局域网知识学习课件教学课件PPT计算机局域网

《局域网知识学习课件教学课件PPT计算机局域网》由会员分享，可在线阅读，更多相关《局域网知识学习课件教学课件PPT计算机局域网（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第4章 计算机局域网 内容提要内容提要本章主要介绍计算机局域网的基本知识。通过本章的学习读者应该能够：了解局域网的一些关键技术熟悉局域网协议及IEEE802标准、三种介质访问控制方法掌握以太网与交换式以太网的基本工作原理了解虚拟局域网的基本概念熟悉高速局域网技术了解局域网操作系统的类型及常用的局域网操作系统4.1 4.1 局域网概述局域网概述 局域网局域网LAN(LocalLAN(Local Area Network), Area Network),是一种在是一种在有限的地理范围有限的地理范围内将大量内将大量PCPC机及各种设备互连在机及各种设备互连在一起，实现数据传输和资源共享的计算机网络。

2、一起，实现数据传输和资源共享的计算机网络。社会对信息资源的广泛需求及计算机技术的广泛社会对信息资源的广泛需求及计算机技术的广泛普及，促进了局域网技术的迅猛发展。在当今的普及，促进了局域网技术的迅猛发展。在当今的计算机网络技术中，局域网技术已经占据了十分计算机网络技术中，局域网技术已经占据了十分重要的地位。重要的地位。 4.1.1 4.1.1 局域网的主要特点局域网的主要特点 （1）网络所覆盖的地理范围比较小 （2）高传输速率和低误码率 （3）局域网一般为一个单位所建，网络的经营权和管理权属于某个单位 （4）局域网与广域网侧重点不完全一样，局域网侧重共享信息的处理，而广域网一般侧重共享位置准确无

3、误及传输的安全性。 在LAN和WAN之间的是城市区域网MAN(Metropolitan Area Network)简称城域网。MAN是一个覆盖整个城市的网络，但它使用LAN的技术。 4.1.2 4.1.2 局域网的关键技术局域网的关键技术 决定局域网的主要技术涉及拓扑结构、传输决定局域网的主要技术涉及拓扑结构、传输媒体和介质访问控制媒体和介质访问控制( (Medium Access Medium Access Control,MACControl,MAC) )等三项技术问题，其中最重要等三项技术问题，其中最重要的是的是介质访问控制方法介质访问控制方法。 1 1拓扑结构拓扑结构 局域网具有几种典

4、型的拓扑结构：星型环型总线型树型 2 2传输形式传输形式 局域网的传输形式有两种：局域网的传输形式有两种：基带传输基带传输宽带传输宽带传输典型的传输介质有典型的传输介质有: :双绞线双绞线基带同轴电缆基带同轴电缆宽带同轴电缆宽带同轴电缆光导纤维光导纤维电磁波电磁波等等 3 3介质访问控制方法介质访问控制方法介质访问控制方法即信道访问控制方法主介质访问控制方法即信道访问控制方法主要有五类：要有五类：固定分配固定分配、需要分配需要分配、适应分适应分配配、探询访问探询访问和和随机访问随机访问。设计一个好的。设计一个好的介质访问控制协议有三个基本目标：协议介质访问控制协议有三个基本目标：协议要简单，获

5、得有效的通道利用率，对网上要简单，获得有效的通道利用率，对网上各站点的用户公平合理。各站点的用户公平合理。 4.2 4.2 局域网协议局域网协议 局域网出现之后，发展迅速，类型繁多，用局域网出现之后，发展迅速，类型繁多，用户为了能实现不同类型局域网之间的通信，迫切户为了能实现不同类型局域网之间的通信，迫切希望尽快产生局域网标准。希望尽快产生局域网标准。19801980年年2 2月，月，美国电气美国电气和电子工程师学会（即和电子工程师学会（即IEEEIEEE）成立成立802802课题组，研课题组，研究并制定了究并制定了局域网标准局域网标准IEEE802IEEE802。后来，国际标准后来，国际标准

6、化组织（化组织（ISOISO）经过讨论，建议将经过讨论，建议将802802标准确定为标准确定为局域网标准。局域网标准。 4.2.1 4.2.1 局域网协议与局域网协议与IEEE802IEEE802系列标准系列标准 1 1局域网体系结构局域网体系结构 局域网的通信子网只包括物理层和数据链路层。局域网的通信子网只包括物理层和数据链路层。 局域网的物理层实际上由两个子层组成，其中，较局域网的物理层实际上由两个子层组成，其中，较低的子层描述与传输介质有关的特性，较高的子层集中低的子层描述与传输介质有关的特性，较高的子层集中描述与介质无关的物理层特性。描述与介质无关的物理层特性。 局域网的数据链路层由两

