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1、 第第 6 章章 局域网局域网本章介绍计算机局域网体系结构、介质访问控制方法，并详细介绍以太网的发展及各种不同的以太网。最后介绍目前比较成熟运用的一些高速局域网技术。本章的难点是理解介质访问控制方法。“以太网”考核要求为“综合应用”层次，其他为“领会”层次。(本章为次重点章节。)1、局域网概述、局域网概述LAN,主要特征是短距离工作的网络，特点：a、范围有限，用户个数有限，仅用于办公室、工厂、学校等内部网络。b、高传输速率和低误码率。c、传输介质较多，既可用通信线路(如电话线)，又可用专门的线路(如同轴电缆，光纤，双绞线等)。 e、局域网侧重共享信息的处理，广域网侧重共享位置准确无误及传输的安
2、全性。决定局域网特征的主要技术：连接各种设备的拓扑结构、数据传输形式、介质访问控制方法。IEEE 802 标准：遵循 ISO/OSI 参考模型的原则，解决最低两层：物理层和数据链路层的功能及与网络层的接口服务、网际互联有关的高层功能，但把数据链路层分为逻辑链路控制 LLC 子层、介质访问控制 MAC 子层，使数据链路功能中与硬件有关的部分和硬件无关的部分分开，降低研制互联不同类型物理传输接口数据设备的费用。IEEE 802 标准系列： IEEE 802.1A 概述和系统结构。 IEEE 802.1B 网络管理和网际互联。 IEEE 802.2 逻辑链路控制。 IEEE 802.3 CSMA/C
3、D 总线访问控制方法及物理层技术规范。 IEEE 802.4 令牌总线访问控制方法及物理层技术规范。 IEEE 802.5 令牌环网访问控制方法及物理层规范。 IEEE 802.6 城域网访问控制方法及物理层技术规范。 IEEE 802.7 宽带技术。 IEEE 802.8 光纤技术。 IEEE 802.9 综合业务数字网(ISDN)技术。 IEEE 802.10 局域网安全技术。 IEEE 802.11 无线局域网。2、介质访问控制方法、介质访问控制方法本节介绍 CSMA/CD、令牌总线、令牌环网三种常用的局域网的介质访问控制方法。CSMA：即载波监听多路访问技术。控制方案：先听后发，工作站
4、在每次发送前，先侦听总线是否空闲，如发现已被占用，便推迟本次的发送，仅在总线空闲时，才发送信息。介质的最大利用率取决于帧的长度和传播时间，与帧长成正比，与传播时间成反比。三种退避算法：a、不坚持CSMA，发送信息前先侦听总线，如果介质空闲则发送，介质是忙的，等待一段随机时间重复上述步骤。b、1-坚持 CSMA，如果介质空闲则发送，介质是忙的，继续监听，直到空闲，立即发送，如果发生冲突，则等待一段随机时间重复上述步骤。c、P-坚持 CSMA，是一种折衷的算法，如果介质空闲则以 P 的概率发送，而以(1-P)的概率延迟一个时间单位，如果介质是忙的，继续监听直到空闲，重复第一步。在此算法中要注意 P
5、 值的大小为 N*P1 ，P 值过小，通道利用率会大大降低，过大则冲突不可避免。CSMA/CD 载波监听多路访问/冲突检测：为提高总线的利用率的一种 CSMA 改进方案。方法：使各站点在发送信息时继续监听介质，一旦检测到冲突，就立即停止发送，并向总线发一串阻塞信号，通知总线上的各站点冲突已发生。二进制指数退避算法：重发时间均匀分布在 0T BEB 之间，T BEB =2 i-1 (2a)，a 为端-端的传输延迟，i 为重发次数。该式表明，重发延迟将随着重发次数的增加而按指数规律迅速地延长。令牌环：令牌环网内设置一个令牌在循环传送，任何站点仅在令牌通过该站，获得令牌后，将令牌从空的标志该为满的标
