第4章局域网技术

第4章局域网技术4.1局域网概述4.2介质访问控制4.3传统以太网4.4高速以太网4.5虚拟局域网4.6无线局域网4.7Internet的接入方式4.1局域网概述本节内容：局域网的定义和特性、拓扑结构、局域网的IEEE802体系结构

。4.1.1局域网基本概念1、局域网产生的原因80年代，微型机发展迅速，彼此需要相互通信（近距离），共享资源；功能分布：分布式计算，分布式数据库2、局域网定义局域网是将分散在有限地理范围内（如一栋大楼，一个部门）的多台计算机通过传输媒体连接起来的通信网络，通过功能完善的网络软件，实现计算机之间的相互通信和共享资源。ü覆盖范围小房间、建筑物、园区范围距离≤25kmü高传输速率10Mbps～1000Mbpsü低误码率10-8～10-10

ü采用基带传输ü为一个单位所拥有，自行建设，不对外提供服务3、局域网的基本特征

4、局域网的拓扑结构有星型、总线型、环型或树型结构，如图。总线型局域网拓扑星型环型树型通常采用多点接入和广播通信式的总线网——以太网局域网一般有几种拓扑结构，它们是？最常用的是那种？5、传输介质双绞线基带同轴电缆光纤无线6、决定局域网特性的主要技术有以下三种：用以传输数据的传输介质；用以连接各种设备的拓扑结构；用以共享资源的介质访问控制方法。 这三种技术在很大程度上决定了传输数据的类型、网络的响应、吞吐量和效率，以及网络的应用等各种网络特性。决定局域网特性的技术有三个，它们是

，

，

。1、IEEE802体系结构4.1.2局域网的IEEE802体系结构IEEE802将LAN的数据链路层细分为

和

两个子层2、802标准在网络体系结构中的位置见教材P73图4-23、IEEE802中的主要标准802.1A概述和体系结构802.1B寻址、网络管理、网络互连及高层接口802.2逻辑链路控制子层LLC802.3以太网访问方法和物理层规范802.4令牌总线网访问方法和物理层规范802.5令牌环网访问方法和物理层规范802.6城域网访问方法和物理层规范（DQDB）802.8光纤技术相关标准802.9综合话音数据局域网802.10互操作LAN安全标准(SILS)802.11无线局域网(WirelessLAN)802.12100VGANYLAN网802.14交互式电视网（包括cablemodem)802.15短距离无线网络WPAN,包括蓝牙802.16宽带无线接入802.17弹性分组环RPR……4、IEEE802数据链路层分层的目的将功能中与硬件相关的部分和与硬件无关的部分分开，降低实现的复杂度。局域网特点：共享信道(如总线)。需要解决介质访问控制(MAC)问题。分层可以使帧的传输独立于介质和MAC方法。LLC：与介质、拓扑无关MAC：与介质、拓扑相关5、IEEE802网络体系各层功能（1）物理层的功能信号的编码/译码前导码的生成/去除比特的发送/接收（2）数据链路层的功能MAC子层功能：成帧/拆帧，实现、维护MAC协议，位差错检测，寻址。LLC子层功能：向高层提供SAP

（服务访问点）

，建立/释放逻辑连接，差错控制，帧序号处理，提供某些网络层功能。简述IEEE802网络体系物理层、数据链路层的功能6、数据传输的结构MAC头LLC头IP头TCP头应用数据MAC尾应用层TCP层IP层LLC子层MAC子层TCP分组IP数据包LCCPDUMAC数据帧PDU:ProtocolDataUnit协议数据单元

