型、TCP/IP參考模型的比較81

主題五：交換式局域網(wǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)本節(jié)目標(biāo)1. 理解交換機(jī)的工作原理。2. 掌握交換機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式。了解交換機(jī)與集線器的區(qū)別。掌握交換機(jī)之間的連接方式。1. 通過交換機(jī)工作原理的介紹，引導(dǎo)學(xué)生樹立自主學(xué)習(xí)的意識(shí)。素質(zhì)目標(biāo)能力目標(biāo)1. 能夠借助網(wǎng)絡(luò)模擬工具探究交換機(jī)的工作原理。課前評(píng)估84

1．與集線器相比，交換機(jī)能有效隔離沖突的原因是__________。2．交換機(jī)的背板帶寬決定了交換機(jī)的交換帶寬，其定義是交換機(jī)接口處理器、接口卡和數(shù)據(jù)總線之間單位時(shí)間能夠交換的最大數(shù)據(jù)量。背板帶寬的計(jì)算方法：端口數(shù)×相應(yīng)端口速率（全雙工模式乘以2）。若一臺(tái)交換機(jī)有24個(gè)100Mbit/s和2個(gè)1000Mbit/s端口，則其最大背板帶寬是__________。3．以太網(wǎng)性能的演進(jìn)如圖4-25所示，請(qǐng)寫出（1）~（8）的名稱。交換機(jī)的工作原理85

交換機(jī)工作在OSI的第二層，其主要任務(wù)是將接收到的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)至目的地，怎么實(shí)現(xiàn)？交換機(jī)在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)之前，需要做兩個(gè)工作：既查源地址→收集地址信息，又查目的地址→轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀交換機(jī)在進(jìn)行數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)的依據(jù)是：MAC地址表，這個(gè)表中包含了目的MAC地址和數(shù)據(jù)幀應(yīng)該從交換機(jī)的哪個(gè)端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的相關(guān)信息PC1的MAC地址PC2的MAC地址問題：交換機(jī)是如何工作的？交換機(jī)的工作原理86

問題：交換機(jī)是如何工作的？問題的關(guān)鍵是：這張地址表如何構(gòu)建和維護(hù)？當(dāng)然可以采用管理員手工的方式加入，但并不現(xiàn)實(shí)，原因是：其一工作量大，其二并非每個(gè)終端接入網(wǎng)絡(luò)的位置是固定，最為重要的是寫入這些信息需占用交換機(jī)內(nèi)存的存儲(chǔ)空間，對(duì)交換機(jī)的性能要求很高為了解決這個(gè)問題，在交換機(jī)上采用了一種類似“守株待兔”的策略，交換機(jī)在端口上每收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀，記錄下該幀中的源MAC地址和交換機(jī)接收該幀的端口，所有站點(diǎn)都執(zhí)行同樣的操作，交換機(jī)便獲知了所有站點(diǎn)的MAC地址了注意到一個(gè)細(xì)節(jié)，如果MAC地址信息一直保存在交換機(jī)中，要不了多久，交換機(jī)的存儲(chǔ)空間就會(huì)用完，后面的站點(diǎn)便無法接入網(wǎng)絡(luò)，處理這個(gè)問題的方法是，當(dāng)一條記錄加入到交換機(jī)的MAC地址表后，設(shè)置一個(gè)老化時(shí)間，時(shí)間到了后，交換機(jī)就會(huì)刪除這條記錄，這樣記錄的加入和刪除過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，從而無用的MAC地址不會(huì)占用過多的存儲(chǔ)空間，也能提高查表速度交換機(jī)的工作原理87

