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1、1计 算 机 网 络 基 础第四讲第四讲 局域网基本工作原理局域网基本工作原理2了解：了解：局域网的技术特点局域网的技术特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：了解：IEEE 802参考模型与协议的基本概念参考模型与协议的基本概念掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：交换式局域网的工作原理掌握：交换式局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理本章学习要求本章学习要求34.1.1局域网的技术特点局域网覆盖有
2、限的地理范围，它适用于公司、机关、局域网覆盖有限的地理范围，它适用于公司、机关、校园等有限范围内的计算机连网的需求；校园等有限范围内的计算机连网的需求； 局域网提供高数据传输速率（局域网提供高数据传输速率（10100Mbps）、）、低低误码率的数据传输环境，数据传输速率高达误码率的数据传输环境，数据传输速率高达1Gbps的高速局域网正在发展中；的高速局域网正在发展中； 决定局域网特性的主要技术要素为网络拓扑、传输决定局域网特性的主要技术要素为网络拓扑、传输介质与介质访问控制方法；介质与介质访问控制方法；从介质访问控制方法的角度来看，局域网可分为共从介质访问控制方法的角度来看，局域网可分为共享介
3、质式局域网与交换式局域网两类。享介质式局域网与交换式局域网两类。 4.1局域网的技术特点局域网的技术特点4了解：了解：局域网的技术特点局域网的技术特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：了解：IEEE 802参考模型与协议的基本概念参考模型与协议的基本概念掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：交换式局域网的工作原理掌握：交换式局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理本章学习要求本章学习要求54.2.1
4、总线型拓扑结构总线型局域网的介质访问控制方法采用的是总线型局域网的介质访问控制方法采用的是“共享共享介质介质”方式；方式；所有结点都连接到一条作为公共传输介质的总线上；所有结点都连接到一条作为公共传输介质的总线上；总线传输介质通常采用同轴电缆或双绞线；总线传输介质通常采用同轴电缆或双绞线；所有结点可以通过总线以所有结点可以通过总线以“广播广播”方式发送或接收方式发送或接收数据，因此出现数据，因此出现“冲突冲突”不可避免；不可避免；“冲突冲突”会造成传输失败；会造成传输失败；必须解决多个结点访问总线的介质访问控制必须解决多个结点访问总线的介质访问控制（MAC， Medium Access Con
5、trol）问题。问题。4.2 局域网拓扑结构局域网拓扑结构64.2.1 总线型拓扑结构总线型局域网的介质访问控制方法采用的是总线型局域网的介质访问控制方法采用的是“共享共享介质介质”方式；方式；4.2 局域网拓扑结构局域网拓扑结构74.2.1 总线型拓扑结构总线型局域网的介质访问控制方法采用的是总线型局域网的介质访问控制方法采用的是“共享共享介质介质”方式；方式；4.2 局域网拓扑结构局域网拓扑结构84.2.1 总线型拓扑结构介质访问控制方法要解决以下几个问题：介质访问控制方法要解决以下几个问题：该哪个结点发送数据？该哪个结点发送数据？发送时会不会出现冲突？发送时会不会出现冲突？出现冲突怎么办
6、？出现冲突怎么办？总线型拓扑的优点：总线型拓扑的优点：结构简单，实现容易；结构简单，实现容易；易于扩展，可靠性较好。易于扩展，可靠性较好。4.2 局域网拓扑结构局域网拓扑结构94.2.2 环型拓扑结构结点使用点结点使用点- -点线路连接，构成闭合的物理环型结点线路连接，构成闭合的物理环型结构；构；环中数据沿着一个方向绕环逐站传输；环中数据沿着一个方向绕环逐站传输；多个结点共享一条环通路；多个结点共享一条环通路；环建立、维护、结点的插入与撤出。环建立、维护、结点的插入与撤出。4.2 局域网拓扑结构局域网拓扑结构104.2.3 星型拓扑结构逻辑结构与物理结构的关系逻辑结构与物理结构的关系交换局域网
7、交换局域网(Switched LAN)的物理结构的物理结构4.2 局域网拓扑结构局域网拓扑结构11了解：了解：局域网的技术特点局域网的技术特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：了解：IEEE 802参考模型与协议的基本概念参考模型与协议的基本概念掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：交换式局域网的工作原理掌握：交换式局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理本章学习要求本章学习要求124.3.1 传输介
