第4章 局域网技术

1、第第4 4章章 局域网技术局域网技术 2022-6-294.3介质访问控制方法 主要内容主要内容4.1局部网技术概述 4.2局域网的模型与标准 4.4以太网技术 12344.5虚拟局域网 54.6其他局域网技术简介 62022-6-294.1 局域网概述4.1.1 4.1.1 局域网的特点局域网的特点 （1 1）规划、建设、管理与维护的自主性强）规划、建设、管理与维护的自主性强 （ 2 2）覆盖的地理范围小）覆盖的地理范围小 （ 3 3）综合成本低）综合成本低 （ 4 4）传输速率高）传输速率高 （ 5 5）误码率低，可靠性高）误码率低，可靠性高 （6 6）通常是由微机和中小型服务器构成）通常

2、是由微机和中小型服务器构成 2022-6-294.1.2 4.1.2 局域网的关键技术局域网的关键技术 1 1 局域网的网络拓扑结构：总线型、环型和星型局域网的网络拓扑结构：总线型、环型和星型 2 2 局域网的传输介质：同轴电缆、双绞线、光纤与无线通信信道局域网的传输介质：同轴电缆、双绞线、光纤与无线通信信道 3 3 局域网的介质访问控制方法局域网的介质访问控制方法 IEEE802IEEE802标准主要定义了标准主要定义了3 3种类型的介质访问控制方法：种类型的介质访问控制方法： （1 1）带有冲突检测的载波侦听多路访问方法）带有冲突检测的载波侦听多路访问方法(CSMA/CD)(CSMA/CD

3、) （2 2）令牌总线方法）令牌总线方法 （3 3）令牌环方法）令牌环方法 4.1 局域网概述2022-6-29 4.1 局域网概述4.1.3 4.1.3 局域网体系结构局域网体系结构 IEEE802IEEE802委员会制定了具体的局域网模型和标准。委员会制定了具体的局域网模型和标准。应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层逻辑链路控制子层（LLC）介质访问控制子层（MAC）物理层OSIIEEE8022022-6-294.1 局域网概述局域网各层功能：局域网各层功能：（1 1）物理层）物理层 物理层负责物理连接管理和在介质上传输比特流。其主要任物理层负责物理连接管理和在介质上传输比特流。

4、其主要任务是描述介质接口的一些务是描述介质接口的一些特性特性，如接口的机械特性、电气特性、，如接口的机械特性、电气特性、功能特性和规程特性等，与功能特性和规程特性等，与OSIOSI的物理层相同。的物理层相同。（2 2）数据链路层）数据链路层 数据链路层的主要作用是通过一些数据链路层协议，负责帧数据链路层的主要作用是通过一些数据链路层协议，负责帧的传输管理和控制，在不太可靠的传输信道上实现的传输管理和控制，在不太可靠的传输信道上实现可靠地可靠地数据数据传输。传输。 2022-6-29 LANLAN的数据链路层按照是否与介质有关划分为逻辑链路控的数据链路层按照是否与介质有关划分为逻辑链路控制（制（

5、LLC)LLC)子层和介质访问控制（子层和介质访问控制（MACMAC）子层。）子层。 LLCLLC子层子层 集中了与介质无关的部分。具有集中了与介质无关的部分。具有帧传输、接收功能，帧的顺帧传输、接收功能，帧的顺序控制和流量控制序控制和流量控制功能，并通过功能，并通过SAPSAP向网络层提供服务。向网络层提供服务。 MACMAC子层子层 集中了集中了与介质有关与介质有关的部分。负责在物理层的基础上进行通的部分。负责在物理层的基础上进行通信，维护数据链路功能，并向信，维护数据链路功能，并向LLCLLC子层提供服务子层提供服务, ,发信息时负发信息时负责把责把LLCLLC帧组装成带有帧组装成带有M

