局域网和广域网

1、关于局域网和广域网第1页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三第7章 局域网和广域网局域网的基本概念7.1典型局域网的组网技术7.2网络互连7.4广域网7.3配置虚拟局域网7.5第2页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.1 局域网的基本概念7.1.1局域网的特点7.1.2局域网的分类7.1.3局域网的组成7.1.4局域网传输介质类型7.1.5局域网体系结构第3页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.1.1局域网的特点（1）覆盖的地理范围较小（2）以微机为主要联网对象（3）通常属于某个单位或部门所有（4）传输速率高（5）管理方便（6

2、）价格低廉（7）实用性强，使用广泛第4页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.1.2局域网的分类1按拓扑结构分类2按传输的信号分类3按网络使用的传输介质分类4按介质访问控制方式分类第5页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.1.3局域网的组成局域网由网络硬件和网络软件两部分组成第6页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.1.4局域网传输介质类型与特点同轴电缆、双绞线、光纤与无线通信信道在局域网中一般使用第3类、第4类、第5类和第6类非屏蔽双绞线，常简称为3类线、4类线、5类线和6类线。其中，3类线带宽为16MHz，适用于语音及1

3、0Mbit/s以下的数据传输；4类线带宽为20MHz，适用于语音及16Mbit/s以下的数据传输；5类线带宽为100MHz，适用于语音及100Mbit/s的高速数据传输，甚至可以支持155Mbit/s的异步传输模式ATM的数据传输；6类线适用于1000Mbit/s的数据传输，通常用于1000BASE-T以太网。第7页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.1.5局域网体系结构1局域网参考模型2IEEE 802局域网标准第8页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2典型局域网的组网技术DIX Ethernet V2与IEEE的802.3标准以太网采取了两

4、种重要的措施：无连接的工作方式使用曼彻斯特（Manchester）编码第9页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2典型局域网的组网技术以太网帧结构：第10页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2.110Mbit/s以太网 110Mbit/s以太网的体系结构IEEE 802.3以太网体系结构包括MAC子层和物理层。物理层又分为物理信令（PLS）和物理媒体连接件（PMA）两个子层，并根据物理层的两个子层是否在同一个设备上实现。第11页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2.110Mbit/s以太网210Mbit/s以太网组网方

5、式IEEE 802.3支持的物理层介质和配置方式有多种，是由一组协议组成的。每一种实现方案都有一个名称代号，由以下3部分组成：第12页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2.2100Mbit/s以太网 1快速以太网的体系结构1995年9月，IEEE 802委员会正式批准了快速以太网标准IEEE 802.3u。IEEE802.3u标准在LLC子层使用IEEE 802.2标准，在MAC子层使用CSMA/CD方法，只是在物理层做了一些必要的调整，定义了新的物理层标准（100BASE-T）。第13页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2.2100Mbit

6、/s以太网2快速以太网的组网方式（1）100BASE-TX（2）100BASE-FX（3）100BASE-T4第14页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2.2100Mbit/s以太网 1快速以太网的体系结构1995年9月，IEEE 802委员会正式批准了快速以太网标准IEEE 802.3u。IEEE802.3u标准在LLC子层使用IEEE 802.2标准，在MAC子层使用CSMA/CD方法，只是在物理层做了一些必要的调整，定义了新的物理层标准（100BASE-T）。第15页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2.31000Mbit/s以太网1吉

7、比特以太网的体系结构IEEE 802.3z标准在LLC子层使用IEEE 802.2标准，在MAC子层使用CSMA/ CD方法。只是在物理层作了一些必要的调整，它定义了新的物理层标准（1000BASE-T）。1000BASE-T标准定义了吉比特介质专用接口（Gigabit Media Independent Interface，GMII），它将MAC子层与物理层分开。第16页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2.31000Mbit/s以太网2吉比特以太网的组网方式(1)1000BASE-T(2)1000BASE-SX(3)1000BASE-LX(4)1000BASE-C

8、X第17页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2.410吉比特以太网1 10吉比特以太网的体系结构OSI层次结构包括了数据链路层的一部分和物理层的全部，IEEE 802层次结构包括MAC子层和物理层，但各层所具有的功能与传统以太网相比差别较大，特别是物理层更具有明显的特点。第18页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2.410吉比特以太网210吉比特以太网的技术特点 MAC子层和物理层实现10Gbit/s传输速率。 MAC子层的帧格式不变，并保留IEEE 802.3标准最小和最大帧长度。 不支持共享型，只支持全双工，即只可能实现全双工交换型10吉