数据链路层以数据帧为单位传输数据。典型的帧格式及其相邻层的数据格式如图。其中，FCS为帧检验序列，使用CRC（循环冗余检验）。计算机网络可以分成两类：使用点到点连接的网络——广域网使用广播信道（多路访问信道，随机访问信道）的网络——局域网关键问题：如何解决对信道争用解决信道争用的协议称为介质访问控制协议MAC（MediumAccessControl），是数据链路层协议的一部分。4.2介质访问控制广播信道的分配方案对于广播信道，需要解决信道分配问题，信道的分配方案有：静态分配：如传统的FDM或TDM，如果有N个用户，把带宽或时间分成N份，每个用户静态地占用一个。缺点是不能有效地处理突发数据，有的用户无通信量时白白浪费资源。动态分配：异步时分多路复用。分为两种：随机访问（争用，contention）：只要有数据，就可直接发送，发生冲突后再采取措施解决冲突。适用于负载轻的网络，负载重时效率低。控制访问：发送站点必须先获得发送的权利，再发送数据，不会发生冲突。在负载重的网络中可获得很高的信道利用率。主要有轮转（round-robin）和预约（reservation）两种方式。简述广播信道的分配方案？频分多路复用FDM（波分复用WDM）原理：将频带平均分配给每个要参与通信的用户；优点：适合于用户较少，数目基本固定，各用户的通信量都较大的情况；缺点：无法灵活适应站点数及其通信量的变化。时分多路复用TDM原理：每个用户拥有固定的信道传送时槽；优点：适合于用户较少，数目基本固定，各用户的通信量都较大的情况；缺点：无法灵活适应站点数及其通信量的变化。（1）信道的静态分配动态分配

局域网都采用动态分配策略，即根据当前对信道请求的情况动态协调各用户对信道的使用权。动态分配主要分为以下两类冲突协议－常用CSMA/CD无冲突协议－常用令牌环，令牌总线

（2）信道的动态分配以太网的核心技术是随机争用型介质访问控制方法，即（）

。A.TokenRing，B.TokenBus，C.CSMA/CD，D.FDDI4.2.1冲突协议1、ALOHA协议上世纪70年代，NormanAbramson(诺曼·艾布拉姆森)设计了ALOHA协议目的：解决信道的动态分配，基本思想可用于任何无协调关系的用户争用单一共享信道使用权的系统；分类：纯ALOHA协议和时间片ALOHA协议纯ALOHA协议基本思想：用户有数据要发送时，可以直接发至信道；然后监听信道看是否产生冲突，若产生冲突，则等待一段随机的时间重发。时间片ALOHA协议基本思想：把信道时间分成离散的时间片，片长为一个帧所需的发送时间。每个站点只能在时间片开始时才允许发送。其他过程与纯ALOHA协议相同。时间片ALOHA协议的发送过程B2与A2冲突，等待一段随机事件重发。载波监听（CarrierSense）站点在为发送帧而访问传输信道之前，首先监听信道有无载波，若有载波，说明已有用户在使用信道，则不发送帧以避免冲突。多路访问（MultipleAccess）多个用户共用一条信道常见的四种CSMA协议：1-坚持式CSMA（1-persistentCSMA）非坚持式CSMA（non-persistent）p-坚持式CSMA（p-persistentCSMA）带有冲突检测的CSMA/CD（CSMAwithCollisionDetection）2、载波监听多路访问协议CSMA

（CarrierSenseMultipleAccessProtocols）常见CSMA协议有四种，它们是？CSMA/CD采用的是其中哪一种？坚持退避算法（坚持策略）原理若站点有数据发送，先监听信道；若站点发现信道空闲，则发送；若信道忙，则继续监听直至发现信道空闲，然后完成发送；若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送过程。优点：减少了信道空闲时间；缺点：增加了发生冲突的概率；广播延迟对协议性能的影响：广播延迟越大，发生冲突的可能性越大，协议性能越差；（1）坚持型CSMA（1-persistentCSMA）

（一直等待监听，直到空闲）原理若站点有数据发送，先监听信道；若站点发现信道空闲，则发送；若信道忙，等待一随机时间，然后重新开始发送过程；若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送过程。优点：减少了冲突的概率；缺点：增加了信道空闲时间，数据发送延迟增大；信道效率比1-坚持CSMA高，传输延迟比1-坚持CSMA大。（2）非坚持型CSMA（nonpersistentCSMA）