7、个子层组成：局域网的数据链路层由两个子层组成：介质访问控介质访问控制（制（MACMAC）子层子层和和逻辑链路控制（逻辑链路控制（LLCLLC）子层子层。不同的局。不同的局域网采用不同的域网采用不同的MACMAC子层，而所有局域网的子层，而所有局域网的LLCLLC子层均是子层均是一致的。一致的。 局域网的低两层一般由硬件实现，这就是我们平常局域网的低两层一般由硬件实现，这就是我们平常所说的所说的网络适配器（简称网卡）网络适配器（简称网卡），高层由软件实现，网，高层由软件实现，网络操作系统是高层的具体实现。络操作系统是高层的具体实现。 OSIOSI参考模型与局域网体系结构比较参考模型与局域网体系结

8、构比较 2 2IEEE802IEEE802标准标准 （1 1）IEEE802.1IEEE802.1：包括局域网体系结构、网络互连以及网络包括局域网体系结构、网络互连以及网络管理；管理；（2 2）IEEE802.2IEEE802.2：逻辑链路控制逻辑链路控制LLCLLC子层的功能与服务。子层的功能与服务。（3 3）IEEE802.3IEEE802.3：描述描述CSMA/CDCSMA/CD总线介质访问控制方法与物总线介质访问控制方法与物理层规范；理层规范；（4 4）IEEE802.4IEEE802.4：定义令牌总线（定义令牌总线（Token BusToken Bus）介质访问控介质访问控制方法与物

9、理层规范；制方法与物理层规范；（5 5）IEEE802.5IEEE802.5：定义令牌环（定义令牌环（Token RingToken Ring）介质访问控制介质访问控制方法与物理层规范；方法与物理层规范；（6 6）IEEE802.6IEEE802.6：定义城市网介质访问控制方法与物理层规定义城市网介质访问控制方法与物理层规范范2 2IEEE802IEEE802标准标准（7 7）IEEE802.7IEEE802.7：定义了宽带技术；定义了宽带技术；（8 8）IEEE802.8IEEE802.8：定义了光纤技术；定义了光纤技术；（9 9）IEEE802.9IEEE802.9：定义了语音与数据综合局

10、域网定义了语音与数据综合局域网（ISDNISDN）技术；技术；（1010）IEEE802.10IEEE802.10：定义了局域网的安全机制；定义了局域网的安全机制；（1111）IEEE802.11IEEE802.11：定义了无线局域网技术；定义了无线局域网技术；（1212）IEEE802.12IEEE802.12：定义了按需优先的介质访问方法，定义了按需优先的介质访问方法，用于快速以太网。用于快速以太网。 局域网局域网IEEE802IEEE802标准标准 4.2.2 4.2.2 介质访问控制方法介质访问控制方法 1 1带有碰撞检测的载波侦听多点访问法带有碰撞检测的载波侦听多点访问法( (CSM

11、A/CD) CSMA/CD) CSMA/CD CSMA/CD是英文是英文Carrier Sense Multiple Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection Access With Collision Detection 的缩写的缩写, , 含含有两方面的内容有两方面的内容: :即载波侦听（即载波侦听（CSMACSMA）和碰撞检测和碰撞检测（CDCD）。）。CSMA/CDCSMA/CD访问控制方式主要用于总线形和访问控制方式主要用于总线形和树形网络拓扑结构，基带传输系统。信息传输是树形网络拓扑结构，基带传输系统。信息传输是以

12、以“包包”为单位，简称信包，发展为为单位，简称信包，发展为IEEE 802.3IEEE 802.3基带基带CSMA/CDCSMA/CD局域网标准。局域网标准。 CSMA/CDCSMA/CD的设计思想的设计思想 （1 1）侦听（监听）总线）侦听（监听）总线 用来测试总线上有无其他工作站正在发送信息（也称为用来测试总线上有无其他工作站正在发送信息（也称为载波识别）载波识别） （2 2）冲突检测（碰撞检测）冲突检测（碰撞检测） 结点在发送数据的同时应该进行冲突检测。冲突检测的结点在发送数据的同时应该进行冲突检测。冲突检测的方法有两种：比较法和编码违例判决法。方法有两种：比较法和编码违例判决法。 任何

13、一个结点发送数据都要通过任何一个结点发送数据都要通过CSMA/CDCSMA/CD方法去争取总方法去争取总线使用权，从它准备发送到成功发送的发送等待延迟时间是线使用权，从它准备发送到成功发送的发送等待延迟时间是不确定的。因此人们将不确定的。因此人们将EthernetEthernet所使用的所使用的CSMA/CDCSMA/CD方法定义方法定义为一种随机争用型介质访问控制方法。为一种随机争用型介质访问控制方法。 CSMA/CDCSMA/CD方式的主要特点方式的主要特点 原理比较简单，技术上较易实现，网络中各工作站处于原理比较简单，技术上较易实现，网络中各工作站处于同等地位，不要集中控制，网络负载轻时

14、效率较高。但这种同等地位，不要集中控制，网络负载轻时效率较高。但这种方式不能提供优先级控制，各结点争用总线，不能满足远程方式不能提供优先级控制，各结点争用总线，不能满足远程控制所需要的确定延时和绝对可靠性的要求。此方式效率高，控制所需要的确定延时和绝对可靠性的要求。此方式效率高，但当负载增大时，发送信息的等待时间较长。为了克服以上但当负载增大时，发送信息的等待时间较长。为了克服以上特点，产生了特点，产生了CSMA/CDCSMA/CD的改进方式，如带优先权的的改进方式，如带优先权的CSMA/CDCSMA/CD访访问方式，带回答包的问方式，带回答包的CSMA/CDCSMA/CD访问方式，避免冲突的

