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1、局域网与广域网1本节要点n局域网的概念及特点n决定局域网性能的三要素n扩展局域网n虚拟局域网n网线制作方法n网络诊断常用命令n广域网主要接入技术2局域网n定义n局域网（Local Area Network，LAN），是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。n特点n覆盖地理范围小n高速率n具有较小的时延和较低的误码率n各站点之间形成平等关系而不是主从关系n能进行广播或多播(又称为组播)3决定局域网性能的三要素 n 网络拓扑n 传输介质n 介质访问控制方法 4局域网的拓扑结构 匹配电阻总线网集线器星形网树形网 干线耦合器环形网5局域网的传输介质类型n有线传输介质n同轴电缆n双绞线（俗称网线，
2、八根四对线）n光纤n无线传输介质n无线电n地面微波n卫星6常用介质传输标准n标准以太网n10Base-T 双绞线n10-10Mb/s带宽nBase基带传输nT双绞线（Twisted）n快速以太网n100Base-TX 两对双绞线n100Base-FX 光纤n100Base-T4 四对双绞线7介质访问控制方式n带有冲突检测的载波侦听多路访问CSMA/CDn令牌总线 token busn令牌环 token ring8扩展局域网n在物理层扩展局域网n集线器 Hubn在数据链路层扩展局域网n网桥 Bridgen交换机 Switch9n例如某大学有三个系，各自有一个局域网用多个集线器可连成更大的局域网三
3、个独立的碰撞域一系二系三系碰撞域碰撞域碰撞域10用集线器组成更大的局域网都在一个碰撞域中一系三系二系主干集线器一个更大的碰撞域碰撞域11n1990 年问世的交换式集线器(switching hub)，可明显地提高局域网的性能。n交换式集线器常称为以太网交换机(switch)或第二层交换机（表明此交换机工作在数据链路层）。n以太网交换机通常都有十几个接口。因此，以太网交换机实质上就是一个多接口的网桥，可见交换机工作在数据链路层。多接口网桥以太网交换机 12n以太网交换机的每个接口都直接与主机相连。n交换机能同时连通许多对的接口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰撞地传输数据。
4、 n以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片，其交换速率就较高。 以太网交换机的特点13用以太网交换机扩展局域网 一系三系二系10BASE-T至因特网100 Mb/s100 Mb/s100 Mb/s万维网服务器电子邮件 服务器以太网交换机路由器14集线器与交换机n从带宽来看，集线器不管有多少个端口，所有端口都共享一条带宽，在同一时刻只能有两个端口传送数据，其他端口只能等待；同时集线器只能工作在半双工模式下。n对于交换机而言，每个端口都有一条独占的带宽，当两个端口工作时并不影响其他端口的工作，同时交换机不但可以工作在半双工模式下也可以工作在全双工模式下。 15n对于普通 100 Mb/s 的共享
5、式以太网，即用集线器连接，若共有 N 个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(100 Mb/s)的 N 分之一，即N个接口的集线器的总带宽依然为100 Mb/s 。n若使用以太网交换机时，虽然在每个接口到主机的带宽还是 100 Mb/s，但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，因此对于拥有 N 个接口的交换机的总带宽为 2N100 Mb/s。集线器与交换机举例 16n利用以太网交换机可以很方便地实现虚拟局域网n虚拟局域网 VLAN 是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。n这些网段具有某些共同的需求。n每一个 VLAN 的帧都有一个明确的标识符，指明发送
6、这个帧的工作站是属于哪一个 VLAN。n虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。 虚拟局域网 17以太网交换机A4B1以太网交换机VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太网交换机以太网交换机三个虚拟局域网: VLAN1, VLAN2 和 VLAN318以太网交换机A4B1以太网交换机VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太网交换机以太网交换机三个虚拟局域网 VLAN1, VLAN2和 VLAN3 的构成 当 B1 向 VLAN2 工作组内成员发送数据时，工作站 B2 和 B3 将会收到广播的信息。19以太网交换机
7、A4B1以太网交换机VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太网交换机以太网交换机三个虚拟局域网 VLAN1, VLAN2和 VLAN3 的构成 B1 发送数据时，工作站 A1, A2 和 C1都不会收到 B1 发出的广播信息。 20以太网交换机A4B1以太网交换机VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太网交换机以太网交换机三个虚拟局域网 VLAN1, VLAN2和 VLAN3 的构成 虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使得网络不会因传播过多的广播信息(即“广播风暴”)而引起性能恶化。 21网线制作n双绞线EIA/TIA 568系列标准n