6、志，接着才能将信息发到环路上。故令牌环在重负载时效率较高。令牌环采用分布式的优先级调度算法来支持站点的优先访问，使用三个二进制位提供八级优先级。令牌总线：在物理总线上建立一个逻辑环，每个站都有一个唯一的标识号，这些标识号都是有序的，每个站除记住自己的标识号外，还知道它的前站和后站的标识号，最后一个站号和第一个站号相连，这样就形成了一个逻辑环。和令牌环一样，在令牌总线中的站点只有获得令牌才能发送信息。3、以太网、以太网以太网是最早的局域网，也是目前最常见、最具有代表性的局域网。它的核心思想是使用共享的公共传输信道，来源于夏威夷大学的 ALOHA 无线网络。最早的以太网是由美国施乐公司(Xerox
7、)建立的，其灵感来自“电磁辐射是可以通过发光的以太来传播的”，这也是“以太网”的名字的由来。以太网逐步标准化后形成了 802.3 协议规范。(书表 6.1 以太网标准的发展，请注意各标准的传输速度、网段/长度、拓扑结构、介质)粗缆以太网 10BASE-5：含义：10 表示信号的传输速率为 10Mb/s，BASE 表示传输的是基带信号。5 表示每段电缆的最大长度为 500m。网络组成：网卡、中继器、收发器、收发器电缆、粗缆(50 欧姆、0.4 英寸的同轴电缆)、N 系列阴连接器、N 系列桶型连接器、N 系列端接器。5-4-3-2-1网络标准：5-最多有 5 个网段且干线总长最大为 2469m。4
8、-最多连 4 个中继器。 3-其中 3 个干线段上连工作站，一个干线最多 100 个工作站，中继器相当于一个工作站，干网的每一端均需 50 欧姆的端界器，其中一个必须接地。2-有两个网段只用来扩长而不连任何工作站，1-由此组成一个局域网，工作站到收发器最大距离 50m，收发器最小间距 2.5m细缆以太网 10BASE-2：与粗缆以太网比，连接站点不需要使用收发器，但干线的长度只有910m。网络组成及网络标准与粗缆以太网略有区别。细/粗同轴电缆混合网络：使用的硬件与各自单独进行网络连接时所用的网络硬件相同，只是需要一种细/粗同轴电缆转换器 。网络最大长度：收发器为 3Com 情况下 3.28X+
9、Y1000m，收发器为其他型号情况下：3.28X+Y500m。(X 为细缆的最大长度，Y 为干线电缆的最大长度)双绞线以太网 10BASE-T：IEEE 10Mb/s 基带双绞线标准。网络组成：网卡、集线器、双绞线、分线模块连接电缆。网络标准：使用非屏蔽双绞线，使用 RJ-45 连接器，1、2 针用于发送，3、6针用于接收，从收发器到集线器的距离最大 100m，无需使用网桥在网络上连接最多 1023 个工作站。来源:考试大-软件水平考试4、高速网络技术、高速网络技术交换式以太网：以常规以太网络为基础，为每个节点提供了专用的以太网连接，在网段上确保10Mb/s 的传输性能。交换式以太网的优点：a
10、、交换式以太网保留现有以太网的基础设施。 b、以太网交换机具有各类广泛的应用。c、以太网交换技术是基于以太网的，而以太网又早为人们所熟悉。缺点：交换机只能为每个端口提供 10Mb/s 的最大通信量。100BASE-T：快速以太网，将 10Mb/s 以太网经过改进后在 100Mb/s 下运行的一种快速以太网，因此也是一种共享介质技术。网络标准：3-2-1 规则，即 1 个高速共享网络内，最多用 2 个高速集线器，两集线器或交换机之间的电缆长度不超过 5m，从集线器或交换机到工作站的非屏蔽双绞线最长为 100m。FDDI 光纤分布式数据接口：采用光纤作传输介质、令牌访问的方式、反向旋转的双环拓扑结
11、构及 100Mb/s 的数据传输速率。采用多模光纤时，两个节点最大距离为 2km，支持 500 个站点，整个环长 200km，若使用双环，每个环最大距离为 100km。ATM 异步传输模式：基于信元的交换或交换访问，利用固定长度的信元(53 字节)在网络上传送信息。ATM 技术特点：a、带宽灵活可变。 b、交换机对端点速率可适应性调整。c、固定长信元面向连接。d、无链路出错控制和流控制。e、设备较昂贵，且标准未完全确定。千兆位以太网标准：允许以 1000Mb/s 的速度进行半双工和全双工操作;使用 802.3 以太网帧格式;使用 CSMA/CD 访问方式;使用 10BASE-T 和 100BA
