《计算机局域网概述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机局域网概述（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、计算机网络 第4章,计算机局域网,计算机局域网,局域网概述 共享信道的局域网 以太网的介质访问控制 以太网的几种物理层规范 其它局域网技术和网桥 用LAN交换机的局域网 存储局域网和光纤通道 局域网实例,局域网概述（1）,定义 局域性跨距在数十Km以内 既包括计算机也包括连接计算机的信道 特点 小范围 有低价格的高质量信道 统一归属与管理 拓扑结构简单,局域网概述（2）,影响局域网性能的因素 传输介质（前面有所介绍，这里不多说了） 双绞线、同轴电缆、光纤 等 网络拓扑 星型（维护安装方便）、环型（抗干扰能力强）、总线型（价格低，灵活） 等 MAC（介质访问控制）协议 该协议规定了各个站点怎样利
2、用共享的信道 特别是在什么条件下站点可以发信 交换式还是共享式 对于最常用的以太网 也就是 用交换机组网 还是用集线器组网,局域网概述（3）,应用领域 OA（办公自动化） MA（生产自动化） 园区主干 类型 LAN（局域网） HSLN （高速局域网） CBX（计算机化的交换机）,局域网概述（4） 多站共享介质的技术,频分多路 专用网络或交换式网络 时分多路 同步（CBX、ISDN） 异步 随机访问（如 以太网） 控制访问（如 FDDI及权标环） 码分多路 无线局域网,共享信道的环网,环网简介 可由单工信道构成 除发信站点外各站点皆向前转发每个比特 目的地址的站点抄收发给它的数据帧 发信站点从绕
3、环返回的帧中了解发信结果 环的比特长度 应防止单点故障将损坏整个环,环上站点的工作状态,转发并倾听 站点的 环接口相当于中继转发器 同时倾听各帧的目的地址以便收帧 在发给自己的帧尾做上标记 发信（此时要断开转发关系） 从输出端发信 并注意在输入端读取环行一周的帧以判定目的站点是否收到,几种环网简介,IEEE 802.5 IBM权标环(ISO 8802/5) 剑桥环 ISO 8802/7 FDDI 分布式光纤数据接口,IEEE 802.5,权标 权标是一个小的控制帧，沿环传送 当没有站点发信时，环上总有一个权标 捕获了权标的站点可以发帧，发完帧再送出一个权标 权标的AC（访问控制）字段有优先级及
4、标志位 数据帧的格式 数据帧还包括FC、DA、SA 、data 、FCS 、FS 优先级控制原理 欲发帧优先级足够高的站点才能捕获权标,剑桥环,小包格式 小包是不停地沿环传送的 环的比特长度决定了环上能够有几个小包 小包与基本块 基本块协议相当于两站点间要传送的数据单元 基本块包括地址、数据、检查和等 基本块依靠小包传送 小包是运载信息的车辆,FDDI,FDDI 传信速率是 100 Mb/s 通常环线比特长度较大、可容纳多个数据帧 TRT是权标环行一周的时间；TTRT是此环的TRT的目标值。根据TRT （实际值）与TTRT （设计值）的关系决定发送帧的最低优先级 4B/5B 和 NRZ-I的作
