第章 局域网技术基础

第1章《局域网组建与管理》电子教案

局域网技术基础学习目标掌握局域网基本概念、特点、功能和拓扑结构理解TCP/IP模型、OSI模型及其各层次的主要功能理解共享式以太网、交换式以太网和高速局域网的实现原理理解FDDI的特点和拓扑结构理解VLAN的作用、标准及其实现技术理解WLAN的工作原理、关键技术和标准1.1局域网技术概述1.1.1局域网概念1.1.2局域网特点与功能1.1.3局域网拓扑结构1.1.1局域网概念

所谓局域网，是指范围在几十米~几千米内办公楼群或者校园内的计算机相互连接所构成的计算机网络。局域网(LocalAreaNetwork，LAN)。1.1.2局域网特点与功能LAN覆盖的地理范围小LAN的传输率高且误码率低LAN主要以微型机为建网对象可选用价格低廉的双绞线、同轴电缆或者价格较贵的光纤，以及无线局域网通常属于某一个单位所有、管理和应用便于安装、维护和扩充，建网成本低、周期短1.1.3局域网拓扑结构几种常用的网络拓扑结构总线型(BUS)星型(STAR)树型(TREE)环型(RING)网状结构(MESH)全互联型结构(FULLINTERCONNECTION)1.1.3局域网拓扑结构总线型(BUS)拓扑结构的特点(1)安装简单，所需通信器材、线缆的成本低，扩展方便(但不支持动态扩展，即在网络工作时增减节点)(2)由于采用竞争方式传送信息，故在重负荷下效率明显降低(3)总线的某一接头接触不良时，会影响到网络的通信，导致整个网络瘫痪1.1.3局域网拓扑结构星型(STAR)拓扑结构的特点(1)结构形式和控制方法比较简单，便于管理和服务(2)线路总长度较长，中心节点需要网络设备(集线器或者交换机)，成本较高(3)每个连接只接一个节点，当连接点发生故障时，只影响一个节点，不会影响整个网络(4)当中心节点出现故障时会造成全网瘫痪，所以，对中心节点可靠性和冗余度（可扩展端口）的要求很高1.1.3局域网拓扑结构树型(TREE)拓扑结构的特点(1)结构比较灵活，易于进行网络的扩展(2)与星型拓扑结构相似，当根节点出现故障时，会影响到整个网络1.雹1.离3局域彻网拓拿扑结团构环型(R水IN墨G)拓扑喊结构奔的特夜点环型登拓扑慌结构升的优骆点在琴于结孤构比较较简惕单，沙安装夹方便喉，传妖输率造较高谨。但闲单环仪结构隆的可胳靠性逃较差春，当眯某一土节点栗出现房诚故障辛时，狸会引页起通啦信中照断。1.她1.将3局域腹网拓对扑结喉构网状谊结构(M糕ES零H)的特脏点在网园状拓税扑结乔构中禽，若著某条颠通路伸出现权故障东或者卡拥挤残阻塞慕时，郊可绕叮道其夸它通豪路传貌输信浅息。架因此袄，它烟的可废靠性侵较高嘱，但兴是它盘的成索本也惊较高编。1.农1.怨3局域筛网拓盲扑结赏构全互疫联型郊结构(F饮UL妇L岭I内NT被ER谁CO杆NN消EC蹲TI遇ON切)的特得点在全灵互联昨型拓相扑结雷构中收，每祝一个黄节点翠都有丝式一条歼链路鸽与其亏他节霞点直嚼接相翼连，狼所以外它的比可靠肾性较捉高。锻但这毅种拓爷扑结胆构成善本较赵高，爪一般驻除了觉特殊邀场合暴外，俭都较拉少使仆用。1.辟2狭T亿CP盟/I沃P体系图结构1.垂2.凶1协议挠与网比络体罪系结抢构概奏念1.谱2.算2TC轿P/鞠IP参考恶模型1.努2.促3蚂T陷CP巨/I土P与OS这I体系疏结构若比较1.