9、比特以太网，因此10吉比特以太网媒体的传输距离不会受到传统以太网CSMA/CD机理制约，而仅仅取决于媒体上信号传输的有效性。 支持星形局域网拓扑结构，采用点到点连接和结构化布线技术。 在物理层上分别定义了局域网和广域网两种系列，并定义了适应局域网和广域网的数据传输机制。 不能使用双绞线，只支持多模和单模光纤，并提供连接距离的物理层技术规范。第19页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2.410吉比特以太网310吉比特以太网在局域网中的应用案例第20页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2.5虚拟局域网1虚拟网络的基本概念第21页，共51页，202

10、2年，5月20日，23点30分，星期三7.2.5虚拟局域网2IEEE 802.1q VLAN标准第22页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2.5虚拟局域网3虚拟局域网的实现技术VLAN的实现方式广泛采用静态VLAN方式来实现。在静态VLAN中，由网络管理员根据交换机端口进行静态的VALN分配，当在交换机上将其某一个端口分配给一个VLAN时，将一直保持不变直到网络管理员改变这种配置，所以又被称为基于端口的VLAN。第23页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.2.5虚拟局域网4虚拟网络的优点（1）广播控制（2）安全性（3）性能（4）网络管理第24页

11、，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.3 广域网7.3.1 广域网的基本概念7.3.2 高级数据链路控制（HDLC）协议7.3.3 PPP协议7.3.4 帧中继7.3.5 VPN7.3.6 异步传输模式第25页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.3.1 广域网的基本概念1广域网的特点第26页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.3.1 广域网的基本概念2广域网术语用户驻地设备（Customer Premises Equipment，CPE）分界点（Demarcation Point）本地回路（Local loop）中心局（Ce

12、ntral Office，CO）长途网络（Toll Network）第27页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.3.1 广域网的基本概念3广域网的带宽DS0（Digital Signal 0）T1E1T3OC-3OC-12OC-48：第28页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.3.1 广域网的基本概念4广域网的种类广域网可以分为公共传输网络和专用传输网络第29页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三 7.3.2 高级数据链路控制（HDLC）协议1HDLC协议的帧格式零比特填充法第30页，共51页，2022年，5月20日，23点3

13、0分，星期三 7.3.2 高级数据链路控制（HDLC）协议2HDLC协议的特点 透明传输。 可靠性高。 传输效率高。 适应性强。 结构灵活。第31页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.3.3 PPP协议点对点链路的数据链路层协议PPP（Point-to-Point Protocol）第32页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三1PPP协议的帧格式当PPP用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充。当PPP用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法。第33页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三1PPP协议的工作状态第34页，

14、共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.3.4 帧中继1帧中继技术简介第35页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.3.4 帧中继1帧中继技术简介永久虚电路服务第36页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三帧中继网络的工作过程7.3.4 帧中继1帧中继技术简介第37页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三帧中继的主要优点 减少了网络互连的代价。 网络的复杂性减少但性能却提高了。 由于使用了国际标准，增加了互操作性。 协议的独立性。7.3.4 帧中继1帧中继技术简介第38页，共51页，2022年，5月20日，23点30分

15、，星期三7.3.4 帧中继2帧中继的帧格式第39页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.3.5 VPN1VPN分类 远程接入VPN（Remote access VPN） 端到端VPN（site-to-site VPNs） 外部网络VPN（Extranet VPNs）第40页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.3.5 VPN2VPN的构建第一种方法是在IP网络上的端点间利用IPSec构建带有认证和加密的服务。第二种方法是利用隧道协议，在网络端点间建立一条隧道。第41页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.3.6 异步传输模式1A

16、TM的基本概念第42页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.3.6 异步传输模式2ATM的工作原理虚通路（Virtual Path，VP）虚通道（Virtual Channel，VC）第43页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.3.6 异步传输模式2ATM的工作原理虚通路链路（VPL）、虚通路标识符（Virtual Path Identifier，VPI）虚通道连接（VCC）、虚通道标识符（Virtual Channel Identifier，VCI）第44页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.3.6 异步传输模式2ATM的

17、工作原理第45页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.4网络互连7.4.1 网络互连的必要性7.4.2 网络互连的基本原理7.4.3 网络互连的类型第46页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.4.1 网络互连的必要性 ISO/OSI虽然问世多年，在实际运行中依然存在大量非OSI的网络，而且各种现有的特定网络并不一定都采用OSI七层模型。 OSI所采用的通信子网和现有的多种网络产品，它本身就决定了各种类型的通信子网一直共存下去。 网络互连可以改善网络性能第47页，共51页，2022年，5月20日，23点30分，星期三7.4.2 网络互连的基本原理1网络互连的要求 在网络之间提供一条链路，至少需要一条物理和链路控制的链路。 提供不同网络间的路由选择和数据传送。 提供各用户使用网络的记录和保持状态信息。 在网络互连时，应尽量避免由于互