5、用 4B/5B 使线路中不会出现长的0串，NRZ-I 码逢1有跳变，从而部分携带了位时钟。而代价只是把每 4 位代码变成一个 5位的符号来传送，增多1位。,防止单点故障影响全环,IEEE 802.5 使用多站访问部件（p52），它检查到某个进入线无信号时，用电气开关将该站点的环入与环出线在多站访问部件内短接，甩掉有故障的部分 剑桥环则将各站在环上的中继器由环线统一供电，使环与诸站点的故障无关 FDDI可利用双环对付单点故障（p60）;其集线器（concentrator）可对付多点故障；站点的光旁路开关则可对付站点故障或关机,思考题,什么是局域网，它有哪些主要特点？ 环网是怎样构成的，有何特点？
6、什么是环网的比特长度，它有何作用？ 试举例说明权标环是怎样工作的？ 试说明剑桥环是怎样传送数据的？ FDDI为什么要使用4B/5B编码？,共享信道的总线网,以总线式的干线为共享信道 “一发多收”是基本工作模式 但仅目的站点抄收发给它的数据帧 干线上多站间的信号应较均衡 干线终端必须接匹配器防止反射 应注意电缆型号,CSMA/CD的原理,从 ALOHA 讲起 （信道上的碰撞） 什么是CSMA? 什么是碰撞窗口? 欲发信站点监测信道后的对策: 1_坚持 不坚持 p_坚持 碰撞后的对策：立即停发，并实行退避算法,以太网和IEEE802.3,基本原理 载波监听：仅在信道安静时发信 碰撞检测：发信站在碰
7、撞窗口中继续监测 碰撞窗口： 两最远站点间的往返传播延时 碰撞后的退避 使冲突的站点等待不同的时间后重新试发,Ethernet II和IEEE802.3,Ethernet II是IEEE802.3 标准的蓝本 两者在主要技术上彼此兼容 最大帧长都是1500多个字节 区别: Ethernet II帧的类型字段在 IEEE802.3帧中改成了数据长度字段 另外IEEE802.3除可使用粗电缆外还可以 使用细电缆、双绞线及光缆等不同介质,IEEE 802.3的物理层标准,一、 10 M b/s的标准 1. 10 BASE 5 （粗电缆） 2. 10 BASE 2 （细电缆） 3. 10 BASE T
8、 （双绞线） 4. 10 BASE FL （光缆）,10Mb/s以太网的物理信道,使用相同的曼彻斯特编码,双绞线,10BASE2,以太网集线器,以太网的543规则,最多有5个电缆段 两站点间最多经过4个转发器 仅在3个电缆段上接有计算机,RJ45的接线,使用两RJ45插头的空调制解调器,适用于 两计算机直接通信 两集线器(或交换机)用普通端口互连 实现方法是交叉接线 对10BASE T或100BASE TX 一端按 EIA 568A接线 另一端按 EIA 568B接线 橙/白/橙 线一端接1、2，另一端接3、6 绿/白/绿 线一端接3、6 ，另一端接1、2 B A,IEEE 802.3的物理层
9、标准（续）,二、快速以太网的标准(IEEE802.3u) 100 BASE TX（五类双绞线） 信号技术: 4B/5B码 & MLT-3编码 100 BASE FX（光缆）,三、千兆位以太网(IEEE802.3z),1000 BASE SX (短波长: 850 nm) 模式 纤芯 1km的带宽 最大距离 MM 62.5 160 MHz/Km 220 m MM 62.5 200 MHz/Km 275 m MM 50 400 MHz/Km 500 m MM 50 500 MHz/Km 550 m 1000 BASE LX (长波长:1300 nm) 模式 纤芯 1km的带宽 最大距离 MM 62.