6、ACMAC地址和差错校验的地址和差错校验的MACMAC帧。帧。 4.1 局域网概述2022-6-294.1.4 4.1.4 局域网拓扑结构局域网拓扑结构 局域网在网络拓扑结构上主要分为总线型、环型和星型局域网在网络拓扑结构上主要分为总线型、环型和星型3 3种种基本结构。基本结构。 常见的总线型局域网有由同轴电缆做总线的常见的总线型局域网有由同轴电缆做总线的10Base-510Base-5和和10Base-210Base-2等。等。 常见的环型局域网有常见的环型局域网有FDDIFDDI网。网。 常见的星型局域网有基于集线器的共享式以太网和基于各常见的星型局域网有基于集线器的共享式以太网和基于各种

7、交换机的交换式以太网。种交换机的交换式以太网。4.1 局域网概述2022-6-294.2 4.2 局域网的模型与标准局域网的模型与标准4.2.1 IEEE8024.2.1 IEEE802参考模型参考模型 19801980年年2 2月，美国电气与电子工程师协会月，美国电气与电子工程师协会IEEEIEEE成立了局域网成立了局域网标准化委员会标准化委员会, ,专门从事专门从事局域网局域网标准化工作。该委员会制定了标准化工作。该委员会制定了IEEE802IEEE802标准。标准。4.2.2 IEEE8024.2.2 IEEE802标准标准 802.1网 际 互 连802.2逻 辑 链 路 控 制物 理

8、 层物 理 层物 理 层物 理 层802.3媒 体 访 问802.6媒 体 访 问802.5媒 体 访 问802.4媒 体 访 问802.1寻址管理802.1体系结构网 际 互连逻 辑 链 路 控制 LLC媒 体 访 问 控制 MAC物 理 层2022-6-29802.2 - 802.2 - 逻辑链路控制逻辑链路控制LLC LLC 802.3 - CSMA/CD802.3 - CSMA/CD（以太网）（以太网） 802.4 - Token Bus 802.4 - Token Bus （令牌总线）（令牌总线）802.5 - Token Ring802.5 - Token Ring（令牌环）（令牌

9、环）802.6 - 802.6 - 分布队列双总线分布队列双总线DQDB - MANDQDB - MAN标准标准802.8 802.8 FDDI FDDI（光纤分布数据接口）（光纤分布数据接口）802.11 802.11 无线无线LANLANIEEE802IEEE802标准的主要成员：标准的主要成员：4.2 4.2 局域网的模型与标准局域网的模型与标准2022-6-294.3 4.3 介质访问控制方法介质访问控制方法4.3.1 CSMA/CD4.3.1 CSMA/CD介质访问控制介质访问控制 IEEE802.3IEEE802.3标准规定了标准规定了CSMA/CDCSMA/CD访问方法和物理层技

10、术规范，访问方法和物理层技术规范，采用采用IEEE802.3IEEE802.3标准协议的典型局域网是以太网。标准协议的典型局域网是以太网。CSMA/CDCSMA/CD是以是以太网的核心技术。太网的核心技术。1 CSMA/CD1 CSMA/CD的发送工作过程的发送工作过程 CSMA/CDCSMA/CD的工作过程可以概括为的工作过程可以概括为4 4点：发前先听，边发边听，点：发前先听，边发边听，冲突停止，延迟重发。冲突停止，延迟重发。 多路访问多路访问 载波监听载波监听 CSMA/CDCSMA/CD发送过程流程图如下页所示。发送过程流程图如下页所示。2022-6-29站点要求发送有载波？发送一帧信

11、息有冲突？发出阻塞信号冲突 16？延时处理放弃发送另作处理一次发送结束CSMA/CD发送过程流程图YNYNNY4.3 4.3 介质访问控制方法介质访问控制方法2022-6-292 CSMA/CD2 CSMA/CD的接收工作过程的接收工作过程4.3 4.3 介质访问控制方法介质访问控制方法2022-6-294.3.2 4.3.2 令牌环令牌环 IEEE802.5IEEE802.5标准协议规定了令牌环访问方法和物理层技术规范，标准协议规定了令牌环访问方法和物理层技术规范，采用采用IEEE802.5IEEE802.5标准协议的网络称作令牌环网。标准协议的网络称作令牌环网。 令牌环网的主要介质访问控制

