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1、主讲：宋一兵,计算机网络基础与应用,高等职业技术学校,第5章 局域网,计算机网络基础与应用,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3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。,计算机网络基础与应用,5.4节,5.5节,5.6节,5.1 局域网概述,计算机网络基础与应用,5.2 局域网协议,5.3 以太网,5.4 交换式以太网,计算机网络基础
2、与应用,第5章 局域网,5.5 虚拟局域网,5.6 无线局域网概述,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.1 局域网概述,计算机网络基础与应用,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。,计算机网络基础与应用,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.2 局域网协议,计算机网络基础与应用,IEEE 802参考模型只对应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
3、制子层。,计算机网络基础与应用,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.2 局域网协议,计算机网络基础与应用,IEEE 802.1标准：局域网体系结构、网络互连，网络管理与性能测试等。 IEEE 802.2标准：定义了LLC子层的功能与服务。 IEEE 802.3标准：定义了CSMA/CD总线MAC子层与物理层规范。 IEEE 802.4标准：定义了令牌总线MAC子层与物理层规范。 IEEE 802.5标准：定义了令牌环MAC子层与物理层规范。 IEEE 802.6标准：定义了城域网MAN MAC子层与物理层规范。 IEEE 802.7标准：定义了宽带
4、技术规范。 IEEE 802.8标准：定义了光纤技术规范。 IEEE 802.9标准：定义了综合语音与数据局域网技术规范。 IEEE 802.10标准：定义了可互操作的局域网安全性规范。 IEEE 802.11标准：定义了无线局域网技术规范。,计算机网络基础与应用,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.2 局域网协议,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.2.1 IEEE 802.3以太网,计算机网络基础与应用,1. IEEE 802.3标准定义了基带总线以太网（
5、Ethernet）。Ethernet的核心技术是它的随机争用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）方法。,计算机网络基础与应用,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.2.1 IEEE 802.3以太网,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.2.2 IEEE 802.4令牌总线,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,在总线拓扑中利用“令牌” 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
6、用共享总线去发送数据。,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.2.3 IEEE 802.5令牌环,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,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,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.3 以太网,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,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
7、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（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）以防止 twp 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。,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.3.1 传统以太网,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,1. 10Base-5规范（
8、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2 500米，通过中继器能连五个网段。,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.3.1 传统以太网,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,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。最大干线段长度是185米（607英尺）；使用BNC T型连结器将电缆与网卡相连；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。,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,
9、5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.3.1 传统以太网,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,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”。,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.3.2 高速以太网,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,1.快速以太网 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
10、。 100Mbps快速以太网也包括几种不同的技术标准.,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.3.2 高速以太网,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,2.千兆以太网 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10BASE-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。,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.3.
11、2 高速以太网,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,3.万兆以太网 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。其有效作用距离的增大为万兆以太网在广域网中的应用打下了基础。,1
12、0GBASE-SR、10GBASE-LR、10GBASE-LX4、10GBASE-ER、10GBASE-LRM,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.4 交换式以太网,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.4.1 交换式以太网技术,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.4.1 交换式以太网技术,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,以太网交换机对数据帧的转发方式可以分为3
13、类：直接交换方式、存储转发方式和改进的直接交换方式。,由于这种交换机能够识别并分析数据链路层MAC子层的MAC地址，所以它是工作在第二层上的设备，因此又被称为第二层交换机。,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.4.2 三层交换技术,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层（数据链路层）进行操作的，而多层交换技术是在网络模型中的第三层（网络层）实现了数据包的高速转发。简单地说，多层交换技术就是“第二层交换技术第三层转发技术”。,一个具有三层交换功能的设备，是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，但它是
14、二者的有机结合，并不是简单地把路由器设备的硬件及软件叠加在局域网交换机上就行了。 它利用第三层协议中的IP包的包头信息来对后续数据业务流进行标记，具有同一标记的业务流的后续报文被交换到第二层数据链路层，从而打通源IP地址和目的IP地址之间的一条通路。这条通路经过第二层链路层。有了这条通路，三层交换机就没有必要每次将接收到的数据包进行拆包来判断路由，而是直接将数据包进行转发对数据流进行交换。,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.4.2 三层交换技术,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,
15、5.5节,5.6节,5.5虚拟局域网,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,在网络通信中，广播信息是普遍存在的，这些广播帧将占用大量的网络带宽，导致网络速率和通信效率的下降，并额外增加了网络主机为处理广播信息所产生的负荷。 路由器能实现对广播域的分割和隔离。但路由器所带的以太网接口数量有限，一般是14个，远远不能满足对网络分段的需要，而交换机上有较多的以太网端口，为在交换机上实现不同网段的广播隔离，产生了虚拟局域网交换技术。,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.5.1VLAN的概念和特点,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,VLAN是
16、为解决以太网的广播问题和安全性而提出的，它在以太网帧的基础上增加了VLAN头，用VLAN ID把用户划分为更小的工作组，限制不同工作组间的用户二层互访，每个工作组就是一个虚拟局域网。,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.5.1VLAN的概念和特点,计算机网络基础与应用,计算机网络基础与应用,VLAN的特点 限制广播域。广播域被限制在一个VLAN内，节省了带宽，提高了网络处理能力。 增强局域网的安全性。不同VLAN内的报文在传输时是相互隔离的，即一个VLAN内的用户不能和其他VLAN内的用户直接通信，如果不同VLAN要进行通信，则需要通过路由器或三层交换机等三层设备。 灵活构建虚拟工作组。用VLAN可以划分不同的用户到不同的工作组，同一工作组的用户也不必局限于某一固定的物理范围，网络构建和维护更加方便灵活。,第5章： 局域网,5.1节,5.2节,5.3节,5.4节,5.5节,5.6节,5.5.1VLAN的概念和特点,计算机网络