10、5 500 MHz/Km 500 m MM 50 500 MHz/Km 550 m SM 9 5 Km,思考题,16共享信道的方式分为随机争用与控制分配两大类，它们各有什么长处与短处？ 17试述以太网的帧格式、工作原理，和以太网的适用领域。 18以太网集线器有何作用？为何将以太网集线器分为10M、100M 及10M/100M 自适应三种？,其它局域网技术,权标总线 IEEE 802.4 ARCNET ( 附加资源计算机网 ) 100VG Any LAN ( IEEE 802.12 ) 需求优先控制（demand priority）协议 它是由主集线器对所连接站点进行集中控制的一种方案 集中轮询
11、, 且分不同优先级进行处理 采用5B/6B编码方案,局域网的IEEE 802标准,ISO 和 IEEE 802 中协议的层次结构,数据链路层,物理层,LLC子层 MAC子层,物理层,ISO IEEE 802 网络层 网络层,LLC子层和MAC子层(1),LLC帧 MAC帧,LLC子层和MAC子层(2),IEEE 802 的协议结构 IEEE 802.2 (LLC),802.1,.3 .4 .5 .6 .9 .11 .12,MAC子层,物理层,LLC帧的格式,1 代表组地址 1 代表响应（此时C中为尾帧指示位F） 0 代表单地址 0 为命令指示（P=1要求目的站响应）,LLC帧的类型,C字段头几
12、位的值表明了帧的类型 N(s):发送序号; N(r):接收序号,0 N(S) P N(r),10SS0000P N(r),11MMPMMM,信息帧,监控帧,无编号帧,LLC子层可使用的服务,LLC子层中的4类服务 LLC1 无须确认的无连接服务 LLC2 面向连接的服务 LLC3 有确认的无连接服务 LLC4 MAN使用的服务,共享信道的局域网 （小结）,全网有单一的广播信道 各站点共同分享单一信道的通信容量 不同协议性能很不相同： 随机争用适合轻负荷环境 控制分配适合重负荷环境,各类应用对信道容量的需求分析,纯文本： 全屏幕纯文本大约为2 k字节（1千汉字） 人每秒约可阅读20个中文字（40
13、字节） 只需要320 b/s的通信容量即可支持联机阅读 运动的图像： 600800，真彩色的一个屏幕约1500 k字节 每秒50次全屏幕数据刷新约需要600 Mb/s 有损压缩若为400:1，要求1.5 Mb/s 的容量; 减低每秒刷新次数，可减小对容量的需求,结论：,基于纯文本的应用，一般网络都能胜任。 对于视频图像放送，则普通网络难以胜任。 教学环境中视频图像放送的需求不多，可按照交互式教学的需要来估算对传信速率的需求： 一般每23分钟调用一屏图文信息 需要在这期间交换约12 M位信息 故一人平均需要占用60 kb/s的通信容量,两类MAC技术性能的比较（轻负荷）,随机争用： 开销小 发信
14、时几乎无须等待 控制分配： 开销大 发信时要稍等待,两类MAC技术性能的比较（重负荷）,随机争用： 开销大 难以成功地发信 控制分配： 信道利用率高 发信时要稍等待,以太网的适用环境,在使用集线器的的广播域上诸站点通信量的总合应小于线上无冲突地全速发信时通信总量的 1/3: 10 Mb/s的以太网上各站点的总通信需求应当不大于 3 Mb/s ; 100 Mb/s的的以太网上各站点的总通信需求应当不大于 30 Mb/s,计算机局域网,局域网有哪些特性？ 覆盖范围小、信道好、归某单位专有 共享式以太网的原理和适用领域： 随机争用共享信道 适合于总需求不大于信道容量30%的场合 在总需求较大时应当：
15、 选用快速以太网或千兆位以太网 采用以太网交换机组网 注意防止服务器瓶颈,以太网技术要点,以太网（IEEE 802.3） 随机争用共享信道 具有载波监听和碰撞检测的功能 实行1-坚持的策略 碰撞后采用指数退避算法 要求了解以太网的帧格式,用交换机组网,交换机不像集线器那样构成共享的广播域 交换机的主要作用是同时开通数个通信通道 直接到桌面的交换机，使每台计算机可专享该端口的全部通信能力，如果该机网卡支持全双工操作，交换机端口又可自动识别其全双工能力，则各个主机彼此可全双工地通信 通常端口对10/100速率的自动识别，使网内可混合使用这两种设备 服务器的多口网卡，应分别接入交换机的不同端口，以防止服务器瓶颈出现,LLC子层和MAC子层,MAC子层的帧包括帧头的控制信息、帧尾的校验序列，而中间的数据通常是LLC子层的协议数据单元 LLC帧中的控制字段可表明帧的类型、数据帧有序号和捎带的应答、管理帧有应答 等,局域网操作系统-概述,定义：为网络用户管理共享资源并提供局域网各种服务功能的局域网系统软件，即管理局域网共享资源和提供各种服务、功能的管理程序的集合。,局域网操作系统分类1,对等模式：所有站点地位平等 优点：使用容易，所有站点资源共享；容易安装与维护；价格便宜 缺点：每个节点的信息处理能力下降；数据保密性
