计算机网络技术Chapter 3局域网基础ppt课件.ppt

第三章局域网基础 主要内容 3 1局域网与城域网的基本概念3 2以太网3 3高速局域网的工作原理3 4交换式局域网与虚拟局域网3 5无线局域网3 6局域网互连与网桥的工作原理 3 1局域网与城域网的基本概念 决定局域网和城域网特点的三要素 网络拓扑 传输介质 介质访问控制方法局域网的拓扑结构主要有 总线型 环型和星型 网络传输介质主要采用双绞线 同轴电缆和光纤等 局域网的拓扑结构 匹配电阻 集线器 干线耦合器 总线网 星形网 树形网 环形网 总线型拓扑结构 结点B 结点A 结点D 结点E 结点C 总线型拓扑结构 最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上 当初认为这样的连接方法既简单又可靠 因为总线上没有有源器件 B向D发送数据 C D A E 匹配电阻 用来吸收总线上传播的信号 匹配电阻 不接受 不接受 不接受 接受 B 只有D接受B发送的数据 采用CSMA CD方法的总线型局域网的工作过程 环型局域网的拓扑结构 局域网传输介质类型和介质访问控制方法 局域网的传输介质主要有 同轴电缆 双绞线 光纤与无线通信信道 局域网的介质访问控制方法CSMA CDTokenBusTokenRing IEEE802模型与协议标准 简化的IEEE802协议结构 以太网 起源 ALOHA 采用的CSMA CD的方法 B向D发送数据 C D A E 匹配电阻 用来吸收总线上传播的信号 匹配电阻 不接受 不接受 不接受 接受 B 只有D接受B发送的数据 载波监听 载波监听 是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据 如果有 则暂时不要发送数据 以免发生碰撞 碰撞检测 碰撞检测 就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小 当几个站同时在总线上发送数据时 总线上的信号电压摆动值将会增大 互相叠加 当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时 就认为总线上至少有两个站同时在发送数据 表明产生了碰撞 所谓 碰撞 就是发生了冲突 因此 碰撞检测 也称为 冲突检测 IEEE802 3与Ethernet DIXEthernetV2是世界上第一个局域网产品 以太网 的规约 IEEE的802 3标准 DIXEthernetV2标准与IEEE的802 3标准只有很小的差别 因此可以将802 3局域网简称为 以太网 严格说来 以太网 应当是指符合DIXEthernetV2标准的局域网 目的地址 源地址 类型 数据 FCS 6 6 2 4 字节 46 1500 帧前定界符 前导码 7 1 以太网帧结构 前导码 由56位的1010101010 位序列组成 目的 是保证接收电路在帧的目的地址字段到来之前达到正常接收状态 帧前定界符 10101011 以太网的实现方法 设备 网卡 收发器和收发器电缆 实现如下功能 发送和接收信号的收发器 曼切斯特编码和解码器 以太网数据链路控制 帧装配以及主机的接口 以太网收发器 实现结点和同轴电缆的电信号连接 完成数据的发送和接收 冲突检测的功能 收发器电缆 收发器和网卡的信号连接 以及方便的隔离结点故障 网卡 编码和解码 CRC的产生与校验 帧装配和拆封 CSMA CD介质访问控制等功能 以太网的MAC层的硬件地址 在局域网中 硬件地址又称为物理地址 或MAC地址 802标准所说的 地址 严格地讲应当是每一个站的 名字 或标识符 十六进制表示的EUI 48地址 AC DE 48 00 00 80 以太网的MAC层的硬件地址 高速局域网的工作原理 10Mbps 100Mbps 1000Mbps 10Gbps无论局域网的传输速率提高多少 以太网帧结构是不变的 两种 交换式局域网和共享式局域网 IEEE802 2LLC IEEE802 3MAC 100base FX光纤 100base T4四对三 四 五类UTP 100base TX两对五类UTP或者STP 100BASE T集线器 MII 1gbpsgigabitethernet IEEE802 2LLC IEEE802 3MAC 1000base TUTP 1000base SX多模光纤 1000base CXSTP 1000BASE T集线器 MII 1000base LX单模光纤 PAM5编码解码方式 8B 10B编码解码方式 10Gbpsethernet 特点 与10Mbps 100Mbps和10Gbps帧格式相同保留了以太网的最大和最小帧长只能用光纤只能工作于全双工模式物理层协议 局域网物理层标准 传输速率是10Gbps 每个这样的交换机支持10个千兆以太网端口 可选的广域网物理层标准 通过万兆介质独立接口 将MAC层的工作速率由10Gbps减少到9 584Gbps 以便能够与物理层的数据速率相匹配 交换式局域网与虚拟局域网 交换机的特点 低交换延迟支持不同的传输速率和工作模式支持虚拟局域网服务交换机的工作原理图3 21交换机的帧转发方式直通转发存储转发改进的存储转发 虚拟局域网VLAN的工作原理 虚拟局域网的概念 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 这些网段具有某些共同的需求 每一个VLAN的帧都有一个明确的标识符 指明发送这个帧的工作站是属于哪一个VLAN 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 优点 方便网络用户管理 减少网络管理开销提供更好的安全性改善网络服务质量 以太网交换机 A4 B1 以太网交换机 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 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 以太网交换机 A4 B1 以太网交换机 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 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 以太网交换机 A4 B1 以太网交换机 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 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 以太网交换机 A4 B1 以太网交换机 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 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 VLAN的划分方式 基于交换机端口的划分 用户在交换机端口发生改变时候需要重新配置 基于MAC地址的划分 用户可以随意改变网络的结点位置 基于网络层地址的划分 性能效率差 因为对第3层地址的检测要比第2层速度慢 无线局域网 应用 传统局域网的扩充建筑物之间的互连漫游访问特殊无线网络的结构802 11b适用调频扩频技术 1Mbps 2Mbps 3 5Mbps 11Mbps802 11a提高到54Mbps 红外无线局域网扩频无线局域网调频