指导教师：杨建国_28309

1、二零一零年三月二零一零年三月2盛威网：专业的计算机学习网站第第五五章章 计计 算算 机机 局局 域域 网网v 第一节第一节 计计 算算 机机 局局 域域 网网 协协 议议v 第二节第二节 IEEE 802.3 类类 型型 的的 网网 络络v 第三节第三节 IEEE 802.4 标标 准准v 第四节第四节 IEEE 802.5 标标 准准v 第五节第五节 光光 纤纤 分分 布布 数数 据据 接接 口口v 第六节第六节 其其 他他 类类 型型 局局 域域 网网3盛威网：专业的计算机学习网站5.1 计计 算算 机机 局局 域域 网网 协协 议议一一.IEEE 802 .IEEE 802 简介简介第第

2、五五章章 计计 算算 机机 局局 域域 网网1.1.物理层物理层: : 处理机械、电气、功能和过程等方面的特性处理机械、电气、功能和过程等方面的特性4盛威网：专业的计算机学习网站2.2.数据链路层数据链路层: : 负责把数据从一个节点可靠地传输到相邻的负责把数据从一个节点可靠地传输到相邻的节点节点v LLCLLC子层子层: :向网络层提供服务向网络层提供服务v MACMAC子层子层: :管理各种介质的链路上的通信管理各种介质的链路上的通信, ,执行地址识别执行地址识别和差错校验和差错校验5盛威网：专业的计算机学习网站3.3.网际层网际层: :为了局域网互连为了局域网互连6盛威网：专业的计算机学

3、习网站7盛威网：专业的计算机学习网站v决定局域网特性的三要素是：决定局域网特性的三要素是：网络拓扑网络拓扑传输介质传输介质介质访问控制方法介质访问控制方法: :共享介质式局域网、交换式局域网共享介质式局域网、交换式局域网8盛威网：专业的计算机学习网站v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？出现冲突怎么办？9盛威网：专业的计算机学习网站v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 t

4、oken bus令牌环令牌环 token ring10盛威网：专业的计算机学习网站二二. IEEE 802 标准系列标准系列11盛威网：专业的计算机学习网站802.10 可互操作的局域网安全802.2 逻辑链路控制子层802.3CSMA/CD802.4令牌总线802.5令牌环802.6城域网802.9语音与数据综合局域网802.11无线局域网 802.1 体系结构与网络互联vIEEE 802IEEE 802标准之间的关系：标准之间的关系：12盛威网：专业的计算机学习网站三三. LLC . LLC 子层子层1.LLC1.LLC协议标准向网际层提供三种服务协议标准向网际层提供三种服务: :v 无确

5、认无连接方式服务无确认无连接方式服务: :v 面向连接方式服务面向连接方式服务: :v 有确认的无连接服务有确认的无连接服务: :13盛威网：专业的计算机学习网站2.LLC帧格式与帧格式与HDLC帧格式帧格式:标志标志帧校验帧校验数据信息数据信息I控制信息控制信息C地址地址标志标志HDLC帧格式帧格式LLCPDU帧格式帧格式数据信息数据信息I控制信息控制信息CSSAPDSAP111,2N14盛威网：专业的计算机学习网站5.2 IEEE 802.3 类类 型型 的的 网网 络络vEthernet的发展的发展 EthernetEthernet的核心技术是的核心技术是CSMA/CDCSMA/CD介质

6、访问控制方法介质访问控制方法随机争用技术起源于夏威夷大学校园网随机争用技术起源于夏威夷大学校园网ALOHAALOHA19721972年，年，XeroxXerox公司开始公司开始EthernetEthernet实验网的研究实验网的研究19791979年，年，XeroxXerox公司宣布了公司宣布了EthernetEthernet产品产品19801980年，年，XeroxXerox、DECDEC与与IntelIntel联合宣布联合宣布Ethernet V2.0Ethernet V2.0规范规范 2020世纪世纪9090年代，年代，10Base-T10Base-T标准使得标准使得EthernetEt

7、hernet性能价格比大性能价格比大 大提高大提高目前，交换式目前，交换式EthernetEthernet与最高速率为与最高速率为10Gb/s10Gb/s的高速的高速 EthernetEthernet的出现，更确立了它在局域网中的主流地位的出现，更确立了它在局域网中的主流地位15盛威网：专业的计算机学习网站vEthernet数据发送流程的分析数据发送流程的分析:16盛威网：专业的计算机学习网站vCSMA/CDCSMA/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 17盛威网：专业的计算机学习网站vEthernet接收流