（等待一个随机时间再监听）适用于分槽信道原理若站点有数据发送，先监听信道；若站点发现信道空闲，则以概率p发送数据，以概率q=1-p

延迟一个时间单位。时间单位等于最大的传输延迟。若信道忙，继续监听直到信道空闲，重复上一步。若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送。（3）p-坚持型CSMA（p-persistentCSMA）CSMA控制方案的不足：CSMA方案只是决定了发送站可否发送数据的问题，并不能完全避免冲突的发生。当两个站同时发送数据时，可能都检测到线路空闲，并同时发送数据，此时就出现冲突；当发生冲突后，没有办法通知发生冲突的站点停止发送数据；这样，继续发送数据会使得线路更加冲突；同时，由于发生冲突的数据肯定会被损坏，而又没有冲突机制使得发生冲突的站停止发送，因此，这样等于使得线路的通信效率降低了。引入原因当两个帧发生冲突时，两个被损坏帧继续传送毫无意义，而且信道无法被其他站点使用，对于有限的信道来讲，这是很大的浪费。如果站点边发送边监听，并在监听到冲突之后立即停止发送，可以提高信道的利用率，因此产生了CSMA/CD。原理站点使用CSMA协议进行数据发送；在发送期间如果检测到冲突，立即终止发送，并发出一个瞬间干扰信号，使所有的站点都知道发生了冲突；在发出干扰信号后，等待一段随机时间（称为退避），再重复上述过程。CSMA/CD使用1坚持的CSMA协议。

（4）带冲突检测的载波监听多路访问协议CSMA/CDCSMA/CD流程图先听后发边听边发强化冲突，延迟重发CSMA/CD

—发送流程简述CSMA/CD发送流程检测到碰撞后，发送干扰信号Jam强化冲突按照二进制指数退避算法等待时间τ冲突后的随机延迟二进制指数退避算法：二进制指数退避算法本质上是根据冲突的历史估计网上信息量，以决定本次应等待的时间τ=R×A×2kτ为本次冲突后等待重发的时间，R为随机数，A为间隙时间（大小大致为往返传播时间加上发送干扰序列的时间）。k=min(n,10)，为冲突次数重发次数越大，后退延迟可选择的范围越大，选择到较长延迟的可能性越大对于10BASE-5局域网，规定网段的最大长度500米，允许最多4个中继器延长，最长2500米，间隙时间为51.2微秒。对10Mbps的以太网，能检测出碰撞的最小帧长为10Mbps*51.2微秒=512bit=64字节。总之，以太网采用CSMA/CD算法，并使用二进制指数退避和1坚持的CSMA算法。

4.2.2令牌协议在网络中流转着一个被称为“令牌Token”的帧，一个节点要发送数据必须首先截获令牌，由于网络中只有一个令牌，从而不会产生冲突。

（a）一旦收到令牌，A便可启动发送帧；（b）A截获令牌后，将帧发送到环上，帧中包括接收站的地址。（c）工作站C（目的地址）收到发往它的帧后，通过在帧的尾部设置“响应比特”来指示已收到此帧，且必须继续将此帧转发到环上。（d）数据帧在环上传输一周后回到工作站A，当A收到它所发的帧后，将该帧从环上删除。产生令牌，并将令牌通过环传给下游站，随后对帧尾部的响应比特进行处理。1、令牌环网所有的站围绕着环形的线缆连接每个站点在发送数据前，必先取得空令牌在某一时刻，环上只有一个数据帧在传输。也就是说，令牌环采用半双工的工作方式网上所有节点共享带宽，但不存在介质冲突令牌环采用的工作方式（）。A.单工，B.半双工，C.全双工令牌环的帧格式：本页不讲令牌环网中的数据流动：令牌环中的每个站点都获得了数据帧，如不符，则丢弃注意:令牌传递的过程：简述令牌传递的过程？2、令牌总线在物理上，是总线结构的局域网，在物理总线上建立一个逻辑环。令牌总线的工作原理：4.3传统以太网4.3.1IEEE802.3和Ethernet1、Ethernet历史ALOHA系统ALOHA+载波监听Xerox设计了2.94Mbps的采用CSMA/CD协议的EthernetXerox,DEC,Intel共同制定了10Mbps的CSMA/CD以太网标准-传统以太网标准IEEE定义了采用1-坚持型CSMA/CD技术的802.3局域网标准，速率从1M到10Mbps，802.3标准与以太网协议略有差别。Ethernet和IEEE802.3的帧格式不同。2、以太网的发展以太网（Ethernet）从80年代投入使用以来，经历了从传统以太网到交换以太网的发展过程。传统以太网采用IEEE802.3标准，因此，又称为802.3局域网，它采用总线拓扑结构、基带传输技术、CSMA/CD介质访问控制技术和曼彻斯特编码。传统以太网支持多种传输介质，并为每种传输介质确定了相应的物理层标准。这些物理层标准形成了最早的IEEE802.3标准系列，如图所示。图IEEE802.3标准系列简述传统以太网的主要技术特征？早期的以太网为总线式局域网

