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1、局局 域域 网网 教教 程程主讲教师：王喜德第第1章章 局局域域网网根根底底学习目的计算机网络的作用、分类和组成 局域网的相关概念与常见规范局域网中常用的通讯协议及选择 1000M以太网技术无线局域网技术 虚拟局域网技术 1-1计算机网络的根本概念 1-1-1计算机网络的定义 网络是一些节点和链路的集合。它提供两个或多个规定点的衔接，以便于在这些点之间建立通讯。计算机网络就是相互联接、彼此独立的计算机系统的集合。相互联接指两台或多台计算机经过信道互连，从而可进展通讯； 彼此独立那么强调在网络中，计算机之间不存在明显的主从关系，即网络中的计算机不具备控制其他计算机的才干，每台计算机都具有独立的操
2、作系统。 1-1计算机网络的根本概念 1-1-2计算机网络的作用 数据通讯资源共享集中管理 实现分布式处置 也称为协调计算 Coordinated computing实例、OICQ-文本 Web站-文本、音像、VOD视频会议系统-实时音像1-1计算机网络的根本概念 1-1-3 计算机网络的分类 1按网络的拓扑构造分类网络的拓扑构造指网络中结点设备和链路衔接网络设备的信道的几何外形。1-1计算机网络的根本概念 |物理拓扑与逻辑拓扑物理拓扑与逻辑拓扑|物理拓扑指网络的几何外形，即物理拓扑指网络的几何外形，即通常意义上的拓扑；而逻辑拓扑通常意义上的拓扑；而逻辑拓扑那么指信息在通讯介质中传输的那么指信
3、息在通讯介质中传输的机制。机制。 10Base-2网络 10Base-T网络 1-1计算机网络的根本概念 2按网络的覆盖范围分类按网络的覆盖范围分类 广广域域网网WAN的的覆覆盖盖范范围围可可以以是是几几十十千千米米，也也可可以以延延伸伸到到星星际际。数数据据传传输输速速率率为为几几 K bps到几到几 G bps。城城域域网网MAN的的覆覆盖盖范范围围从从几几千米到几十千米。千米到几十千米。局局域域网网LAN的的覆覆盖盖范范围围从从几几米米到到几几千千米米，数数据据传传输输速速率率普普通在通在10M以上。以上。从从技技术术的的观观念念看看，按按照照覆覆盖盖范范围围对对网网络络进进展展分分类类
4、不不是是一一种种非非常常严谨的方法。严谨的方法。 1-2局域网的相关概念与规范 1-2-1 局域网覆盖的地理范围有限普通为一个办公区，一座建筑或者几公里。具有较好的传输介质，误码率通常在1E-7 至 1E-12。传输速率较高，普通为1mbps至几十mbps ，光纤局域网可达100mbps，甚至1000mbps支持多种传输介质支持简单的点对点或多点通讯，允许低速或高速的外部设备或者不同型号和厂家的计算机接入网络中。在局域网中，通讯处置功能普通都被固化在一块称为网络适配器的电路板网卡上。容易安装，组建和维护，具有较好的灵敏性。目前，很难对局域网作出明确定义，这是由于局域网正处于飞速开展的过程中，在
5、网络产品、技术等方面还存在着许多不确定要素。 1-2局域网的相关概念与规范 1-2-2 局域网规范IEEE802是主要的局域网规范，该规范所描画的局域网经过共享的传输介质通讯。IEEE802规范包括局域网参考模型与各层协议。物理层是必需的，它担任处置机械、电气、功能和过程方面的特性，以建立、维持和吊销物理链路。数据链路层也是必需的，它担任把不可靠的传输信道改呵斥可靠的传输信道，采用过失检测和帧确认技术，传送带有校验信息的数据帧。 1-2局域网的相关概念与规范 1.2.3 IEEE802.31CSMA/CDIEEE802.3定定义了了带冲冲突突检测的的载波波侦听听多多路路访问CSMA/CD方方式
6、式。借借助助于于这种种方方式式，两两个个或或多多个个站站能能共共享享一一个个公公共共的的总线传输介介质。CSMA/CD的任的任务机制可概括机制可概括为：先先听听后后讲；边讲边听听；冲冲突突停停顿；延延迟重重发。1-2局域网的相关概念与规范 2几种以太网规范几种以太网规范110Base-5粗缆以太网粗缆以太网210Base-2细缆以太网细缆以太网310Base-T双绞线以太网双绞线以太网410Base-F光纤以太网光纤以太网5100Base-TX运运用用5类类UTP的的快快速速以以太网太网6100Base-FX运运用用光光纤纤的的快快速速以以太太网网7100Base-T4运运用用4对对3类类UT