8、RJ-45头的第1孔到第8孔插线的颜色依次是：n白绿、绿白绿、绿、白橙、白橙、蓝、白蓝、蓝、白蓝、橙、橙、白棕、棕白棕、棕(即即568A标准标准)n白橙、橙、白橙、橙、白绿、白绿、蓝、白蓝、蓝、白蓝、绿、绿、白棕、棕白棕、棕(即即568B标准标准)n1、2发送，3、6接收 22两种网线：直通线和交叉线n两端采用相同的标准就是直通线，不同即为交叉线。n两种网线的使用n直通线用于连接不同类型设备的RJ-45接口（如：PC-交换机）；n交叉线用于连接相同类型设备的RJ-45接口（如：双机互连PC-PC ，网络中间设备连接Swith-Switch或者Router-Router）。23网线制作过程n剪线
9、n排线n插线n压线n测线n用RJ-45测线仪测试时，指示灯是否依次闪烁。n软件调试最常用的办法， 就是用Windows操作系统自带的Ping 命令。2425注意n双绞线的线序是有规律的，这种规律是有科学依据的而不只是简单的能够接通。根据电磁信号的相互串扰才发明的这种成对双绞的线缆，只有按照线序排线才能达到理想的网速，如果不按照线序排线是达不到理论的传输速度的。 26常用的网络命令 n判断主机是否连通的ping命令n查看IP地址配置情况的ipconfig命令n跟踪路由的tracert命令n查看网络连接状态的netstat命令27 ping nping指令通过发送ICMP包来验证与另一台TCP/I
10、P计算机的IP级连接。n应答消息的接收情况将和往返过程的次数一起显示出来。nping指令用于检测网络的连接性和可到达性，如果不带参数，ping将显示帮助。n格式：ping 计算机名或者IP地址n例如：ping localhost28 ping 2930ping 检测实例n若网络不连通，即无法上网，利用ping命令逐项排查n首先ping自己，若通表明网卡、网线没问题，排除自身问题n若不通则ping网关/DNS，若通表明网络连通n若不通则ping目标主机名称31ipconfignipconfig指令显示所有TCP/IP网络配置信息、刷新动态主机配置协议（DHCP, Dynamic Host Con
11、figuration Protocol）和域名系统（DNS）设置。n使用不带参数的ipconfig可以显示所有适配器的IP地址、子网掩码和默认网关。在DOS命令行下输入ipconfig指令。323334TracertnTracert（跟踪路由）是路由跟踪实用程序，用于确定 IP 数据报访问目标所采取的路径。Tracert 命令用 IP 生存时间 (TTL) 字段和 ICMP 错误消息来确定从一个主机到网络上其他主机的路由。 3536netstatnnetstat指令显示活动的连接、计算机监听的端口、以太网统计信息、IP 路由表、IPv4统计信息（IP、ICMP、TCP和UDP协议）。n使用“n
12、etstat -an”命令可以查看目前活动的连接和开放的端口，是网络管理员查看网络是否被入侵的最简单方法。3738广域网主要接入技术nFR（Frame Relay）帧中继n拨号上网nISDNnxDSLnHFCnFTTx39综合业务数字网ISDN nISDN（Integrated Service Digital Network）采用的数字交换和数字传输的电信网的简称，中国电信将其俗称为“一线通”。n能提供端到端的数字连接，可承载话音和非话音业务，用户能够通过多用途用户-网络接口接入网络。nISDN采用数字传输和数字交换技术，将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络进行传输和处理
13、。40ISDN的基本速率接口n基本速率接口包括两个能独立工作的B信道（64Kbit/s）和一个D信道（16Kbit/s）nB信道一般用来传输话音、数据和图像信道一般用来传输话音、数据和图像nD信道用来传输信令或分组信息信道用来传输信令或分组信息n基本速率接口BRI：2B+D，144kbpsn一次群速率接口PRI：30B+D，2.048Mbps 41xDSL技术nxDSL 技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。n虽然标准模拟电话信号的频带被限制在 300-3400 Hz 的范围内，但用户线本身实际可通过的信号频率仍然超过 1 MHz。nxDSL 技术就把 0-4
14、 kHz 低端频谱留给传统电话使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。42DSL 数字用户线nDSL 就是数字用户线(Digital Subscriber Line)的缩写。而 DSL 的前缀 x 则表示在数字用户线上实现的不同宽带方案nDSL是以电话线为传输介质的传输技术组合。DSL技术在现有的公用电话网络的用户环路上支持对称和非对称传输模式，解决了经常发生在网络服务供应商和最终用户间的“最后一公里”的传输瓶颈问题。43ADSL 的特点n上行和下行带宽做成不对称的。n上行指从用户到 ISP，而下行指从 ISP 到用户。nADSL 在用户线（铜线）的两端各安装一个 ADSL 调制解