8、质类型与介质访问控制方法局域网的传输介质类型：局域网的传输介质类型： 同轴电缆同轴电缆双绞线双绞线光纤光纤无线通信信道无线通信信道4.3 IEEE 802参考模型与协议参考模型与协议134.3.1 传输介质类型与介质访问控制方法介质访问控制方法介质访问控制方法:带有冲突检测的载波侦听多路访问带有冲突检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD)令牌总线令牌总线 (Token Bus)令牌环令牌环 (Token Ring)4.3 IEEE 802参考模型与协议参考模型与协议144.3.1 IEEE802 参考模型IEEE 802 参考模型与参考模型与OSI参考模型的关系参考模型的关系4.3 IEEE
9、 802参考模型与协议参考模型与协议154.3.1 IEEE802 参考模型IEEE 802委员会为局域网制定了一系列标准，它委员会为局域网制定了一系列标准，它们统称为们统称为IEEE 802标准；标准；IEEE 802标准之间的关系标准之间的关系 4.3 IEEE 802参考模型与协议参考模型与协议16了解：了解：局域网的技术特点局域网的技术特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：了解：IEEE 802参考模型与协议的基本概念参考模型与协议的基本概念掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原
10、理掌握：交换式局域网的工作原理掌握：交换式局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理本章学习要求本章学习要求174.4.1 以太网的工作原理CSMA/CD的发送流程可以概括为：的发送流程可以概括为： 先听后发先听后发 边听边发边听边发 冲突停止冲突停止 延迟重发延迟重发4.4 共享介质局域网的工作原理共享介质局域网的工作原理184.4.1 以太网的工作原理CSMA/CD的工作原理的工作原理 4.4 共享介质局域网的工作原理共享介质局域网的工作原理194.4.2 令牌总线的工作原理令牌总线（令牌总线（Token Bus
11、）:是一种在总线拓扑中利用是一种在总线拓扑中利用“令牌令牌”（Token）作为控制节点访问公共传输介作为控制节点访问公共传输介质的确定性介质访问控制方法。质的确定性介质访问控制方法。令牌：一种特殊结构的控制帧，用来控制节点对总令牌：一种特殊结构的控制帧，用来控制节点对总线的访问权线的访问权4.4 共享介质局域网的工作原理共享介质局域网的工作原理204.4.2 令牌总线的工作原理令牌传递规定由高地址向低地址，最后由低地址向令牌传递规定由高地址向低地址，最后由低地址向最高地址依次循环传递，从而在一个物理总线上形最高地址依次循环传递，从而在一个物理总线上形成一个逻辑环。成一个逻辑环。4.4 共享介质
12、局域网的工作原理共享介质局域网的工作原理214.4.2 令牌总线的工作原理令牌帧含有一个目的地址，接收到令牌帧的结点可令牌帧含有一个目的地址，接收到令牌帧的结点可以在令牌持有的最大时间内发送一个或多个帧。以在令牌持有的最大时间内发送一个或多个帧。注：在发生以下这些情况时，令牌持由结点必须交注：在发生以下这些情况时，令牌持由结点必须交出令牌出令牌1、该结点没有数据帧等待发送。、该结点没有数据帧等待发送。2、该结点已发送完所有待发送的数据帧。、该结点已发送完所有待发送的数据帧。3、该结点持有令牌的最大时间到了。、该结点持有令牌的最大时间到了。4.4 共享介质局域网的工作原理共享介质局域网的工作原理
13、224.4.2 令牌总线的工作原理Token Bus的环维护工作：的环维护工作：环初始化环初始化 新结点加入环新结点加入环 结点从环中撤出结点从环中撤出 环恢复环恢复 优先级优先级 4.4 共享介质局域网的工作原理共享介质局域网的工作原理234.4.2 令牌总线的工作原理Token Bus的主要特点：的主要特点：介质访问延迟时间有确定值；介质访问延迟时间有确定值； 通过令牌协调各结点之间的通信关系，各结点之间通过令牌协调各结点之间的通信关系，各结点之间不发生冲突，重负载下信道利用率高；不发生冲突，重负载下信道利用率高； 支持优先级服务。支持优先级服务。 4.4 共享介质局域网的工作原理共享介质