12、方法是令牌环访问控制方法。令牌环网的主要介质访问控制方法是令牌环访问控制方法。 令牌环工作原理：令牌环工作原理：（1 1）网上所有站点都处于空闲时，令牌沿环绕行）网上所有站点都处于空闲时，令牌沿环绕行（2 2）发送站点必须等待，直到捕获到空令牌，才能发送数据帧。）发送站点必须等待，直到捕获到空令牌，才能发送数据帧。数据帧在环上绕行一周回到出发点，由发送节点校验无错后吸收数数据帧在环上绕行一周回到出发点，由发送节点校验无错后吸收数据帧，并释放令牌。据帧，并释放令牌。（3 3）接收节点复制数据帧，其它节点转发环上的数据帧。）接收节点复制数据帧，其它节点转发环上的数据帧。4.3 4.3 介质访问控制

13、方法介质访问控制方法2022-6-294.3 4.3 介质访问控制方法介质访问控制方法2022-6-294.3.3 4.3.3 令牌总线令牌总线 IEEE802.4IEEE802.4标准协议规定了令牌总线访问方法和物理层技标准协议规定了令牌总线访问方法和物理层技术规范，采用术规范，采用IEEE802.4IEEE802.4标准协议的网络称作令牌总线网。标准协议的网络称作令牌总线网。 令牌总线网在物理结构上是总线结构，在逻辑结构上是令牌总线网在物理结构上是总线结构，在逻辑结构上是环型。令牌总线介质访问控制方法的原理与令牌环介质访问控环型。令牌总线介质访问控制方法的原理与令牌环介质访问控制方法相同。

14、制方法相同。4.3 4.3 介质访问控制方法介质访问控制方法2022-6-29结点D结点E结点A结点B结点C令牌总线令牌总线令牌总线令牌总线结点A结点B结点D结点C结点E令牌4.3 4.3 介质访问控制方法介质访问控制方法2022-6-294.4 4.4 以太网技术以太网技术4.4.1 4.4.1 以太网的产生与发展以太网的产生与发展 19751975年，由美国年，由美国DECDEC、IntelIntel和和XeroxXerox三家公司联合研制成三家公司联合研制成功并公布了以太网的物理层与数据链路层规范功并公布了以太网的物理层与数据链路层规范802.3802.3。 传统以太网速率只有传统以太网

15、速率只有10M,10M,目前，不仅千兆以太网和万兆目前，不仅千兆以太网和万兆以太网已经进入主流应用，在实验室中，已经在开发以太网已经进入主流应用，在实验室中，已经在开发40Gbit/s40Gbit/s的以太网产品。的以太网产品。2022-6-29以太网标准及以太网标准及IEEE802.3IEEE802.3规范：规范：传统以太网传统以太网 主要是主要是10BASE-210BASE-2、10BASE-510BASE-5、10BASE-T10BASE-T标准标准快速以太网快速以太网 IEEE802.3u IEEE802.3u 双绞线，光纤双绞线，光纤千兆以太网千兆以太网 IEEE802.3z IEE

16、E802.3z 屏蔽短双绞线、光纤屏蔽短双绞线、光纤 IEEE802.3ab IEEE802.3ab 双绞线双绞线万兆以太网万兆以太网 IEEE802.3ae IEEE802.3ae 光纤光纤4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-294.4.2 4.4.2 传统以太网技术传统以太网技术 传统以太网的典型速率是传统以太网的典型速率是10Mbit/s10Mbit/s，在其物理层，定义了多，在其物理层，定义了多种传输介质和拓扑结构，形成了一个种传输介质和拓扑结构，形成了一个10Mbit/s10Mbit/s以太网标准系列，以太网标准系列，主要包括主要包括10BASE-210BASE-2、1

17、0BASE-510BASE-5、10BASE-T10BASE-T等标准。等标准。 例：例： 数据率（数据率（Mbps）基带或宽带基带或宽带Base，Broad段最大长度（百米）或段最大长度（百米）或介质类型（介质类型（T，F，X）10 Base 54.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-291 10BASE-21 10BASE-2 10BASE-2 10BASE-2网络采用总线型结构，主要使用的网络硬件有以下网络采用总线型结构，主要使用的网络硬件有以下几种：几种：（1 1）BNCBNC接口的网卡：使计算机作为节点连入网络。接口的网卡：使计算机作为节点连入网络。（2 2）5050细同轴