7、P的的快快速速以太网以太网8100Base-T2运运用用2对对3类类UTP的的快快速速以太网以太网91000Base-SX运运用用1对对短短波波长长光光光光纤纤的千兆以太网的千兆以太网 10base510base210baseT10baseF介质介质粗同轴电缆粗同轴电缆细同轴细同轴双绞线双绞线光纤光纤最大段长最大段长 500m200m100m2km拓扑结构拓扑结构 总线总线总线总线星型星型点到点链路点到点链路10baseT4 100baseT100BaseT2100baseF介质介质4对无屏蔽对无屏蔽3类双绞线类双绞线2对无屏蔽对无屏蔽5类双绞线类双绞线2对对3类双类双绞线绞线2根多模根多模光
8、纤光纤最大段长最大段长 100m100m100m2km拓扑结构拓扑结构 星型星型星型星型星型星型星型星型IEEE802.3 10Mbit/s 可选介质可选介质IEEE802.3u 快速以太网快速以太网 可选介质可选介质1000baseSX1000baseLX1000BaseCX1000baseT介质介质2根多模光根多模光纤纤2根单模光根单模光纤纤屏蔽线屏蔽线5类无屏蔽类无屏蔽双绞线双绞线最大段长最大段长 550m5km25m100m拓扑结构拓扑结构 星型星型星型星型星型星型星型星型IEEE802.3z 千兆位以太网千兆位以太网 可选介质可选介质1-2局域网的相关概念与规范 1-2局域网的相关概
9、念与规范 3现现有有产产品品对对以以太太网网规规范范支支持持情况概述情况概述在在工工程程实实际际中中，规规范范需需求求产产品品的的支支持持。就就以以太太网网而而言言，目目前前消消费费的的10M和和100Mbs的的网网卡卡、集集线线器器和和交交换换机机普普通通都都支支持持10Base-5、10Base-2、10Base-T、10Base-F、100Base-TX和和100Base-FX等等几几个个规规范范。而而支支持持100Base-T4和和100Base-T2规规范范的的设设备备那那么么比比较较少少。此此外外，目目前前消消费费的的多多数数1000M设设备备普普通通 同同 时时 支支 持持 10
10、00Base-TX、1000Base-SX和和1000Base-FX规范。规范。需需求求指指出出的的是是，不不同同速速度度的的以以太太网网具具有有高高度度的的兼兼容容性性，同同一一以以太太网网中中可可存存在在多多种种数数据据传传输输速速度度。在在组组建建以以太太网网的的过过程程中中，不用思索帧构造的兼容性。不用思索帧构造的兼容性。什么是传输协议？什么是传输协议？传输协议传输协议 是通讯双方为了实现是通讯双方为了实现通讯所进展的商定或所做的对话通讯所进展的商定或所做的对话规那么。规那么。网络协议通常由语义、语法、和定时关网络协议通常由语义、语法、和定时关系三部分组成。决议数据如何经过网络系三部分
11、组成。决议数据如何经过网络进展传输，以及数据如何进展封装和寻进展传输，以及数据如何进展封装和寻址。下面我们简单引见局域网中常用的址。下面我们简单引见局域网中常用的3种协议：种协议：NETBEUI IPX/SPX TCP/IP。他们都是任务在他们都是任务在OSI 模型的网络层和传模型的网络层和传输层，因此他们应该叫做协议栈比较规输层，因此他们应该叫做协议栈比较规范。范。1-2局域网的相关概念与规范 1-3常用的通讯协议及选择 1.3.1 NetBEUI/NetBIOS协议NetBEUI NetBIOS Extended User Interface，NetBIOS下下的的扩展展用用户接接口口是是
12、一一种种体体积小小、效效率率高高、速速度度快快的的通通讯协议，由由IBM公公司司于于1985年年推推出出，是是NetBIOS的的改改良良版版。该协议特特别适适用用于于局局域域网网段内部的通段内部的通讯。在在微微软的的主主流流产品品如如Windows 9X和和Windows NT中中，NetBEUI会会自自动与与网网卡卡衔接接，衔接接在在网网络上上的的计算算机机就就可可以以自自动利利用用其其功功能能与与其其他他计算算机机进展展通通讯。微微软之之所所以以选择NetBEUI，主主要要是是由由于于它它在在任任务时占用的内存少，速度快。占用的内存少，速度快。将将NetBEUI用用于于小小型型网网络是是适