14、局域网的工作原理244.4.3 令牌环的工作原理令牌帧中有一位标志令牌的忙闲。当环正常工作令牌帧中有一位标志令牌的忙闲。当环正常工作时，令牌总是沿着物理环单向逐站传送，传送顺序时，令牌总是沿着物理环单向逐站传送，传送顺序与结点在环中排列的顺序相同与结点在环中排列的顺序相同4.4 共享介质局域网的工作原理共享介质局域网的工作原理254.4.3 令牌环的工作原理Token Ring方式的优点：方式的优点：环中结点访问延迟确定环中结点访问延迟确定适用于重负载环境适用于重负载环境支持优先级服务支持优先级服务Token Ring方式的缺点：方式的缺点：环维护工作复杂环维护工作复杂实现比较困难实现比较困难
15、 4.4 共享介质局域网的工作原理共享介质局域网的工作原理264.4.3 令牌环的工作原理IEEE802.5 标准：标准：单令牌协议：环中只能存在一个有效令牌。单令牌协议：环中只能存在一个有效令牌。优先级位：通过优先级来设定令牌的优先级。优先级位：通过优先级来设定令牌的优先级。监控站：通过令牌监控位执行环维护功能。监控站：通过令牌监控位执行环维护功能。预约指示器：通过预约指示器进行令牌预约，可以预约指示器：通过预约指示器进行令牌预约，可以控制每个结点利用空闲令牌发送不同优先级的数据控制每个结点利用空闲令牌发送不同优先级的数据帧所占用的时间。帧所占用的时间。4.4 共享介质局域网的工作原理共享介
16、质局域网的工作原理27了解：了解：局域网的技术特点局域网的技术特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：了解：IEEE 802参考模型与协议的基本概念参考模型与协议的基本概念掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：交换式局域网的工作原理掌握：交换式局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理本章学习要求本章学习要求284.5.1 高速局域网的研究方法推动局域网技术发展的因素：推动局域网技术发展的因素：个人计算机
17、的广泛应用。在过去二十年中，计算机个人计算机的广泛应用。在过去二十年中，计算机的处理速度提高了百万倍，而网络数据传输速率只的处理速度提高了百万倍，而网络数据传输速率只提高了上千倍；提高了上千倍；基于基于Web的的Internet/Intranet应用要求更高的带宽应用要求更高的带宽在数据仓库、桌面电视会议、在数据仓库、桌面电视会议、3D图形与高清晰度图形与高清晰度图像这类应用中，人们需要有更高带宽的局域网。图像这类应用中，人们需要有更高带宽的局域网。4.5 高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理294.5.1 高速局域网的研究方法传统共享式局域网的缺点：传统共享式局域网的缺点：传统局域网技术
18、建立在传统局域网技术建立在“共享介质共享介质”基础上，典型基础上，典型的介质访问控制方法是的介质访问控制方法是CSMS/CD、Token Ring、Token Bus；介质访问控制方法用来保证每个结点都能够介质访问控制方法用来保证每个结点都能够“公平公平”地使用公共传输介质；地使用公共传输介质；每个结点平均能分配到的带宽随着结点数的不断增每个结点平均能分配到的带宽随着结点数的不断增加而急剧减少；加而急剧减少；网络通信负荷加重时，冲突和重发现象将大量发生，网络通信负荷加重时，冲突和重发现象将大量发生，网络效率将会下降，网络传输延迟将会增长，网络网络效率将会下降，网络传输延迟将会增长，网络服务质量
19、将会下降。服务质量将会下降。 4.5 高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理304.5.1 高速局域网的研究方法高速局域网的研究方法：高速局域网的研究方法：第一种方案：提高第一种方案：提高Ethernet的数据传输速率：的数据传输速率：10Mbps100Mbps10Gbps ；第二种方案：将一个大型局域网划分成多个用网桥第二种方案：将一个大型局域网划分成多个用网桥或路由器互连的子网，导致局域网互连技术的发展；或路由器互连的子网，导致局域网互连技术的发展；第三种方案：将第三种方案：将“共享介质方式共享介质方式”改为改为“交换方式交换方式”， 导致导致“交换式局域网交换式局域网”技技术的发展。术
20、的发展。4.5 高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理314.5.1 高速局域网的研究方法共享介质与交换局域网工作原理的区别共享介质与交换局域网工作原理的区别 4.5 高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理324.5.1 高速局域网的研究方法局域网的分类方法局域网的分类方法: :局域网产品类型与相互之间的关系局域网产品类型与相互之间的关系4.5 高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理334.5.2 光纤式数据接口FDDI的工作原理的工作原理 (FDDI，Fiber Distributed Data Interface)4.5 高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理344.5.2 光纤式