18、电缆：这是细同轴电缆：这是10BASE-210BASE-2网络定义的传输介质。网络定义的传输介质。（3 3）T T型连接器：用于细缆与网卡的连接。型连接器：用于细缆与网卡的连接。（4 4）5050终端器：电缆两端各接一个，用于阻止信号反射。终端器：电缆两端各接一个，用于阻止信号反射。 4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-29细缆终端器10BASE-210BASE-2网络网络4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-292 10BASE-52 10BASE-5 10BASE-5 10BASE-5网络也采用总线型结构，主要使用的网络硬件有以网络也采用总线型结构，主要使用的网络

19、硬件有以下几种：下几种：（1 1）AUIAUI接口的网卡：使计算机作为节点连入网络。接口的网卡：使计算机作为节点连入网络。（2 2）5050粗同轴电缆：这是粗同轴电缆：这是10BASE-510BASE-5网络定义的传输介质。网络定义的传输介质。（3 3）外部收发器：两端连粗缆，中间经）外部收发器：两端连粗缆，中间经AUIAUI接口的由收发器连网卡。接口的由收发器连网卡。（4 4）收发器电缆：两头带有）收发器电缆：两头带有AUIAUI接头，用于外部收发器和网卡之间接头，用于外部收发器和网卡之间的连接。的连接。（5 5）5050终端器：电缆两端各接一个，用于阻止信号反射。终端器：电缆两端各接一个，

20、用于阻止信号反射。 4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-29终端匹配器粗缆收发器电缆外部收发器10BASE-510BASE-5网络网络4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-29 在实际应用中，由于粗缆可以传输更长的距离，而细缆比在实际应用中，由于粗缆可以传输更长的距离，而细缆比较经济，可以将粗缆和细缆结合起来使用。较经济，可以将粗缆和细缆结合起来使用。 可以通过粗细可以通过粗细转接器转接器实现实现粗缆和细缆段的连接粗缆和细缆段的连接，混连时网，混连时网络干线段长度介于络干线段长度介于185m185m和和500m500m之间，也可以通过中继器将粗缆之间，也可以通过中继器

21、将粗缆网段和细缆网段相连接。网段和细缆网段相连接。 4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-293 10BASE-T3 10BASE-T 10BASE-T 10BASE-T网络采用网络采用星型星型拓扑结构，典型的中心设备是集线器拓扑结构，典型的中心设备是集线器或交换机，主要使用的网络硬件有以下几种：或交换机，主要使用的网络硬件有以下几种：（1 1）RJ-45RJ-45接口的网卡：使计算机作为节点连入网络。接口的网卡：使计算机作为节点连入网络。（2 2）3 3类以上的类以上的UTPUTP电缆：这是电缆：这是10BASE-T10BASE-T网络定义的传输介质。网络定义的传输介质。（3 3

22、）RJ-45RJ-45接头：电缆两端各压接一个接头：电缆两端各压接一个RJ-45RJ-45接头，用于网卡和接头，用于网卡和集线器的连接。集线器的连接。（4 4）10BASE-T10BASE-T集线器：作集线器：作10BASE-T10BASE-T网络的中心转发设备。网络的中心转发设备。 4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-29集线器集线器UTP电缆10BASE-T10BASE-T网络网络4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-2910BASE-210BASE-510BASE-T单网段最大长度185m500m100m网络最大长度（跨距）925m2500m500m节点间最小距

23、离0.5m2.5m 单网段的最多节点数30100 拓扑结构总线型总线形星形传输介质细同轴电缆粗同轴电缆双绞线连接器BNC、TAUI、U筒RJ-45最多网段数5554.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-294.4.3 4.4.3 快速以太网技术快速以太网技术 19951995年年9 9月，月，IEEE802IEEE802委员会正式公布了快速以太网标准委员会正式公布了快速以太网标准IEEE802.3uIEEE802.3u。 快速以太网保留了传统以太网的基本特征，即相同的帧格快速以太网保留了传统以太网的基本特征，即相同的帧格式、介质访问控制方法与组网方法，只是传输速率快了式、介质访问控制