8、程接收流程:启动接收8位的整数倍？地址正确？帧校验正确?结束：帧校验错NYY接收帧接收完成？N结束：帧长度错YN帧太短？帧长度正确?YN结束：帧比特错帧拆卸结束：成功接收NYYN18盛威网：专业的计算机学习网站v载波侦听过程载波侦听过程: :目的：目的：检查是否已经有结点利用总检查是否已经有结点利用总 线在发送数据线在发送数据总总线线忙忙总总线线空空闲闲v(t)t0119盛威网：专业的计算机学习网站v冲突检测：比较法和编码违例判决法冲突检测：比较法和编码违例判决法V (t)t1V (t)t2V (t)+V (t)t2120盛威网：专业的计算机学习网站v冲突冲突:信息在共享介质上混合信息在共享介

9、质上混合冲突窗口的概念冲突窗口的概念结点A结点B帧A帧B= D/V帧A +帧 B2总线总线冲突发生冲突发生21盛威网：专业的计算机学习网站vEthernet实现方法实现方法:系统接口Ethernet控制器（MAC）曼彻斯特编码译码器（PLS）收发器（MAU）主机系统总线同轴电缆主机系统主机系统AUI接口22盛威网：专业的计算机学习网站vEthernet网卡结构网卡结构:Ethernet控制器（M AC+MENDEC）IEEEAddressEPROM缓冲存储器收发器网卡网卡AUI接口BNC接口接计算机I / O 总线接计算机I / O 总线接接传传输输介介质质23盛威网：专业的计算机学习网站vE

10、thernet物理地址物理地址 :Ethernet地址地址 网络物理地址网络物理地址 物理网络地址物理网络地址 ;Ethernet地址地址 = Manufacture ID + NIC ID 24bit + 24bit 公司：公司：Cisco 00-00-0c Novell 00-00-1B 00-00-D8 3Com 00-20-AF 00-60-8C IBM 08-00-5A典型的典型的Ethernet地址地址 ： 00-60-8C-01-28-12 000000001010000010001100 00000001001010000001001024盛威网：专业的计算机学习网站vEthe

11、rnet物理地址的十六进制与二进制的表示方法物理地址的十六进制与二进制的表示方法:08 - 01 - 00 - 2A - 10 - C30000 10000001 00000010 10010000 00000000 00011100 0011十六进制地址格式十六进制地址格式二进制地址格式二进制地址格式25盛威网：专业的计算机学习网站v网络协议分析器及其应用网络协议分析器及其应用 :网络分析器或网络监视器是一种用来测试网络系统运行网络分析器或网络监视器是一种用来测试网络系统运行状态的设备状态的设备当网络分析器连接到被测试的网络时，它能监控特定的当网络分析器连接到被测试的网络时，它能监控特定的事

12、件，并且报告诸如每秒平均接收帧数或平均帧长度等事件，并且报告诸如每秒平均接收帧数或平均帧长度等统计数据统计数据网络分析器的另外一个重要的作用是对特定协议网络分析器的另外一个重要的作用是对特定协议（TCP/IP、FTP、HTTP）的解码，它按照指定的协议）的解码，它按照指定的协议规则加以解释，然后将协议分析的结果显示出来规则加以解释，然后将协议分析的结果显示出来26盛威网：专业的计算机学习网站网络分析器的连入方式：网络分析器的连入方式：27盛威网：专业的计算机学习网站网络分析器捕获的帧数据：网络分析器捕获的帧数据：Ethereal（wiresharkwireshark）计算机网络实验教程计算机网

13、络实验教程,jeanna Matthews,人民邮电出版社人民邮电出版社ADDRADDRHEXHEX000000100020003000400050006002 60 8C 82 24 28 02 60 8C 02 24 20DA 3A 0E 00 FF EF 16 00 00 00 00 00 6B 16 19 01FF 53 4D 42 2D 00 00 01 00 06 00 00 00 00 00 0000 00 00 00 00 00 00 00 08 18 04 00 94 06 07 002E 3F 00 09 00 01 FF EE 13 00 00 85 00 00 00 E