21、数据接口FDDI主要技术特点主要技术特点:使用使用 802.5的单令牌环网介质访问控制协议；的单令牌环网介质访问控制协议； 使用使用 802.2协议，与符合协议，与符合 802标准局域网兼容；标准局域网兼容； 数据传输速率为数据传输速率为100Mbps，连网的结点数最大为连网的结点数最大为1000，环路长度为，环路长度为100km ；可以使用双环结构，具有容错能力；可以使用双环结构，具有容错能力； 可以使用多模或单模光纤；可以使用多模或单模光纤； 具有动态分配带宽的能力，能够支持同步和异步数具有动态分配带宽的能力，能够支持同步和异步数据传输。据传输。 4.5 高速局域网的工作原理高速局域网的工
22、作原理354.5.2 光纤式数据接口FDDI主要应用环境主要应用环境 :计算机机房网计算机机房网 办公室或建筑物群的主干网办公室或建筑物群的主干网 校园网的主干网校园网的主干网多校园的主干网多校园的主干网 4.5 高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理364.5.3 快速以太网快速以太网的发展快速以太网的发展:快速以太网又称为快速以太网又称为Fast Ethernet，它的传输速率比它的传输速率比普通普通Ethernet快快10倍，数据传输速率达到了倍，数据传输速率达到了100Mbps；Fast Ethernet保留着传统的帧格式、介质访问控制保留着传统的帧格式、介质访问控制方法与组网方法；
23、方法与组网方法；每个比特的发送时间由每个比特的发送时间由100ns降低到了降低到了10ns；1995年年9月，月，IEEE 802委员会正式批准了委员会正式批准了Fast Ethernet标准标准IEEE 802.3u。 4.5 高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理374.5.3 快速以太网Fast Ethernet的协议结构的协议结构 :4.5 高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理384.5.3 快速以太网100 BASE-T 标准标准:100 BASETX：支持支持2对对5类非屏蔽双绞线类非屏蔽双绞线（UTP）或或2对对1类屏蔽双绞线（类屏蔽双绞线（STP）。）。1对对5类类UTP
24、或或1对对1类类STP用于发送，而另用于发送，而另1对双绞线用于对双绞线用于接收。接收。100 BASET4：支持支持4对对3类非屏蔽双绞线类非屏蔽双绞线（UTP），），其中其中3对用于数据传输，对用于数据传输，1对用于冲突检对用于冲突检测。测。100 BASEFX：支持支持2芯的多模或单模光纤。主芯的多模或单模光纤。主要用做高速主干网，从接点到集线器的距离可以达要用做高速主干网，从接点到集线器的距离可以达到到2km,是一种全双工系统。是一种全双工系统。4.5 高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理394.5.4 千兆位以太网用用Ethernet组建企业网的全面解决方案组建企业网的全面解决方
25、案:桌面系统采用传输速率为桌面系统采用传输速率为10Mbps的的Ethernet；部门级网络系统采用传输速率为部门级网络系统采用传输速率为100Mbps的的Fast Ethernet；企业级网络系统采用传输速率为企业级网络系统采用传输速率为1000Mbps的的Gigabit Ethernet4.5 高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理404.5.4 千兆位以太网Gigabit Ethernet的协议结构的协议结构 :4.5 高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理414.5.4 千兆位以太网1000 BASET 有以下有以下4种有关传输介质的标准种有关传输介质的标准:1000 BASE-T