15、访问方式，避免冲突的CSMA/CDCSMA/CD访问方式等。访问方式等。 2 2令牌环访问控制法令牌环访问控制法( (Token Ring )Token Ring ) Token RingToken Ring是令牌通行环是令牌通行环( (Token Passing Ring)Token Passing Ring)的简的简写。其主要技术指标是：网络拓扑为环形布局，基带网，写。其主要技术指标是：网络拓扑为环形布局，基带网，采用单个令牌（或双令牌）的令牌传递方法。环形网络的采用单个令牌（或双令牌）的令牌传递方法。环形网络的主要特点是：只有一条环路，信息单向沿环流动，无路径主要特点是：只有一条环路，信

16、息单向沿环流动，无路径选择问题；网络中的节点只有获得令牌才可以发送数据。选择问题；网络中的节点只有获得令牌才可以发送数据。因而，在令牌环网中不会发生冲突因而，在令牌环网中不会发生冲突。 令牌环工作原理令牌环工作原理 （c c）数据循环一周后，节点数据循环一周后，节点A A将其收回将其收回 （d d）产生新的令牌发送到环路中产生新的令牌发送到环路中（a a）节点节点A A截获令牌并准备发送数据截获令牌并准备发送数据 （b b）节点节点A A将数据发送到节点将数据发送到节点C C令牌环访问控制法的特点令牌环访问控制法的特点 令牌方式在轻负载时，由于发送信息之前必令牌方式在轻负载时，由于发送信息之前

17、必须等待令牌，加上规定由源站收回信息，大约有须等待令牌，加上规定由源站收回信息，大约有50%50%的环路在传送无用信息，所以效率较低。然而的环路在传送无用信息，所以效率较低。然而在重负载环路中，令牌以在重负载环路中，令牌以“循环循环”方式工作，故方式工作，故效率较高，各站机会均等。令牌环的主要优点在效率较高，各站机会均等。令牌环的主要优点在于它提供的访问方式的可调整性，它可提供优先于它提供的访问方式的可调整性，它可提供优先权服务，具有很强的实时性。其主要缺点是需有权服务，具有很强的实时性。其主要缺点是需有令牌维护要求，避免令牌丢失或令牌重复，故这令牌维护要求，避免令牌丢失或令牌重复，故这种方式

18、控制电路较复杂种方式控制电路较复杂。 3 3令牌总线访问控制法令牌总线访问控制法( (Token Bus)Token Bus) Token Bus Token Bus是是令牌通行总线令牌通行总线( (Token Passing Token Passing Bus)Bus)的简写。这种方式主要用于总线型或树型网的简写。这种方式主要用于总线型或树型网络结构中。络结构中。19761976年美国年美国Data PointData Point公司研制成功公司研制成功的的ARCnet(AttachedARCnet(Attached Resource Computer) Resource Computer)

19、网络，网络，它综合了令牌传递方式和总线网络的优点，在物它综合了令牌传递方式和总线网络的优点，在物理总线结构中实现令牌传递控制方法从而构成一理总线结构中实现令牌传递控制方法从而构成一个逻辑环路。此方式也是目前微机局域中的主流个逻辑环路。此方式也是目前微机局域中的主流介质访问控制方式。介质访问控制方式。 令牌总线结构令牌总线结构 令牌总线访问控制法的特点令牌总线访问控制法的特点 Token Bus Token Bus方式的最大优点是具有极好的吞方式的最大优点是具有极好的吞吐能力，且吞吐量随数据传输速率的增高而增吐能力，且吞吐量随数据传输速率的增高而增加并随介质的饱和而稳定下来但并不下降；各加并随介

20、质的饱和而稳定下来但并不下降；各工作站不需要检测冲突，故信号电压容许较大工作站不需要检测冲突，故信号电压容许较大的动态范围，联网距离较远；有一定实时性，的动态范围，联网距离较远；有一定实时性，在工业控制中得到了广泛应用在工业控制中得到了广泛应用 4.3 4.3 以太网与交换式以太网以太网与交换式以太网 4.3.1 4.3.1 IEEE802.3IEEE802.3与以太网与以太网 目前应用最广泛的一类局域网是目前应用最广泛的一类局域网是以太网以太网EthernetEthernet。它是由美国施乐（它是由美国施乐（XeroxXerox）公司于公司于19751975年研制成功并获得专利。此后，年研制

21、成功并获得专利。此后，XeroxXerox公公司与司与DECDEC公司、公司、IntelIntel公司合作，提出了公司合作，提出了EthernetEthernet规范，成为第一个局域网产品规范，规范，成为第一个局域网产品规范，这个规范后来成为这个规范后来成为IEEE802.3IEEE802.3标准的基础。标准的基础。 Ethernet 典型的总线型局域网，其连接情况如图所示，它的传输典型的总线型局域网，其连接情况如图所示，它的传输速率为速率为1010MbpsMbps。EthernetEthernet的核心技术是它的随机争用型介质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