14、ECA 3C 00 00 FF AF 12 00 06 06 00 00 6D 18 00 00EA 3A 00 00 FF 00 00 00 01 00 00 08 6A 00 12 FF00 81 F0 F0目的地址源地址28盛威网：专业的计算机学习网站v网络分析器显示的网络分析器显示的Ethernet帧结构：帧结构： DLC： - DLC Header - DLC： DLC： Frame 1 arrived at 09:20:35.3543；frame size is 143（008F hex）bytes DLC： Destination = Station 3Com 822428 DL

15、C： Source = Station 3Com 022420 DLC： 802.3 length = 129 DLC： LLC： - LLC Header - LLC： LLC： DSAP = F0，SSAP = F0，Command，I frame，N（R）= 29，N（s）=109 LLC： NETB： - NETBIOS Data Only Last - 协协议议分分析析器器29盛威网：专业的计算机学习网站1.帧结构帧结构:v前导码与帧前定界符字段前导码与帧前定界符字段v目的地址和源地址字段目的地址和源地址字段 v长度字段长度字段vLLC数据字段数据字段v帧校验字段帧校验字段一一. I

16、EEE 802.3 标准标准30盛威网：专业的计算机学习网站v前导码与帧前定界符字段前导码与帧前定界符字段:前导码：前导码：7个字节，个字节，10101010101010比特序列比特序列 帧前定界符：帧前定界符：1字节，字节，10101011v目的地址和源地址字段目的地址和源地址字段: : 地址字段长度：地址字段长度：2 2个字节或个字节或6 6个字节个字节目的地址类型：目的地址类型：单一结点地址（单一结点地址（unicast address）多点地址（多点地址（multicast address）广播地址（广播地址（broadcast address）31盛威网：专业的计算机学习网站v长度字

17、段长度字段: 帧的最小长度为帧的最小长度为64字节，最大长度为字节，最大长度为1518字节字节vLLC数据字段数据字段: LLC数据字段是帧的数据字段，长度最小为数据字段是帧的数据字段，长度最小为46个字节个字节少于少于46个字节，需要填充个字节，需要填充v帧校验字段帧校验字段: 采用采用32位的位的CRC校验校验校验的范围校验的范围:目的地址、源地址、长度、目的地址、源地址、长度、LLC数据等字段数据等字段32盛威网：专业的计算机学习网站v CSMA(“先听后说先听后说”)的类型的类型: 非坚持型非坚持型CSMA:如果介质闲，立即发送；如果介质忙，如果介质闲，立即发送；如果介质忙， 等待一随

18、机时间再试等待一随机时间再试 1-坚持型坚持型CSMA:如果介质闲，立即发送；如果介质忙，如果介质闲，立即发送；如果介质忙， 继续侦听，直到介质空闲立即发送继续侦听，直到介质空闲立即发送 P 坚持型坚持型CSMA:如果介质闲，以概率如果介质闲，以概率P发送，而以发送，而以1-P等待等待 一段时间；如果介质忙一段时间；如果介质忙,继续侦听，直到介质空闲以继续侦听，直到介质空闲以P发送发送2.载波侦听多路访问载波侦听多路访问:33盛威网：专业的计算机学习网站3.CSMA/CD3.CSMA/CD（“边说边听边说边听”）：）：具有冲突检测的载波侦听多路访问方法具有冲突检测的载波侦听多路访问方法v 传播

19、时延传播时延: :一个帧从一个帧从A A站出发到达站出发到达B B站之间的时间站之间的时间v 传输时延传输时延: :一个站发送一帧所用的时间一个站发送一帧所用的时间v 基本思想基本思想 ：站点一边将信息输送到共享介质上，一边站点一边将信息输送到共享介质上，一边从介质上接收信息，然后比较发送信息与接收信息，如从介质上接收信息，然后比较发送信息与接收信息，如果一致，没有冲突；如果不一致，发生冲突果一致，没有冲突；如果不一致，发生冲突34盛威网：专业的计算机学习网站4.4.冲突退避算法冲突退避算法: :v 二进制指数退避算法公式二进制指数退避算法公式: T = R A 2: T = R A 2N N