依據(jù)源MAC地址構(gòu)建MAC地址表--自學(xué)習(xí)功能依據(jù)目的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀--轉(zhuǎn)發(fā)功能MAC表中沒有目的MAC地址，執(zhí)行泛洪功能源MAC和目的MAC都在MAC地址表中，并對(duì)應(yīng)同一個(gè)端口，執(zhí)行過濾功能①終端A→終端B②終端G→終端H③終端B→終端A④終端H→終端G⑤終端E→終端H【實(shí)例】網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示，假定交換機(jī)初始轉(zhuǎn)發(fā)表為空，給出依次進(jìn)行①～⑤MAC幀傳輸過程時(shí)，交換機(jī)1和交換機(jī)2完成的操作及轉(zhuǎn)發(fā)表變化過程終端AMACA終端BMACB終端CMACC終端DMACD終端EMACE終端FMACF終端GMACG終端HMACH終端IMACI集線器交換機(jī)1交換機(jī)212341234交換機(jī)的工作原理88

終端AMACA終端BMACB終端CMACC終端DMACD終端EMACE終端FMACF終端GMACG終端HMACH終端IMACI集線器交換機(jī)1交換機(jī)212341234①終端A→終端B傳輸操作交換機(jī)1轉(zhuǎn)發(fā)表交換機(jī)2轉(zhuǎn)發(fā)表MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)端口MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)端口A→BG→HB→AH→GE→HMACA14MACA交換機(jī)1：記錄、廣播交換機(jī)2：記錄、廣播自學(xué)習(xí)和泛洪功能MAC

B2交換機(jī)的工作原理89

終端AMACA終端BMACB終端CMACC終端DMACD終端EMACE終端FMACF終端GMACG終端HMACH終端IMACI集線器交換機(jī)1交換機(jī)212341234②終端G→終端H交換機(jī)1：記錄、廣播交換機(jī)2：記錄、廣播MACG4MACG4傳輸操作交換機(jī)1轉(zhuǎn)發(fā)表交換機(jī)2轉(zhuǎn)發(fā)表MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)端口MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)端口A→BG→HB→AH→GE→HMACA14MACAMAC

B2MACH4MACH4交換機(jī)的工作原理90

終端AMACA終端BMACB終端CMACC終端DMACD終端EMACE終端FMACF終端GMACG終端HMACH終端IMACI集線器交換機(jī)1交換機(jī)212341234③終端B→終端A交換機(jī)1：轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)2：沒有收到MACG4MACG4傳輸操作交換機(jī)1轉(zhuǎn)發(fā)表交換機(jī)2轉(zhuǎn)發(fā)表MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)端口MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)端口A→BG→HB→AH→GE→HMACA14MACAMAC

B2MACH4MACH4交換機(jī)的工作原理91

終端AMACA終端BMACB終端CMACC終端DMACD終端EMACE終端FMACF終端GMACG終端HMACH終端IMACI集線器交換機(jī)1交換機(jī)212341234④終端H→終端G交換機(jī)1：記錄、丟棄交換機(jī)2：記錄、丟棄數(shù)據(jù)過濾功能MACG4MACG4傳輸操作交換機(jī)1轉(zhuǎn)發(fā)表交換機(jī)2轉(zhuǎn)發(fā)表MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)端口MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)端口A→BG→HB→AH→GE→HMACA14MACAMAC

B2MACH4MACH4交換機(jī)的工作原理92

終端AMACA終端BMACB終端CMACC終端DMACD終端EMACE終端FMACF終端GMACG終端HMACH終端IMACI集線器交換機(jī)1交換機(jī)212341234⑤終端E→終端H交換機(jī)1：記錄、丟棄交換機(jī)2：記錄、轉(zhuǎn)發(fā)MACH4MACH4MACG4MACG4傳輸操作交換機(jī)1轉(zhuǎn)發(fā)表交換機(jī)2轉(zhuǎn)發(fā)表MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)端口MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)端口A→BG→HB→AH→GE→HMACA14MACAMAC

B2MACE2MACE4交換機(jī)的工作原理93

交換機(jī)1轉(zhuǎn)發(fā)表交換機(jī)2轉(zhuǎn)發(fā)表MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)端口MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)端口MACA1MACA4MACG4MACG4MACB2

MACH4MACH4MACE4MACE2交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)表課堂練習(xí)94

