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1、第第3章章 局域网组网技术局域网组网技术 未连网计算机的弊病未连网计算机的弊病1无法进行数据共享无法进行数据共享2无法进行软件应用程序共享无法进行软件应用程序共享3无法进行打印机资源共享无法进行打印机资源共享4无法进行无法进行Internet资源共享资源共享5提高管理成本提高管理成本1快速信息交流快速信息交流2信息管理无纸化信息管理无纸化3运行费用低运行费用低4企业内部资源共享和全方位服务企业内部资源共享和全方位服务局域网的作用局域网的作用1通信速率较高通信速率较高2通信质量好通信质量好3使用范围小使用范围小4支持多种通信传输介质支持多种通信传输介质5局域网成本低，安装、扩充及维护方便局域网成
2、本低，安装、扩充及维护方便6可以实现多媒体传输可以实现多媒体传输局域网的特点局域网的特点局域网的拓扑结构局域网的拓扑结构1、总线型拓扑、总线型拓扑局域网的拓扑结构局域网的拓扑结构2、星型拓扑、星型拓扑局域网的拓扑结构局域网的拓扑结构3、环型拓扑、环型拓扑局域网组成局域网组成局域网一般由如下的组件构成：局域网一般由如下的组件构成：1.计算机网络设备（集线器、交换机、路由器等）计算机网络设备（集线器、交换机、路由器等）2.网络介质（双绞线、光纤、同轴电缆等）网络介质（双绞线、光纤、同轴电缆等）3.支持支持TCP/IP的网络操作系统的网络操作系统4.局域网服务器局域网服务器5.局域网客户机局域网客户
3、机6.其他组件（应用程序、网络管理系统等）其他组件（应用程序、网络管理系统等）局域网类型局域网类型1. 1.以太网以太网以太网以太网(Ethernet)(Ethernet)2. 2.令牌环网令牌环网令牌环网令牌环网 (Token Ring)(Token Ring)3. 3.令牌总线网令牌总线网令牌总线网令牌总线网(Token Bus)(Token Bus)4. 4.异步传输模式异步传输模式异步传输模式异步传输模式(ATM )(ATM )5. 5.光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口(FDDI )(FDDI )6. 6.无线局域网无线局域网无线局域网无线局域网
4、(WLAN)(WLAN)以太网以太网(Ethernet)1、以太网、以太网Ethernet是是Xerox、Intel、DEC公司创建的。并成为公司创建的。并成为IEEE 802.3 标准标准2、以太网的分类：、以太网的分类：（1）、传统以太网（标准以太网）（十兆以太网）、传统以太网（标准以太网）（十兆以太网）802.3（2）、快速以太网（百兆以太网）、快速以太网（百兆以太网） 802.3u（3）、千兆以太网）、千兆以太网 802.3z 802.3ab（4）、万兆以太网）、万兆以太网 802.3ae3、采用、采用CSMA/CD（载波侦听、多路访问、冲突检测）（载波侦听、多路访问、冲突检测）. .
