《计算机局域网》PPT课件.ppt

第7章 计算机局域网,上次回顾,计算机网络协议概述 TCP/IP协议的体系结构 OSI协议的体系结构 LAN协议 宽带综合业务数字网(B-ISDN)和异步传输模式(ATM)及其协议简介,本讲目标,局域网概述 局域网的体系结构 局域网络的拓扑结构和传输介质 基带和宽带局域网 局域网新技术,1.局域网的自身特点 局域网定义： 是在一个较小的范围，利用通信线路将众多计算机及外设连接起来，达到数据通信和资源共享的目的 局域网特点： 1 为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限； 2 所有的站共享较高的总带宽（即较高的数据传输速率）3 较低的时延和较低的误码率； 4 各站为平等关系而不是主从关系； 5 能进行广播（一站向其他所有站发送）或组播（一站向多个站发送）,局域网与多处理器系统对比 其优点: (1)能方便地共享昂贵的外部设备、主机、软件和数据 (2)便于系统的扩展和逐渐地演变 (3)提高了系统的可靠性、可用性和残存性 (4)响应速度较快 (5)各设备的位置可灵活调整和改变 有利于数据处理和办公自动化,局域网也引起了一些问题: (1)当不同厂家的设备一起连到网上时,它们未必能够进行数据交换 (2)数据的安全与保密需要采取专门的措施 (3)由于每个小单位很容易增加连在网络上的计算机设备,从总体来看,一个局域网的总的设备往往超过总的需求,造成浪费 对局域网来说，人们最关心的是控制网络访问的协议，有令牌传送和载波侦听多路访问（CSMA）,局域网远程监控,局域网,2.局域网的最低三层标准(IEEE 802标准) IEEE802标准协议解决局域网低三层的功能 局域网的体系结构与OSI的区别： 两者物理层需要，局域网不存在路由选择，不要网络层，在逻辑链路控制子层上设立了网际层 局域网的参考模型只相当与OSI的最低两层,IEEE802标准把数据链路层划分为两个子层: 1.媒体接入控制或媒体访问控制 (MAC,Medium Access Control)子层 2.逻辑链路控制(LLC,Logical Link Control)子层,媒体接入控制或媒体访问控制MAC子层的主要功能： 1 将上层交下来的数据封装成帧进行发送 2 实现和维护MAC协议； 3 比特差错检测； 4 寻址,逻辑链路控制LLC子层的主要功能 ： 1 建立和释放数据链路层的逻辑连接； 2 提供与高层的接口； 3 差错控制； 4 给帧加上序号,IEEE802标准规定LLC子层协议，向网际层提供三种服务： 1）无确认无连接方式服务： 2）面向连接方式服务； 3）有确认的无连接服务 LLC子层与MAC子层的区别： 在LLC子层的上面看不到具体的局域网，也就是说，局域网对LLC子层是透明的。MAC子层能看到,3.局域网络的基本拓扑结构 拓扑结构定义： 是指网络中的各个节点或站相互连接的方式 局域网络的拓扑结构有以下类型： 1）星型 2）总线型 3）树型 4）环型,4.局域网络中常用的传输介质 1）双绞线。成本低廉、应用广泛 2）同轴电缆。性能价格比高 3）光纤。光缆是最有前途的传输介质， 4）微波、红外、激光,双绞线,双绞线是生活中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成 。,双绞线的线序,标准568A：绿白-1，绿-2，橙白-3，蓝-4，蓝白-5，橙-6，棕白-7，棕-8。（日常使用） 标准568B：橙白-1，橙-2，绿白-3，蓝-4，蓝白-5，绿-6，棕白-7，棕-8；,同轴电缆,同轴电缆的得名与它的结构相关。同轴电缆也是局域网中最常见的传输介质之一。用来传递信息的一对导体是按照一层圆筒式的外导体套在内导体（一根细芯）外面，两个导体间用绝缘材料互相隔离的结构制造的，外层导体和中心轴芯线的圆心在同一个轴心上，所以叫做同轴电缆 。,同轴电缆,光纤,光导纤维电缆简称光缆或光纤。光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。它是数据传输中最有效的一种传输介质，在现代通信系统和计算机网络中得到了广泛的应用 。