12、SE-T 技术。5、结构化布线、结构化布线布线系统指在一个楼或楼群中的通信传输网络,这个网络连接所有的数字设备，并能连接语音等模拟信号设备。结构化布线是指建筑群内的线路布置标准化、简单化，它是一套标准的集成化分布式布线系统。结构化布线系统组成：室外子系统、管理区子系统、垂直子系统、设备子系统、水平子系统及室内子系统六大部分。第第 7 章章 网络设备及工作原理网络设备及工作原理本章为重点章节，考核要求均为“综合应用”。介绍计算机网网络中的各种网络设备的性能和在网络规划时的合理选择。要求综合应用各类网络互联设备、路由选择算法。1、网络接口卡、网络接口卡(NIC)基本功能：与网络程序(网络操作系统)
13、配合操作，控制网络上信息的发送与接收。以太网卡的结构：发送和接收部件、发送和接收控制部件、载波检测部件、曼彻斯特编码/译码器、LAN 管理部件、微处理器(目前大多数网卡上没有)。在以太网中含有多个网站，每个都有一个 6 字节 48 位的地址，这是任一站区别于其它站的唯一标识，这种地址是所有网络设备的物理地址，无论是网卡、交换机、路由器都具有唯一的物理地址。网卡的配置参数：中断请求 IRQ3，I/O 地址 300H，存储器基地址(网卡的远程引导 ROM 芯片映射到存储区的起点)。网卡的接口类型：AUI 接口为粗同轴电缆的接口;BNC 接口为细同轴电缆;RJ-45 接口为无屏蔽双绞线的接口。网卡的
14、选用：在服务器上使用 PCI 或EISA 总线的智能型网卡，工作站上可用 PCI 或 ISA 总线的普通网卡，在笔记本电脑则用 PCMCIA总线的网卡或并行接口的便携式网卡。2、网络集线器、网络集线器(HUB)HUB 实质上是一个多口的中继器，它工作在 OSI 参考模型的最低层物理层。基于普通集线器的网络仍然属于共享介质的局域网络。集线器上一般有多个 RJ-45 插座可连接双绞线，还有一个 AUI粗缆接口和一个 BNC 细缆接口。通过 Uplink 接口可将 HUB 连到上一级网络上。堆叠式集线器是通过一条高速链路将多个 HUB 串接在一起，提供大量的并列端口，以星型拓扑连接多个站点，其缺点是
15、全网共享有限的带宽。模块化集线器：各个端口都有专用的带宽，只在各个网段内共享带宽，网段之间采用交换技术，从而减少冲突，提高通信效率，因此又称为端*换机。3、以太网交换机、以太网交换机实质上是一个具有流量控制能力的多口的网桥，它工作在 OSI 参考模型的链路层，主要功能是解决共享介质网络的网段微化，即碰撞域的分割问题。交换机的每个端口都提供专用的带宽，它把每个端口所连接的网站分割为独立的 LAN，每个 LAN 成为一个独立的冲突域。交换机还是一种存储转发设备，通过直通方式、无碎片直通方式、存储转发方式来发送信息。冲突域是一个确保严格遵守 CSMA/CD 协议而不能超越的时间概念，这个时间由信号传
16、输过程中各种设备的传输延迟所组成：(DTE 延迟+MAC 延迟+中继器延迟+电缆延迟)。4、以网络互联设备、以网络互联设备互联设备的作用 OSI 层次 互联设备 作 用 寻址功能 物理层 中继器、集线器 在电缆段间复制比特，放大电信号，扩展网络长度。 无地址 数据链路层 网桥、交换机 在 LAN 之间对存储转发数据链路帧。 MAC 地址 网络层 路由器 在异型网络间存储转发分组。 网络地址 传输层及以上 网关 在第四层或第四层以上实现不同网络体系间互联接口。网桥：工作在数据链路层，在两个局域网段之间存储、转发数据链路帧。它把两个物理网络连接成一个逻辑网络。网桥的功能：实现不同类型的 LAN 互联、利用网桥可以实现大范围局域网的互联、利用网桥可以隔离错误帧、网桥可使各个 LAN 段内部信息包不会广播到另一个 LAN 段，可进一步提高网络的安全性。内桥(内部桥)：驻留于文件服务器中作为文件服务器的一部分来运行。也可以运行在一台专用的计算机中。外桥(外部桥)：通过专用硬件和固化软件来实现桥接功能。优点是从一个网络转发到另一个网络的数据包全由硬件来完成。网