5、PC1PC2PC10PC8PC11共享总线共享总线 10Mbps没数据在，我要发数据以太网以太网(Ethernet)以太网以太网(Ethernet)冲突冲突冲突冲突冲突CS-载波侦听（每个设备都能检测到信号）载波侦听（每个设备都能检测到信号） MA-多路访问（附在同一物理介质上的设备）多路访问（附在同一物理介质上的设备） CD-碰撞检测（碰撞发生使每个设备都能知道）碰撞检测（碰撞发生使每个设备都能知道） CSMA/CD发送规则发送规则1.开始开始 - 如果线路空闲，则启动传输，否则转到第如果线路空闲，则启动传输，否则转到第4步步 2.发送发送 - 如果检测到冲突如果检测到冲突,继续发送数据直到
6、达到最小报文时间继续发送数据直到达到最小报文时间 (保证保证所有其他转发器和终端检测到冲突所有其他转发器和终端检测到冲突)，再转到第，再转到第4步步. 3.成功传输成功传输 - 向更高层的网络协议报告发送成功，退出传输模式。向更高层的网络协议报告发送成功，退出传输模式。 4.线路忙线路忙 - 等待，直到线路空闲等待，直到线路空闲 5.线路进入空闲状态线路进入空闲状态 - 等待一个随机的时间，转到第等待一个随机的时间，转到第1步，除非超过最步，除非超过最大尝试次数大尝试次数 6.超过最大尝试传输次数超过最大尝试传输次数 - 向更高层的网络协议报告发送失败，退出向更高层的网络协议报告发送失败，退出
7、传输模式传输模式 标准以太网标准以太网 IEEE 802.310Base-5 使用粗同轴电缆使用粗同轴电缆,最大网段长度为最大网段长度为500m，基带传输方法，基带传输方法10Base-2 使用细同轴电缆使用细同轴电缆,最大网段长度为最大网段长度为185m，基带传输方法，基带传输方法10Base-T 使用双绞线电缆使用双绞线电缆,最大网段长度为最大网段长度为100m，基带传输方法，基带传输方法1Base-5 使用双绞线电缆使用双绞线电缆,最大网段长度为最大网段长度为500m，传输速度为，传输速度为1Mbps10Broad-36使用同轴电缆使用同轴电缆(RG-59),最大网段长度为最大网段长度为
8、3600m,宽带传输宽带传输10Base-F使用光纤传输介质使用光纤传输介质,传输速率为传输速率为10Mbps,基带传输方法基带传输方法快速以太网快速以太网 IEEE 802.3u100BASETX：是一种使用：是一种使用5类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。它使用两对双绞线，一对用于发送，一对用于接收数据。在传输太网技术。它使用两对双绞线，一对用于发送，一对用于接收数据。在传输中使用中使用4B5B编码方式，信号频率为编码方式，信号频率为125MHz。符合。符合EIA586的的5类布线标准类布线标准和和IBM的的SPT 1类布线标准。使用同
9、类布线标准。使用同10BASET相同的相同的RJ45连接器。它的连接器。它的最大网段长度为最大网段长度为100米。它支持全双工的数据传输。米。它支持全双工的数据传输。 100BASEFX：是一种使用光缆的快速以太网技术，可使用单模和多模光：是一种使用光缆的快速以太网技术，可使用单模和多模光纤（纤（62.5和和125um）多模光纤连接的最大距离为）多模光纤连接的最大距离为550米。单模光纤连接的最米。单模光纤连接的最大距离为大距离为3000米。在传输中使用米。在传输中使用4B5B编码方式，信号频率为编码方式，信号频率为125MHz。它。它使用使用MICFDDI连接器、连接器、ST连接器或连接器或
10、SC连接器。它的最大网段长度为连接器。它的最大网段长度为150m、412m、2000m或更长至或更长至10公里，这与所使用的光纤类型和工作模式公里，这与所使用的光纤类型和工作模式有关，它支持全双工的数据传输。有关，它支持全双工的数据传输。100BASEFX特别适合于有电气干扰的特别适合于有电气干扰的环境、较大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。环境、较大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。 100BASET4：是一种可使用：是一种可使用3、4、5类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。它使用以太网技术。它使用4对双绞线，对双绞线，3对用于传送数据，对用于