20、 T T为本次冲突后等待重发的间隔时间、为本次冲突后等待重发的间隔时间、R R为随机数、为随机数、A A为计时单位、为计时单位、N N为冲突次数为冲突次数它本质上根据某一帧冲突的历史估计网上信息量而决定它本质上根据某一帧冲突的历史估计网上信息量而决定重发应等待的时间。系统还设置一个最大重传次数，超重发应等待的时间。系统还设置一个最大重传次数，超过这个次数，过这个次数， 则不再重传，并报告出错则不再重传，并报告出错35盛威网：专业的计算机学习网站二二.Ethernet.Ethernetq以太网就是采用以太网就是采用CSMA/CDCSMA/CD算法，并用二进制指数退避和算法，并用二进制指数退避和1

21、-1-坚持算法坚持算法q常见的常见的IEEE802.3IEEE802.3类型的网络就是以太网类型的网络就是以太网q它是基带系统，采用曼彻斯特编码它是基带系统，采用曼彻斯特编码36盛威网：专业的计算机学习网站端接器端接器接地端接器接地端接器T型头型头1.10Base21.10Base2网络网络: : v总线拓扑结构，采用总线拓扑结构，采用RG58A/URG58A/U同轴电缆（又叫细缆网络、同轴电缆（又叫细缆网络、廉价网络）廉价网络）v之所以叫这个名字，是传输距离为之所以叫这个名字，是传输距离为100M100M的的2 2倍，实际只有倍，实际只有185M185M37盛威网：专业的计算机学习网站vT型

22、头图：型头图：38盛威网：专业的计算机学习网站v遵循遵循5-4-3原则：原则：可以有可以有5个网段，通过个网段，通过4个中继器连接，个中继器连接，但只有但只有3个网段可以连接计算机，另外两个网段的用途个网段可以连接计算机，另外两个网段的用途是将网络延伸至更远的距离。一个网段最多可以连接是将网络延伸至更远的距离。一个网段最多可以连接30个节点个节点39盛威网：专业的计算机学习网站2.10Base52.10Base5网络（标准以太网）：网络（标准以太网）：v总线拓扑结构，连接计算机和网络电缆是短电缆（附加总线拓扑结构，连接计算机和网络电缆是短电缆（附加装置接口装置接口AUIAUI电缆、收发电缆）。

23、采用电缆、收发电缆）。采用RG-8RG-8、RG-11RG-11型电型电缆（粗的同轴电缆），它安装不灵活不容易，但抗电磁缆（粗的同轴电缆），它安装不灵活不容易，但抗电磁干扰，防止信号衰减干扰，防止信号衰减v由于难于安装，所以用得很少由于难于安装，所以用得很少v遵循遵循5-4-35-4-3原则原则40盛威网：专业的计算机学习网站41盛威网：专业的计算机学习网站3.10BaseT3.10BaseT网络网络: : v星型拓扑结构，星型拓扑结构，T T表示使用双绞线作为传输介质表示使用双绞线作为传输介质v遵循遵循5-4-35-4-3原则原则42盛威网：专业的计算机学习网站4.100BaseX4.100

24、BaseX网络（快速以太网）网络（快速以太网）: : v星型拓扑结构星型拓扑结构v它的安装可以使用它的安装可以使用3 3种不同介质标准中的任何一种种不同介质标准中的任何一种43盛威网：专业的计算机学习网站IEEE802.3标准标准44盛威网：专业的计算机学习网站5 5.3.3 IEEE 802.4 IEEE 802.4 标标 准准一一. . 令牌总线网原理令牌总线网原理1.1.令牌总线的基本原理令牌总线的基本原理: :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45盛威网：专业的计算机学习网站2.2.逻辑环网与物理环网、争用总线网比较逻辑环网

25、与物理环网、争用总线网比较: :46盛威网：专业的计算机学习网站二二.令牌总线令牌总线MAC帧格式帧格式EDFCSDATA-UNITSADAFCSDPA1112 或或62 或或60任意任意141.令牌总线令牌总线MAC帧格式帧格式:2.响应窗口响应窗口:信号从总线的一端传输到另一端后再返回到这一信号从总线的一端传输到另一端后再返回到这一 端的时间端的时间3.八种八种802.4的帧格式的帧格式:47盛威网：专业的计算机学习网站三三. 令牌总线令牌总线MAC1.逻辑环的初始化逻辑环的初始化:v 争用令牌的解决争用令牌的解决: 每个参与竞争的站发出一个宣称令牌每个参与竞争的站发出一个宣称令牌(cla