会2.棍4跪T驶CP附/I虽P协议1.维2.锄1协议复与网掌络体辈系结恨构概狠念协议网络毯协议合就是生为进高行网蓬络中哪的数斜据交义换而悦建立料的规俘则、件标准牲或者晌约定话。一洋个网弓络协阴议主败要由魄以下三个肥要素组成尚：(1星)语法斯：确皱定通清信双榜方“睬如何困讲”捎，定鹿义了端数据滨格式考、编士码和括信号私电平透等(2烂)语义锯：确项定通贞信双啊方“中讲什事么”舍，定便义了活用于肾协调弊同步歌和差并错处埋理等做控制和信息(3陵)同步债：确义定通稻信双冈方“保讲话栏的次凝序”肢，定接义了润速度枕匹配扫和排乎序等1.葡2.妇1协议日与网抹络体谊系结练构概说念网络里体系清结构计算陕机网悉络的尤体系乐结构胞就是询这个炉计算逃机网幸络及龙其部显件所诸应完蚁成的惧功能报的精尾确定释义。膜层次穿体系盯结构全主要喷有以糟下优在点：(1买)各层扎相对享独立(2幸)设计扯灵活(3崖)易于呢实现纵和维扩护(4肥)易于涝标准桃化1.叨2.俩2义T痕CP蛛/I参P参考摇模型TC奥P/撤IP参考球模型球是当养前的洒工业愉标准治或者In宅te报rn锅et的事暮实标党准。凝它共约有四絮个层薪次：(1对)应用孟层(2床)传输跪层(3身)网络叶互联滴层(4缩慧)网络押接口蜂层1.沾2.陪3私T扔CP逆/I转P与OS充I体系扁结构始比较尽管冰在OS震I的框重架内通开发描了很赚多有狐用的特协议爬，但紧全面勿的七阿层模挖型并茶没有掘真正临实现维，而TC袖P/逮IP体系叨结构庄则在份现实驻的网农络世瞒界中扣占据肺支配翻地位身。TC犯P/轧IP与OS赔I这两践种体膜系结要构的宫对比生如下燥所示率：1.肉2.柜4鸟T狠CP冈/I委P协议TC夺P/搭IP实际渡上是汉一组址协议雷，它基包括奶上百喷个各章种功获能的僻协议撞，而壳不仅臭仅是TC翼P和IP。应用感层协待议(1惩)嗽FT狼P协议:挡FT所P使用谦两个址并行淹的TC复P连接点来传猪送文勾件，海一个卧是控狮制连挖接，虑另一颠个是牙数据蔑连接争。(2讽)睬TE豆LN突ET协议:京TE造LN骑ET协议锅是TC樱P/瓶IP协议杀族中兽的一帮员，诉是In塌te芬rn水et远程秆登录庆服务坚的标阴准协肝议。黎为了挪适应务异构梳环境锄，TE仙LN舌ET协议箩定义芒了数助据和慕命令础在In搭te跨rn型et上的锅传输倍方式楼。TE址LN俩ET采用洗选项柜协商帝机制皆来解筋决异伟构性附问题傲。(3尿)拦HT育TP协议:牢HT有TP协议早用于死传送WW烤W方式泡的数法据。HT备TP协议昼采用鲁了请巩求/响应顶模型拍。客爸户端碑向服骑务器臭发送积一个希请求槽，服畏务器顺以一变个状俯态行固作为致响应常。1.搬2.结4馆T取CP坑/I宝P协议传输浅层协舒议(1通)跃UD献P协议:猜UD及P协议森是与TC趴P相对昌应的佩无连漏接协欣议，僻它不犬与对而方建认立连轻接，忧而是嗽直接窝把数西据包却发送畏过去舌。UD让P协议候使用宾不同精的端朽口号干为不累同的耐应用念保留阶其各柏自的魔数据皂传输爹通道侵。UD槐P协议礼适用线于一干次只旨传送买少量氏数据脂、对笑可靠纲性要翻求不形高的疾应用破环境亡。(2建)惹TC啦P协议:窗TC清P协议傅是面袜向连把接的岩协议企，也泡就是冶说，软在正许式收我发数鸭据前邀，必拦须和仆对方刷建立障可靠劲的连随接。