24、方法与组网方法，只是传输速率快了1010倍。倍。 快速以太网定义了快速以太网定义了3 3种物理层标准：种物理层标准：100BASE-TX,100BASE-T4100BASE-TX,100BASE-T4和和100BASE-FX100BASE-FX。 4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-294.4.4 4.4.4 吉比特与十吉比特以太网吉比特与十吉比特以太网 吉比特以太网标准分为两类：吉比特以太网标准分为两类：IEEE802.3zIEEE802.3z和和IEEE802.3abIEEE802.3ab。（1 1）IEEE802.3zIEEE802.3z IEEE802.3z IEEE80

25、2.3z定义了基于光纤和屏蔽短双绞线的标准。定义了基于光纤和屏蔽短双绞线的标准。 1000BASE-SX1000BASE-SX：只支持多模光纤，最大传输距离为：只支持多模光纤，最大传输距离为220220550m550m。 1000BASE-LX1000BASE-LX：多模光纤最远距离：多模光纤最远距离550m550m，单模最远距离，单模最远距离5km5km。 1000BASE-CX1000BASE-CX：采用：采用150150屏蔽双绞线，传输距离为屏蔽双绞线，传输距离为25m25m。 4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-29（2 2）IEEE802.3abIEEE802.3ab

26、IEEE802.3ab IEEE802.3ab定义的传输介质为定义的传输介质为5 5类类UTPUTP电缆，传输距离为电缆，传输距离为 100m100m，与，与10BASE-T10BASE-T和和100BASE-T100BASE-T完全兼容。完全兼容。 吉比特以太网的帧结构和介质访问控制方法仍采用吉比特以太网的帧结构和介质访问控制方法仍采用IEEE802.3IEEE802.3标准，所以，非常便于传统以太网和快速以太网标准，所以，非常便于传统以太网和快速以太网向千兆以太网升级。向千兆以太网升级。4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-293 3）十吉比特以太网）十吉比特以太网 20022

27、002年初，正式发布了年初，正式发布了10Gbit/s10Gbit/s以太网的以太网的IEEE802.3aeIEEE802.3ae规范。规范。 IEEEIEEE正在为正在为10Gbit/s10Gbit/s以太网制定两个分离的物理层标准，一个以太网制定两个分离的物理层标准，一个是为是为LANLAN，另一个是为，另一个是为MANMAN制定。制定。10Gbit/s10Gbit/s以太网主要有以下特点：以太网主要有以下特点：（1 1）帧格式不变）帧格式不变（2 2）能使用多种光纤传输介质）能使用多种光纤传输介质（3 3）只工作在全双工方式，不存在争用问题）只工作在全双工方式，不存在争用问题（4 4）保

28、留了）保留了IEEE802.3IEEE802.3标准，可以和低速以太网通信标准，可以和低速以太网通信 4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-294.4.4 4.4.4 交换式以太网技术交换式以太网技术 1 1 交换式以太网概述交换式以太网概述 传统的共享式以太网有很多局限性：传统的共享式以太网有很多局限性： （1 1）多节点共享传输介质，随着节点增多，冲突加大，网络性）多节点共享传输介质，随着节点增多，冲突加大，网络性能会急剧下降。能会急剧下降。 （2 2）网络总带宽不能满足日益增长的通信需求。）网络总带宽不能满足日益增长的通信需求。 （3 3）无法很好的支持多媒体信息服务。）无法

29、很好的支持多媒体信息服务。 4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-29 典型的交换式局域网是交换式以太网，它的核心部件是以太典型的交换式局域网是交换式以太网，它的核心部件是以太网交换机。网交换机。 以太网交换机支持交换机端口之间的多个并发连接，实现多以太网交换机支持交换机端口之间的多个并发连接，实现多个节点之间数据的并发传输，与共享介质工作方式有着本质的不个节点之间数据的并发传输，与共享介质工作方式有着本质的不同。因此，交换式以太网可以增加网络带宽，改善局域网的性能同。因此，交换式以太网可以增加网络带宽，改善局域网的性能与服务质量。与服务质量。4.4 4.4 以太网技术以太网技术2