22、听多路访问访问控制方法，即带有冲突检测的载波侦听多路访问（Carrier Sense Multiple Access with Collision DetectionCarrier Sense Multiple Access with Collision Detection）方法。方法。 以太网的介质访问控制方法以太网的介质访问控制方法CSMA/CDCSMA/CD的基本工作原理可的基本工作原理可以从以从MACMAC帧结构、发送流程及接收流程三方面结合进行讨论帧结构、发送流程及接收流程三方面结合进行讨论 1 1MACMAC帧结构帧结构 以太网的帧结构如图所示以太网的帧结构如图所示 前导码：前导码

23、：前导码由前导码由7 7个字节的个字节的“10101010”“10101010”比特串组成，其作用是比特串组成，其作用是使发送方和接收方同步。使发送方和接收方同步。帧定界符：帧定界符：帧定界符包括一个字节，其位组合帧定界符包括一个字节，其位组合是是1010101110101011。其作用是标志着一帧的开始。其作用是标志着一帧的开始。目的地址：目的地址：为发送帧的目的为发送帧的目的接收站地址，由接收站地址，由2 2或或6 6个字节（个字节（4848位）组成，对位）组成，对1010MbpsMbps的标准规定为的标准规定为6 6字字节。如果目的地址是全节。如果目的地址是全1 1，目的站为网络上的所有

24、站，即为广播地址。，目的站为网络上的所有站，即为广播地址。源地址：源地址：标志发送站的地址，也由标志发送站的地址，也由2 2或或6 6个字节组成个字节组成. .。长度：长度：长度字段长度字段由两个字节组成，用来指示数据有多少个字节。由两个字节组成，用来指示数据有多少个字节。数据：数据：真正在收发两站真正在收发两站之间要传递的数据块。标准规定数据块最多只能包括之间要传递的数据块。标准规定数据块最多只能包括15001500个字节，最少个字节，最少也不能少于也不能少于4646个字节，如果实际数据长度小于个字节，如果实际数据长度小于4646个字节，则必须加以填个字节，则必须加以填充。充。校验位：校验位

25、：帧校验采用帧校验采用3232位位CRCCRC校验，校验范围是目的地址、源地址、校验，校验范围是目的地址、源地址、长度及数据块。长度及数据块。 2 2帧的发送流程帧的发送流程 3 3帧的接收过程帧的接收过程 在以太网中，节点要送数据需要通过竞争才在以太网中，节点要送数据需要通过竞争才能取得总线的使用权。不发送的节点应该一直处能取得总线的使用权。不发送的节点应该一直处于接收状态。一个节点收完一帧后。首先检查帧于接收状态。一个节点收完一帧后。首先检查帧长度，如果帧长度小于规定的最小长度，说明一长度，如果帧长度小于规定的最小长度，说明一定是发生冲突后废弃的帧，接收节点丢弃已收到定是发生冲突后废弃的帧

26、，接收节点丢弃已收到的帧，重新进入等待接收状态。如果帧长度正常，的帧，重新进入等待接收状态。如果帧长度正常，则接收节点接着检查帧的目的地址，如果目的地则接收节点接着检查帧的目的地址，如果目的地址是本节点地址，则接收该帧。如果目的地址不址是本节点地址，则接收该帧。如果目的地址不是本节点地址，则丢弃该帧。是本节点地址，则丢弃该帧。 4.3.2 4.3.2 交换式以太网交换式以太网 1 1共享式以太网共享式以太网 带双卡服务器的共享式以太网带双卡服务器的共享式以太网 交换式以太网交换式以太网 共享式交换以太网共享式交换以太网 4.4 4.4 虚拟局域网虚拟局域网 4.4.1 4.4.1 虚拟网络的概

27、念和作用虚拟网络的概念和作用 虚虚拟拟网网络络( (Virtual Virtual Network)Network)的的概概念念是是由由于于工工作作组组( (Workgroup)Workgroup)的的需需要要而而产产生生，伴伴随随高高速速网网络络的的发发展展而而实实现现的的。它它将将逻逻辑辑的的网网络络拓拓扑扑与与物物理理的的网网络络设设施施相相分分离离，将将网网络络上上的的节节点点按按照照工工作作性性质质与与需需要要划划分分为为若若干干个个“逻逻辑辑工工作作组组”，一一个个逻逻辑辑工工作作组组就就被被称称为为一一个个虚虚拟拟局局域域网网( (VLANVLAN，VirtualVirtual

28、LAN) LAN)。 在大型局域网和校园、企业网的建设过程中，在大型局域网和校园、企业网的建设过程中，VLANVLAN的规划和划分是网络是否可以安全、方便地管理和运行的规划和划分是网络是否可以安全、方便地管理和运行的重要保证条件。的重要保证条件。 划分为不同划分为不同VLANVLAN的计算机的计算机 4.4.2 4.4.2 虚拟局域网的划分方法虚拟局域网的划分方法 1 1基于交换机端口的虚拟局域网基于交换机端口的虚拟局域网 2 2基于基于MACMAC地址的虚拟局域网地址的虚拟局域网 MACMAC地址地址是连接在网络中的每个设备网卡的物是连接在网络中的每个设备网卡的物理地址理地址. .由于由于M

