使用广播信道的数据链路层

使用广播信道的数据链路层第一页，共四十四页，2022年，8月28日复习使用点对点信道的数据链路层数据链路和帧封装成帧、透明传输和差错检测点对点协议PPP特点帧格式工作状态提问：P105习题第1、4题第二页，共四十四页，2022年，8月28日第3章数据链路层

3.3使用广播信道的数据链路层使用广播信道的数据链路层掌握局域网基础知识理解局域网基本组成掌握局域网介质访问方法第三页，共四十四页，2022年，8月28日3.3.1局域网概述

局域网（LocalAreaNetwork，简称LAN）是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。第四页，共四十四页，2022年，8月28日1.局域网特点网络所覆盖的地理范围比较小；数据的传输速率比较高，一般为1Mbps～1000Mbps；具有较低的延迟和误码率,误码率通常在10-11～10-8；局域网的经营权和管理权属于某个单位；便于安装、维护和扩充，建网成本低、周期短；第五页，共四十四页，2022年，8月28日局域网的优点能方便地共享昂贵的外部设备、主机以及软件便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变提高了系统的可靠性、可用性第六页，共四十四页，2022年，8月28日局域网在家庭中的应用文件的共享外部设备的共享Internet共享联机游戏……第七页，共四十四页，2022年，8月28日局域网在校园中的应用多媒体教学网络学校学生信息管理……第八页，共四十四页，2022年，8月28日局域网在办公中的应用企业内部的文件共享、打印共享服务提高企业的办公自动化水平使企业局域网与Internet相连……第九页，共四十四页，2022年，8月28日2.常见的局域网拓扑结构星型拓扑总线拓扑环型拓扑树型拓扑第十页，共四十四页，2022年，8月28日（1）星型拓扑第十一页，共四十四页，2022年，8月28日星型拓扑结构工作原理在星型拓扑结构中，每个结点都通过点到点通信线路与中心结点连接，结点间的通信都通过中心结点进行。中心结点通常是集线器或交换机。

第十二页，共四十四页，2022年，8月28日星型拓扑——优缺点优点：结构简单，管理方便，可扩充性强，组网容易缺点：成本较高，中央结点故障全网停工第十三页，共四十四页，2022年，8月28日（2）总线拓扑同轴电缆第十四页，共四十四页，2022年，8月28日总线拓扑结构工作原理网络中所有设备通过连接器并行连接到一个传输电缆(通常称之为“总线”)上，并在两端加装一个称之为“终接器”的组件。

总线型网络所采用的传输介质一般也是同轴电缆(包括粗缆和细缆)，现在也有采用光缆作为总线型传输介质的。结点之间按广播方式通信，一个结点发出的信息，总线上的其它结点均可“收听”到。第十五页，共四十四页，2022年，8月28日总线拓扑——优缺点优点：结构简单、布线容易、可靠性较高，易于扩充，是局域网常采用的拓扑结构。最著名的总线拓扑结构是以太网（Ethernet）。缺点：所有的数据都需经过总线传送，总线成为整个网络的瓶颈；出现故障诊断较为困难。第十六页，共四十四页，2022年，8月28日（3）环型拓扑第十七页，共四十四页，2022年，8月28日环型拓扑结构工作原理在环型拓扑结构中，所有结点通过点到点通信线路连接成闭合环路。每个结点能够接收同一条链路传来的数据，当消息中的目标地址与通过某结点的地址相同时，该消息就被该结点复制下来，继续向下传递，直到回到原发送结点为止。第十八页，共四十四页，2022年，8月28日环型拓扑——优缺点优点：有效避免冲突；消息单向传输，不需要路径选择。缺点：环中任何一段故障都会使结点之间通信受阻；故障检测困难。环线拓扑主要应用于宽带高速网络第十九页，共四十四页，2022年，8月28日（4）树型拓扑第二十页，共四十四页，2022年，8月28日树型拓扑结构工作原理树型结构是总线型结构的扩展，它是在总线网上加上分支形成的，其传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路。树型网是一种分层网，其结构可以对称，联系固定，具有一定容错能力，一般一个分支和结点的故障不影响另一分支结点的工作。任何一个结点送出的信息都由根接收后重新发送到所有的结点，可以传遍整个传输介质，也是广播式网络。第二十一页，共四十四页，2022年，8月28日树型拓扑——优缺点优点：易于扩展，故障隔离较容易。缺点：各个结点对根的依赖性大，对根的可靠性要求高第二十二页，共四十四页，2022年，8月28日拓扑结构的选择