3、以太网通信方式

一根总线及其设备构成一个网段，一到多个网段构成一个子网，一到多个子网构成一个网络。在IP地址中，可以对网络和子网分配网络号和子网号。

所有计算机共享总线带宽。若连有10台计算机，总线网速为100Mbps，则每台计算机的网速平均10Mbps。4、以太网物理层类型10Base5粗同轴电缆10Base2细同轴电缆10BaseT双绞线10BaseF光纤MMF100BaseT双绞线100BaseF光纤MMF/SMF1000BaseX屏蔽双绞线/MMF/SMF1000BaseT双绞线请解释10Base5，100BaseT，100BaseF名称的意义？

10Base5表示速率为10Mbps的基带网，传输介质为直径l0mm的粗同轴电缆，阻抗为50Ω，电缆最大长度为500m，超过500m的可用中继器扩展。

10Base2在不使用中继器时电缆的最大长度为185m（约200m）。

10Base-T表示速率为10Mbps的基带网，传输介质为双绞线。（双绞线：Twistedpair）

10Base-F表示速率为10Mbps的基带网，传输介质为光纤。（光纤：Opticalfiber）

10Broad36是IEEE802.3定义的唯一用于宽带传输的标准，传输介质是75Ω的有线电视CATV同轴电缆，允许最大的单段长度为1800m。四种10M以太网比较帧格式说明（1）前导码7个字节的10101010，产生固定频率的方波信号（如1000MHZ)，持续5~6微秒，收发双方的时钟同步。帧首定界符

1个字节的10101011，标志着帧的开始。目的地址和源地址共6个字节，前三个字节由IEEE802分配给厂商，后三个字节由厂商唯一地分配给所生产的网卡。每个网卡与它的MAC地址唯一地对应。对目的地址，以太网只有最高位有定义，为“0”表示单播，为“1”表示多播或广播。若广播要求目的地址全“1”。而IEEE802.3对最高位和次高位都有定义，最高位与以太网相同。次高位为“0”表示全局管理地址，为“1”局部管理地址，一般情况下总为全局管理地址（由IEEE802分配）。MAC地址是（）位？帧格式说明（2）长度或类型长度字段（IEEE802.3）表示LLC-PDU的字节数，范围46~1500。当长度小于46字节时，需要在帧填充字段中填“0”。类型字段（以太网）说明高层使用的协议，如IP,IPX等。为保证以上两种帧可以兼容，类型字段的类型码需大于1536D(0600H)，如0800H表示IP,8137H为IPX等。若此字段的值小于(0600H)表示为IEEE802.3类型的帧。数据此字段的值即LLC-PDU的帧，长度为46~1500字节。帧校验序列采用32位的循环冗余校验法。校验内容包括除PA,SFD和FCS以外的其它字段。编码数据传输使用曼彻斯特编码。帧格式说明（3）局域网通常由（）、（）、和()等部分组成。它通常采用（）带传输方式，其速率（）、地域范围（）、误码率（）、可靠性（）的特点。G(x)=X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X5+X4+X2+X＋1集线器又称为多口中继器，是工作在物理层的局域网连接设备，具有多个端口，可连接多台计算机。