終端AMACA終端BMACB終端CMACC終端DMACD終端EMACE終端FMACF終端GMACG終端HMACH終端IMACI集線器交換機(jī)1交換機(jī)212341234【練習(xí)】網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示，假定交換機(jī)初始轉(zhuǎn)發(fā)表為空，給出依次進(jìn)行1～7的MAC幀傳輸過程時(shí)，交換機(jī)1和交換機(jī)2完成的操作及轉(zhuǎn)發(fā)表變化過程。傳輸操作交換機(jī)1轉(zhuǎn)發(fā)表交換機(jī)2轉(zhuǎn)發(fā)表MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)端口MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)端口A→CA1A4C3H→IH4H4I4I4B→AB2H→GG4G4C→AF→HF3C→EC4E2

1、終端A→終端C2、終端H→終端I3、終端B→終端A4、終端H→終端G5、終端C→終端A

6、終端F→終端H

7、終端C→終端E交換機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式95

直通交換轉(zhuǎn)發(fā)方式轉(zhuǎn)發(fā)前讀取的字節(jié)數(shù)通信延時(shí)丟棄錯(cuò)誤幀直通交換6字節(jié)最短無存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換全部最長(zhǎng)全部免碎片交換64字節(jié)短只丟棄殘幀交換機(jī)緩沖區(qū)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換免碎片交換三種交換方式的比較交換機(jī)與集線器的區(qū)別96

工作模型層次不一樣（數(shù)據(jù)鏈路層-物理層）數(shù)據(jù)傳輸方式不一樣（廣播-定向）帶寬占用方式不一樣（獨(dú)占-共享）數(shù)據(jù)傳輸模式不一樣（全雙工-半雙工）交換機(jī)的連接方式97

級(jí)聯(lián)（使用網(wǎng)線）比較項(xiàng)目級(jí)聯(lián)堆疊連接方式不同連接端口，增加端口連接背板，增加帶寬通用性不同兼容不同廠家設(shè)備相同廠家設(shè)備之間連接距離不同擴(kuò)展信號(hào)傳輸距離在有限的距離內(nèi)堆疊（使用專用電纜）級(jí)聯(lián)和堆疊的區(qū)別課堂練習(xí)98

一、填空題1.交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)備是__________。2.以太網(wǎng)交換機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式可以分為__________、__________和__________。二、選擇題1.交換式局域網(wǎng)增加帶寬的方法是在交換機(jī)端口節(jié)點(diǎn)之間建立( )。

A.并發(fā)連接

B.點(diǎn)-點(diǎn)連接

C.物理連接

D.數(shù)據(jù)連接2.以太網(wǎng)交換機(jī)中的端口/MAC地址映射表( )。 A.是由交換機(jī)的生產(chǎn)廠商建立的 B.是交換機(jī)在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中通過學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)建立的 C.是由網(wǎng)絡(luò)管理員建立的 D.是由網(wǎng)絡(luò)用戶利用特殊的命令建立的課堂練習(xí)99

3.在交換式以太網(wǎng)中，( )是正確的。 A.連接于兩個(gè)端口的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)發(fā)送，仍會(huì)發(fā)生沖突 B.計(jì)算機(jī)的發(fā)送和接收仍采用CSMA/CD方式 C.當(dāng)交換機(jī)的端口數(shù)增多時(shí)，交換機(jī)的系統(tǒng)總吞吐量下降 D.交換式以太網(wǎng)消除信息傳輸?shù)幕芈啡?、判斷題

1.在直通交換方式中，交換機(jī)邊接收邊檢測(cè)。（

）

2.提供堆疊接口的交換機(jī)之間可以通過公用的堆疊線連接起來，擴(kuò)大級(jí)聯(lián)帶寬。（

）

3.集線器只能采用半雙工通信的方式進(jìn)行傳輸，而交換機(jī)則采用全雙工通信的方式來傳輸數(shù)據(jù)。（

） 課堂練習(xí)100

1.交換機(jī)依據(jù)（

）MAC地址構(gòu)建MAC表，依據(jù)（）MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。2.交換機(jī)的連接方式有（