26、im-token)帧帧 在发出该帧之后就监听总线在发出该帧之后就监听总线 否则在超时后进行下一次尝试否则在超时后进行下一次尝试 转向第二步重复这一过程转向第二步重复这一过程,直到所有的地址位都用完直到所有的地址位都用完48盛威网：专业的计算机学习网站2.插入环算法插入环算法:v 持有令牌的站等待一个响应窗口的时间内可能发生情况持有令牌的站等待一个响应窗口的时间内可能发生情况: 无响应无响应: 收到一个正确的响应收到一个正确的响应: 收到碰撞的响应为收到碰撞的响应为: 无效响应无效响应:3.退出环算法退出环算法:49盛威网：专业的计算机学习网站4.令牌传递算法令牌传递算法:v Ts在发送完数据帧

27、后在发送完数据帧后,发送带有发送带有DA的令牌帧的令牌帧,此后此后Ts监听总线监听总线v 如如Ts未监听总线上的有效帧未监听总线上的有效帧,且已超时且已超时,则重复第一步则重复第一步v 如仍没有如仍没有,Ts认定认定Ns有故障有故障,就发送就发送Who-Follows帧帧v 如如Ts未收到响应未收到响应Who-Follows帧的置帧的置Ns帧帧,则重复第三步则重复第三步v 如仍没有如仍没有,就用另一种策略来创建逻辑环就用另一种策略来创建逻辑环v 如果在发送征求如果在发送征求Ns2帧后帧后,仍无响应仍无响应,则断定发生了网络故障则断定发生了网络故障50盛威网：专业的计算机学习网站5.故障控制故障

28、控制:v 两类故障两类故障:下游站失败与多个令牌故障下游站失败与多个令牌故障.51盛威网：专业的计算机学习网站6.6.各种介质访问控制技术的特征各种介质访问控制技术的特征: :v “ “在哪里控制在哪里控制”: : 分布式分布式: : 集中式集中式: :优点优点( (提供更复杂更灵活的控制提供更复杂更灵活的控制; ;各个工作站的访各个工作站的访 问逻辑较简单问逻辑较简单; ;避免了复杂配合问题避免了复杂配合问题) )、缺点、缺点( (监控站成为监控站成为 网络中的单失效点网络中的单失效点; ;监控站的工作可能成为网络性能的瓶监控站的工作可能成为网络性能的瓶 颈颈) )v “ “怎样控制怎样控制

29、”: : 同步控制同步控制: :指对各个连接分配固定的带宽指对各个连接分配固定的带宽. . 异步控制异步控制: :根据工作站请求的容量分配带宽根据工作站请求的容量分配带宽( (循环式、预约循环式、预约 式、竞争式式、竞争式) )52盛威网：专业的计算机学习网站5.4 IEEE 802.5 标标 准准一一. 令牌环网原理令牌环网原理53盛威网：专业的计算机学习网站1.令牌帧格式令牌帧格式:二二. 令牌环网帧格式令牌环网帧格式EDACSD11154盛威网：专业的计算机学习网站2. 数据帧格式数据帧格式:EDFCSINFOSADAFCACSD1112 或或62 或或6 0任意任意14FS155盛威网

30、：专业的计算机学习网站1.数据帧的发送数据帧的发送:三三. 令牌环令牌环MAC2.令牌帧的发送令牌帧的发送:3.数据帧的接收数据帧的接收:4.优先级操作：优先级操作：56盛威网：专业的计算机学习网站四四.令牌环网的硬件组成令牌环网的硬件组成1.令牌环网集线器令牌环网集线器:2.令牌环网布线令牌环网布线:3.网卡网卡:57盛威网：专业的计算机学习网站五五.各种局域网比较各种局域网比较58盛威网：专业的计算机学习网站5.5 光光 纤纤 分分 布布 数数 据据 接接 口口一一. 光纤网基本组成光纤网基本组成FDDI主干环网FDDI主干环网服务器Token Ring路由器以太网路由器59盛威网：专业的

31、计算机学习网站1.光纤网概述光纤网概述:v 光纤优点光纤优点:通信量大通信量大,铺设方便铺设方便,维护简单维护简单,抗电磁干扰抗电磁干扰,传输远传输远v 光纤缺点光纤缺点:制造工艺复杂制造工艺复杂,耦合困难耦合困难,当光纤断裂时当光纤断裂时,故障点难故障点难 寻找寻找v 光信道的组成光信道的组成: 激光器、光纤、光电探测器、光耦合器激光器、光纤、光电探测器、光耦合器.60盛威网：专业的计算机学习网站2. FDDI主要技术特点主要技术特点 :v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 v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