TC书P协议况与UD鸦P协议镇的区找别如士下：特性TCPUDP是否连接面向连接无连接传输可靠性可靠的不可靠的应用场合传输大量的数据少量数据速度慢快1.纽奉2.幸4御T歇CP羽/I昼P协议网络杂互联极层协总议(1粉)扁IP协议:斥IP协议耽是一宗种不幻玉可靠撞的协地议，僻无法颜进行扭差错算控制朵。IP层接谊收由器更低镇层(如网包络接康口层)发来必的数雅据包,并把婶该数蛾据包归发送愉到更艇高层(如TC禽P层或拆者UD搭P层)；相些反,I贺P层也谎把从TC裙P层或搞者UD仍P层接贺收来母的数奏据包订传送贴到更获低层眉。IP数据舟包中辈含有计发送铲它的犁主机膀的地惨址(源地缝址)和接送收它愤的主泥机的骨地址(目的储地址)。由咳于IP并没教有做汁任何础事情企来确毅认数错据包钥是按需顺序证发送犹的或寒者是夺没有素被破侧坏的中，因鹿此，IP数据处包是找不可炉靠的具。(2秀)灯IC蜓MP协议:非IC铅MP协议(I笑nt吊er佛ne椅t窜Co历nt哭ro歼l店Me炊ss颤ag豪e虫Pr嫁ot退oc矿ol，因亏特网鼠控制叫报文好协议)用于洗在IP主机都、路傻由器妙之间河传递驰控制旱消息桂。1.桶2.君4急T雅CP颈/I嫂P协议网络驼互联而层协猴议(续1)(3袄)诞AR旷P协议:洒AR归P协议(A院dd喂re粗ss载R突es轧ol港ut漏io晕n疑Pr再ot摔oc脾ol，地蜜址解绵析协闪议)是一割种将IP地址隔转换器成与IP对应具的网蚂卡的布物理幸地址摸的一颠种协戴议，课或者伸说AR刻P协议舟是一轿种将IP地址狮转换腐成MA狸C（Me丘di宝um穷A银cc说es说s盏Co柱nt甩ro革l，介翼质访盏问控挠制）驳地址脊的协殃议。(4券)圆RA嚼RP协议:爆RA方RP协议(R洋ev棋er摊se初A励dd蓬re堡ss葱R则es让ol住ut馒io潜n狼Pr泊ot乏oc潜ol，逆圾地址型解析赤协议)用于而这样牵一种伤特殊冻情况洗，如周果站蛙点初宅始化炎以后港，只邀有自宰己的威物理敌地址抚而没散有IP地址俗，则总它可瓶以通卷过RA留RP协议淹，发伤出广茎播请皆求，恐征求握自己船的IP地址等，而RA西RP服务脾器则秋负责全回答签。1.纲2.贿4览T财CP竞/I冷P协议网络钩接口辛层协雕议(1属)炕SL仇IP协议:飘SL风IP协议均（Se据ri浴al即L毅in按e拳In贺te腐rn坦et领P狮ro直to贫co拒l，串党行线穗路网农际协锐议）附是通态过封鸡装IP数据从包，究从而倒在运或行TC敏P／IP的网她络设删备间华通过跳串行琴线传门输数彩据的糊协议劣。(2跪)罢PP膛P协议:任PP影P协议(P必oi储nt颂-t死o-魂Po胡in赵t勿Pr剃ot粪oc蜡ol，点度到点增协议)是为辽在同姐等单轻元之戒间传暑输数谣据包既等简叫单链黄路设流计的杀链路鬼层协棋议。1.丽3局域伸网层进次结琴构1.盏3.扔1物理鼻层主躁要功治能1.棉3.盘2数据贵链路牌层主司要功俩能1.文3.企3局域察网标倾准1.疮3.摆1物理浮层主醋要功虑能物理殿层提先供在烛物理斗层实拍体间煎发送阅和接常收比猪特的归能力肌。物篇理层请要实决现电徐气、尤机械夺、功朽能和架规程斧四大以特性寒的匹懒配。物理扑层的肌主要宣功能扮是：(1祖)信号透的编洞码与艳译码(2秧)为进傅行同亲步用犬的前恳同步奏码的可产生绪与去壤除(3蹲)比特闻的传剑输与煮接收1.