第三章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)93271

1、3.1局域網(wǎng)與城域網(wǎng)的基本概念局域網(wǎng)與城域網(wǎng)的基本概念1、決定局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的三要素：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、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)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型、環(huán)形、星型總線型共享介質(zhì)方式結(jié)構(gòu)簡單、容易實(shí)現(xiàn)、易于擴(kuò)展、可靠性較好環(huán)形同上結(jié)構(gòu)簡單、容易實(shí)現(xiàn)、傳輸時(shí)延確定、適應(yīng)傳輸負(fù)荷較重，實(shí)時(shí)性較高的應(yīng)用環(huán)境3、傳輸介質(zhì)類型和介質(zhì)訪問控制方法傳輸介質(zhì)：同軸電纜、雙絞線、光纖、無線信道。介質(zhì)訪問控制方法：802.2標(biāo)準(zhǔn)定

2、義的共享介質(zhì)局域網(wǎng)有3類帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMACD）方法的總線型局域網(wǎng)802.3令牌總線（TokenBus）方法的總線型局域網(wǎng)802.4令牌環(huán)（TokenRing）方法的環(huán)型局域網(wǎng)802.54、IEEE802參考模型：只研究OSI模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層1980年，局域網(wǎng)領(lǐng)域已有3類典型技術(shù)：以太網(wǎng)、令牌總線、令牌環(huán)。不同局域網(wǎng)在MAC子層和物理層可以采用不同的協(xié)議，但LLC子層必須相同。802.1標(biāo)準(zhǔn)定義局域網(wǎng)體系結(jié)

3、構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連、網(wǎng)絡(luò)管理與性能測試802.2標(biāo)準(zhǔn)定義邏輯鏈路控制（LLC）子層功能和服務(wù)802.3標(biāo)準(zhǔn)定義CSMACD總線介質(zhì)訪問控制子層和物理層的標(biāo)準(zhǔn)802.11標(biāo)準(zhǔn)定義無線局域網(wǎng)訪問控制子層和物理層的標(biāo)準(zhǔn)802.15標(biāo)準(zhǔn)定義近距離無線個(gè)人局域網(wǎng)訪問控制子層和物理層標(biāo)準(zhǔn)802.16標(biāo)準(zhǔn)定義帶寬無線局域網(wǎng)訪問控制子層和物理層標(biāo)準(zhǔn)10Mbps以太網(wǎng)目前基本使用非屏蔽雙絞線10BASET標(biāo)準(zhǔn)。千兆以太網(wǎng)和萬兆以太網(wǎng)保留傳統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)，但是基本上

4、采用光纖介質(zhì)，采用點(diǎn)到點(diǎn)的全雙工通信方式。3.2以太網(wǎng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)的核心技術(shù)是隨機(jī)爭用型介質(zhì)訪問控制方法，即帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMACD）方法。1、工作流程分析a)CSMACD發(fā)送流程概括：先聽后發(fā)、邊發(fā)邊聽、沖突停止、延遲重發(fā)（隨機(jī)延遲后重發(fā)）b)以太網(wǎng)的物理層規(guī)定發(fā)送數(shù)據(jù)采用曼徹斯特編碼。從電子學(xué)角度看，進(jìn)行沖突檢測有2種方法：比較法、編碼違例判決法。c)以太網(wǎng)協(xié)議規(guī)定沖突窗口長度是51.2us。在10Mbps帶寬下，

5、沖突窗口能夠發(fā)送512b（64B）數(shù)據(jù)。64B是以太網(wǎng)最短幀長度。d)以太網(wǎng)規(guī)定一個(gè)幀最大重發(fā)次數(shù)16。典型的CSMACD后退延遲算法是戒指二進(jìn)制指數(shù)后退延遲算法。2、以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)（EtherV2.0）字段長度B前導(dǎo)碼與幀前定界符71用于接收同步階段；接收后不保留，也不計(jì)入幀頭長度目的地址和源地址66目的地址有3類：單一結(jié)點(diǎn)地址（第一位0）、多點(diǎn)地址（第一位1）、廣播地址（全1）1000BASET定義4類傳輸介質(zhì)：1000BASET使用

6、5類UTP，長度100m1000BASECX使用STP，長度25m1000BASELX使用單模光纖，長度3000m1000BASESX使用多模光纖，長度300~550m3.4交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)1、交換機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)：低交換延遲、支持不同的傳輸速率和工作模式、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、交換機(jī)工作原理交換機(jī)可以隔離本地信息，從而避免網(wǎng)絡(luò)上不必要的數(shù)據(jù)流動(dòng)，這就是與集線器最重要的區(qū)別。交換機(jī)利用端口號MAC地

7、址映射表進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。交換機(jī)利用“地址學(xué)習(xí)”來動(dòng)態(tài)建立和維護(hù)該表?！暗刂穼W(xué)習(xí)”是通過讀取幀的源地址并記錄進(jìn)入交換機(jī)的端口號。3、交換機(jī)的幀轉(zhuǎn)發(fā)方式方式特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)直通交換幀出錯(cuò)檢測任務(wù)由結(jié)點(diǎn)完成交換延遲短缺乏差錯(cuò)檢測能力，不支持不同速率端口間的幀轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換完整接收幀并差錯(cuò)檢測具有差錯(cuò)檢測能力，支持不同速率端口的幀轉(zhuǎn)發(fā)交換延遲長改進(jìn)的直通交換接收幀的前64B，判斷即可4、虛擬局域網(wǎng)的工作原理虛擬網(wǎng)絡(luò)建立在局域網(wǎng)交換機(jī)或者ATM交換機(jī)

8、的基礎(chǔ)上，以軟件方式實(shí)現(xiàn)邏輯工作組的劃分與管理，工作組中的結(jié)點(diǎn)不受物理位置的限制。虛擬局域網(wǎng)的組網(wǎng)方法用交換機(jī)端口號定義虛擬局域網(wǎng)最通用的方法。結(jié)點(diǎn)受物理位置限制。用MAC地址定義……不受物理地址限制。初始配置通過人工完成用網(wǎng)絡(luò)層地址定義……不受物理地址限制。性能較差基于IP廣播組的虛擬局域網(wǎng)動(dòng)態(tài)建立?？梢愿鶕?jù)服務(wù)器靈活組織，并且可以跨越路由器與廣域網(wǎng)互連3.5無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)以微波、激光、紅外線等無線電波為傳輸介質(zhì)。其應(yīng)

9、用主要表現(xiàn)4方面：傳統(tǒng)局域網(wǎng)的擴(kuò)充、建筑物之間的互聯(lián)、漫游訪問、特殊無線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。IEEE802.11定義使用紅外、跳頻擴(kuò)頻、直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，傳輸速率為1或2Mbps的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。802.11b定義了使用跳頻擴(kuò)頻技術(shù)，傳輸速率為1、2、3.5、11Mbps的無線局域網(wǎng)。802.11a將傳輸速率提高到54Mbps。紅外局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)有3類：定向光束紅外傳輸、全方位紅外傳輸、漫反射紅外傳輸。無線局域網(wǎng)采用的擴(kuò)頻技術(shù)有2種：跳頻