）、（

）。3.集線器在OSI參考模型中屬于（

）設(shè)備，而交換機(jī)屬于（

）設(shè)備。謝謝！構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)-局域網(wǎng)技術(shù)主講人：XXXX計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)提示2134主題：

局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、介質(zhì)訪問技術(shù)、幀格式與操作、以太網(wǎng)技術(shù)、交換式局域網(wǎng)、虛擬局域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作過程和實(shí)現(xiàn)（Implementation）技術(shù)OSI參考模型、TCP/IP參考模型的比較103

主題六：虛擬局域網(wǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)本節(jié)目標(biāo)1. 了解沖突域和廣播域的概念。2. 掌握不同層次上網(wǎng)絡(luò)設(shè)備隔離沖突域和廣播域的效果。掌握虛擬局域網(wǎng)技術(shù)的概念、優(yōu)點(diǎn)及分類。1. 通過在交換機(jī)上劃分VLAN時(shí)不同接口之間的相互配合實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隔離功能的介紹，引導(dǎo)學(xué)生樹立“我為人人，人人為我”的大愛觀。素質(zhì)目標(biāo)能力目標(biāo)1. 能夠使用虛擬局域網(wǎng)技術(shù)隔離廣播域。課前評(píng)估106

1．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中需要廣播，不能去除廣播，但如果網(wǎng)絡(luò)中存在過量的廣播包，會(huì)極大地影響網(wǎng)絡(luò)性能，如消耗網(wǎng)絡(luò)的__________和主機(jī)的__________。2．在日常生活中，如果有很多人在一個(gè)大的房間內(nèi)開會(huì)，很難做到人與人之間有秩序地溝通交流，甚至可能存在場(chǎng)面失控。為了解決這個(gè)問題，我們可以把這個(gè)房間內(nèi)的參會(huì)人員分成若干個(gè)小組，這樣每個(gè)小組在溝通交流時(shí)就不會(huì)影響到其他小組的交流。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中，也采用了類似的思路，將一個(gè)大的廣播域分割成若干個(gè)小的廣播域，避免過大的廣播域帶來的負(fù)面影響，這是如何實(shí)現(xiàn)的呢？請(qǐng)?zhí)岢瞿愕慕鉀Q方案。沖突域與廣播域107

沖突和沖突域沖突：共享鏈路上的節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞的現(xiàn)象沖突域：共享鏈路上所有節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)所構(gòu)成的區(qū)域共享式以太網(wǎng)--集線器連接的結(jié)點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)沖突域半雙工模式下的交換機(jī)連接的節(jié)點(diǎn)也構(gòu)成一個(gè)沖突域物理層上的設(shè)備不能隔離沖突域，工作在全雙工模式下的交換機(jī)能夠隔離沖突域（對(duì)接收數(shù)據(jù)實(shí)施緩存，避免沖突發(fā)生）

沖突沖突域與廣播域108

廣播與廣播域廣播：向連接在網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)流量的現(xiàn)象廣播域：網(wǎng)絡(luò)中能夠接收同樣廣播消息的結(jié)點(diǎn)的集合同一個(gè)共享式以太網(wǎng)中所有結(jié)點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)廣播域（不能隔離廣播域）同一個(gè)交換式以太網(wǎng)中所有結(jié)點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)廣播域（不能隔離廣播域）集線器同一沖突域同一廣播域集線器集線器集線器集線器交換機(jī)集線器集線器集線器集線器同一廣播域有多少個(gè)沖突域？沖突域與廣播域109

思考：隔離沖突域和廣播域最理想的設(shè)備是什么設(shè)備？練習(xí)：沖突域與廣播域設(shè)備沖突域廣播域集線器所有端口處于同一沖突域所有端口處于同一廣播域交換機(jī)每個(gè)端口處于同一沖突域可配置（劃分VLAN）廣播域路由器每個(gè)端口處于同一沖突域每個(gè)端口處于同一廣播域110

