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1、4.1 局域网概述,4.2 局域网协议,4.3 以太网,4.4 局域网的组建,CH4 局域网技术和组建,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,4.1 局域网概述,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,局域网（Local Area Network，LAN）是最常见、应用最广的一种网络形式，随着整个计算机网络技术的发展和提高，得到了充分的应用和普及，几乎每个单位都有自己的局域网，有的甚至家庭中都有自己的小型局域网。经常见到的局域网有：网吧局域网、办公室局域网、校园网、酒店局域网、企业内网等。,4.1 局域网概述,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,局域网的组成
2、计算机局域网由硬件系统和软件系统组成。,(1)硬件系统,(2)软件系统,在软件构成方面，局域网中使用了计算机网络操作系统及相关应用软件。NOS：常用的网络操作系统有Netware、Windows NT、UNIX等。应用软件：网络操作系统只是为了网络能正常工作提供一个平台，网络要真正用起来，还需要相关的专业应用软件，如校园网应有的校园网管理软件、多媒体教学管理软件等。,局域网的种类,(1)按照架设局域网方法分类1)对等网对等网络是非结构化地访问网络资源。对等网中的每一台设备可以同时是客户机和服务器。网络中的所有设备可直接访问数据、软件和其他网络资源。即每一台网络计算机与其他联网的计算机是对等的，
3、它们没有层次的划分。主要针对一些小型企业，实现职员之间的资源共享。,2)客户机/服务器网,客户机/服务器网络又叫服务器网络，在客户机/服务器网络中，计算机划分为服务器和客户机。基于服务器的网络引进了层次结构，它是为了适应网络规模增大所需的各种支持功能设计的。通常将基于服务器的网络都称为客户机/服务器网络。主要应用于大中型企业，它可实现数据共享，对财务、人事等进行网络化管理，还可召开网络会议；还可提供强大的WEB服务等功能，几乎是一种近乎完美的局域网构架方案。,需要一台或多台高档服务器，成本比较高。,3)无盘工作站网,无盘工作站顾名思义就是没有硬盘、软驱，基于服务器网络的一种结构，无盘工作站利用
4、网卡上的启动芯片与服务器连接，使用服务器的硬盘空间进行资源共享。“无盘工作站网络”可以实现“客户机/服务器网络”的所有功能，在它的工作站上，没有磁盘驱动器，但因为每台工作站都需要从“远程服务器”启动，所以对服务器、工作站以及网络组建的要求较高，但它的稳定性、安全性一直为大众所看好，特别是被一些安全系数要求较高的企业所喜爱。,4.1 局域网概述,局域网中的数据通信被限制在几米至几千米的地理范围内，能够使用具有中等或较高传输速率的物理信道，并且具有较低的误码率。局域网是专用的，由单一组织机构所使用。,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,4.2 局域网协议,IEEE 802参考模型只对
5、应OSI参考模型的数据链路层与物理层，它将数据链路层划分为逻辑链路控制子层与介质访问控制子层。,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,美国电气和电子工程师协会(IEEE)是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会，是世界上最大的专业技术组织之一,4.2 局域网协议,IEEE 802.1：局域网体系结构、互连，管理与性能测试等。IEEE 802.2：定义了LLC子层的功能与服务。IEEE 802.3：定义CSMA/CD总线MAC子层与物理层规范。IEEE 802.4：定义了令牌总线MAC子层与物理层规范。IEEE 802.5：定义了令牌环MAC子层与物理层规范。IEEE 802.6
6、：定义了城域网MAN MAC子层与物理层规范。IEEE 802.7：定义了宽带技术规范。IEEE 802.8：定义了光纤技术规范。IEEE 802.9：定义了综合语音与数据局域网技术规范。IEEE 802.10：定义了可互操作的局域网安全性规范。IEEE 802.11：定义了无线局域网技术规范。IEEE 802.12: 100Mb/s高速局域网访问控制协议及物理层技术规范；IEEE 802.14: 交互式电视网，包括Cable-Modem的技术规范；IEEE 802.15: 无线个人局域网的MAC子层及物理层技术规范；IEEE 802.16: 宽带无线局域网标准规范。IEEE 802.17:
7、弹性分组环。,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,4.2 局域网协议,IEEE 802 标准之间的关系：,4.2.1 IEEE 802.3以太网,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,在共享介质的网络中各计算机节点都通过共享介质发送自己的帧，其他节点都可从介质上接收这个帧。仅有一个节点发送时，才可发送成功；当有两上或两个以上节点同时发送，共享介质上的信息是多个节点发送信息的混合，目标节点无法辨认，则发送失败。信息在共享介质上混合称为冲突。如果各节点随机地发送，冲突必然会发生。,4.2.1 IEEE 802.3以太网,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,C
8、SMACD:carrie sense multiple access/collison detect,IEEE 802.3标准定义了基带总线以太网（Ethernet）。Ethernet的核心技术是随机竞争型介质访问控制方法，即带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）技术。,4.2.1 IEEE 802.3以太网,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,载波侦听多路访问（CSMACD）,CSMA技术又称为“先听后说（LBT）”，它是减少冲突的关键技术。 常用的退避算法类型有： 1)坚持型CSMA 2)非坚持型CSMA,4.2.1 IEEE 802.3以太网,4.1节,4.2节,