13、适宜宜的的。但但是是，在在大大型型网网络中中，NetBEUI不不能能 很很 好好 地地 发 扬 其其 效效 能能 。 由由 于于NetBEUI用用计算算机机名名作作为网网络地地址址，这样网网络中中就就不不能能出出现彼彼此此同同名名的的计算算机机，而而在在大大型型网网络中中，很很难保保证计算机彼此不同名。算机彼此不同名。此此外外，NetBEUI是是不不可可路路由由协议，不支持跨越路由器的通不支持跨越路由器的通讯。基基于于上上述述认识，在在网网络中中选择通通讯协议时，通通常常将将NetBEUI与与一一种种可可路路由由协议协议例例如如TCP/IP配配套套运运用用，并并以以NetBEUI为主主协议。当
14、当在在局局域域网网网网段段内内部部进展展通通讯时，运运用用NetBEUI，当当需需求求进展展跨跨越越网网段段的的通通讯时，那那么么运运用用其其他他的的可可路路由由选择协议。1-3常用的通讯协议及选择 1.3.2 IPX因因特特网网数数据据包包交交换/SPX顺序序信信息息包包交交换协议IPX/SPX是是NOVELL公公司司专有有的的传输协议，实践践上上包包含含两两部部分分IPX和和SPX。IPX为Internet package exchange 是是一一种种网网络层无无衔接接协议。分分组寻址址和和路路由由选择都都由由IPX协议管管理理，也也就就是是说IPX/SPX协议 是是 可可 路路 由由
15、协 议 ， 与与NETBEUI不不同同，可可用用于于衔接接路路由由器器分分隔隔的的不不同同网网段段。由由于于IPX不不支支持持出出错管管理理，出出于于一一些些缘由由，这种种功功能能由由SPX即即Sequenced Package Exchange效力来效力来实现。1-3常用的通讯协议及选择1.3.3 TCP/IP协议TCP/IP具具有有很很强的的灵灵敏敏性性，支支持持恣恣意意规模模的的网网络，几几乎乎可可衔接接一一切切类型型的的效效力力器器和和任任务站站。但但其其灵灵敏敏性性也也为它它的的运运用用带来来了了许多多不不便便，在在运运用用NetBEUI和和IPX/SPX及及其其兼兼容容协议时都都不
16、不需需求求进展展配配置置，而而TCP/IP协议在在运运用用前前需需求求进展展复复杂的的设置。置。运运用用TCP/IP协议的的节点点至至少少需需求求一一个个“IP地地址址、一一个个“子子网网掩掩码、一一个个“默默许网网关关和和一一个个“主主机机名名。如如此此复复杂的的设置置，确确实给一一些些初初识网网络的的用用户带来了不便。来了不便。同同IPX/SPX及及其其兼兼容容协议一一样，TCP/IP也也是是一一种种可可路路由由的的协议。TCP/IP协议的一个缺陷是新手很难对它进展设置，由于它需求分配的地址和效力器太多。这一类地址包括：a.一个本地IP地址；b.域名效力器DNS的IP地址，该效力器用于把容
17、易记忆的名字如sohu翻译成IP地址；c.WINS效力器的IP地址，用于把NetBIOS名字翻译成IP地址；d.缺省网关的IP地址，用于进展因特网访问；e.子网掩码Subnet Mask的设置，用于识别用户计算机所在的网络的网络号；f.DHCP效力器的IP地址，用于动态分配IP地址。简单的讲，IP地址就是一个32位二进制代码，每8位二进制位为一组，用于识别网络上的计算机，这是PC的软件地址，与网卡中固化的硬件地址相对。1-3常用的通讯协议及选择 IP地址的二进制方式类似下面的样子 ：11000000 01101010 01111110 11000001 这种方式只需程序员和计算机可以读懂，因此
18、为了方便运用普通把IP地址写为用分隔的四组十进制数字，例如191.106.126.193,每组十进制数在0255之间。网络中每台主机都有一个独一的IP地址，它的功能就像家里的门牌号、号码一样，独一标识了网络中的计算机。那么这些IP地址的设置有什么要求呢？用户假设需求衔接因特网，就必需像InterNIC(Internet Network Information Center)组织恳求一个Network ID网络编号，例如191.106,然后再给网络上的每时每刻台主机一个独一的HOST ID主机编号，例如191.106.10.2123,这样网络上的每台主机就都有一个独一的IP地址。但假设网络不需求