11、传送数据，1对用于检测冲突信号。对用于检测冲突信号。在传输中使用在传输中使用8B6T编码方式，信号频率为编码方式，信号频率为25MHz，符合，符合EIA586结构化布结构化布线标准。它使用与线标准。它使用与10BASET相同的相同的RJ45连接器，最大网段长度为连接器，最大网段长度为100米。米。 千兆以太网千兆以太网IEEE 802.3z1000Base-SX 1000Base-SX只支持多模光纤，可以采用直径为只支持多模光纤，可以采用直径为62.5um或或50um的多的多模光纤，工作波长为模光纤，工作波长为770-860nm，传输距离为，传输距离为220-550m。 1000Base-LX
12、*多模光纤多模光纤 1000Base-LX可以采用直径为可以采用直径为62.5um或或50um的多模光纤，工作波长的多模光纤，工作波长范围为范围为1270-1355nm，传输距离为，传输距离为550m。 *单模光纤单模光纤 1000Base-LX可以支持直径为可以支持直径为8-10um的单模光纤，工作波长范围为的单模光纤，工作波长范围为1270-1355nm，传输距离为，传输距离为5km及以上。及以上。 1000Base-CX采用采用150欧屏蔽双绞线（欧屏蔽双绞线（STP），传输距离为），传输距离为25m。 千兆以太网千兆以太网IEEE 802.3abIEEE802.3ab工作组负责制定基于
13、工作组负责制定基于UTP的半双工链路的千兆以太网标准，的半双工链路的千兆以太网标准，产生产生IEEE802.3ab标准及协议。标准及协议。IEEE802.3ab定义基于定义基于5类类UTP的的1000Base-T1000Base-T标准，其目的是在标准，其目的是在5类类UTP上以上以1000Mbit/s速率传输速率传输100m。 IEEE802.3ab标准的意义主要有以下两点：标准的意义主要有以下两点： (1) 保护用户在保护用户在5类类UTP布线系统上的投资。布线系统上的投资。 (2) 1000Base-T是是100Base-T自然扩展，与自然扩展，与10Base-T、100Base-T完完
14、全兼容。不过，在全兼容。不过，在5类类UTP上达到上达到1000Mbit/s的传输速率需要解决的传输速率需要解决5类类UTP的串扰和衰减问题，因此，使得的串扰和衰减问题，因此，使得IEEE802.3ab工作组的开发任务工作组的开发任务要比要比IEEE802.3z复杂些。复杂些。万兆以太网万兆以太网 IEEE 802.3ae10G以太网以太网 (万兆以太网万兆以太网 ) 现在现在10Gbps的以太网标准已经由的以太网标准已经由IEEE 802.3ae工作组于工作组于2000年年正式制定，正式制定，10G以太网仍使用与以往以太网仍使用与以往10Mbps和和100Mbps以太网相同以太网相同的形式，
15、它允许直接升级到高速网络。同样使用的形式，它允许直接升级到高速网络。同样使用IEEE 802.3标准的帧标准的帧格式、全双工业务和流量控制方式。在半双工方式下，格式、全双工业务和流量控制方式。在半双工方式下，10G以太网使以太网使用基本的用基本的CSMACD访问方式来解决共享介质的冲突问题。此外，访问方式来解决共享介质的冲突问题。此外，10G以太网使用由以太网使用由IEEE 802.3小组定义了和以太网相同的管理对象。小组定义了和以太网相同的管理对象。总之，总之，10G以太网仍然是以太网，只不过更快。但由于以太网仍然是以太网，只不过更快。但由于10G以太网技以太网技术的复杂性及原来传输介质的兼
16、容性问题（目前只能在光纤上传输，术的复杂性及原来传输介质的兼容性问题（目前只能在光纤上传输，与原来企业常用的双绞线不兼容了），还有这类设备造价较高）与原来企业常用的双绞线不兼容了），还有这类设备造价较高）令牌环网令牌环网 (Token Ring)令牌环网是令牌环网是IBM公司于公司于20世纪世纪70年代发展的，现在这种网络比年代发展的，现在这种网络比较少见。在老式的令牌环网中，数据传输速度为较少见。在老式的令牌环网中，数据传输速度为4Mbps或或16Mbps，新型的快速令牌环网速度可达新型的快速令牌环网速度可达100Mbps。令牌环网的传输方法在物理。令牌环网的传输方法在物理上采用了星形拓扑结