32、网兼容 v数据传输速率为数据传输速率为100Mb/s，连网的结点数最大为，连网的结点数最大为1000，环，环路长度为路长度为100km v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 v可以使用多模或单模光纤可以使用多模或单模光纤v具有动态分配带宽的能力，能支持同步和异步数据传输具有动态分配带宽的能力，能支持同步和异步数据传输61盛威网：专业的计算机学习网站3.光纤局域网的结构光纤局域网的结构:4.比较比较IEEE802.5与与FDDI:v 相同点：相同点：令牌控制、环上各站都有相同的访问权、分配其令牌控制、环上各站都有相同的访问权、分配其 站优先级站优先级v 不同点：不同点：

33、令牌发送时间、容量分配方案令牌发送时间、容量分配方案62盛威网：专业的计算机学习网站5. FDDI主要应用环境主要应用环境 :v计算机机房网计算机机房网v办公室或建筑物群的主干网办公室或建筑物群的主干网 v校园网的主干网校园网的主干网v多校园的主干网多校园的主干网63盛威网：专业的计算机学习网站二二.FDDI 标准标准1.FDDI的物理层协议的物理层协议:PMD和和PHY2.FDDI的帧格式的帧格式:EDFCSINFOSADAFCSDPAFS64盛威网：专业的计算机学习网站3.FDDI的容量分配的容量分配:iiSA+ 帧绕环帧绕环1周时间周时间+发送发送1令牌时间令牌时间+发送发送1最长帧时间

34、最长帧时间TTRT65盛威网：专业的计算机学习网站5.6 其其 他他 类类 型型 的的 局局 域域 网网一一. 100VG-AnyLAN1.四重信号传输法四重信号传输法:2.优先请求法优先请求法:3.优点优点:增加了数据的安全性增加了数据的安全性;提供了带有结构式优先级系统提供了带有结构式优先级系统 的各种应用的各种应用66盛威网：专业的计算机学习网站二二.ARCnet1.它是一种传送令牌的总线拓扑它是一种传送令牌的总线拓扑3.优点优点:网络简单、便宜网络简单、便宜;灵活性较大灵活性较大2.每个节点有一个表格每个节点有一个表格,里面包含两个地址里面包含两个地址:SID与与NID67盛威网：专业

35、的计算机学习网站三三.AppleTalkv 它是由它是由相互连接在一起的相互连接在一起的计算机、打印机和其他设备以计算机、打印机和其他设备以 及及AppleTalk网络软件组成的网络软件组成的,所有设备都赋予一定范围所有设备都赋予一定范围 的地址的地址68盛威网：专业的计算机学习网站四四. .高速局域网的工作原理高速局域网的工作原理1.1.高速局域网的研究方法：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v个人计算机的广泛应用：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提高

36、了上千倍络数据传输速率只提高了上千倍从理论上讲，一台微通道或从理论上讲，一台微通道或EISAEISA总线的微型机能产生大约总线的微型机能产生大约250Mb/s250Mb/s的流量的流量v基于基于WebWeb的的Internet/IntranetInternet/Intranet应用也要求更高的带宽应用也要求更高的带宽v在数据仓库、桌面电视会议、在数据仓库、桌面电视会议、3D3D图形与高清晰度图像这类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应用中，人们需要有更高带宽的局域网69盛威网：专业的计算机学习网站v传统共享式局域网的缺点：传统共享式局域网的缺点：传统的局域网技术是建立在传

37、统的局域网技术是建立在“共享介质共享介质”的基础上，典型的基础上，典型的的介质访问控制方法是介质访问控制方法是CSMS/CDCSMS/CD、Token RingToken Ring、Token BusToken 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”地使地使用用公共传输介质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加而急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，网络服务质

38、量将效率将会下降，网络传输延迟将会增长，网络服务质量将会下降会下降70盛威网：专业的计算机学习网站v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：第一种方案：提高提高EthernetEthernet的数据传输速率：的数据传输速率：10Mb/s100Mb/s10Gb/s 10Mb/s100Mb/s10Gb/s 第二种方案：第二种方案：将一个大型局域网划分成多个用网桥或路由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，导致了局域网互连技术的发展器互连的子网，导致了局域网互连技术的发展第三种方案：第三种方案：将将“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，导致了致了