所需部件和设备：10Mbps网卡（或10/100Mbps自适应网卡）3类以上的非屏蔽双绞线（每段最大长度不能超过100米）10BAS-T集线器适用规模：小型工作组规模，一般可支持2~24台计算机连网4.3.3以太网的组网方法1、使用集线器组网（1）组网—单一集线器10M网

（2）单一集线器100M网所需部件和设备：100Mbps网卡（或10/100Mbps自适应网卡）5类以上的非屏蔽双绞线（每段最大长度不能超过100米）100BAS-T集线器适用规模：小型工作组规模，一般可支持2~24台计算机连网（3）多集线器级联适用环境：计算机数超过单一集线器所能提供的端口数计算机位置比较分散集线器级联使用的电缆上行端口与普通端口相连：直通UTP电缆普通端口与普通端口相连：交叉UTP电缆上行端口与上行端口相连：交叉UTP电缆利用集线器不能组成10M和100M混合网多集线器级联结构—平行式多集线器级联结构—树型多集线器10M以太网配置规则10BASE-T集线器10M网卡（或10/100M自适应网卡）3类以上非屏蔽双绞线（每段最大长度不超过100米）任意两个结点之间最多可以有5个网段，经过4个集线器整个网络的最大覆盖范围为500米网络中不能出现环路多集线器100M以太网配置规则100BASE-T集线器100M网卡（或10/100M自适应网卡）5类以上非屏蔽双绞线（每段最大长度不超过100米）任意两个结点之间最多可以经过2个集线器集线器之间的电缆长度不能超过5米整个网络的最大覆盖范围205米网络中不能出现环路2、使用网桥组网（1）、网桥定义：网桥（bridge）是工作在数据链路层的一种网络互连设备，它在互连的LAN之间实现帧的存储和转发。（2）、网桥的特征网桥在数据链路层上实现局域网互连；网桥能够互连两个采用不同数据链路层协议、不同传输介质与不同传输速率的网络；网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现互连的网络之间的通信；网桥需要互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议；网桥可以分隔两个网络之间的广播通信量，有利于改善互连网络的性能与安全性。

简述网桥的功能？（3）、网桥完成异种网互联网桥3交换机组网

（1）交换局域网结构图典型交换局域网结构

局域网交换机可以看作没有冲突域的多端口网桥，速度比网桥高得多，还可以支持类似VLAN的功能。（2）交换机工作原理图交换机工作原理交换机检测从以太网端口发来的帧的源和目的MAC地址，然后与系统内部的地址/端口对应表进行比较，若源地址不在地址/端口对应表中，则将该地址加入地址/端口对应表中，并将帧发送给相应的目的端口。（3）交换机的组成交换机相当于是一台特殊的计算机，由硬件和软件两部分组成，同样有CPU、存储介质和操作系统等与计算机相同的组成。软件部分主要是NOS(局域操作系统)操作系统，硬件主要包含CPU、端口和存储介质等。（4）交换方式交换机通过以下三种方式进行交换(1)直通交换直通交换(CutThrough)方式是交换机检测到所转发数据帧的目的MAC地址，直接将该数据帧转发到相应输出端口。(2)存储转发存储转发(StoreandForward)方式是交换机将转发的数据帧先存储起来，进行差错处理后，在根据数据帧的目的MAC地址进行转发。(3)无碎片碎片”指数据发送中发生冲突时，双方立即停止发送而在网络中产生的残缺不全帧。碎片是无用信息，必须滤除。

目前，交换式以太网成为局域网的主流结构，主要使用直通交换，存储转发方式。4.3.4以太网设备1.网络适配器(网卡)

