第3章局域网基本原理

局域网基本原理ISSUE

1.0日期：杭州华三通信技术有限公司，局域网覆盖的范围较小，带宽较高，通常用于建筑内部、园区范围内的专用网络在众多的局域网协议中，以太网占据着统治地位引入学习完本课程，您应该能够：了解局域网类型掌握主要以太网类型及其主要特性掌握CSMA/CD工作原理了解以太网传输介质中双绞线和光纤知识了解WLAN技术基本原理课程目标目录局域网概述以太网技术基础现代以太网技术WLAN技术基础局域网与OSI参考模型网络层数据链路层物理层OSI参考模型局域网IP、IPX等网络层协议802.3、802.4、802.5802.2

LLC/SNAP同轴线缆、双绞线、光纤、RJ-45、无线电波LLC子层MAC子层主要局域网技术以太网令牌令牌环网FDDI环网目录局域网概述以太网技术基础现代以太网技术WLAN技术基础早期以太网技术介绍名称速率介质类型最大线缆长度10BASE510

Mbps粗同轴电缆500m10BASE210

Mbps细同轴电缆200m10BASE-T10

Mbps双绞线100mHub10BASE5/10BASE210BASE-T以太网集线器集线器(Hub)与主机构成物理星型拓扑集线器内部采用总线结构，任意时间只有一台主机能占用总线HostHostHostHost内部总线集线器MDI/MDIX同类接口互连用交叉线，异类接口互连用直连线H3C以太网交换机支持MDI/MDIX自适应，不必考虑连线类型主机网卡(MDI)路由器以太口(MDI)交换机/集线器接入口(MDIX)交换机/集线器级连口(MDI)主机网卡(MDI)交叉线交叉线直连线N/A路由器以太口(MDI)交叉线交叉线直连线N/A交换机/集线器接入口(MDIX)直连线直连线交叉线直连线交换机/集线器级连口(MDI)N/AN/A直连线交叉线10BASE-T线缆和接口10BASE-T使用5类UTP和RJ-45接头Side112345678Side11=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕Side212345678Side2Side112345678Side21=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕Side

11=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿12345678

7=白/棕8=棕Side21=白/绿2=绿3=白/橙4=蓝5=白/蓝6=橙7=白/棕8=棕直连线交叉线RJ-45接头CSMA/CD载波侦听侦听到线路上有载波时，不发送数据侦听不到载波时，说明线路已经空闲侦听到载波侦听到载波不发送侦听到载波不发送侦听不到载波侦听不到载波侦听不到载波抢占发送线路空闲时，任一主机都可以抢占线路CSMA/CD冲突检测和退避两台主机同时发送数据导致冲突全部主机停止发送，等待一个随机退避时间退避期满的主机首先开始发送检测到冲突检测到冲突检测到冲突MAC地址MAC地址为48位二进制数，常用12位16进制数表示24位OUI24位EUI00

-

E0

-

FC

-

01

-

23

-

45操作系统网络接口卡RAMIP:10.1.1.3ROMMAC:

00-E0-FC-01-23-4548位MAC地址单播与广播接收DMAC=00E0.FC01.2222不接收MAC:

00E0.FC01.1111MAC:

00E0.FC01.2222MAC:

00E0.FC01.3333接收DMAC=FFFF.FFFF.FFFF接收MAC:

00E0.FC01.1111MAC:

00E0.FC01.2222MAC:

00E0.FC01.3333接收地址包括本卡MAC地址、广播地址和本机所属组播组地址网卡丢弃与本卡接收地址不匹配的帧网卡解开与本卡接收地址匹配的帧，将数据递交上层处理单播广播以太网流量控制DMAC=0180.C200.0001半双工Hub反向发送电压信号全双工反向发送PAUSE帧在半双工线路上采用背压式流控