19、与外界通讯，也可以不需求恳求Network ID，而选用任何一个Network ID。IP地址分为A、B、C三大类，以符合不同大小网络的需求。大型网络运用CLASS A，中型网络运用CLASS B ，小型网络运用CLASS C。我们假设IP地址以W . X . Y . Z表示，那么这三类网络的合法参数如下所示： 1-3常用的通讯协议及选择 CLASSNetwork IDHOST IDW允许的使用范围网络个数主机个数AWX.Y.Z112612616777214BW.XY.Z1281911638465534CW.X.YZ1922332097152254在IP地址的运用中还应留意以下几点：Netwo
20、rk ID 127是用来做循环测试用，不能用做其他用途，例如假设送信息给IP地址127.0.0.1,此信息将回传给本机。b. W.X.Y.Z 中的数字假设出现255，表示为广播。例如送信息到255.255.255.255,表示将信息送给每一台HOST；送信息到168.95.255.255,表示将信息送给Network ID 为168.95的每一台HOST。c. 第一组数字W不可高于233，由于它们是保管给实验用的。d.最后一组数字Z不可以为0或255。由于网际网络的蓬勃开展，IP地址的32个bit位已逐渐不够运用，因此今后IP地址将运用128个bit位，这将大大改善IP地址资源枯竭的景象。I
21、P 地地 址址 的的 分分 类类1-3常用的通讯协议及选择 子网掩码 Subnet Mask)也是一个32个bit位的值，具有两大功能：一是用来IP地址中的Network ID 与HOST ID;二是用来将网络分割为多个子网，当TCP/IP 网络中的主机相互通讯时，就可用子网掩码得知这些主机能否在一样的网络区段内。1-3常用的通讯协议及选择 1-3常用的通讯协议及选择1.3.4 通讯协议选择战略通讯协议选择战略为为局局域域网网选选择择通通讯讯协协议议时时，应应在在网网络络规规模模、网网络络间间的的兼兼容容性性和和网网络络管管理等几个方面进展综合思索。理等几个方面进展综合思索。对对于于不不与与外
22、外部部衔衔接接的的、小小型型的的、单单网网段段的的网网络络，最最好好运运用用NetBEUI通通讯协议。讯协议。对对 于于 从从 NetWare迁迁 移移 到到 Windows NT的的 网网 络络 ， 或或 NetWare与与Windows NT共共存存的的网网络络，选选择择IPX/SPX及及其其兼兼容容协协议议，无无疑疑可可提提供一个比较理想的传输环境。供一个比较理想的传输环境。假假设设正正在在规规划划一一个个高高效效率率、可可互互连连、可可扩扩展展性性的的网网络络，TCP/IP将将是是理理想的选择。想的选择。此此外外，在在选选择择通通讯讯协协议议时时，还还应应遵遵照以下的原那么：照以下的原
23、那么：首首先先，要要选选择择适适宜宜于于网网络络特特点点的的协协议。议。其次，应尽量少选用网络协议。其次，应尽量少选用网络协议。第三，应留意协议的版本。第三，应留意协议的版本。最后，还要留意协议的一致性。最后，还要留意协议的一致性。1.4 几种局域网新技术1.4.1 1000M以太网技术引见以太网技术引见规范称号规范称号运用的介质运用的介质传输的间隔传输的间隔1000Base-TX62.5m多模光多模光纤纤50m多模光纤多模光纤260m525m1000Base-LX62.5m多模光多模光纤纤50m多模光纤多模光纤单模光纤单模光纤550m525m3000m1000Base-CX同轴电缆同轴电缆2
24、5m1.4 几种局域网新技术1000M以太网的运用以太网的运用1交换机到效力器衔接的晋级交换机到效力器衔接的晋级2交换机到交换机之间衔接的晋级交换机到交换机之间衔接的晋级3快速以太网主干部分的晋级快速以太网主干部分的晋级4对对于于一一些些配配置置较较高高、性性能能较较好好的的任任务务站站，当当需需求求进进展展大大量量宽宽带带数数据据交交换换，且且原原有有的的100M的的衔衔接接的的速速度度已已不不能能满满足足信信息息交交换换要要求求的的情情况况下下，可可以以简简单单地地晋晋级级这这些些任任务务站站的的以以太太网网卡卡，然然后后将将其其直直接接衔接到衔接到1000M以太网交换机上。以太网交换机上。1.4 几种局域网新技术1.4.2 无无线局域网技局域网技术引引见无无线局局域域网网弥弥补了了传统网网络的的缺缺乏乏，实现了了可可挪挪动数数据据交交换，为局局域域网网开开辟辟了了一一个新的技个新的技术和运用和运用领域。域。1.4 几种局域网新技术1.4.3 虚虚拟局域网技局域网技术虚虚拟局局域域网网Virtual LAN，VLAN技技术用用于于在在不不更更改改网网络的的拓拓扑扑构构造造的的前前提提下下对局域网局域网进展重展重组。