9、4.3节,4.4节,4.5节,载波侦听多路访问（CSMACD）,1)坚持型CSMA如果共享介质空闲就立即发送；如果介质忙则继续监听，直到空闲立即发送若发生冲突，等待一个随机长的时间再监听优点：只要介质空闲，站点就立即发送缺点：如果有两个以上的站点有数据发送，冲突就不可避免。,4.2.1 IEEE 802.3以太网,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,载波侦听多路访问（CSMACD）,2)非坚持型CSMA如果介质空闲就立即发送；如果介质忙则不再侦听，等待一随机时间后再发送。 采用随机的重发延迟时间可以减少冲突的可能性。但其缺点是；即使有几个站有数据要传送，介质仍然可能处于空闲状态，
10、介质利用率较低。,4.2.1 IEEE 802.3以太网,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,两个概念,传播时延：一个帧从一个站出发到达另一个站之间的时间。传输时延：一个站发送一帧所用的时间，即开始发送帧头到发送帧尾结束之间的时间。,4.2.2 IEEE 802.4令牌总线,在总线拓扑中利用“令牌”（一种特定的帧） 作为控制节点访问公共传输介质的确定型介质访问控制方法。任何一个节点只有在取得令牌后才能使用共享总线去发送数据。,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,4.2.3 IEEE 802.5令牌环,当环正常工作时，令牌总是沿着物理环单向逐站传送，传送顺序与节点在环
11、中排列的顺序相同。如果节点A有数据帧要发送，它必须等待空闲令牌的到来。当节点A获得空闲令牌之后，它将令牌标志位由“闲”变为“忙”，然后传送数据帧。,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,4.3 以太网,一般来说，以太网具有的如下特征：1. 共享媒体：所有网络设备依次使用同一通信媒体。 2. 广播域：需要传输的帧被发送到所有节点，但只有寻址到的节点才会接收到帧。 3. CSMA/CD：以太网中利用载波监听多路访问/冲突检测方法以防止冲突或更多节点同时发送。 4. MAC 地址：媒体访问控制层的所有 Ethernet 网络接口卡（NIC）都采用48位网络地址。这种地址全球唯一。,4.1
12、节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,4.3.1 传统以太网 （10Mbit/s）,1. 10Base-5规范（粗缆网）使用粗同轴电缆。每个网段的最大传输距离为500米，每段最多站点数为100个，网段内两站点间距离不小于2.5米，网络最大跨距2500米，通过中继器能连五个网段。,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,4.3.1 传统以太网,1. 10Base-5规范（粗缆网）,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,4.3.1 传统以太网,2. 10Base-2规范（细缆网）使用细同轴电缆和单根总线的拓扑结构。长度是185米（607英尺）；使用BNC T型连结器将电
13、缆与网卡相连；最多只能使用4个中继器连结5个干线段，只有其中三个段允许使用工作站，另两个用于扩展距离。,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,4.3.1 传统以太网,2. 10Base-2规范（细缆网）,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,4.3.1 传统以太网,3. 10Base-T规范（双绞线网）使用双绞线电缆和星形拓扑结构，使用直径为0.4到0.6mm的3类、4类或5类非屏蔽双绞线；网络中任何两个工作站之间的数据通路最多为个集线器；电缆末端使用RJ-45插座，1针和2针是“发送”，3针和6针是“接收”。 收发器到集线器的距离不能超过100m。,4.1节,4.2节
14、,4.3节,4.4节,4.5节,4.3.1 传统以太网,3. 10Base-T规范（双绞线网）,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,4.3.2 高速以太网,1.快速以太网（100BASE-T）快速以太网技术支持3、4、5类双绞线以及光纤的连接，能有效利用用户已有的设施。100Mbps快速以太网也包括几种不同的技术标准。,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,4.3.2 高速以太网,2.千兆以太网 特点：允许在1Gbit/s的速率下以全双工和半双工两种方式工作。使用802.3协议规定的帧格式。在半双工方式下使用CSMA/CD协议（全双工方式下不需要使用这个协议）。与10
15、BASE-T和100BASE-T技术向下兼容。,千兆以太网技术有两个标准： IEEE802.3z和IEEE802.3ab。,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,4.3.2 高速以太网,3.万兆以太网特点： 万兆以太网只支持双工模式，不支持单工模式，而以往的各种以太网标准均支持单工/双工模式。万兆以太网由于传输速率高，其使用的媒体只能是光纤，而以往的各种以太网标准均支持铜缆。万兆以太网不使用CSMA/CD协议，因为这属于较慢的单工以太网技术。万兆以太网使用64B/66B和8B/10B两种编码方式，而传统以太网只使用8B/10B编码方式。万兆以太网支持局域网和广域网接口，且其有效距离可达40km，而以往的以太网只支持局域网应用，有效传输距离不超过5km。万兆以太网不仅适合所有传统局域网的应用场合，更能延伸到传统以太网技术受到限制的城域网和广域网范围。,万兆以太网标准 IEEE 802.3ae,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,4.4 局域网的组建,4.1节,4.2节,4.3节,4.4节,4.5节,计算机网络按其工作模式主要有两种：客户机服务器模式（Client/Server，C/S）对等模式（Peer-to-Peer，P2P）前者注重的是文件资源管理、系统资源安全等指标，而后者注重的是网络的共享和便捷。,4.4 局域网的组建,4.1节,4.2节,