26、:使用的是使用的是5类非屏蔽双绞线。双绞线类非屏蔽双绞线。双绞线的长度可以达到的长度可以达到100m。1000 BASE-CX:使用的是屏蔽双绞线，双绞线的长使用的是屏蔽双绞线，双绞线的长度可以达到度可以达到25m。1000 BASE-LX:使用的是波长为使用的是波长为1300nm的单模光的单模光纤，光纤创度可以达到纤，光纤创度可以达到3000m。1000BASE-SX:使用的是波长为使用的是波长为850nm的多模光纤，的多模光纤，光纤的长度可以达到光纤的长度可以达到300550m。4.5 高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理42了解：了解：局域网的技术特点局域网的技术特点了解：局域网拓扑
27、结构的类型与特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：了解：IEEE 802参考模型与协议的基本概念参考模型与协议的基本概念掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：交换式局域网的工作原理掌握：交换式局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理本章学习要求本章学习要求434.6.1 交换式局域网的基本结构交换式局域网的核心设备是局域网交换机，局域网交换式局域网的核心设备是局域网交换机，局域网交换机可以在它的多个端口之间建立多个并发连接。交换机可
28、以在它的多个端口之间建立多个并发连接。4.6 交换式局域网的工作原理交换式局域网的工作原理444.6.2 局域网交换机的工作原理4.6 交换式局域网的工作原理交换式局域网的工作原理454.6.2 局域网交换机的工作原理交换机的帧转发方式（以以太网为例）交换机的帧转发方式（以以太网为例）1) 直接交换方式直接交换方式(Cut Through):交换机只要接收并检交换机只要接收并检测到目的地址字段，立即将该帧转发出去，而不管测到目的地址字段，立即将该帧转发出去，而不管这一帧数据是否出错。帧出错监测任务由结点主机这一帧数据是否出错。帧出错监测任务由结点主机完成。完成。2) 存储转发交换方式存储转发交
29、换方式(Store and Forward):交换机首交换机首先完整地接收发送帧，并先进行差错检测。如果接先完整地接收发送帧，并先进行差错检测。如果接收帧是正确的，则根据目的地址确定输出端口号，收帧是正确的，则根据目的地址确定输出端口号，然后再转发出去。然后再转发出去。4.6 交换式局域网的工作原理交换式局域网的工作原理464.6.2 局域网交换机的工作原理交换机的帧转发方式（以以太网为例）交换机的帧转发方式（以以太网为例）3) 改进直接交换方式改进直接交换方式:在接收到帧的前在接收到帧的前64字节后，判字节后，判断断Ethernet帧的帧头字段是否正确，如果真确则转帧的帧头字段是否正确，如果
30、真确则转发出去。发出去。4.6 交换式局域网的工作原理交换式局域网的工作原理474.6.3 局域网交换机的技术特点低交换延迟低交换延迟支持不同的传输速率和工作模式支持不同的传输速率和工作模式支持虚拟局域网服务支持虚拟局域网服务 4.6 交换式局域网的工作原理交换式局域网的工作原理48了解：了解：局域网的技术特点局域网的技术特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：了解：IEEE 802参考模型与协议的基本概念参考模型与协议的基本概念掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：交换式局域网的
31、工作原理掌握：交换式局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理本章学习要求本章学习要求494.7.1 虚拟网络的概念虚拟网络建立在局域网交换机之上虚拟网络建立在局域网交换机之上; ;以软件方式实现对逻辑工作组的划分与管理以软件方式实现对逻辑工作组的划分与管理; ;逻辑工作组的结点组成不受物理位置的限制逻辑工作组的结点组成不受物理位置的限制; ;一个逻辑工作组的结点可以分布在不同的物理网段一个逻辑工作组的结点可以分布在不同的物理网段上，但它们之间的通信就像在同一个物理网段上一上，但它们之间的通信就像在同一个物理网段上一
32、样。样。 4.7 虚拟局域网的工作原理虚拟局域网的工作原理504.7.2 虚拟局域网的实现技术虚拟局域网的结构虚拟局域网的结构4.7 虚拟局域网的工作原理虚拟局域网的工作原理514.7.2 虚拟局域网的实现技术虚拟局域网的组网方法虚拟局域网的组网方法:用交换机端口号定义虚拟局域网用交换机端口号定义虚拟局域网用用 MAC地址定义虚拟局域网地址定义虚拟局域网用网络层地址定义虚拟局域网用网络层地址定义虚拟局域网 IP广播组虚拟局域网广播组虚拟局域网 4.7 虚拟局域网的工作原理虚拟局域网的工作原理524.7.2 虚拟局域网的实现技术用交换机端口号定义虚拟局域网成员用交换机端口号定义虚拟局域网成员4.