29、ACMAC地址属于数据链路层，以此作为地址属于数据链路层，以此作为划分划分VLANVLAN的依据能很好地独立于网络层上的各种的依据能很好地独立于网络层上的各种应用。当某一用户节点从一物理网段移动到虚拟应用。当某一用户节点从一物理网段移动到虚拟网络的其它物理网段时，由于它的网络的其它物理网段时，由于它的MACMAC地址不变，地址不变，所以该节点将自动保持原来的所以该节点将自动保持原来的VLANVLAN成员的地位，成员的地位，对用户端无需作任何改动，真正做到了基于用户对用户端无需作任何改动，真正做到了基于用户的虚拟局域网。的虚拟局域网。 3 3基于网络层的虚拟局域网基于网络层的虚拟局域网 基于网络

30、层的虚拟局域网也称为基于网络层的虚拟局域网也称为隐性标志隐性标志( (ImplicitlyTagged)ImplicitlyTagged)的方法的方法，主要通过第，主要通过第3 3层层的协议信息来区别不同的虚拟局域网。划分的的协议信息来区别不同的虚拟局域网。划分的依据则主要是协议类型或地址信息等，这非常依据则主要是协议类型或地址信息等，这非常有利于组成基于具体应用或服务的虚拟局域网；有利于组成基于具体应用或服务的虚拟局域网；同时，用户成员可以随意移动工作站而无需重同时，用户成员可以随意移动工作站而无需重新配置网络地址，这对于了新配置网络地址，这对于了TCPTCPIPIP协议的用户协议的用户是特

31、别有利的。是特别有利的。 4 4IPIP广播组虚拟局域网广播组虚拟局域网 这种虚拟局域网的建立是动态的，它代表一组IP地址。由虚拟局域网中叫做代理的设备对虚拟局域网中的成员进行管理。当IP广播包要送达多个目的节点时，就动态建立虚拟局域网代理；这个代理和多个IP节点组成IP广播组虚拟局域网。网络用广播信息通知各IP站，表明网络中存在IP广播组，节点如果响应信息，就可以加入IP广播组，成为虚拟局域网中的一员，与虚拟局域网中的其他成员通信。IP广播中的所有节点属于同一个虚拟局域网，但它们只是特定时间段内特定IP广播组的成员。IP广播组虚拟局域网的动态特性提供了很高的灵活性，可以根据服务灵活地组建，而

32、且它可以跨越路由器形成与广域网的互连。 4.4.3 4.4.3 虚拟网络的优点虚拟网络的优点 使用使用VLANVLAN技术，通过合理地划分技术，通过合理地划分VLANVLAN来管理网络来管理网络具有许多优点具有许多优点 1 1控制网络广播风暴控制网络广播风暴 2 2增加网络的安全性增加网络的安全性 3 3提高了网络的性能提高了网络的性能 4 4易于网络管理易于网络管理 4.5 4.5 高速局域网技术高速局域网技术 4.5.1 4.5.1 快速以太网快速以太网 随随着着通通信信技技术术的的发发展展以以及及用用户户网网络络带带宽宽需需求求的的增增加加，原原有有的的1010MbpsMbps传传输输速

33、速率率的的LANLAN已已难难以以满满足足通通信信要要求求，为为了了提提高高网网络络速速率率，加加大大网网络络带带宽宽，出出现现了了快速以太网快速以太网，或者说，或者说100100M M传输速率的以太网。传输速率的以太网。 快速以太网有两种，一种叫快速以太网有两种，一种叫100100Base-TBase-T，另一另一种是种是100100VG-VG-AnyLANAnyLAN。下面分别加以介绍。下面分别加以介绍。 1 1100100Base-TBase-T 100 100Base-TBase-T是是1010Base-TBase-T的扩展，其物理布局如的扩展，其物理布局如图所示，拓扑结构为星形。图所

34、示，拓扑结构为星形。MACMAC层仍采用层仍采用CSMA/CDCSMA/CD介介质访问控制方式。质访问控制方式。100100Base-TBase-T目前被目前被IEEEIEEE定为正式定为正式的国际标准，其代号为的国际标准，其代号为IEEE802.3UIEEE802.3U 100100Base-TBase-T物理层规范物理层规范 （1 1）100100Base-Base-TxTx用于用于2 2对五类非屏蔽双绞线（对五类非屏蔽双绞线（UTPUTP）或或2 2对一类屏蔽双绞线（对一类屏蔽双绞线（STPSTP） （2 2）100100Base-T4Base-T4用于用于4 4对三类非屏蔽双绞线对三类