,无线介质,微波通信 微波通信是把微波信号作为载波信号，用模拟信号或数字信号来调制它。 卫星通信 如果将微波中继站放在人造卫星上时，便形成了卫星通信系统，可见，卫星通信是一种特殊的微波中继系统。,局域网一般分成三类： 1）一般局域网LAN； 传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤。 拓扑结构：星型、总线型、树型、环型。 交换技术：包交换。 2）高速局域网HSLN； 传输介质：CATV同轴电缆。 拓扑结构：总线型。 交换技术：包交换。 3）计算机化分支交换网CBX。 传输介质：双绞线。 拓扑结构：星型。 交换技术：电路交换,5.局域网络中常用的介质存取控制技术 介质存取控制的基本原理与方法: (1)CSMA/CD（具有冲突检测的载波侦听多路存取方法） CSMA/CD的基本思想： 任何一个站需要发送数据时，首先侦听一下介质上有无信号传输。如总线是空闲的，发送一帧数据；如总线上有数据传送，就一直侦听下去，等到发现总线上无信号传输时，该站就立即发送一帧数据。 为检测冲突，发送端的最小信息长度应大于2a时间,CSMA技术根据处理方法分为： Non-Persistent CSMA（非坚持的CSMA） 若总线忙，则不再侦听，隔一定时间间隔后再侦听。 P-Persistent CSMA（P坚持CSMA） 若总线忙，继续侦听；但发现总线空闲时，以概率P发送数据。 1-Persistent CSMA（此处，P=1，称为1坚持算法） 若总线忙，一直侦听，直到发现总线空闲时，立即发送数据；若有冲突，回退一个随机时间间隔，重新侦听。 1坚持算法实际上被采用的较多,(2) 环结构中的令牌控制方法 一帧数据，它包括源地址、目标地址、数据、校验部分等 环结构中的剑桥环 Slotted方法,(3)总线结构中的令牌传送介质控制方法 基本思想： 初始化时就排定了总线上每一个站的逻辑位置，构成一个逻辑环，产生一个空闲标志 Free Token在环传送。要发送的站抓住Free Token，把它置为忙标志Busy Token，并发送一帧数据，接着再释放出一个Free Token到下一站。 要能处理的问题： （1）环初始化 （2）能把一个站加入环中。 （3）当一个站关掉时，自动退出环。 （4）当出现错误时，能够及时发现，并重新初始化,6.基带和宽带局域网的概念和比较 在Bus/Tree结构中,通常使用了两类传输技术: 基带传输和宽带传输 它们是按介质上传送的信号形式来区分的,在基带传输中： 数据采用数字信号 整个介质带宽为信号所占用 传输方向为双向 距离可达几km 在宽带传输中： 采用模拟信号 采用频分多路复用技术 单向传输 传输距离可达到几十km,7.宽带系统的结构和服务 宽带系统的结构： 1、单电缆频分系统总线结构。 2、双电缆系统。 3、树型结构的公共天线电视系统（CATV）,宽带系统提供的服务： 1 专用通道 2 提供交换服务 3 实现在同一频带上的多点存取 4.单道宽带HSLN中的介质存取协议,宽带业务,8.几种典型的局域网新技术 典型的局域网新技术包括交换式集线器和高速局域网,交换式集线器的主要特点： 所有端口平时都不连通。当工作站需要通信时，使每一对相互通信的工作站都能像独占通信媒体那样，进行无冲突地传输数据。 交换式集线器的最大优点： 通信是独占带宽,交换式集线器的交换方式有两种： 1 直通方式 2 传统的存储转发方式,高速局域网： 1 100BASE-T技术 2 100VG-AnyLAN技术 3 等时以太网 4 全双工以太网 5 全双工令牌环,高速局域网,100BASE-T技术 它是在双绞线上传送100M基带信号的以太网,仍使用IEEE 802.3标准,即CSMA/CD 这种以太网又称为快速以太网,100VG-AnyLAN技术 这也是一种100Mbps的高速局域网,它综合了现有以太网和令牌环的优点 IEEE也为此技术制定了国际标准802.12,等时以太网 采用4B/5B编码技术,将以太网的10Mbps信道和一个6Mbps的等时信道组合起来的网络技术 其信号速率为20MBand,全双工以太网 即20Mbps以太网。其关键部件除了两个独立的发送和接收通道外,还包括一个能使用这些通道的