創(chuàng)新，是成為高素質(zhì)技術(shù)技能人才應(yīng)具備的素質(zhì)，是一個(gè)民族甚至國(guó)家賴以生存的靈魂?！爸袊?guó)導(dǎo)彈之父”錢學(xué)森，早年從國(guó)外沖破層層阻擾回到祖國(guó)，投入科研工作，他拋棄了國(guó)內(nèi)陳舊的思想，積極引入國(guó)外先進(jìn)思想，并將這些理念融入科研之中，為我國(guó)的國(guó)防科技事業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)，同時(shí)也詮釋了創(chuàng)新的重要性虛擬局域網(wǎng)技術(shù)虛擬局域網(wǎng)技術(shù)111

虛擬局域網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生的原因共享式以太網(wǎng)→同一沖突域和廣播域→消耗帶寬和主機(jī)的處理能力→交換機(jī)只是解決了沖突域問題，廣播域問題和安全問題有待解決用戶：我不想收到C的廣播報(bào)文管理員：B不能訪問ACBA虛擬局域網(wǎng)技術(shù)112

是否存在一種跨越物理位置而劃分邏輯工作組的方法當(dāng)用戶由于某種原因，在網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)但同時(shí)還要繼續(xù)原來的邏輯工作組時(shí)，就必然需要進(jìn)行新的網(wǎng)絡(luò)連接乃至重新布線虛擬局域網(wǎng)技術(shù)113

是否存在一種跨越物理位置而劃分邏輯工作組的方法為解決此問題，VLAN—虛擬局域網(wǎng)就應(yīng)運(yùn)而生一種將局域網(wǎng)從邏輯上按需要?jiǎng)澐譃槿舾蓚€(gè)網(wǎng)段，在第二層分割廣播域，分隔開用戶組的一種交換技術(shù)在組成邏輯工作組時(shí)無需考慮用戶或設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的位置A1A2A3B3B2B1C2C1VLAN1VLAN2VLAN3分別在不同樓層中劃分了VLAN1、VLAN2、VLAN3三個(gè)虛擬局域網(wǎng)。這樣A1、A2、A3就在一個(gè)工作組中，B1、B2、B3也在一個(gè)工作組中交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)虛擬局域網(wǎng)技術(shù)114

VLAN的優(yōu)點(diǎn)控制廣播流量簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理提高網(wǎng)絡(luò)安全性提高設(shè)備利用率虛擬局域網(wǎng)技術(shù)115

常用VLAN的劃分方法基于端口的VLAN基于MAC地址MAC：000A-1200-1111MAC：000A-1200-2222MAC：000A-1200-4444MAC：000A-1200-3333交換機(jī)A主機(jī)A主機(jī)B主機(jī)D主機(jī)C按照MAC地址將主機(jī)A和C劃入VLAN10按照MAC地址將主機(jī)B和D劃入VLAN20交換機(jī)B課堂練習(xí)116

一、填空題1．沖突是指在以太網(wǎng)中，當(dāng)兩個(gè)數(shù)據(jù)幀同時(shí)被發(fā)送到物理傳輸介質(zhì)上，并完全或部分__________時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象。2．在實(shí)際應(yīng)用中，分為基于__________的VLAN和基于__________的VLAN兩種類型的VLAN。3．默認(rèn)情況下，交換機(jī)上的每個(gè)端口屬于一個(gè)__________域，不同的端口屬于不同的__________，交換機(jī)上所有的端口屬于同一個(gè)__________域。二、選擇題1．以下關(guān)于VLAN優(yōu)點(diǎn)的描述正確的是（）。A．控制廣播流量 B．簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理C．提高網(wǎng)絡(luò)安全性 D．以上都對(duì)課堂練習(xí)117

