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1、2019年5月24日,第1页,第3章 局域网组网技术,教学目标 教学重点 教学过程,2019年5月24日,第2页,教学目标,理解局域网的基本组成和技术特点 了解局域网的拓扑结构 了解局域网的标准 理解局域网的管理模式 了解虚拟局域网技术 了解无线局域网技术,2019年5月24日,第3页,教学重点,局域网的技术特点 局域网的技术标准 局域网的拓扑结构和组网模式 虚拟局域网技术 无线局域网技术,2019年5月24日,第4页,教学过程,局域网简介 局域网的拓扑结构 局域网的标准 局域网管理模式 虚拟局域网 无线局域网 局域网应用实例,2019年5月24日,第5页,31 局域网简介,局域网的基本组成
2、局域网的技术特点,2019年5月24日,第6页,局域网的基本组成,组成局域网必不可少的五个组成要素为： 计算机（特别是PC机） 传输媒体 网络适配器 网络连接设备 网络操作系统,2019年5月24日,第7页,局域网的技术特点,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；距离通常为0.1km至25km； 高传输速率，一般为1Mbps-100Mbps，光纤高速网可达1000Mbps，10Gbps； 传输质量好，误码率低，一般可达10-8至10-11； 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）； 局域网侧重共享信息的处理，而广域网侧重共
3、享位置准确无误及传输的安全性； 易于安装和维护。,2019年5月24日,第8页,32 局域网的拓扑结构,总线拓扑结构 环型拓扑结构 星型拓扑结构 网状拓扑结构 星型物理布局中的总线网络,2019年5月24日,第9页,总线拓扑结构,总线型拓扑的优点：电缆长度短，易于布线和维护；结构简单，传输介质又是无源元件，从硬件的角度看，十分可靠。 缺点：所有节点都在同一线路上进行通信，任何一处故障都会导致所有的节点无法完成数据的发行和接收；这种结构的网不是集中控制的，所以故障检测需要在网上的各个站点上进行；网络信息流通量会使总线异常拥挤，需要添加网桥和其他设备来控制信息流量。,2019年5月24日,第10页
4、,环型拓扑结构,环形拓扑结构的优点是它能高速运行，而且避免冲突的结构相当简单。非常适合于LAN中长距离传输信号，在处理高容量的网络信息流通量时要优于总线拓扑结构。 缺点在于实施比较昂贵，管理比较复杂。,2019年5月24日,第11页,星型拓扑结构,2019年5月24日,第12页,星型拓扑结构,星形拓扑结构的优点是：利用中央节点可方便地提供服务和重新配置网络；单个连接点的故障只影响一个设备，可以通过网络设备轻易地从网络中隔离出来，不会影响全网，容易检测和隔离故障，便于维护；任何一个连接只涉及到中央节点和一个站点，因此，控制介质访问的方法很简单，从而访问协议也十分简单。 缺点：每个站点直接与中央节
5、点相连，需要大量电缆，因此费用较高；如果中央节点产生故障，则全网不能工作，所以对中央节点的可靠性和冗余度要求很高。,2019年5月24日,第13页,网状拓扑结构,网状结构的主要优点在于：各个节点之间互相直接建立连接，即使网络中的局部出现故障，不会影响全网的操作，具有很高的可靠性；网络中的路径选择最短路径算法，故网上延迟时间少，传输速率高，信息流程短。 缺点：网络链路复杂，费用高，管理维护也很复杂。 网状拓扑通常不适用于一般局域网，而主要用于骨干网络中。,2019年5月24日,第14页,星型物理布局中的总线网络,现代网络综合了总线拓扑结构的逻辑通信和星形拓扑结构的物理布局。 从星的中央辐射的分支
6、就像是单独的逻辑总线的段，但是只连接着一台或两台计算机。 段仍然在两端终止，但优点是这里没有暴露的终结器。 只要遵循IEEE有关通信电缆距离、集线器数目和被连接设备的数目等网络规范，用户可以连接多个集线器向许多方向扩展网络。,2019年5月24日,第15页,33 局域网的标准,以太网：IEEE 802.3标准 令牌环：IEEE 802.5 标准 令牌总线：IEEE 802.4 标准 FDDI：ANSI X3T9.5标准,2019年5月24日,第16页,以太网：IEEE 802.3标准,IEEE 802.3规范中被定义了CSMA/CD总线式介质访问控制协议及相应物理层规范。 CSMA/CD是一种