17、构，但逻辑上仍是环形拓扑结构。结点间采用上采用了星形拓扑结构，但逻辑上仍是环形拓扑结构。结点间采用多站访问部件（多站访问部件（Multistation Access Unit，MAU）连接在一起。）连接在一起。MAU是一种专业化集线器，它是用来围绕工作站计算机的环路进行是一种专业化集线器，它是用来围绕工作站计算机的环路进行传输。由于数据包看起来像在环中传输，所以在工作站和传输。由于数据包看起来像在环中传输，所以在工作站和MAU中没中没有终结器。有终结器。 在这种网络中，有一种专门的帧称为在这种网络中，有一种专门的帧称为“令牌令牌”，在环路上持续，在环路上持续地传输来确定一个结点何时可以发送包。
18、令牌为地传输来确定一个结点何时可以发送包。令牌为24位长，有位长，有3个个8位位的域，分别是首定界符（的域，分别是首定界符（Start Delimiter，SD）、访问控制（）、访问控制（Access Control，AC）和终定界符（）和终定界符（End Delimiter，ED）。首定界符是一）。首定界符是一种与众不同的信号模式，作为一种非数据信号表现出来，用途是防种与众不同的信号模式，作为一种非数据信号表现出来，用途是防止它被解释成其它东西。这种独特的止它被解释成其它东西。这种独特的8位组合只能被识别为帧首标识位组合只能被识别为帧首标识符（符（SOF）。由于目前以太网技术发展迅速，令牌网
19、存在固有缺点，）。由于目前以太网技术发展迅速，令牌网存在固有缺点，令牌在整个计算机局域网已不多见，原来提供令牌网设备的厂商多令牌在整个计算机局域网已不多见，原来提供令牌网设备的厂商多数也退出了市场，所以在目前局域网市场中令牌环网可以说是数也退出了市场，所以在目前局域网市场中令牌环网可以说是“明明日黄花日黄花”了。了。令牌总线网令牌总线网(Token Bus)令牌总线网在物理上是一个总线网，在逻辑上是一个令牌环网，令牌总线网在物理上是一个总线网，在逻辑上是一个令牌环网，它避免了以太网不能实时传送数据和令牌环网轻载时性能不太好的它避免了以太网不能实时传送数据和令牌环网轻载时性能不太好的缺点，既有总
20、线网接入方便和可靠性较高的优点，也具有令牌环网缺点，既有总线网接入方便和可靠性较高的优点，也具有令牌环网无冲突和发送时延有确定上限的优点，但实现起来更加复杂。一般无冲突和发送时延有确定上限的优点，但实现起来更加复杂。一般在网络既要求高可靠性也要求较强的实时性时，才会采用令牌总线在网络既要求高可靠性也要求较强的实时性时，才会采用令牌总线网。网。异步传输模式（异步传输模式（ATM ）ATM的英文全称为的英文全称为“asynchronous transfer mode”，中文名为，中文名为“异步异步传输模式传输模式”，它的开发始于，它的开发始于70年代后期。年代后期。ATM是一种较新型的单元交换技术
21、，是一种较新型的单元交换技术，同以太网、令牌环网、同以太网、令牌环网、FDDI网络等使用可变长度包技术不同，网络等使用可变长度包技术不同，ATM使用使用53字节固定长度的单元进行交换。它是一种交换技术，它没有共享介质或包传字节固定长度的单元进行交换。它是一种交换技术，它没有共享介质或包传递带来的延时，非常适合音频和视频数据的传输。递带来的延时，非常适合音频和视频数据的传输。ATM主要具有以下优点：主要具有以下优点： （1）ATM使用相同的数据单元，可实现广域网和局域网的无缝连接。使用相同的数据单元，可实现广域网和局域网的无缝连接。 （2）ATM支持支持VLAN（虚拟局域网）功能，可以对网络进行
22、灵活的管理和（虚拟局域网）功能，可以对网络进行灵活的管理和配置。配置。 （3）ATM具有不同的速率，分别为具有不同的速率，分别为25、51、155、622Mbps，从而为不同，从而为不同的应用提供不同的速率。的应用提供不同的速率。 ATM是采用是采用“信元交换信元交换”来替代来替代“包交换包交换”进行实验，发现信元交换进行实验，发现信元交换的速度是非常快的。信元交换将一个简短的指示器称为虚拟通道标识符，并的速度是非常快的。信元交换将一个简短的指示器称为虚拟通道标识符，并将其放在将其放在TDM时间片的开始。这使得设备能够将它的比特流异步地放在一时间片的开始。这使得设备能够将它的比特流异步地放在一