30、022-6-29以太网交换机以太网交换机共享共享10Mbps10Mbps端口端口集线器集线器专用专用10Mbps10Mbps端口端口计算机计算机计算机计算机计算机计算机计算机计算机交换式以太网交换式以太网4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-292 2 交换机的转发方式交换机的转发方式（1 1）存储转发：完整地接收整个数据，对数据进行差错检测。）存储转发：完整地接收整个数据，对数据进行差错检测。其优点是可靠性高，可支持不同速率端口之间的数据交换，缺点其优点是可靠性高，可支持不同速率端口之间的数据交换，缺点是交换延迟时间相对较长。是交换延迟时间相对较长。（2 2）直接交换：读到目的地

31、址字段，立即转发。其优点是转发）直接交换：读到目的地址字段，立即转发。其优点是转发速率快，缺点是无差错检测能力，不支持不同速率端口之间的数速率快，缺点是无差错检测能力，不支持不同速率端口之间的数据交换。据交换。（3 3）改进的直接交换：读取并检测帧的长度，满足最小帧长要）改进的直接交换：读取并检测帧的长度，满足最小帧长要求则转发。是一种折中的方案。求则转发。是一种折中的方案。4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-293 3 交换式以太网的特点交换式以太网的特点（1 1）以太网交换机的各个端口独占带宽。）以太网交换机的各个端口独占带宽。（2 2）具有较高的系统带宽。）具有较高的系统带

32、宽。（3 3）交换机的每个端口是一个冲突域，有逻辑分段与一定）交换机的每个端口是一个冲突域，有逻辑分段与一定的安全功能。的安全功能。4.4 4.4 以太网技术以太网技术2022-6-294.5 4.5 虚拟局域网虚拟局域网4.5.1 4.5.1 虚拟局域网技术的产生虚拟局域网技术的产生 VLANVLAN（Virtual Local Area NetworkVirtual Local Area Network）即虚拟局域网，是一）即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。从而实现

33、虚拟工作组的新兴技术。 IEEEIEEE于于19991999年公布了用于标准化年公布了用于标准化VLANVLAN实现方案的实现方案的802.1Q802.1Q协议协议标准草案。标准草案。 VLANVLAN最突出的应用就是划分广播域。最突出的应用就是划分广播域。 2022-6-29 一般来说，构造虚拟局域网有一般来说，构造虚拟局域网有3 3个基本条件：个基本条件：（1 1）具有实现）具有实现VLANVLAN划分功能的交换机。划分功能的交换机。（2 2）不同交换机上相同）不同交换机上相同VLANVLAN间的通信。间的通信。（3 3）不同）不同VLANVLAN之间的路由。之间的路由。4.5 4.5 虚

34、拟局域网虚拟局域网2022-6-294.5.4 VLAN4.5.4 VLAN的特征和优点的特征和优点 1 VLAN1 VLAN的特征的特征 同一个同一个VLANVLAN的成员属于同一个广播域，不同的成员属于同一个广播域，不同VLANVLAN的成员属于的成员属于不同的广播域；不同不同的广播域；不同VLANVLAN的成员通信需的成员通信需路由路由支持，相同支持，相同VLANVLAN的成的成员可直接通信，不需路由支持。员可直接通信，不需路由支持。 4.5 4.5 虚拟局域网虚拟局域网2022-6-29 2 VLAN2 VLAN的优点的优点 （1 1）增强网络管理）增强网络管理 （2 2）控制广播风暴

35、）控制广播风暴 （3 3）提高网络的安全性）提高网络的安全性 4.5 4.5 虚拟局域网虚拟局域网2022-6-294.5.3 VLAN4.5.3 VLAN的划分方法的划分方法 （1 1）按交换机端口划分）按交换机端口划分 这是最简单、最有效的这是最简单、最有效的VLANVLAN划分方法，可以对单交换机或多划分方法，可以对单交换机或多交换机进行端口划分。缺点是当一个用户从一个端口移动到另一交换机进行端口划分。缺点是当一个用户从一个端口移动到另一个端口时，网络管理员必须对个端口时，网络管理员必须对VLANVLAN成员重新进行配置。成员重新进行配置。 4.5 4.5 虚拟局域网虚拟局域网2022-

