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1、1计算机网络技术计算机网络技术2学习情境一：构建小型对等网络项目二：小型办公室对等网络的组建3局域网和IEEE 802模型 以太网组网技术 局域网介质访问控制方法局域网介质访问控制方法常见的局域网拓扑结构 网络互联设备10Mbps以太网 100Mbps以太网 4hubhubhubhubhubhubSwitchSwitchServerServer farmfarmstationsstationsstationsstationsstationsstations局域网局域网(LAN)(LAN)是将是将小区域小区域内的各种内的各种通信设备通信设备互连互连在一起的在一起的通信网络通信网络。5网络覆盖范围
2、小网络覆盖范围小1 1数据的传输速率比较高数据的传输速率比较高2 2较低的延迟和误码率较低的延迟和误码率3 3经营权和管理权属于某个单位所有经营权和管理权属于某个单位所有4 45 5便于安装、维护和扩充，成本低、周期短便于安装、维护和扩充，成本低、周期短局域网的特点6局域网IEEE802标准l IEEE802.3：以太网技术（CSMA/CD）l IEEE802.4：令牌环（Token-Ring）l IEEE802.5：令牌总线（Token-BUS）7物理层IEEE 802.3 CSMA/CDIEEE 802.4 令牌总线网IEEE 802.5 令牌环网IEEE 802 逻辑链路控制(LLC)T
3、CP/IP IPXNetBEUI数据链路层数据链路层物理层物理层LLCLLC子层子层MACMAC子层子层ISO/OSIISO/OSI高层高层局域网的体系结构局域网的体系结构8将传输介质的频带有效地分配给网上各站点将传输介质的频带有效地分配给网上各站点用户的方法介质访问控制方法。用户的方法介质访问控制方法。9媒体共享技术静态划分信道静态划分信道动态媒体接入控制动态媒体接入控制随机接入随机接入受控接入受控接入信道分配问题10带冲突检测的载波监听多路访问（带冲突检测的载波监听多路访问（CSMA/CD)CSMA/CD)a.a. 标准协议标准协议: IEEE802.3: IEEE802.3b.b. 网络
4、拓扑结构：总线型、星网络拓扑结构：总线型、星 型型c.c. 信道分配方法：随机接入信道分配方法：随机接入11CSMA/CDCSMA/CD 工作原理工作原理先听后发，边听边发，先听后发，边听边发，冲突停止，随机延时后重发。冲突停止，随机延时后重发。12令牌环（令牌环（Token Ring)Token Ring)访问控制方法访问控制方法a.a. 标准协议标准协议: : IEEE802.5 IEEE802.5b.b. 网络拓扑结构：环形网络拓扑结构：环形c.c. 信道分配方法：受控接入信道分配方法：受控接入13内部线路内部线路令牌环网端口令牌环网端口14令牌环网集线器有两个专用端口令牌环网集线器有两
5、个专用端口: : 入环（入环（RIRI）、）、出环（出环（RORO）必须使用必须使用RIRI、RORO端口连接两个集线器。端口连接两个集线器。15环进环出MAUMAUMAUMAU出环入环入环出环入环出环入环出环16Token RingToken Ring 工作原理工作原理1.1.令牌在环中流动令牌在环中流动, ,源站有信息发送源站有信息发送, ,截获了令牌截获了令牌; ;2.2.源站发送数据给目的站源站发送数据给目的站, ,目的站点接收并转发数据目的站点接收并转发数据; ;3.3.源站等待并接收它所发的帧源站等待并接收它所发的帧, ,并将帧从环上撤离并将帧从环上撤离; ;4.4.源站收完所发帧