7、争用的方法来决定对媒体访问权的协议，这种争用协议只适用于逻辑上属于总线拓扑结构的网络。 总线争用技术可分为载波监听多路访问CSMA和具有冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD两大类。,2019年5月24日,第17页,2019年5月24日,第18页,令牌环：IEEE 802.5 标准（1）,2019年5月24日,第19页,令牌环：IEEE 802.5 标准（2）,令牌环在物理上是一个由一系列环接口和这些接口间的点点链路构成的闭合环路，各站点通过环接口连到网上。 只有获得令牌的站点才有权发送数据帧，完成数据发送后立即释放令牌以供其它站点使用。由于环路中只有一个令牌，因此任何时刻至多只有一个站点发
8、送数据，不会产生冲突。 令牌环上各站点均有相同的机会公平地获取令牌。,2019年5月24日,第20页,令牌总线：IEEE 802.4 标准,令牌总线媒体访问控制是将局域网物理总线的站点构成一个逻辑环，每一个站点都在一个有序的序列中被指定一个逻辑位置，序列中最后一个站点的后面又跟着第一个站点。每个站点都知道在它之前的前趋站和在它之后的的后继站的标识。 令牌总线控制的另一个特点是站点间有公平的访问权。 令牌总线控制的优越之处，还体现在每个站点传输之前必须等待的时间总量总是“确定”的。,2019年5月24日,第21页,FDDI：ANSI X3T9.5标准,光纤分布式数据接口（Fiber Distri
9、buted Data Interface，FDDI）提供的高速数据通信能力要高于以太网（10Mbps）和令牌环网（4或16Mbps）的能力。 FDDI以光纤作为传输媒体，它的逻辑拓朴结构是一个环，更确切地说是逻辑计数循环环（Logical Counter Rotating Ring），它的物理拓朴结构可以是环形、带树形或带星形的环。 FDDI的数据传输速率可达100Mbps，覆盖的范围可达几公里。,2019年5月24日,第22页,局域网管理模式,对等网 客户机/服务器网络 无盘工作站网络,2019年5月24日,第23页,对等网,对等网络是非结构化地访问网络资源的方式，每一台网络计算机与其他连网
10、的计算机是对等（peer）的，对等网中的每一台设备可以同时是客户机和服务器。 对等网构架简单，而且价格低，维护方便，可扩充性也好。,2019年5月24日,第24页,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。 客户机/服务器网络应用于大中型企业，实现数据共享，进行网络化管理，并可以开网络化会议。 成本较高，但对于企业而言，它的功能对企业的工作效率及业务工作带来了极大的方便，这远远超过了对它的投资。,2019年5月24日,第25页,无盘工作站网,无盘工作站
11、利用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，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，因而成本并不比“客户机/服务器网络”成本低多少，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。,2019年5月24日,第26页,35 虚拟局域网,VLAN的主要特点 VLAN的实现 链路聚合技术 VLAN的应用,2019年5月24日,第27页,VLAN的主要特点,灵活的、软定义的、边界独立于物理媒质的设备群。 广播流量被限制在定义的边界内、提高了网络的
12、安全性。 在同一个虚拟局域网成员之间提供低延迟、线速的通信。 改善网络环境，减少网络流量。,2019年5月24日,第28页,VLAN的实现,基于端口 基于硬件MAC地址层 基于网络层,2019年5月24日,第29页,链路聚合技术,链路聚合（Trunk）是一种封装技术，主要功能就是仅通过一条链路就可以连接多个VLAN。 ISL（Inter-Switch Link） IEEE 802.1Q LAN 仿真 IEEE 802.10,2019年5月24日,第30页,VLAN的应用,局域网内部的局域网 共享访问访问共同的接入点和服务器 交叠虚拟局域网,2019年5月24日,第31页,36 无线局域网,WL
13、AN协议标准 WLAN硬件 WLAN结构分析,2019年5月24日,第32页,WLAN协议标准,IEEE 802.11标准 IEEE 802.11b IEEE 802.11a IEEE 802.11g 蓝牙（Blue tooth）标准 HomeRF（家庭网络）标准,2019年5月24日,第33页,WLAN硬件,无线网卡，主要包括NIC（网卡）单元、扩频通信机和天线三个功能模块。 无线HUB，既是无线工作站之间相互通信的桥梁和纽带，同时又是无线工作站进入有线以太网的访问点。 无线网桥主要用于无线或有线局域网之间的互连。,2019年5月24日,第34页,WLAN结构分析,网桥连接型 基站接入型 HUB接入型 无中心结构,2019年5月24日,第35页,37 局域网应用实例,