二、選擇題2．有關(guān)VLAN的概念，下面說法不正確的是（）。A．VLAN是建立在局域網(wǎng)交換機(jī)上的以軟件方式實(shí)現(xiàn)的邏輯分組B．可以使用交換機(jī)的接口劃分虛擬局域網(wǎng)，且虛擬局域網(wǎng)可以跨越多個(gè)交換機(jī)C．使用IP地址定義的虛擬網(wǎng)與使用MAC地址定義的虛擬局域網(wǎng)相比，前者性能較高D．VLAN中的邏輯工作組各節(jié)點(diǎn)，可以分布在同一物理網(wǎng)段上，也可以分布在不同的物理網(wǎng)段上三、判斷題1．虛擬局域網(wǎng)中的網(wǎng)段，物理上是連接在一起的，邏輯上是分離的。 （）2．任何設(shè)備發(fā)出的MAC幀均能覆蓋整個(gè)廣播域。 （）3．默認(rèn)狀態(tài)下，通過交換機(jī)連接的所有終端是一個(gè)廣播域。 （）謝謝！構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)-無線局域網(wǎng)主講人：XXXX計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)提示2134主題：

局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、介質(zhì)訪問技術(shù)、幀格式與操作、以太網(wǎng)技術(shù)、交換式局域網(wǎng)、虛擬局域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作過程和實(shí)現(xiàn)（Implementation）技術(shù)OSI參考模型、TCP/IP參考模型的比較120

主題七：無線局域網(wǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)本節(jié)目標(biāo)1. 了解有線局域網(wǎng)和無線局域網(wǎng)的區(qū)別。2. 掌握無線局域網(wǎng)的常見技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。掌握無線局域網(wǎng)常見組件的主要功能。1. 通過介紹常見的無線局域網(wǎng)技術(shù)，從需求牽引和技術(shù)推動(dòng)的角度，引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)其中蘊(yùn)含的矛盾運(yùn)動(dòng)規(guī)律。素質(zhì)目標(biāo)能力目標(biāo)1. 能夠組建家庭無線局域網(wǎng)。課前評(píng)估123

1．寫出禁用和啟用無線網(wǎng)卡的重要操作步驟。2．通過單擊“無線網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)”圖標(biāo)，查看自己筆記本上連接的無線路由器的服務(wù)集標(biāo)識(shí)符（SSID）是__________，無線連接速度是__________。3．單擊“無線網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)“界面的“詳細(xì)信息”超鏈接，顯示的無線網(wǎng)卡的MAC地址為__________。4．在“無線網(wǎng)絡(luò)屬性”窗口，單擊“安全”選項(xiàng)卡，安全類型是__________，加密類型是__________。無線局域網(wǎng)簡(jiǎn)介無線局域網(wǎng)（WLAN）是采用無線傳輸媒體的局域網(wǎng)WLAN可以解決某種情況下有線網(wǎng)絡(luò)存在的問題，具有明顯的優(yōu)勢(shì)：節(jié)省布線投資、縮短建網(wǎng)周期、移動(dòng)接入方便WLAN不僅是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，同時(shí)也是有線LAN的補(bǔ)充主機(jī)C主機(jī)D思考：有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)最大的不同是什么？InternetAP交換機(jī)路由器智能手機(jī)平板電腦筆記本（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（GPRS3G4G（（（（（（（（（（（（無線局域網(wǎng)簡(jiǎn)介802.11e無線服務(wù)質(zhì)量保證協(xié)議對(duì)于不同的無線用戶，定義不同的優(yōu)先傳輸級(jí)別，充分利用有限的帶寬。802.11f無線接入點(diǎn)漫游協(xié)議保證移動(dòng)筆記本電腦在不同的AP之間移動(dòng)不會(huì)中斷，尤其適用于無線語音運(yùn)營(yíng)。802.11h動(dòng)態(tài)頻率與信道調(diào)整協(xié)議根據(jù)同頻干擾的實(shí)時(shí)特征動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)射頻率和占用信道，避免信號(hào)疊加、碰撞造成的衰減。802.11i無