6、的最后一比特后源站收完所发帧的最后一比特后, ,重新产生令牌发重新产生令牌发 送到环上。送到环上。17令牌总线（令牌总线（Token Bus)Token Bus)访问控制方法访问控制方法a.a. 标准协议标准协议: : IEEE802.4 IEEE802.4b.b. 网络拓扑结构：总线形网络拓扑结构：总线形c.c. 信道分配方法：受控接入信道分配方法：受控接入18在令牌总线网中，令牌传递的顺序在令牌总线网中，令牌传递的顺序与结点在总线上的物理位置无关。与结点在总线上的物理位置无关。令牌总是由高地址向低地址传递令牌总是由高地址向低地址传递1920在计算机网络中，把计算机、终端、通信处在计算机网络
7、中，把计算机、终端、通信处理机等设备抽象成点，把连接这些设备的通信线理机等设备抽象成点，把连接这些设备的通信线路抽象成线，并将由这些点和线所构成的拓扑称路抽象成线，并将由这些点和线所构成的拓扑称为网络拓扑结构。为网络拓扑结构。21A AB BC CA A集线器集线器优点：优点： a.a. 结构简单，可扩充性强；结构简单，可扩充性强； b.b. 故障的检测和隔离方便。故障的检测和隔离方便。缺点：缺点： a.a. 需要大量电缆，因此费用较高；需要大量电缆，因此费用较高； b.b. 中央结点产生故障，则全网不能工作。中央结点产生故障，则全网不能工作。星型拓扑22总线型拓扑A AB BC CC C优点
8、：优点： a.a. 结构简单，实现容易；结构简单，实现容易； b.b. 易于安装维护；易于安装维护；缺点：缺点： a.a. 传输介质故障难以排除；传输介质故障难以排除； b.b. 总线故障都会导致全网瘫痪。总线故障都会导致全网瘫痪。23环型拓扑A AD DC CB BT T优点：优点：能够较有效地避免冲突。能够较有效地避免冲突。缺点：缺点：环形结构中的网卡等通信部件环形结构中的网卡等通信部件比较昂贵且管理复杂。比较昂贵且管理复杂。24树型拓扑AB CDEFG优点：优点：a.a. 易于扩展；易于扩展；b.b. 故障隔离方便。故障隔离方便。缺点：缺点：根结点发生故障，全网瘫痪。根结点发生故障，全网
9、瘫痪。25集中器集中器集中器集中器优点：优点： a.a. 故障诊断和隔离方便；故障诊断和隔离方便； b.b. 易于扩展；易于扩展； c.c. 安装电缆方便。安装电缆方便。缺点：缺点：a.a. 需要智能的集中器；需要智能的集中器；b.b. 安装不方便。安装不方便。星型环拓扑26优点：优点： a.a. 结点间路径多；结点间路径多； b.b. 可靠性高；可靠性高； c.c. 网络扩充比较灵活、简单。网络扩充比较灵活、简单。缺点：缺点：a.a. 网络关系复杂；网络关系复杂；b.b. 建网和网络控制机制复杂。建网和网络控制机制复杂。网状拓扑27拓扑的选择经济性灵活性可靠性28l l 以太网中继器以太网中
10、继器l l 以太网集线器以太网集线器l l 以太网网桥以太网网桥l l 局域网交换机局域网交换机29通常有两个端口，用来连接两个不同的以太网网段；通常有两个端口，用来连接两个不同的以太网网段；在一个端口上将接收到的信号译成在一个端口上将接收到的信号译成0 0和和1 1；从另一个端口将再生的清晰信号转发出去。从另一个端口将再生的清晰信号转发出去。30（1）发送方计算机发送一个清晰的信号；（2）当信号到达中继器的时候，已经随着时间有所衰 减了；（3）中继器再生出一个新的清晰的信号，和发送方计 算机最早发出的信号保持一致，然后从另一个端口将这 个清晰的信号发送出去。中继器的工作过程31集线器（Hub
11、）在OSI（开放系统互连）参考模型中处于物理层，其实质是一个中继器，同样必须遵守 MAC（介质访问控制）协议的定时特性，主要功能是 对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距 离。正因为集线器只是一个信号放大和中转的设备， 所以它不具备交换功能， 32集线器也就是常说的集线器也就是常说的HubHub，是一个物理层设备。集线器，是一个物理层设备。集线器 是一种共享式的网络设备，即每个时刻只能有一个端口在是一种共享式的网络设备，即每个时刻只能有一个端口在 发送数据。集线器并不处理或检查其上的通信量，仅通过发送数据。集线器并不处理或检查其上的通信量，仅通过 将一个端口接收的信号重复分发给其他端口