拖3.圈2数据绒链路典层主贿要功垦能数据浅链路乒层按转功能具可划行分为MA叮C子层右和LL样C子层旦两个沟子层享。MA育C子层桑的主尸要功袍能(1块)将上鞠层交吃下来熔的数承据封社装(拆卸)成帧板进行凳发送(接收)(2浑)实现他和维头护MA冠C协议(3棵)比特选差错泊检测(4锹)寻址LL位C子层互的主净要功确能(1潜)建立催和释惊放数挑据链有路层奴的逻第辑连祖接(2泽)提供编与高物层的套接口(3躺)差错毫控制(4晃)给帧祖加上研序号1.达3.饿3局域方网标剑准IE卫EE烟80俯2委员系会下游辖多寻个委胡员会擦，提学出了注一系撒列的超标准帅文本:(1蹲)阳IE浴EE迅8贿02争.1颤A：体章系结搞构(2鸡)慎IE棒EE侄8丽02中.1题B：寻岛址、定网间且互连丝式和网延络管尺理(3踩)扎IE研EE准8少02倍.2：逻丽辑链固路控巨制(4候)裤IE控EE仁8颜02佩.3：CS耕MA抬/C井D访问判控制染与物累理层退规范(5恢)躲IE弃EE鸣8叉02梢.4：令生牌总兆线访铃问控稳制与合物理傅层技置术规赠范(6霉)堵IE嫩EE弃8颤02价.5：令牵牌环给访问乒控制皮与物乓理层君技术合规范(7捐)友IE赔EE辰8护02滑.6：城俯域网络访问着控制兴与物哨理层劫技术辟规范(8斥)欢IE贴EE躁8鸦02排.7：宽杂带局漆域网可技术暑标准(9匙)煎IE男EE颠8缸02扒.8：光芬纤网团络技厅术标策准(1质0)燥I船EE绕E混80扩2.挪9：综晕合业极务数谷字网谊技术(1防1)柜I粘EE泄E雹80梁2.城10：局涝域网孕安全彼标准(1羽2)艇I浴EE奖E贵80汁2.嘉11：无耽线局还域网(1躁3)党I滚EE傅E呜80剃2.水12：按城需优逗先局颠域网(1苦4)距I欲EE沟E奔80窑2.张14：电柄缆电皱视1.祥4以太川网技同术1.晶4.歪1共享尚式以峡太网1.纵4.眉2交换驻式以面太网1.监4.睡3高速吴以太贿网1.派4.锤1共享便式以猎太网共享呆式以督太网鹅是基狂于广播视方式来发液送数扔据的共享币式以贪太网播是一告种基劫于“竞争”的从网络宣技术庆。也钢就是帆说，姨网络惊中的恋主机气将尽尤其所筑能地揭占用库网络跪发送存数据共享剥式以牵太网吨这种佳“带沉宽竞抚争”丛的机遣制使秀得“冲突”或变者“碰撞”几驾乎不爱可避苦免，虑而且捞网络难中的吃主机曲越多污，碰坟撞的感机率备越大共享层式以恢太网已采用资了载波窑监听向多路昂访问/冲突注检测(C挪ar予ri棍es史S内en截se遭M选ul纽奉ti兄pl羞e吉Ac洞ce翠ss志w慎it前h燥Co肾ll瞎is锐io鄙n退De苦te汉ct非io超n，CS卸MA痛/C贞D)机制滥来进碑行传篮输控亡制共享翁式以音太网连存在奏的问扩题是碰，如该果网控络中柔用户墓较多屈时，汽碰撞热的机烂率将薪会大导大增巷大1.创4.顶2交换闲式以遥太网工作茄原理它检特测从快以太琴端口穴来的椅数据遥帧的塌源和壮目的MA雷C地址地，然琴后与铺系统与内部剥的动们态查饰找表煮进行昏比较些，并布将数这据帧着发送仅给相塘应的南目的差端口革。若就数据聋帧的瓣源MA扒C地址专不在循查找风表中您，则盈在转怪发数堂据帧浙的同溜时将秧该地聋址加岸入查由找表粱中。1.博4.员2交换点式以者太网交换悟方式——直通寻方式工作厦过程绘：利用泊了目带的地沙址在素数据洲帧的顿最前夏面这材一特武点。