35、非屏蔽双绞线UTP UTP （3 3）100100Base-FXBase-FX用于用于2 2芯的多模或单模光纤芯的多模或单模光纤 2. 100VG-AnyLAN 100100VG-VG-AnyLANAnyLAN是是一一种种新新的的网网络络技技术术，被被IEEEIEEE公公司司正正式式确确认认为为IEEE802.12IEEE802.12标标准准。该该标标准准提提供供100100MbpsMbps的的数数据据传传输输，支支持持100100Base-TBase-T以以太太网网及及令令牌环网的拓扑结构。牌环网的拓扑结构。 100 100VG-VG-AnyLANAnyLAN与与100100Base-TBa

36、se-T之间技术上最大的之间技术上最大的区别在于介质访问控制方法的不同。区别在于介质访问控制方法的不同。100100Base-TBase-T采采用了用于用了用于1010MbpsMbps以太网的以太网的CSMA/CDCSMA/CD方式，而方式，而100100VG-VG-AnyLANAnyLAN采用一种新的介质访问方式采用一种新的介质访问方式请求优先请求优先（demand prioritydemand priority）。）。 请求优先（请求优先（demand prioritydemand priority） 在在这这种种方方式式中中，集集线线器器HubHub担担任任网网络络通通信信管管理理员员的

37、的角角色色。集集线线器器顺顺序序扫扫描描每每个个端端口口，寻寻找找要要传传送送的的数数据据，这这样就消除了冲突。样就消除了冲突。 对于每一个站点来讲，当有传送请求时就向对于每一个站点来讲，当有传送请求时就向HubHub提出提出请求，当网络空闲的时候，请求，当网络空闲的时候，HubHub将允许该站点进行传送；将允许该站点进行传送；当网络忙的时候，当网络忙的时候，HubHub便通知该站点等待发送。一旦网络便通知该站点等待发送。一旦网络空闲，空闲，HubHub首先处理具有高优先权的请求，然后处理一般首先处理具有高优先权的请求，然后处理一般请求。一般请求等待到达一定时间后，便会升为高优先请求。一般请求

38、等待到达一定时间后，便会升为高优先权请求。这种方法避免了在基于竞争的局域网中，负载权请求。这种方法避免了在基于竞争的局域网中，负载重的站点占用大部分带宽的问题，而且在重负载情况下，重的站点占用大部分带宽的问题，而且在重负载情况下，网络性能也不会受到较大影响。网络性能也不会受到较大影响。 100100VG-VG-AnyLANAnyLAN网络拓扑网络拓扑 100100VG-VG-AnyLANAnyLAN具有如下特点具有如下特点 请请求求优优先先技技术术，对对那那些些延延时时敏敏感感的的应应用用，如如多多媒体、电视会议等，特别有效。媒体、电视会议等，特别有效。 具具有有较较好好的的带带宽宽利利用用率

39、率，信信道道上上几几乎乎不不存存在在冲冲突，因此比较适合于重负载应用。突，因此比较适合于重负载应用。 可以在可以在3 3类非屏蔽双绞线上传输类非屏蔽双绞线上传输，这就意味着，这就意味着，用户不需要更换原来的双较线就可以实现从用户不需要更换原来的双较线就可以实现从1010MpbsMpbs向向100100MpbsMpbs的升级的升级。 快速交换以太网快速交换以太网 4.5.3 4.5.3 千兆以太网千兆以太网 千兆以太网千兆以太网使用原有以太网的帧结构、帧使用原有以太网的帧结构、帧长及长及CSMA/CDCSMA/CD协议，只是在低层将数据速率提高协议，只是在低层将数据速率提高到了到了1 1Gbps

40、Gbps。因此，它与标准以太网（因此，它与标准以太网（1010MbpsMbps）及快速以太网（及快速以太网（100100MbpsMbps）兼容。用户能在保留兼容。用户能在保留原有操作系统、协议结构、应用程序及网络管原有操作系统、协议结构、应用程序及网络管理平台与工具的同时、通过简单的修改，使现理平台与工具的同时、通过简单的修改，使现有的网络工作站廉价地升级到千兆位速率。有的网络工作站廉价地升级到千兆位速率。 1 1千兆以太网的物理层协议千兆以太网的物理层协议 （1 1）10001000BASE-SXBASE-SX。（2 2）10001000BASE-LXBASE-LX。（3 3）1000100

41、0BASE-CXBASE-CX。（4 4）10001000BASE-TBASE-T。 2 2千兆以太网的千兆以太网的MACMAC子层子层 MACMAC子子层层的的主主要要功功能能包包括括数数据据帧帧的的封封装装/ /御御载载、帧帧的的寻寻址址与与识识别别, ,帧帧的的接接收收与与发发送送, ,链链路的管理、帧的差错控制及路的管理、帧的差错控制及MACMAC协议的维护。协议的维护。 千兆以太网的帧结构与标准以太网的帧千兆以太网的帧结构与标准以太网的帧结构相同，其最大帧长为结构相同，其最大帧长为15181518字节，最小帧字节，最小帧长为长为6464字节。字节。 载波扩展和数据报分组技术载波扩展和