12、来扩展物理介将一个端口接收的信号重复分发给其他端口来扩展物理介 质。所有连接到集线器的设备共享同一介质，其结果是它质。所有连接到集线器的设备共享同一介质，其结果是它 们也共享同一冲突域、广播域和带宽。因此集线器和它所们也共享同一冲突域、广播域和带宽。因此集线器和它所 连接的设备组成了一个单一的冲突域。如果一个结点发出连接的设备组成了一个单一的冲突域。如果一个结点发出 一个广播信息，集线器会将这个广播传输给所有同它相连一个广播信息，集线器会将这个广播传输给所有同它相连 的结点，因此它也是一个单一的广播域。当网络中有两个的结点，因此它也是一个单一的广播域。当网络中有两个 或多个站点同时进行数据传输
13、时，将会产生冲突，或多个站点同时进行数据传输时，将会产生冲突， 333435集线器的分类按尺寸分类：机架式和桌面式按尺寸分类：机架式和桌面式按带宽分类：按带宽分类：10Mbps10Mbps集线器、集线器、 100Mbps100Mbps集线器、集线器、 10/100Mbps10/100Mbps集线器集线器按扩展方式分类：堆叠集线器和级联集线器按扩展方式分类：堆叠集线器和级联集线器3637共享式以太网共享式以太网l l 带宽共享带宽共享l l 带宽竞争带宽竞争l l 冲突检测冲突检测/ /避免机制避免机制l l 不能支持多种速率不能支持多种速率38网桥的特点（1）网桥能够互联两个采用不同数据链路层
14、协议、不同 传输介质与不同传输速率的网络，但是数据链路层以上必须采 用相同的协议；（2）网桥可以接收、存储、地址过滤、域转发的方式实 现互联网络之间的通信；（3）网桥可以分隔两个网络之间的广播通信量，有利于 改善互联网的性能和安全性；（4）减少网络拥塞；（5）扩展了局域网的有效长度，使以往连接不到的站点 间可以相互通信。39网桥的基本功能l 转发；l 过滤；l 自学功能。40以太网交换机（以下简称交换机）是工作在OSI参考模型数据链路层的设备，外表和集线器相似。它通过判断数据帧 的目的MAC地址，从而将帧从合适的端口发送出去。交换机的 冲突域仅局限于交换机的一个端口上。比如，一个站点向网 络发
15、送数据，集线器将会向所有端口转发，而交换机将通过 对帧的识别，只将帧单点转发到目的地址对应的端口，而不 是向所有端口转发，从而有效地提高了网络的可利用带宽。 以太网交换机实现数据帧的单点转发是通过MAC地址的学习和 维护更新机制来实现的。以太网交换机的主要功能包括MAC地 址学习、帧的转发及过滤和避免回路。41一个冲突域一个冲突域一个冲突域一个冲突域一个冲突域10M交换机100M交换机100M Hub100M100M100M10M10M10M10M10M10M冲突域与广播域42a.a.如果数据帧的目的如果数据帧的目的MACMAC地址是广播地址或地址是广播地址或 组播地址，则向交换机所有端口转发
16、；组播地址，则向交换机所有端口转发；b.b.如果数据帧的目的地址是单播地址，且这如果数据帧的目的地址是单播地址，且这 个地址并不在交换机的个地址并不在交换机的MACMAC地址表中，也地址表中，也 会向所有端口转发；会向所有端口转发；交换机转发数据帧时遵循的规则43交换机转发数据帧时遵循的规则c.c.如果数据帧的目的地址在交换机的如果数据帧的目的地址在交换机的MACMAC地址表中地址表中 ，那么就根据，那么就根据MACMAC地址表转发到相应的端口；地址表转发到相应的端口；d.d.如果数据帧的目的地址与数据帧的源地址在同如果数据帧的目的地址与数据帧的源地址在同 一个网段上，就会丢弃这个数据帧，交换也就一个网段上，就会丢弃这个数据帧，交换也就 不会发生。不会发生。44E0：0260.8c01.1111E1：0260.8c01.3333E2：0260.8c01.2222E3：0260.8c01.4444E3：0260.8c01.6666MAC add