腊不需锐要将系整个晕数据呢帧先夕缓存掀后再勿进行棉处理盗，而芦是在课接收死数据睡帧的乐同时竟就立役即按茎照数赢据帧钩的目活的地才址决障定该罩帧的情转发此端口搬并进县行转肥发。主要碌优点冷：由于炕不需农要存意储，柜故延辨迟非衔常小胃，交疯换非株常快艘。主要乌缺点吨：(1齿)它不齐对所游传送隐数据婆帧进素行检领查就弯直接烘将该天帧转狗发出颂去，疏因此生有可衬能将协一些免无效舒帧转远发给飞其它推站点往；(2到)当以俭太网萄络交辅换机旧的端抵口增绘加时种，交急换矩板阵变详得越披来越萍复杂醋，实折现起尾来相鸟当困故难。1.陈4.偶2交换房诚式以稼太网交换敲方式(续1)首—寨—存储殊转发至方式工作甜过程欠：从输雨入端明口接蹦收并瞒暂存疗该数宁据帧,在进追行循赚环冗灯余校急验（Cy呜cl烘ic道R驱ed波un昂da跳nc螺yCh搏ec去k,插CR替C）检念查之弓后，努才根椒据数坊据帧检目的末地址召把该反帧转琴发到叹适当长的输并出端忠口。主要臣优点毯：它可兔以对剂进入中交换胡机的伸数据穗帧进经行错呀误检县测，碍尤其粗重要算的是疮它可蜜以支惕持不律同速江度的肃输入/输出牺端口碎间的孩转换闯，保宪持高药速端滚口与帆低速乔端口齐间的召协同陡工作屑。主要木缺点亿：在于猴数据度处理换的时四延较批大。1.虎4.挺3高速奇以太票网所谓转“快速”，迫是指亮数据尖传输代速率漠可以疑达到10右0M碎bp踏s，是幅标准赶以太悔网的10倍。虫它具闻体包梳括两循种技福术：10许0B社AS慰E-帽T和10华0V栏G-桌An门yL筛AN。快速圈以太锅网——10骂0B蠢AS台E-冠T它是山在双驰绞线洞上传效送10塞0M涂bp肝s基带睛信号富的星防型拓穴扑以湿太网泪。(1萝)音5类非塔屏蔽锈双绞位线(2沃)传输筹速率堤超过10吼0M辽bp虑s(3殃)多级靠电平ML伍T-孔3(4纺)溉4B墙/5划B(5躬)自动醒速度叮侦听1.励4.分3高速肯以太趟网快速损以太康网(续1)锯—风—10蝇0V筛G-第An萌yL军AN基于10渔0B亲AS澡E-巨VG的技就术，腾这里VG请(贝Vo层ic数e洞Gr职ad煤e)代表匠声音掠级，叉表示能采用导音频例非屏卵蔽双奔绞线纵作为等物理西媒体自。(1咐)星型惜拓扑穿结构(2才)四重米信号和技术找，有4对非倒屏蔽姻双绞披线，方信息呆分四织路在4对双神绞线游上同促时传夸输，动进行帆半双魂工通龄信(3教)穷5B醉/6貌B，不伪归零施制和羊扰码矿技术(4狐)采用析优先帅级机挎制，戏适合新于实婆时业苍务传滨输和杏多媒卧体信驶息传脾输1.因4.欣3高速肆以太皮网千兆楼以太肃网千兆赵以太磁网的医协议颂栈结穷构包津括物裳理层栽和MA怨C层，环该MA眼C层是IE藏EE驱8隐02恼.3的MA迈C层算辩法的葛增强意版本展。(1吓)递MA陈C层：千兆授以太请网使聪用IE适EE鲜8差02乳.3定义最的10香/1边00抵Mb装ps以太掉网一护致的CS泄MA侧/C找D帧格典式和MA枯C层协帅议。哲但不隙能采笔用共欧享信冤道方叨式访看问介滋质，跃而只撞能采笋用专董用信术道方抢式。(2谈)物理柳层：千兆黑以太页网协旬议定勺义了始以下煤四种挡物理敌层接当口：※10枝00孔BA疮SE袭-L秧X※10要00值BA隶SE垫-S格X※10饿00窄BA捡SE扣-C乐X※10势00脏BA郑SE恩-T1.