36、6-29123456单交换机端口划分VLAN1VLAN2端口4.5 4.5 虚拟局域网虚拟局域网2022-6-29端口 123456端口123456多交换机端口划分局域网交换机局域网交换机1 1局域网交换机局域网交换机2 2VLAN2VLAN14.5 4.5 虚拟局域网虚拟局域网2022-6-29（2 2）按）按MACMAC地址划分地址划分 这种方法使用节点的这种方法使用节点的MACMAC地址来定义虚拟局域网。由于节点的地址来定义虚拟局域网。由于节点的MACMAC地址是与硬件相关的地址，所以，当节点移动到其他网段时，地址是与硬件相关的地址，所以，当节点移动到其他网段时，不需改变不需改变VLAN

37、VLAN的配置。其缺点是：的配置。其缺点是：VLANVLAN的初始配置需手工完成，的初始配置需手工完成，在较大规模网络中，工作量太大。在较大规模网络中，工作量太大。4.5 4.5 虚拟局域网虚拟局域网2022-6-29（3 3）按网络层地址划分）按网络层地址划分 这种方法使用节点的网络层地址来定义虚拟局域网。例如，这种方法使用节点的网络层地址来定义虚拟局域网。例如，用用IPIP地址来定义地址来定义VLANVLAN。但这种方法需检查网络层地址，速度比较。但这种方法需检查网络层地址，速度比较慢，性能比较差。慢，性能比较差。4.5 4.5 虚拟局域网虚拟局域网2022-6-29(4(4）按网络协议划

38、分）按网络协议划分 VLANVLAN按网络层协议来划分，可分为按网络层协议来划分，可分为IPIP、IPXIPX、DECnetDECnet、Apple-Apple-TalkTalk等等VLANVLAN网络。这种方法可能使广播域跨越多个交换机，容易造网络。这种方法可能使广播域跨越多个交换机，容易造成某些成某些VLANVLAN站点数目较多，产生大量广播包，降低站点数目较多，产生大量广播包，降低VLANVLAN交换机的效交换机的效率。率。4.5 4.5 虚拟局域网虚拟局域网2022-6-29(5(5）按策略划分）按策略划分 基于策略组成的基于策略组成的VLANVLAN能实现多种分配方法，包括能实现多种

39、分配方法，包括VLANVLAN交换机交换机端口、端口、MACMAC地址、地址、IPIP地址、网络层协议等。网络管理人员可以根地址、网络层协议等。网络管理人员可以根据自己的管理模式和本单位的需求来决定选择那种类型的据自己的管理模式和本单位的需求来决定选择那种类型的VLANVLAN。4.5 4.5 虚拟局域网虚拟局域网2022-6-294.5.4 VLAN4.5.4 VLAN的干道传输的干道传输 所谓的所谓的VLANVLAN干道传输是用来在不同的交换机之间进行连接，干道传输是用来在不同的交换机之间进行连接，以保证在跨越多个交换机上建立的，同一个以保证在跨越多个交换机上建立的，同一个VLANVLAN

40、的成员能够相互的成员能够相互通信，其中，交换机之间级连用的端口就称为主干道（通信，其中，交换机之间级连用的端口就称为主干道（TrunkTrunk）端口。端口。4.5 4.5 虚拟局域网虚拟局域网2022-6-29VLAN的干道传输的干道传输4.5 4.5 虚拟局域网虚拟局域网2022-6-29 有两种有两种VLANVLAN中继协议可以选择：中继协议可以选择：ISLISL和和IEEE802.1QIEEE802.1Q。 1 1 交换机间链路（交换机间链路（ISLISL）：是一种）：是一种CISCOCISCO专用的协议，用于连专用的协议，用于连接多个交换机。接多个交换机。 2 IEEE802.1Q2