接收方反向发送电压信号制造冲突，使发送方停止发送在全双工线路上采用802.3

PAUSE流控

接收方向保留组播地址01-80-C2-00-00-01发送PAUSE帧，通知发送方停止发送背压式流控PAUSE流控冲突域总线型以太网拓扑扩展用中继器可以扩展10BASE5和10BASE2网络范围所有线缆段都属于一个冲突域中继器星型以太网拓扑扩展冲突域HubHubHub用集线器可以扩展10BASE-T网络范围全部线缆段都属于一个冲突域目录局域网概述以太网技术基础现代以太网技术WLAN技术基础单模光纤与多模光纤多模光纤

较粗的纤芯，传输多种不同波长不同角度的光

衰耗大，传输距离通常在千米以内

成本低单模光纤

纤芯与光波长相同，传送单一波长的激光

衰耗小，传输距离可达数十千米

成本高常用光纤连接器ST：卡接式圆形光纤接头FC：带螺纹的圆形光纤接头常用光纤连接器（续）SC：矩型光纤接头LC：一种Mini型连接器快速以太网和千兆以太网名称速度介质类型最大线缆长度协议标准100BASE-TX100

Mbps2对5类UTP100m802.3u100BASE-FX100

Mbps多模光纤2000m100BASE-T4100

Mbps4对3类UTP100m1000BASE-SX1

Gbps多模光纤275m

/

550m802.3z1000BASE-LX1

Gbps单模光纤550m

/

5000m1000BASE-CX1

Gbps2对STP25m1000BASE-T1

Gbps4对5类UTP100m802.3ab用交换机扩展以太网拓扑SwitchSwitchHub隔离冲突域，避免冲突域过大进一步扩大物理连接范围提高以太网带宽利用率，增加吞吐量适应不同的速率和不同的双工状况目录局域网概述以太网技术基础现代以太网技术WLAN技术基础WLAN简介WLAN（Wireless

LAN）是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。用射频（RF）技术取代旧式的双绞线构成局域网络，提供传统有线局域网的所有功能。具有部署简单、移动方便、使用便捷等优点。802.11协议的发展802.11802.11b802.11a802.11g标准发布时间July

1997Sept

1999Sept

1999June

2003合法频宽83.5MHz83.5MHz325MHz83.5MHz频率范围2.400-2.483GHz2.400-2.483GHz5.150-5.350GHz5.725-5.850GHz2.400-2.483GHz非重叠信道33123调制技术FHSS/DSSSCCK/

DSSSOFDMCCK/OFDM物理发送速率1,

21,2,5.5,116,

9,

12,

18,24,36,48,546,

9,

12,

18,24,36,48,54无线覆盖范围N/A100M50M<100M理论上的最大UDP吞吐量(1500

byte)1.7

Mbps7.1

Mbps30.9

Mbps30.9

Mbps理论上的TCP/IP吞吐量(1500

byte)1.6

Mbps5.9

Mbps24.4

Mbps24.4

Mbps兼容性N/A与11g产品可互通与11b/g不能互通与11b产品可互通各国授权使用的频段ChannelFreq(GHz)US/CanEuropeJapan12345678910111213142.4122.4172.4222.4272.4322.4372.4422.4472.4522.4572.4622.4672.4722.484xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx802.11b/g工作频段划分图2.4122.4172.4222.4322.4422.4522.4622.4722.4842.4272.4372.4472.4572.4672345178910611121314无线覆盖原则－蜂窝式覆盖任意相邻区域使用无频

率交叉的频道，如1、6、11频道适当调整发射功率，避免跨区域同频干扰蜂窝式无线覆盖实现无交叉频率重复使用802.11无线网络的介质访问控制Frame

ExchangeFrame

ExchangeFrameExchangeFrameExchangeDIFSDIFSDIFSSTA

1STA

2STA

3STA

4退避窗口退避窗口退避窗口CSMA/CA（载波侦听多点接入／避让机制）109357610254810核心机房大厅、服务台S3600-PWRS7500餐厅、茶座客户端无线网络典型部署－热点覆盖会议