乳5剖F邻DD度I1.愚5.洗1馒F抛DD腾I工作伞特点1.堵5.剥2简F就DD祥I拓扑华结构1.储5.魂1妹F筋DD历I工作摩特点使用鲜基于IE生EE何8浴02德.5令牌孕环标抢准的坡令牌红传递MA纳C协议使用IE圆EE甜8锄02鹊.2生L宋LC协议猾，因嘴而与IE味EE怖8翻02局域粒网兼创容利用洁多模毁光纤剥进行六传输怪，并帅使用腥有容监错能悟力的浩双环竭拓扑数据披率为10改0M途bp较s，光斜信号均码元益传输份速率尝为12含5M氧bp础s10料00个物舟理连父接最大拒站间饺距离耳为2千米资（使短用多妇模光糠纤）剃，环挑路长诱度为10存0千米吨，即河光纤奇总长元度为20趁0千米具有停动态存分配中带宽犯的能或力，奸故能尖同时嗓提供削同步妇和异犹步数渣据服呆务分组刷长度闭最大葵为45霉00字节1.淘5.陡2灵F董DD浸I拓扑覆结构美国彻国家驻标准叛学会(A瞧NS纳I)在FD睡DI标准着中定湿义了四种隶重要档结构:双环独立声集中川器型集中块器树树型烛双环1.昆5.泡2鸽F帮DD帆I拓扑凯结构双环以IE筒EE繁8嗓02索.5令牌滥环网芳的单到环为醉基础公，增迁加了职一个乔备份乌的副具环，清形成驾两个炼逆向刚运行虫的环劝。1.舒5.斑2衰F夹DD延I拓扑株结构独立娘集中转器型这种化结构隐中没赶有分脑支节赏点，架仅由距一个FD嫩DI集中趋器作驼为根虑节点占，叶沫节点逝是FD筐DI站点穴或者朱是经炉由FD系DI网桥词连接弊的子中网。单连接站或双连接站单连接站或双连接站单连接站或双连接站单连接站或双连接站1.堆5.薯2财F杂DD忙I拓扑推结构集中库器树集中销器树只结构毅中都月有许变多分刊支节箱点，服这种指树型男结构启迎合味了结矿构化驶布线巾的潮隙流。节点节点节点……………………节点节点节点1.驱5.痛2码F擦DD懂I拓扑罚结构树型洋双环树型袜双环暴结构电中，鹅集中倘器级半联在窃一起馅，双徐环则巧处于骨企业绳或者躁校园吊最重猾要的篇骨干终位置络，这号种结隐构具姓有高化度的急容错飞特性讨，而芒且是陪最为改灵活仅的拓盖扑形茄式。1.摇6虚拟毅局域讯网技监术1.晋6.梯1弟V重LA珍N概述1.吴6.救2卧V蚀LA底N标准1.著6.草3筝V扩LA券N实现饱技术1.维6.耕1丑V张LA冬N概述VL夜AN是指跃在交颂换式炎局域觉网基回础上剃，采需用网灵络管馆理软寒件构膀建的捡可跨适越不蹲同网坡段、剂不同傍网络构的端可到端停的逻除辑网弄络。1.傅6.巡寿2俊V卫LA亭N标准几种巾常见炎的VL泪AN标准如下:IE边EE失8凳02柱.1燃0IE双EE陷8凡02勉.1菊QCi顶sc两o津IS懒LVT头P1.源6.唇3四V明LA拦N实现任技术VL煤AN是为歉解决岁以太盐网的励广播稳问题述和安羞全性幅而提题出的娃一种号技术墨。它悦在以鲜太网良帧的键基础逼上增迟加了VL笋AN头，贿用VL链AN驼I盖D把用共户划滚分为看更小烛的工绢作组状，限豆制不最同工搁作组乌间的蓬用户宾互访扑，每镇个工炸作组士就是汤一个VL没AN。1.疤7以太胡网技片术1.赴7.肉1柜W著LA城N工作颠原理1.注7.杨2垮W谦LA珍N关键侮技术肉及优薄化1.盗7.症3习W曾LA贪N标准1.凝7.勤1砍W商LA啊N工作室原理工作倒原理WL奖AN的基头础还积是传刻统的齿有线舍局域宵网，厘是有岂线局炸域网写的扩约展和低