42、数据报分组技术 为为了了确确保保最最小小帧帧长长为为6464字字节节，同同时时维维持持网网段段的的最最大大长长度度为为100100m m，千兆以太网采用了载波扩展和数据报分组两种技术。千兆以太网采用了载波扩展和数据报分组两种技术。 载波扩展技术载波扩展技术用于半双工的用于半双工的CSMA/CDCSMA/CD方式，实现方法是方式，实现方法是对小于对小于512512字节的帧进行载波扩展，使这种帧所占用的时间字节的帧进行载波扩展，使这种帧所占用的时间等同与长度为等同与长度为512512字节的帧所占用的时间。字节的帧所占用的时间。 数据包分组技术数据包分组技术允许站点每次发送多帧，而不是一次发允许站点

43、每次发送多帧，而不是一次发送一帧。若多个连续的数据帧短于送一帧。若多个连续的数据帧短于512512字节，仅其中的第一字节，仅其中的第一帧需要添加载波扩展信号。一旦第一帧发送成功，则说明发帧需要添加载波扩展信号。一旦第一帧发送成功，则说明发送信道已打通，其后续帧就可不加载波扩展连续发送，只需送信道已打通，其后续帧就可不加载波扩展连续发送，只需帧间保持帧间保持1212字节的间期即可。字节的间期即可。 3.3.千兆以太网的特点千兆以太网的特点 （1 1）简易性。）简易性。（2 2）技术过渡的平滑性。）技术过渡的平滑性。（3 3）网络可靠性。）网络可靠性。（4 4）可管理性和可维护性。）可管理性和可维

44、护性。（5 5）网络成本降低。）网络成本降低。（6 6）支持新应用与新数据类型。）支持新应用与新数据类型。4.6 4.6 局域网操作系统局域网操作系统 网络操作系统（网络操作系统（NOSNOS）是网络用户和计算机是网络用户和计算机网络的接口，它管理计算机的硬件和软件资源，网络的接口，它管理计算机的硬件和软件资源，如网卡、网络打印机、大容量外设等，为用户提如网卡、网络打印机、大容量外设等，为用户提供文件共享、打印共享等各种网络服务及电子邮供文件共享、打印共享等各种网络服务及电子邮件、件、WWWWWW等专项服务。等专项服务。 4.6.14.6.1网络操作系统的类型网络操作系统的类型 依依处处理理信

45、信息息的的方方式式不不同同，局局域域网网发发展展进进程程中中的三种网络类型分别为：的三种网络类型分别为：（1 1）基于服务器系统结构基于服务器系统结构，又分为专用服务器结，又分为专用服务器结构和客户机构和客户机/ /服务器系统结构。服务器系统结构。（2 2）对等网络系统结构对等网络系统结构。（3 3）集中式处理的主机集中式处理的主机/ /终端机系统结构终端机系统结构。1 1基于服务器的网络结构基于服务器的网络结构 （1 1）专用服务器结构）专用服务器结构 在基于服务器的网络结构的发展历程上出现了以下两种在基于服务器的网络结构的发展历程上出现了以下两种典型的结构，即专用服务器结构和客户典型的结构

46、，即专用服务器结构和客户/ /服务器结构。服务器结构。 专用服务器结构又称为专用服务器结构又称为工作站工作站/ /文件服务器结构文件服务器结构 结构特点结构特点 将若干台微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信将若干台微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信线路连接起来，组成一个网络系统就称为线路连接起来，组成一个网络系统就称为专用服务器系统专用服务器系统 其中的文件服务器就是我们所说的其中的文件服务器就是我们所说的专用服务器专用服务器。它的目。它的目的是让各工作站可以共享文件服务器上的文件和设备，并且的是让各工作站可以共享文件服务器上的文件和设备，并且实现相互通信，它还是网络中的安全卫士。实

47、现相互通信，它还是网络中的安全卫士。 适用的网络操作系统适用的网络操作系统 NetWare NetWare V3.XV3.X及及V4.XV4.X通通常常作作为为这这种种结结构构的的操操作作系系统统。在在专专用用服服务务器器的的网网络络中中，一一台台文文件件服服务务器器能能服服务务多多少少台台工工作作站站完完全全取取决决于于网网络络操操作作系系统统。例例如如，在在NetWare NetWare V3.1xV3.1x中中，一一台台文文件件服服务务器器能能同同时服务时服务250250个个工作站。工作站。 随着局域网技术的发展，这种单纯文件和设随着局域网技术的发展，这种单纯文件和设备共享的方式暴露出不

48、少弱点，所以正在被客户备共享的方式暴露出不少弱点，所以正在被客户机机/ /服务器结构所替代服务器结构所替代。 优缺点优缺点 优点：优点：数据保密性极其严格，且可以按不同的需要给予使用者相数据保密性极其严格，且可以按不同的需要给予使用者相应的权限，从而达到资源共享的目的。应的权限，从而达到资源共享的目的。文件的安全管理较好。文件的安全管理较好。可靠性较大。可靠性较大。缺点：缺点：效率可能较低。效率可能较低。工作站上的资源无法直接共享。工作站上的资源无法直接共享。安装与维护比对等网困难。安装与维护比对等网困难。（2 2）客户机）客户机/ /服务器结构服务器结构（client/serverclien