39、“交换式局域网交换式局域网”技术的发展技术的发展71盛威网：专业的计算机学习网站v交换式局域网交换式局域网基于硬件交换技术：基于硬件交换技术：并发连接并发连接 S = NS = N10Mb/s10Mb/sv共享式局域网与交换式局域网的比较：共享式局域网与交换式局域网的比较：72盛威网：专业的计算机学习网站v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：局域网共享介质局域网交换式局域网以太网令牌总线令牌环FDDI快速以太网千兆以太网FDDIFFOL交换式以太网ATM局域网仿真IP over ATMMPOA虚拟局域网73盛威网：专业的计算机学习网站2.2.快速以太网：快速以太网：

40、vFast EthernetFast Ethernet的传输速率比普通的传输速率比普通EthernetEthernet快快1010倍，数据倍，数据传输速率达到了传输速率达到了100Mb/s100Mb/svFast EthernetFast Ethernet保留着传统的帧格式、介质访问控制方法保留着传统的帧格式、介质访问控制方法与组网方法与组网方法v每个比特的发送时间由每个比特的发送时间由100ns100ns降低到了降低到了10ns10nsv19951995年年9 9月，月，IEEE 802IEEE 802委员会正式批准了委员会正式批准了Fast EthernetFast Ethernet标准标

41、准IEEE 802.3uIEEE 802.3u74盛威网：专业的计算机学习网站vFast EthernetFast Ethernet的协议结构：的协议结构：IEEE 802.2 LLCIEEE 802.3 MACMII（功能与A U I 相同 ）100 BASE-TX2对5 类 线或S T P100 BASE-FX光纤100 BASE-T44对3 ,4,5类 U T P100 BASE-T集线器75盛威网：专业的计算机学习网站3.3.千兆以太网：千兆以太网：v用用EthernetEthernet组建企业网的全面解决方案组建企业网的全面解决方案：桌面系统采用传输速率为桌面系统采用传输速率为10M

42、b/s10Mb/s的的EthernetEthernet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100Mb/s100Mb/s的的Fast Fast EthernetEthernet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1000Mb/s1000Mb/s的的Gigabit Gigabit EthernetEthernet76盛威网：专业的计算机学习网站vGigabit Ethernet的协议结构：的协议结构：IEEE 802.2 LLCIEEE 802.3 MACGMII（功能与AUI相同）1000 BASE-CX屏蔽双绞线1000 BASE-SX多模光纤1000

43、BASE-T集线器1000 BASE-T非屏蔽双绞线1000 BASE-LX单模光纤8B/10B编码解码方式PAM5编码解码方式77盛威网：专业的计算机学习网站4.10Gb/s Ethernet 4.10Gb/s Ethernet v10Gb/s Ethernet10Gb/s Ethernet主要具有以下特点：主要具有以下特点：10Gb/s Ethernet10Gb/s Ethernet的帧格式与的帧格式与10Mb/s10Mb/s、100Mb/s100Mb/s和和1Gb/s 1Gb/s EthernetEthernet相同相同10Gb/s Ethernet10Gb/s Ethernet保留了保

44、留了802.3802.3标准对标准对EthernetEthernet最小帧长最小帧长度和最大帧长度的规定度和最大帧长度的规定 10Gb/s Ethernet10Gb/s Ethernet的传输介质只使用光纤的传输介质只使用光纤10Gb/s Ethernet10Gb/s Ethernet只工作在全双工方式，因此不存在争用只工作在全双工方式，因此不存在争用问题问题78盛威网：专业的计算机学习网站v10Gb/s Ethernet10Gb/s Ethernet的物理层协议：的物理层协议：局域网物理层标准：局域网物理层标准： 一个一个10Gb/s Ethernet10Gb/s Ethernet交换机可以

45、支持交换机可以支持1010个个Gigabit Gigabit EthernetEthernet网端口网端口 可选的广域网物理层标准：可选的广域网物理层标准： 广域网物理层符合光纤通道技术速率体的广域网物理层符合光纤通道技术速率体的SONET/SDHSONET/SDH的的OC-192/STM-64OC-192/STM-64的标准的标准79盛威网：专业的计算机学习网站五五. .交换式局域网的工作原理交换式局域网的工作原理 1.1.交换式局域网的基本结构：交换式局域网的基本结构：80盛威网：专业的计算机学习网站2.2.局域网交换机的工作原理局域网交换机的工作原理 ：地址表165432MAC帧DA=结