41、 IEEE802.1Q：IEEE802.1QIEEE802.1Q定义了一种新的帧格式，它在标定义了一种新的帧格式，它在标准以太网帧的源地址后加了准以太网帧的源地址后加了4B4B的帧标记，用来提供的帧标记，用来提供VLANVLAN的信息。的信息。 （1 1）TPIDTPID字段：表明这是一个加了字段：表明这是一个加了IEEE802.1QIEEE802.1Q标签的帧，其标签的帧，其取值为固定的取值为固定的0 x81000 x8100。 （2 2）TCITCI字段：包含的是帧的控制信息，包括优先级、字段：包含的是帧的控制信息，包括优先级、VLANVLAN的的IDID号等。号等。4.5 4.5 虚拟局

42、域网虚拟局域网2022-6-29先导符先导符帧开始帧开始标记标记目的地目的地址址源地址源地址长度长度数据数据校验校验字段字段先导符先导符帧开始帧开始标记标记目的地目的地址址源地址源地址TPIDTPIDTCITCI长度长度数据数据校验校验字段字段两种帧格式的比较4.5 4.5 虚拟局域网虚拟局域网2022-6-293 3 干道的作用干道的作用 TrunkTrunk链路不属于任何一个链路不属于任何一个VLANVLAN，它在交换机之间起着，它在交换机之间起着VLANVLAN管道的作用，可以传输不同的管道的作用，可以传输不同的VLANVLAN的数据。可以用帧过滤和帧标的数据。可以用帧过滤和帧标记法识别

43、不同的记法识别不同的VLANVLAN信息，现在常用的是帧标记法。信息，现在常用的是帧标记法。 数据帧在干道上传输时，交换机在帧头信息中加入相应的数据帧在干道上传输时，交换机在帧头信息中加入相应的VLAN IDVLAN ID，通过干道后，再去掉，通过干道后，再去掉VLANVLAN标记同时把帧送往相应的标记同时把帧送往相应的VLANVLAN端口。端口。 4.5 4.5 虚拟局域网虚拟局域网2022-6-294.6 4.6 其他局域网技术简介其他局域网技术简介4.6.1 FDDI4.6.1 FDDI网络网络 FDDIFDDI是在网络与传输介质之间的一个接口标准。是在网络与传输介质之间的一个接口标准。

44、FDDIFDDI采用光采用光纤介质和双环型结构，数据传输速率为纤介质和双环型结构，数据传输速率为100Mbit/s100Mbit/s。 FDDIFDDI的介质访问控制方法和的介质访问控制方法和IEEE802.5IEEE802.5标准相似，但标准相似，但FDDIFDDI中，中，源节点把数据帧源节点把数据帧发送出去后立即释放令牌发送出去后立即释放令牌，其他站点可以继续捕，其他站点可以继续捕获令牌发送数据，即允许在环路中同时存在多个数据帧传输，以获令牌发送数据，即允许在环路中同时存在多个数据帧传输，以提高信道利用率。提高信道利用率。 2022-6-29 FDDIFDDI基本结构是由基本结构是由2 2

45、根光纤同时将网络上的所有节点串接成根光纤同时将网络上的所有节点串接成2 2个封闭的环路，其中一个称为主环，一个称为辅环。个封闭的环路，其中一个称为主环，一个称为辅环。 FDDIFDDI主干环网主干环网服务器服务器Token RingToken Ring路由器路由器以太网以太网路由器路由器4.6 4.6 其他局域网技术简介其他局域网技术简介2022-6-29 FDDIFDDI既可以完成校园区局域网的互连，也可以做智能大既可以完成校园区局域网的互连，也可以做智能大厦的主干网络，既可以做企业网、校园网的互连主干，也可以厦的主干网络，既可以做企业网、校园网的互连主干，也可以在城域网中发挥作用，它是最早推出的高速令牌环型网，因在城域网中发挥作用，它是最早推出的高速令牌环型网，因此，一些早期的校园网，园区网都采用了此，一些早期的校园网，园区网都采用了FDDIFDDI方案。方案。 4.6 4.6 其他局域网技术简介其他局域网技术简介2022-6-294.6 4.6 其他局域网技术简介其他局域网技术简介4.6.2 ATM4.6.2 AT