33、7 虚拟局域网的工作原理虚拟局域网的工作原理53了解：了解：局域网的技术特点局域网的技术特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：局域网拓扑结构的类型与特点了解：了解：IEEE 802参考模型与协议的基本概念参考模型与协议的基本概念掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：共享介质局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：高速局域网的工作原理掌握：交换式局域网的工作原理掌握：交换式局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：虚拟局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理了解：无线局域网的工作原理本章学习要求本章学习要求544.8.1 无线局域网的应用无线局域网的应用领域无线局域网的应用领域
34、: :作为传统局域网的扩充作为传统局域网的扩充建筑物之间的互连建筑物之间的互连漫游访问漫游访问特殊网络特殊网络 4.8 无线局域网的工作原理无线局域网的工作原理554.8.1 无线局域网的应用典型的无线局域网结构典型的无线局域网结构 4.8 无线局域网的工作原理无线局域网的工作原理564.8.2 无线局域网的主要类型红外线局域网红外线局域网 定向光束红外传输技术定向光束红外传输技术 全方位红外传输技术全方位红外传输技术 漫反射红外传输技术漫反射红外传输技术 4.8 无线局域网的工作原理无线局域网的工作原理574.8.2 无线局域网的主要类型扩频局域网扩频局域网 跳频通信跳频通信 直接序列扩频直
35、接序列扩频 4.8 无线局域网的工作原理无线局域网的工作原理584.8.2 无线局域网的主要类型窄带微波局域网窄带微波局域网 申请执照的窄带申请执照的窄带RF RF 免申请执照的窄带免申请执照的窄带RF RF 4.8 无线局域网的工作原理无线局域网的工作原理594.8.3 无线局域网标准IEEE 802.11基本结构模型基本结构模型4.8 无线局域网的工作原理无线局域网的工作原理604.8.3 无线局域网标准IEEE 802.11标准定义了三种移动结点标准定义了三种移动结点:无跳变结点无跳变结点 无跳变结点或者是固定的。或者只在一个基本服务无跳变结点或者是固定的。或者只在一个基本服务集的直接通
36、信范围内移动。集的直接通信范围内移动。基本服务集跳变结点基本服务集跳变结点 基本服务集跳变结点在同一个扩展访问集中的不同基本服务集跳变结点在同一个扩展访问集中的不同基本服务集之间移动。基本服务集之间移动。扩展访问集跳变结点扩展访问集跳变结点 扩展访问集跳变结点从一个扩展访问集的基本服务扩展访问集跳变结点从一个扩展访问集的基本服务集移动到另一个扩展访问集的基本服务集。集移动到另一个扩展访问集的基本服务集。4.8 无线局域网的工作原理无线局域网的工作原理614.8.3 无线局域网标准IEEE802.11服务服务:1) 联系联系(Association):在一个节点和一个访问点之在一个节点和一个访问
37、点之间建立一个初始的联系。间建立一个初始的联系。2)重联系重联系(Reassociation):把一个已经建立联系的结把一个已经建立联系的结点从一个访问点转移到另一个访问点，从而使结点点从一个访问点转移到另一个访问点，从而使结点能够从一个基本服务集转移到另一个基本服务集。能够从一个基本服务集转移到另一个基本服务集。3) 终止联系终止联系(Disassociation):结点离开一个扩展访结点离开一个扩展访问集或关机前需要通知访问结点联系终止。问集或关机前需要通知访问结点联系终止。4.8 无线局域网的工作原理无线局域网的工作原理624.8.3 无线局域网标准IEEE802.11服务服务:4) 认