23、个个ATM通信通道上，使得通信变得能够预知且持续的，这样就为时间敏感的通信通道上，使得通信变得能够预知且持续的，这样就为时间敏感的通信提供了一个预通信提供了一个预QoS，这种方式主要用在视频和音频上。通信可以预知的，这种方式主要用在视频和音频上。通信可以预知的另一个原因是另一个原因是ATM采用的是固定的信元尺寸。采用的是固定的信元尺寸。ATM通道是虚拟的电路，并通道是虚拟的电路，并且且MAN传输速度能够达到传输速度能够达到10Gbps。 产生原因：产生原因： （1 1）、）、X.25X.25等技术速度慢，而以太网、令牌环网限制在等技术速度慢，而以太网、令牌环网限制在LANLAN范围内，不范围内
24、，不能应用在能应用在WANWAN范围内。范围内。 （2 2）、普通网络业务单一性。）、普通网络业务单一性。 （3 3）、无灵活性，原有网络很难适应以后出现的新业务。）、无灵活性，原有网络很难适应以后出现的新业务。 （4 4）、效率低，一个网络的资源很难被其它网络共享）、效率低，一个网络的资源很难被其它网络共享ATMATM技术：技术： （1 1）、欧洲异步时分复用）、欧洲异步时分复用ATDATD（图像通信）（图像通信）+ +美国快速分组交换美国快速分组交换FPSFPS（高（高速数据）速数据） （2 2）、它可以利用固定数据包的大小这种方法达到从）、它可以利用固定数据包的大小这种方法达到从25 6
25、22Mbps25 622Mbps的的传输速率。传输速率。 （3 3）、）、ATM ATM 的这种大小固定的数据包又叫信元，它由的这种大小固定的数据包又叫信元，它由4848字节的数据加上字节的数据加上5 5字节的头信息组成。通过使用大小固定的数据包，字节的头信息组成。通过使用大小固定的数据包，ATMATM提供可预料的通信提供可预料的通信模式，并能够更好地控制带宽的使用情况。模式，并能够更好地控制带宽的使用情况。异步传输模式（异步传输模式（ATM ）（4 4）、）、ATMATM采用的是虚电路方式。它可以使用专用虚电路（采用的是虚电路方式。它可以使用专用虚电路（PVCPVC），也可以），也可以使用交
26、换虚电路（使用交换虚电路（SVCSVC）。）。（5 5）、）、ATMATM依靠依靠“干净干净”的数字传输介质，如光纤，来获得高的传输速率。的数字传输介质，如光纤，来获得高的传输速率。然而，它也可以与使用其他的如铜轴电缆或双绞线介质，以及其他采用然而，它也可以与使用其他的如铜轴电缆或双绞线介质，以及其他采用诸如以太网或帧中继传输方法的系统连接。诸如以太网或帧中继传输方法的系统连接。（6 6）、对时间延迟要求严格的数据，如视频、音频、图像和其他超大型文）、对时间延迟要求严格的数据，如视频、音频、图像和其他超大型文件的传输是非常适合采用件的传输是非常适合采用ATMATM技术的。技术的。 由于ATM高
27、质量的服务、负载平衡能力、传输速率以及可互操作性，它也许是一种理想的远距离通信方式。和其他新涌现出的技术一样，ATM的缺点是它的花费太大并且缺乏定义完善的标准。(SVCs)(PVCs)异步传输模式（异步传输模式（ATM ）光纤分布式数据接口（光纤分布式数据接口（FDDI ）FDDI的英文全称为的英文全称为“Fiber Distributed Data Interface”，中文，中文名为名为“光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口”，它是于，它是于80年代中期发展起来一项局年代中期发展起来一项局域网技术，它提供的高速数据通信能力要高于当时的以太网域网技术，它提供的高速数据通信能力要高于当时的以太
28、网（10Mbps）和令牌网（）和令牌网（4或或16Mbps）的能力。）的能力。FDDI标准由标准由ANSI X3T9.5标准委员会制订，为繁忙网络上的高容量输入输出提供了一标准委员会制订，为繁忙网络上的高容量输入输出提供了一种访问方法。种访问方法。FDDI技术同技术同IBM的的Tokenring技术相似，并具有技术相似，并具有LAN和和Tokenring所缺乏的管理、控制和可靠性措施，所缺乏的管理、控制和可靠性措施，FDDI支持长达支持长达2KM的多模光纤。的多模光纤。FDDI网络的主要缺点是价格同前面所介绍的网络的主要缺点是价格同前面所介绍的“快速以快速以太网太网”相比贵许多，且因为它只支持