网卡用于计算机与计算机网络连接,也称为网络适配器或NIC(网络接口控制器)。它使计算机通过电缆或无线相互连接，实现计算机网络与网卡串行通讯，网卡与主机并行通讯，以及“串行/并行转换”。网卡实现物理层和数据链路层的功能：传送与接收、编码与解码、链路管理和数据的组帧与拆帧。2.中继器 一种简单的工作在物理层的网络设备，可以接收一条链路上的数据，并以同样的速度将数据发送到另一条链路上，而不滞留。中继器可以把电缆中的信号放大再传送到下一段。

3.集线器

集线器（Hub）是多端口中继器，能连接若干计算机、其它集线器等。计算机通信时，将数据帧广播到所有子网，会造成广播风暴，如图。4.网桥

网桥（Bridge）是工作在数据链路层的局域网连接设备。它分析收到的帧，根据目的MAC地址将信息发往目的地。

网桥又称桥接器，连接两个子网，能分隔广播域，仅在不同子网之间有数据传输时，才将数据转发到其他子网。不像集线器那样，将数据帧不必要地广播到所有子网，造成广播风暴，如图。5.交换机

局域网交换机可以看作没有冲突域的多端口网桥，速度比网桥高得多，还可以支持类似VLAN的功能。

交换机能动态建立通信双方的连接（虚连接）和转发。它能微分网段，其通信的双方构成一个网段，独享总线带宽，避免广播风暴，如图。按照IEEE802体系结构，下列网络设备分别工作在那一层：中继器，集线器，网桥，网卡，交换机。6.路由器路由器：路径选择、包交换基于第三层，流量和链路速度。路由器：网络层互连设备，作用是连接局域网和广域网，有判断网络地址和选择路径的功能。其主要作用是为经由路由器的报文寻找一条最佳路径，并将数据传送到目的站点。它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。网关：应用层互连设备，实现不同网络协议之间的转换，并具有路由功能，将数据重新分组后传送。7.网关4.4高速以太网1、快速以太网（FastEthernet）标准1995年，IEEE通过802.3u标准，实际上是802.3的一个补充。原有的帧格式、接口、规程不变，只是将比特时间从100ns缩短为10ns。对10Mbps802.3LAN的改进一种方法是改进10Base-5或10Base-2，采用CSMA/CD，最大电缆长度减为1/10，未被采纳；另一种方法是改进10Base-T，使用HUB，被采纳。快速以太网与传统以太网的区别AUI端口是用来与粗同轴电缆连接的接口，它是一种"D"型15针接口，这在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端口之一。MII(MediaIndependentInterface介质无关接口)MII即媒体独立接口，它是IEEE-802.3定义的以太网行业标准。

10BASE-T100BASE-TX100BASE-FX100BASE-T4编码方法曼彻斯特4B/5B4B/5B8B/6T传输介质UTP3/4/5UTP5,STP1多模/单模光纤UTP3/4/5信号频率20MHz125MHz125MHz25MHz使用线对2对2对2对4对发送线对1对1对1对3对网段距离100m100m150/412/2000m100m全双工能力有有有无100BaseT和10BaseT比较试比较100BaseT和10BaseT性能上的异同点？