38、证认证(Authentication):用于在互相需要通信的结用于在互相需要通信的结点之间建立起彼此识别身份的标志点之间建立起彼此识别身份的标志5) 隐私权隐私权(Privacy):用于防止信息被窃听者收到，用于防止信息被窃听者收到，以保护隐私权。以保护隐私权。4.8 无线局域网的工作原理无线局域网的工作原理634.8.3 无线局域网标准物理介质规范物理介质规范:IEEE802.11 定义了三种物理介质定义了三种物理介质1)数据速率为数据速率为1Mbps和和2Mbps，波长在波长在850950nm之间的红外线。之间的红外线。2)运行在运行在2.4GHz ISM频带上的直接序列扩展频谱。频带上的
39、直接序列扩展频谱。它能够使用它能够使用7条信道，每条信道的数据速率为条信道，每条信道的数据速率为1Mbps或或2Mbps。3)运行在运行在2.4GHz ISM频带上的跳频的扩频通信，数频带上的跳频的扩频通信，数据速率为据速率为1Mbps或或2Mbps。4.8 无线局域网的工作原理无线局域网的工作原理644.8.3 无线局域网标准介质访问控制规范介质访问控制规范:IEEE802.11采用分布式基础无线网采用分布式基础无线网(DFW)的介质访的介质访问控制算法问控制算法IEEE802.11协议的介质访问控制层协议的介质访问控制层(MAC)又分为又分为2个个子层：子层：分布式协调功能分布式协调功能(
40、DCF)子层子层点协调功能点协调功能(PCF)子层子层4.8 无线局域网的工作原理无线局域网的工作原理65局域网的设计目标是覆盖有限的地理范围，在基本局域网的设计目标是覆盖有限的地理范围，在基本通信机制上选择与广域网不同的方式，从存储转发通信机制上选择与广域网不同的方式，从存储转发方式改变为共享介质与交换方式；方式改变为共享介质与交换方式；局域网在拓扑结构上主要分为总线型、环型与星型局域网在拓扑结构上主要分为总线型、环型与星型结构三种；在网络传输介质上主要采用双绞线、同结构三种；在网络传输介质上主要采用双绞线、同轴电缆与光纤，但目前无线局域网的发展很快；轴电缆与光纤，但目前无线局域网的发展很快
41、；本章小结本章小结66从介质访问控制方法的角度，局域网可以分为共享从介质访问控制方法的角度，局域网可以分为共享介质式局域网与交换式局域网两类；介质式局域网与交换式局域网两类； 目前应用最广泛的局域网是以太网目前应用最广泛的局域网是以太网EthernetEthernet，它的它的核心技术是随机争用共享介质的访问控制方法，即核心技术是随机争用共享介质的访问控制方法，即CSMA/CDCSMA/CD方法；方法； 本章小结本章小结67随着各种应用对局域网带宽有更高要求，传输速率随着各种应用对局域网带宽有更高要求，传输速率为为100100MbpsMbps与与1 1GbpsGbps的快速以太网与千兆以太网出
42、现，的快速以太网与千兆以太网出现，并成为高速局域网方案中的首选技术；并成为高速局域网方案中的首选技术；交换式局域网改变了共享介质的工作方式，可以通交换式局域网改变了共享介质的工作方式，可以通过局域网交换机实现多结点之间数据的并发传输；过局域网交换机实现多结点之间数据的并发传输；本章小结本章小结68交换技术发展为虚拟局域网的实现提供了技术基础；交换技术发展为虚拟局域网的实现提供了技术基础；无线局域网作为传统局域网的补充，已成为局域网无线局域网作为传统局域网的补充，已成为局域网应用的一个热点问题。无线局域网使用的是无线传应用的一个热点问题。无线局域网使用的是无线传输介质，按采用的传输技术可分为红外线局域网、输介质，按采用的传输技术可分为红外线局域网、扩频局域网和窄带微波局域网扩频局域网和窄带微波局域网3 3类。目前较成熟的类。目前较成熟的无线局域网标准是无线局域网标准是IEEE 802.11IEEE 802.11。 本章小结本章小结