15、调器。n我国目前采用的方案是离散多音调 DMT (Discrete Multi-Tone)调制技术。这里的“多音调”就是“多载波”或“多子信道”的意思。44DMT 技术nDMT 调制技术采用频分复用的方法，把 40 kHz 以上一直到 1.1 MHz 的高端频谱划分为许多的子信道，其中 25 个子信道用于上行信道，而 249 个子信道用于下行信道。n每个子信道占据 4 kHz 带宽（严格讲是 4.3125 kHz），并使用不同的载波（即不同的音调）进行数字调制。这种做法相当于在一对用户线上使用许多小的调制解调器并行地传送数据。45DMT 技术的频谱分布 频谱频率上行信道传统电话04下行信道(k
16、Hz)40138110046ADSL 的数据率n由于用户线的具体条件往往相差很大（距离、线径、受到相邻用户线的干扰程度等都不同），因此 ADSL 采用自适应调制技术使用户线能够传送尽可能高的数据率。nADSL 不能保证固定的数据率。对于质量很差的用户线甚至无法开通 ADSL。n通常下行数据率在 32 kb/s 到 6.4 Mb/s 之间，而上行数据率在 32 kb/s 到 640 kb/s 之间。47ADSL 的组成 ATU-CATU-CATU-RATU-C用户线 电话分离器 区域宽带网至 ISP居民家庭基于 ADSL 的接入网端局或远端站DSLAM至本地电话局PSPS数字用户线接入复用器 D
17、SLAM (DSL Access Multiplexer)接入端接单元 ATU (Access Termination Unit)宽带“猫”ATU-C（C 代表端局 Central Office）ATU-R（R 代表远端 Remote）电话分离器 PS (POTS Splitter) 4849光纤同轴混合网HFCnHFC (Hybrid Fiber Coax) 网是在目前覆盖面很广的有线电视网 CATV 的基础上开发的一种居民宽带接入网。nHFC 网除可传送 CATV 外，还提供电话、数据和其他宽带交互型业务。n现有的 CATV 网是树形拓扑结构的同轴电缆网络，它采用模拟技术的频分复用对电视节
18、目进行单向传输。而 HFC 网则需要对 CATV 网进行改造才能实现。50电缆调制解调器(cable modem) n电缆调制解调器是为 HFC 网而使用的调制解调器。n电缆调制解调器最大的特点就是传输速率高。其下行速率一般在 3-10 Mb/s之间，最高可达 30 Mb/s，而上行速率一般为 0.2-2 Mb/s，最高可达 10 Mb/s。n电缆调制解调器比在普通电话线上使用的调制解调器要复杂得多，并且不是成对使用，而是只安装在用户端。 51注意：HFC和ADSL的局限性nHFC方案和ADSL接入方案的共同特点是利用已经有的网络基础设施。它们共同的缺点是带宽进一步扩展能力有限，而且无法建设独
19、立的社区内部网络平台。52FTTx 技术 nFTTx（光纤到）也是一种实现宽带居民接入网的方案。这里字母 x 可代表不同意思。n光纤到家 FTTH (Fiber To The Home)：光纤一直铺设到用户家庭可能是居民接入网最后的解决方法。n光纤到大楼 FTTB (Fiber To The Building)：光纤进入大楼后就转换为电信号，然后用电缆或双绞线分配到各用户。n光纤到路边 FTTC (Fiber To The Curb)：从路边到各用户可使用星形结构双绞线作为传输媒体。 53相关三级网络部分真题n（）虚拟局域网的技术基础是nA）路由技术nB）带宽分配nC）交换技术nD）冲突检测n
20、（）虚拟局域网是建立在交换技术的基础上，以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理。54n（）如果以太网交换机的总带宽为 ，并且具有 22个全双工百兆端口，则全双工千兆端口数量最多为 nA）1 个 nB）2 个 nC）3 个 nD）4 个55n（）如果千兆以太网交换机的总带宽为24Gbps，其全双工端口数量最多为nA）12个 B）24个nC）36个 D）48个n（）一台Ethernet交换机提供24个100Mbps的全双工端口与一个1Gbps的全双工端口，在交换机满配置情况下的总带宽可以达到。56n（）关于ADSL 技术的描述中，错误的是 nA）数据传输不需要进行调制解调 nB）上行和下行传输速率可
21、以不同 nC）数据传输可利用现有的电话线 nD）适用于家庭用户使用 57n（）HFC采用了以下哪个网络接入Internet？nA）有线电视网nB）有线电话网nC）无线局域网nD）移动电话网58n（）1000Base-T标准支持的传输介质是nA）单模光纤nB）双模光纤nC）非屏蔽双绞线nD）屏蔽双绞线59n（）关于共享介质局域网的描述中，错误的是nA）采用广播方式发送数据nB）所有网络结点使用同一信道nC）不需要介质访问控制方式nD）数据在传输过程中可能冲突60n（）共享式以太网采用的介质访问控制方法是 nA）CSMA/CD nB）CSMA/CA nC）WCDMA nD）CDMA2000 61n（）关于局域网交换机的描述中，错误的是 nA）可建立多个端口之间的并发连接 nB）采用传统的共享介质工作方式 nC）核心是端口与 MAC 地址映射 nD）可通过存储转发方式交换数据 62n（）回应请求与应答 ICMP报文的主要功能是 nA）获取本网络使用的子网掩码 nB）报告 IP数据报中的出错参数 nC）将 IP 数据报进行重新定向 nD）测试目的主机或路由器的可达性63n（）在广域网中，数据分组传输过程需要进行路由选择与分组转发。6465