46、点B转发机构缓冲器端口地址映射表端口MAC地址1结点A : 00-01-0C-12-D1-28234结点B : 06-21-0A-12-61-205结点C : 30-61-2C-61-02-166结点D : 01-31-00-0C-12-D1DAMAC帧DA=结点CDA结点A : 00-01-0C-12-D1-28结点B结点C结点D : 01-31-00-0C-12-D1局域网交换机局域网交换机结点E81盛威网：专业的计算机学习网站3.3.局域网交换机的技术特点：局域网交换机的技术特点：v低交换延迟低交换延迟v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v支持虚拟局域网服务支持虚拟

47、局域网服务82盛威网：专业的计算机学习网站六六. .虚拟局域网的工作原理虚拟局域网的工作原理 1.1.虚拟网络的概念：虚拟网络的概念：v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v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v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v一个逻辑工作组的结点可以分布在不同的物理网段上，但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样它们之间的通信就像在同一个物理网段上一样83盛威网：专业的计算机学习网站2.2.虚拟局域网的实现技术虚拟局

48、域网的实现技术 ：v虚拟局域网的物理结构与逻辑结构虚拟局域网的物理结构与逻辑结构84盛威网：专业的计算机学习网站v虚拟局域网的组网方法：虚拟局域网的组网方法：基于端口划分基于端口划分VLAN基于基于MACMAC地址划分地址划分VLAN基于网络层协议划分基于网络层协议划分VLAN根据根据IPIP组播划分组播划分VLANVLAN按策略划分按策略划分VLANVLAN按用户定义、非用户授权划分按用户定义、非用户授权划分VLAN85盛威网：专业的计算机学习网站v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：端口12345678局域网交换机局域网交换机(a)(a)端口12345678

49、端口12345678(b)(b)局域网交换机1局域网交换机1局域网交换机2局域网交换机2VLAN1VLAN2VLAN1VLAN286盛威网：专业的计算机学习网站v虚拟局域网的优点：虚拟局域网的优点：方便网络用户管理方便网络用户管理减少网络管理开销减少网络管理开销提供更好的安全性提供更好的安全性改善网络服务质量改善网络服务质量87盛威网：专业的计算机学习网站附：虚拟专用网的工作原理附：虚拟专用网的工作原理 1.VPN1.VPN的概念：的概念：VPN的英文全称是的英文全称是“Virtual Private Network”，翻译过来，翻译过来就是就是“虚拟专用网络虚拟专用网络”虚拟专用网络我们可以

50、把它理解成是虚拟出来的企业内部虚拟专用网络我们可以把它理解成是虚拟出来的企业内部专线。它可以通过特殊的加密的通讯协议在连接在专线。它可以通过特殊的加密的通讯协议在连接在Internet上的位于不同地方的两个或多个企业内部网之间建立一条专上的位于不同地方的两个或多个企业内部网之间建立一条专有的通讯线路，就好比是架设了一条专线一样，但是它并不有的通讯线路，就好比是架设了一条专线一样，但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物理线路。这就好比去电信局需要真正的去铺设光缆之类的物理线路。这就好比去电信局申请专线，但是不用给铺设线路的费用，也不用购买路由器申请专线，但是不用给铺设线路的费用，也不用购买路由器

51、等硬件设备等硬件设备VPN技术原是路由器具有的重要技术之一，目前在交换机，技术原是路由器具有的重要技术之一，目前在交换机，防火墙设备或防火墙设备或WINDOWS2000等软件里也都支持等软件里也都支持VPN功能，功能，一句话，一句话，VPN的核心就是在利用公共网络建立虚拟私有网。的核心就是在利用公共网络建立虚拟私有网。88盛威网：专业的计算机学习网站七七. .无线局域网无线局域网 1.1.无线局域网的应用：无线局域网的应用：v作为传统局域网的扩充作为传统局域网的扩充 v建筑物之间的互连建筑物之间的互连 v漫游访问漫游访问 v特殊网络特殊网络89盛威网：专业的计算机学习网站v典型的无线局域网结构：典型的无线局域