传统以太网与快速以太网的MAC参数比较参数传统以太网快速以太网冲突检测时间片512位时512位时帧际间隙9.6μs（最小）0.96μs（最小）重试上限16次16次后退上限10（幂指数）10（幂指数）拥挤规模32位32位最大帧字节数15181518最小帧字节数6464地址长度48位48位2、千兆以太网（GigabitEthernet）IEEE制定了2类千兆位以太网的物理层标准802.3z（1000BaseX光纤标准），包括以下3种介质：1000Base-SX针对短波长（850nm）的多模光纤上1000Base-LX针对长波长(1300nm)的单模或多模光纤1000Base-CX就是针对低成本、优质的屏蔽双绞线或同轴电缆。802.3ab（1000BaseT双绞线标准）制定1000Base-T千兆位以太网物理层标准。它规定使用4对5类、超5类、6类UTP双绞线，将传输距离扩展到100米，非屏蔽双绞线缆的工作方式，最长传输距离为100米。支持单模光纤的千兆以太网物理层标准是（）。A.1000Base-LX，B.1000Base-SX，C.1000Base-CX，D.1000Base-T千兆以太网的体系结构千兆以太网改进技术（1）载波扩展根本目的在于扩展网络的物理覆盖范围，由物理层控制，而帧填充是由链路层控制共享式千兆时间槽增加到512B，10M和100MEthernet都是64B最小帧长度保持在64B发送的数据帧超过512B，则无需载波扩展，若处于64B－512B之间，需要载波扩展千兆以太网改进技术（2）帧突发数据包捆绑：在一个时间槽内捆绑多个网络帧，提高带宽使用效率，但需要彻底改变MAC接口帧突发在发送数据帧的同时启动一个突发定时器选择发送另一数据帧条件：1、存在待发送数据帧；2、突发定时器尚未失效突发前的第一个数据帧需要载波扩展，突发期间的数据帧不需要所有的发送数据帧长度之和不得超过1500B3、万兆以太网

万兆以太网与早期以太网的主要区别（1）不再支持单工模式，只定义了全双工模式；（2）由于传输速率高，只能使用光纤作为传输介质；（3）不采用带冲突检测的载波监听多址访问协议（CSMA/CD）协议；（4）使用64B/66B和8B/10B两种编码方式；（5）定义了两种物理层，分别用于支持局域网和广域网。万兆以太网标准：IEEE802.3ae、IEEE802.3ak与IEEE802.3an。 2002年7月18日IEEE通过了802.3ae：10Gbit/s以太网又称万兆以太网。在以太网技术的基础上发展起来，适用于新型的网络结构，能够实现全网技术统一。这种以太网采用IEEE802.3ae以太网介质访问控制（MAC）协议、帧格式和帧长度。万兆局域网不能使用的传输介质是（）。A.扩展六类非屏蔽双绞线，B.普通5类双绞线，C.单模光纤，D.多模光纤

万兆以太网物理层结构

见下载资料“万兆以太网（百度百科）”4.5虚拟局域网

虚拟局域网（VLAN）并不是一个特定的网络，它是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个子网，实现虚拟工作组的数据交换技术，如图。

1、虚拟局域网的概念

VLAN的优点：减少网络成员物理位置变化造成的不便；建立虚拟工作组；减少路由器的使用；避免网络广播风暴；增强网络的安全性。

2、虚拟局域网划分方法

（1）根据端口划分VLAN

将VLAN协议交换机上的物理端口及其内部的PVC（永久虚电路）端口分成若干个组，每个组构成一个虚拟网，相当于一个独立的VLAN虚拟交换机。

例如，将一个交换机的端口1,2,3,4,5定义为虚拟网A，将同一交换机的端口6,7,8组成虚拟网B。这样，分成两个虚拟网。

优点：定义VLAN成员时非常简单，只要将所有端口都定义为相应的VLAN组即可。适合于任何大小的网络。缺点：如果某用户离开了原来的端口，到了另一个端口，必须重新定义。

（2）根据MAC地址划分VLAN

根据每个主机的MAC地址来划分，即对每个MAC地址的主机，都配置它属于哪个组。VLAN交换机跟踪属于VLAN的MAC地址。优点：允许网络用户从一个物理位置移动到另一个物理位置时，自动保留其所属VLAN的成员身份。缺点：初始化时，所有的用户都必须进行配置。许多用户的MAC地址，查询起来相当不容易。通常适用于小型局域网。

（3）根据网络层协议划分VLAN

可划分IP、IPX、DECnet、AppleTalk、Banyan等VLAN。

优点是用户的物理位置改变了，不需重新配置所属的VLAN；方便网络管理者；不需要附加的帧标签识别VLAN，减少网络通信量。

缺点是效率低，因为检查每一个数据包的网络层地址消耗处理时间。虚拟局域网划分方法有三种，它们是？4.6无线局域网

1.无线局域网

无线局域网（WLAN）将无线技术引入到局域网中，传送距离一般只有几十米。无线局域网用户通过无线接入点接入无线局域网，如图。WLAN使用RF（射频）技术,遵守IEEE802.11标准。