49、t/server） 客户机客户机/ /服务器结构（以下简称为服务器结构（以下简称为C/SC/S结构）结构）是在专用服务器结构的基础上发展起来的是在专用服务器结构的基础上发展起来的 这里的这里的C/SC/S结构是指将局域网中需要处理的工结构是指将局域网中需要处理的工作任务分配给客户机端和服务器端共同来完成。作任务分配给客户机端和服务器端共同来完成。其实，客户机和服务器并没有一定的限制，必要其实，客户机和服务器并没有一定的限制，必要时两者的角色可以交换，一般的定义是：提出服时两者的角色可以交换，一般的定义是：提出服务请求的一方，称为务请求的一方，称为客户机客户机，而提供服务的一方，而提供服务的一方

50、称为称为服务器服务器。 客户机客户机/ /服务器系统组成和结构特点服务器系统组成和结构特点 在主从式结构中，除了专门的文件服务器外，一般根在主从式结构中，除了专门的文件服务器外，一般根据需要加装若干个据需要加装若干个应用程序服务器应用程序服务器。客户机端（。客户机端（ClientClient）可能是一台可能是一台PCPC或工作站，它上面存储着自己所需要运行的或工作站，它上面存储着自己所需要运行的应用程序，可以负责与使用者沟通，所以可能利用命令或应用程序，可以负责与使用者沟通，所以可能利用命令或图形界面图形界面Windows98Windows98、Windows 2000 Professiona

51、lWindows 2000 Professional或或Windows XPWindows XP等。在服务器（等。在服务器（ServerServer）端可能是一台端可能是一台Windows 2000 ServerWindows 2000 Server或或NetWareNetWare的服务器，且正在其操作的服务器，且正在其操作系统上运行着多人使用的系统上运行着多人使用的SQLSQL数据库服务器数据库服务器。服务器的一。服务器的一方在不断倾听着客户机端是否有任何请求，如果有则解释方在不断倾听着客户机端是否有任何请求，如果有则解释此消息，并且在服务器上运行，最后将结果与错误提示送此消息，并且在服务器

52、上运行，最后将结果与错误提示送回给客户机端。客户机端接到后再通过界面呈现给使用者回给客户机端。客户机端接到后再通过界面呈现给使用者。 适用的网络操作系统适用的网络操作系统 目前，流行的各种网络操作系统，如目前，流行的各种网络操作系统，如Windows Windows 2000 2000 ServerServer、WindowsWindows Server 2003 Server 2003、NetWare3.1NetWare3.1以以上的版本和上的版本和V1.3V1.3以上的以上的OS/2OS/2等网络操作系统都支持客等网络操作系统都支持客户机户机/ /服务器系统结构服务器系统结构。一般来说，。

53、一般来说，C/SC/S结构都可以由结构都可以由异种机（使用不同操作系统的计算机）构成。在客户异种机（使用不同操作系统的计算机）构成。在客户机上除了标准的计算机硬件外，还要安装操作系统、机上除了标准的计算机硬件外，还要安装操作系统、用户界面、网卡及其驱动程序、数据库访问工具等和用户界面、网卡及其驱动程序、数据库访问工具等和应用程序。在服务上除了安装网络操作系统（如，应用程序。在服务上除了安装网络操作系统（如，NetWare4.1NetWare4.1或或Windows 2000 ServerWindows 2000 Server）、）、网卡及其驱动网卡及其驱动程序外，还要安装数据库管理系统、容错装

54、置、网络程序外，还要安装数据库管理系统、容错装置、网络和数据库管理工具等和数据库管理工具等。 客户机客户机/ /服务器系统特点服务器系统特点 优点：优点：集中式管理和分布式处理模式。集中式管理和分布式处理模式。系统可扩充性好。系统可扩充性好。抗灾难性能好，提高了可靠性。抗灾难性能好，提高了可靠性。安全性好。用户界面友好。安全性好。用户界面友好。 缺点：缺点：管理较为困难。管理较为困难。开发环境较为困难。开发环境较为困难。 （3 3）专用服务器与客户机）专用服务器与客户机/ /服务器结服务器结构的主要区别构的主要区别 C/SC/S结结构构与与专专用用服服务务器器结结构构在在硬硬件件组组成成、网网

55、络络拓拓扑扑、通通信信连连接接等等方方面面基基本本相相同同，两两者者的的最最大大区区别别在在于于，在在C/SC/S结结构构中中，服服务务器器中中对对原原有有应应用用程程序序中中控控制制管管理理数数据据的的方方式式进进行行了了改改进进，从从原原来来的的文文件件管管理理方方式式上上升升为为数数据据库库管管理理方方式式。因因此此，人人们们有有时时把把C/SC/S结结构构中中的的服服务务器器称称为为数数据据库库服服务务器器（或或DBMS DBMS serverserver），以以区区别别于于专专用用服服务务器器结结构构中中的的文文件件服服务务器器（File File ServerServer）。事事实实上上，C/SC/S结结构构是是数数据据库库技技术术的的发发展展和和普普遍遍应应用用与与局局域域网网技技术术发发展展相相结结合合的成果。的成果。