经济性——安装与维护费用灵活性——灵活性与可扩充性可靠性——故障检测和故障隔离的方便性第二十三页，共四十四页，2022年，8月28日3.局域网的发展传统以太网（2.94Mb/s,10Mb/s）快速以太网（100Mb/s）吉比特以太网（1Gb/s）10吉比特以太网（10Gb/s）以太网在局域网市场上占据绝对优势现在以太网几乎成为局域网的同义词第二十四页，共四十四页，2022年，8月28日4.局域网使用的传输介质双绞线：1-2Mb/s,10Mb/s,100Mb/s,1Gb/s50Ω同轴电缆：10Mb/s75Ω同轴电缆：几百Mb/s光纤：10Mb/s,100Mb/s,1Gb/s,10Gb/s第二十五页，共四十四页，2022年，8月28日5.IEEE802标准为规范局域网技术，使不同系统能够交换信息，美国电气和电子工程师学会IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)在1980年2月专门成立了机构来制定局域网的有关标准，并按成立时间取名为“IEEE802局域网标准委员会”，简称“IEEE802委员会”。第二十六页，共四十四页，2022年，8月28日IEEE802标准的主要成员802.3-CSMA/CD（以太网）802.4-TokenBus（令牌总线）802.5-TokenRing（令牌环）802.7–宽带技术802.11–无线局域网802.15–无线个人局域网802.1q-虚拟局域网一般情况下，我们将802.3局域网都称为以太网第二十七页，共四十四页，2022年，8月28日6.局域网的体系结构局域网是一种通信网络，只涉及到OSI模型中的数据链路层和物理层，不涉及高层的内容

7.应用层6.表示层5.会话层4.运输层3.网络层2.数据链路层1.物理层高层LLC子层MAC子层物理层OSI参考模型IEEE802参考模型局域网第二十八页，共四十四页，2022年，8月28日局域网的体系结构中为什么没有网络层？局域网的拓扑结构简单，且各个站点共享传输信道，在任意两个结点之间只有唯一的一条链路，不需要进行路由选择，所以在局域网中不单独设置网络层。第二十九页，共四十四页，2022年，8月28日局域网的体系结构物理层——原始比特流的传送、局域网所使用的信号、编码、传输介质、拓扑结构和传输速率。数据链路层LLC子层——逻辑链路控制，负责与硬件无关的功能，包括数据链路的建立和释放、LLC帧的封装和拆卸、差错控制、提供与高层的接口等。

MAC子层——媒体接入控制，提供LLC层和物理层的接口,主要用来解决多个结点如何使用共享介质的问题。第三十页，共四十四页，2022年，8月28日MAC子层局域网中的多个设备共享公共传输媒体，在设备之间传输数据时，首先要解决由哪些设备占有媒体的问题，所以局域网的数据链路层必须设置媒体接入控制功能。第三十一页，共四十四页，2022年，8月28日LLC子层由于局域网采用的媒体有多种，对应的媒体接入控制方法也有多种，为了使数据帧的传送独立于所采用的物理媒体和媒体接入控制方法，IEEE802标准特意把LLC独立出来形成一个单独子层。与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，而LLC子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对LLC子层来说都是透明的。

第三十二页，共四十四页，2022年，8月28日局域网对LLC子层

是透明的局域网网络层物理层站点1网络层物理层逻辑链路控制LLCLLC媒体接入控制MACMAC数据链路层站点2LLC子层看不见下面的局域网第三十三页，共四十四页，2022年，8月28日3.3.2局域网基本组成硬件系统软件系统第三十四页，共四十四页，2022年，8月28日1.硬件系统（1）网络服务器服务器是网络环境下为客户提供某种服务的专用高性能计算机，专注于数据吞吐能力，所以支持的外设（硬盘、I／O插槽等）较多。存储、处理网络上80％的数据、信息，被称为网络网络服务器的性能要求的灵魂。高速度大容量安全可靠性高

第三十五页，共四十四页，2022年，8月28日（2）工作站工作站是一种高档的微型计算机，通常配有高分辨率的大屏幕显示器，专注于图形处理能力，所以外设则相对少一些，但采用特别为图形处理设计的架构，采用高档显示卡，支持3D图像处理。工作站主要应用在各种设计、多媒体制作领域。1.硬件系统第三十六页，共四十四页，2022年，8月28日第三十七页，共四十四页，2022年，8月28日（3）适配器适配器(adapter)又称为网卡或网络接口卡NIC(NetworkInterfaceCard)，是指插入与网络连接的PC机或工作站内的硬件设备，通过它能将工作站或服务器连接到网络上，实现网络资源的相互通信。1.硬件系统第三十八页，共四十四页，2022年，8月28日适配器的作用适配器的重要功能：进行串行/并行转换。对数据进行缓存。在计算机的操作系统安装设备驱动程序。实现以太网协议。

第三十九页，共四十四页，2022年，8月28日计算机通过适配器和局域网进行通信硬件地址至局域网适配器（网卡）串行通信CPU和存储器生成发送的数据处理收到的数据把帧发送到局域网从局域网接收帧计算机IP地址并行通信第四十页，共四十四页，2022年，8月28日1.硬件系统（4）传输介质传输介质是网络中信息传输媒体，是网络通信的物质基础。须根据不同的通信要求，合理的选择传输介质。常见的传输介质双绞线、同轴电缆、光纤以及各种无线传输介质。第四十一页，共四十四页，2022年，8月28日2.软件系统协议软件通信软件管理软件网络操作系统软件（服务器操作系统）Windows类、Unix系统