2.无线局域网分类

第一类是有固定基础设施的。

第二类是无固定基础设施的移动自组网络。

固定基础设施是指预先建立起来的，能够覆盖一定地理范围的一批固定基站。人们经常使用的蜂窝移动电话就是利用电信公司建立的、覆盖全国的大量固定基站来接通用户手机拨打的电话。3.IEEE802.11标准

1997年IEEE制定出无线局域网的协议标准802.11系列标准。它使用星形拓扑，其中心节点称为接入点AP（AccessPoint）即基站，使用CSMA/CA协议(载波监听、多点接入、冲突避免)。

凡使用802.11系列协议的局域网又称为Wi-Fi。在很多场合，Wi-Fi成了无线局域网WLAN的同义词。Wi-Fi使用的协议标准是（）标准。802.11标准规定无线局域网的最小构件是基本服务集BSS（BasicServiceSet）。一个基本服务集BSS包括一个基站和若干个移动站。所有的站在本BSS以内都可以直接通信。但在和本BSS以外的站通信时都必须通过本BSS的基站。一个基本服务集BSS所覆盖的地理范围叫做一个基本服务区BSA（BasicServiceArea），直径一般不超过100米。

4.移动自组网络（Adhoc）

没有上述基本服务集中的接入点AP，而是由一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成的临时网络。两个站点通信过程中，可能经过了一系列的存储转发。这些中间站都具有路由器功能。自组网络的形成：一些移动的设备发现在附近还有其他的可移动设备，要求和其他的移动设备进行通信。

自组网络一般不和外界其他网络相连接。4.7Internet的接入方式

4.7.1ISP的作用Internet服务提供者（ISP）是用户接入Internet的入口点；不管使用哪种方式接入Internet，首先都要连接到ISP的主机。用户通过某种通信线路连接到ISP，再通过ISP的连接通道接入Internet。

按网络传输介质，可将因特网接入技术分为有线接入和无线接入两大类型。具体分类如表2-1所示。因特网有线接入技术分为（），（），（），（），（）。4.7.2

因特网接入技术1、xDSL接入技术图xDSL的网络接入结构（一）、有线接入技术见下载资料：xDSL（百度百科）2、局域网接入技术图局域网接入网络结构3、无源光网络接入技术光纤接入网从技术上可分为两大类：有源光网络AON(ActiveOpticalNetwork)和无源光网络PON(PassiveOpticalNetwork)。图PON网络的架构4、混合光纤同轴电缆接入技术混合光纤和同轴电缆HFC(hybridfiberandcoaxial)接入技术利用有线电视网络CATV(CableTelevision)提供网络接入。HFC接入网络的系统框架如图2-5所示图HFC接入网系统框架5、电力线通信接入技术电力线通信PLC(PowerLineCommunication)技术是一种利用电力线传输数据和话音信号的通信方式。如图2-7所示。图PLC网络互连示意图PLC技术的优点是：(1)成本低。(2)网络资源丰富。(3)PLC能够通过电力线将整个家庭的电器与网络联为一体，构成信息家电网络。但PLC技术的缺点也很明显：(1)电力线网络存在着不稳定和不安全的问题。(2)带宽拓宽问题。(3)电信公司和技术公司对此技术热情不高，仍处于小规模的试验阶段。（二）、移动无线接入技术1.GPRS接入技术通用无线分组业务GPRS（GeneralPacketRadioService）被称为2.5G技术。与GSM技术相比，GPRS具有明显的技术优势：（1）较高的传输速率。（2）较快的连接速度。（3）相对低廉的通信费用。2.3G、4G技术3G（3rd-Generation）是第三代移动通信技术的简称，4G（4rd-Generation