29、光缆和相比贵许多，且因为它只支持光缆和5类电缆，所以使用环境类电缆，所以使用环境受到限制、从以太网升级更是面临大量移植问题受到限制、从以太网升级更是面临大量移植问题。 光纤分布式数据接口（光纤分布式数据接口（FDDI ）光纤分布式数据接口（光纤分布式数据接口（ FDDI ）无线局域网无线局域网WLAN无线局域网是目前最新，也是最为热门的一种局域网，特别是无线局域网是目前最新，也是最为热门的一种局域网，特别是自自Intel推出首款自带无线网络模块的迅驰笔记本处理器以来。无线推出首款自带无线网络模块的迅驰笔记本处理器以来。无线局域网与传统的局域网主要不同之处就是传输介质不同，传统局域局域网与传统的
30、局域网主要不同之处就是传输介质不同，传统局域网都是通过有形的传输介质进行连接的，如同轴电缆、双绞线和光网都是通过有形的传输介质进行连接的，如同轴电缆、双绞线和光纤等，而无线局域网则是采用空气作为传输介质的。正因为它摆脱纤等，而无线局域网则是采用空气作为传输介质的。正因为它摆脱了有形传输介质的束缚，所以这种局域网的最大特点就是自由，只了有形传输介质的束缚，所以这种局域网的最大特点就是自由，只要在网络的覆盖范围内，可以在任何一个地方与服务器及其它工作要在网络的覆盖范围内，可以在任何一个地方与服务器及其它工作站连接，而不需要重新铺设电缆。这一特点非常适合那些移动办公站连接，而不需要重新铺设电缆。这一
31、特点非常适合那些移动办公一簇，有时在机场、宾馆、酒店等（通常把这些地方称为一簇，有时在机场、宾馆、酒店等（通常把这些地方称为“热点热点”），只要无线网络能够覆盖到，它都可以随时随地连接上无线网），只要无线网络能够覆盖到，它都可以随时随地连接上无线网络，甚至络，甚至Internet。 无线局域网无线局域网WLAN无线局域网所采用的是无线局域网所采用的是802.11系列标准，它也是由系列标准，它也是由IEEE 802标准委员会制定的。标准委员会制定的。目前这一系列主要有目前这一系列主要有4个标准，个标准，分别为：分别为：802.11b(ISM 2.4GHz)、802.11a （5GHz）、）、80
32、2.11g（ISM 2.4GHz)802.11n 前三个标准都是针对传输速度进行的改进，最开始推出的是前三个标准都是针对传输速度进行的改进，最开始推出的是802.11b，它的传输速，它的传输速度为度为11MBs，因为它的连接速度比较低，随后推出了，因为它的连接速度比较低，随后推出了802.11a标准，它的连接速度可标准，它的连接速度可达达54MBs。但由于两者不互相兼容，致使一些早已购买。但由于两者不互相兼容，致使一些早已购买802.11b标准的无线网络设备标准的无线网络设备在新的在新的802.11a网络中不能用，所以在今年前些时候正式推出了兼容网络中不能用，所以在今年前些时候正式推出了兼容8
33、02.11b与与802.11a两种标准的两种标准的802.11g，这样原有的，这样原有的802.11b和和802.11a两种标准的设备都可以在同一网络两种标准的设备都可以在同一网络中使用。中使用。 IEEE 802.11n，2004年年1月月IEEE宣布组成一个新的单位来发展新的宣布组成一个新的单位来发展新的802.11标准。资标准。资料传输速度估计将达料传输速度估计将达540Mbit/s(需要在物理层产生更高速度的传输率需要在物理层产生更高速度的传输率)，此项新标准应，此项新标准应该要比该要比802.11b快上快上50倍，而比倍，而比802.11g快上快上10倍左右。倍左右。802.11n也将会比目前的无线网也将会比目前的无线网络传送到更远的距离络传送到更远的距离 所使用的方法所使用的方法/算法有：算法有：WEP（RC4-128预共享密钥，预共享密钥，WPA/WPA2（802.11 RADIUS集中式身份认证，使用集中式身份认证，使用TKIP与与/或或AES加密算法）与加密算法）与WPA（预共享密钥）。（预共享密钥）。
