《局域网技术》课件

局域网技术本课程将涵盖局域网技术的方方面面，包括各种标准、协议、转换技术，以及安全保障和无线局域网技术的演变。我们将共同探索网络世界！概述局域网是一种基于共享传输介质的计算机网络，通常在同一建筑物或距离相邻的几栋建筑之间建立。它允许用户共享资源和数据，提高了计算机网络的效率和可靠性。我们将了解局域网的基本原理和益处。发展历程1970s局域网第一次被使用。它们是由很多小型计算机和分时系统组成的传输介质。1980s以太网和令牌环，逐渐成为主流的局域网技术。1990s由于互联网的普及，局域网开始采用TCP/IP协议。2000s无线局域网开始自主演化，并优化了802.11协议，从而让无线网络成为一个快速高效运行的网络。网络拓扑结构及优缺点1总线型拓扑结构数据在网络的总线上单向传输，易于建设和维护；但若总线故障，全网都将瘫痪。2星型拓扑结构所有计算机都连接到中心设备（如交换机）；易于扩容和检修；缺点是中心设备成了单点易挂掉、全网将失联。3环型拓扑结构数据依次从一个节点传到另一个节点，每个计算机都有机会传输数据；缺点是结构复杂，当环上有节点故障时，整个网络都会受到影响。局域网的基本要素及功能传输媒介传输媒介可以是双绞线、同轴电缆或光纤等。各种媒介都有各自的特点和适应范围。中心设备如交换机等，可使多台计算机接入网络，实现数据交换、路由选择和流量控制。路由器可连接不同的物理或逻辑子网，自动决定数据的传输路径，以保证数据传输的最优效率。防火墙用于保障数据的安全性和保密性，可防范网络入侵、病毒攻击和信息泄露。常见的局域网技术标准局域网技术标准定义了局域网所使用的传输媒介、中心设备和通信协议等。常见的局域网技术标准有如下几种：以太网（Ethernet）令牌环（TokenRing）FDDIATMCDDI快速以太网（FastEthernet）GigabitEthernet万兆以太网以太网技术及其演化历程以太网是一种最早的局域网传输技术。它的发展经历了以下几个阶段：以太网I（EthernetI）以太网II（EthernetII）快速以太网（FastEthernet）GigabitEthernet（千兆以太网）10GbE40GbE100GbE以太网的常用传输介质双绞线利用互相缠绞的两根导线互相电磁耦合，传输速率低。同轴电缆利用中心导体、环绕其周围的屏蔽体和屏蔽体外的绝缘体等各种部件实现信息的传输。光纤可实现非常高速的数据传输，而且噪音、干扰非常小，但成本较高。以太网交换机技术及特点交换机结构交换机的结构主要分为4种，即背板式、堆叠式、分布式和Modular结构。交换机操作交换机重要的操作包括学习、转发、过滤和安全特性。交换机还提供了预留带宽、虚拟局域网（VLAN）和链路聚合等特性。交换机管理交换机管理包括基于GUI的管理和CLI的管理。GUI管理包括CiscoSDM，CLI管理包括CiscoIOS基础配置。VLAN技术的原理和应用VLAN（VirtualLAN）是一种虚拟化的局域网技术。它基于MAC地址、协议类型和网络层信息，将局域网通信分割成多个逻辑子网。相互独立的逻辑子网可以互相通信，从而实现纯软件的网络分割。局域网的安全保障技术1身份认证一种授予用户使用计算机系统的权限途径，通常使用的身份验证方式包括口令、刷卡和生物技术等。2访问控制使用攻击者的IP地址、计算机名或各种协议类型等因素，以限制对计算机资源或网络资源的获取而实现保障和管理资源的措施。3加密技术加密技术是保护网络系统和数据不被非法使用和侵犯的核心技术。计算机网络的基本协议协议是网络中计算机之间通信的规则和方式。网络通信的协议有许多种，常用的网络协议包括：TCP/IP协议HTTP协议DNS协议FTP协议SMTP协议IP地址和子网掩码IP地址IP地址是指互联网协议地址，是互联网上设备的唯一标识。IPv4地址由四个8位字段组成，如。子网掩码子网掩码是用于指示一个IP地址中网络地址和主机地址的二进制位数。子网掩码定义了同一个网络内的地址范围。TCP/IP协议及其层次结构TCP/IP协议是互联网上主机之间进行通信的协议。它有四层结构，分别是网络接口层、网际层、传输层和应用层。每一层的协议都有特定的功能，在互联网上的通信中，都有各自的角色。DHCP协议的工作原理DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol）是一种动态主机配置协议。它使得局域网上的计算机可以自动获取IP地址、子网掩码、网关和DNS服务器等参数。DHCP协议的工作原理如下：认证：DHCP客户端发送广播向局域网上的所有DHCP服务器发送一个DHCP发现数据包。提供IP地址：DHCP服务器向客户端发送一个DHCP提供数据包，包含提供的IP地址、子网掩码和租期等信息。分配IP地址：客户端回答提供数据包，去往DHCP服务器请求IP地址租约，若获得回复即被分配到一个IP地址。更新IP地址：在租期到期前，客户端可以向DHCP服务器更新分配的IP地址租期。DNS解析原理及应用DNS（DomainNameSystem）系统用于将域名转换为相应的IP地址。DNS解析的过程如下：当用户在浏览器中输入网址时，浏览器首先向本地DNS服务器发送一条DNS解析请求。如果本地DNS服务器可以解析该域名，它将返回IP地址给浏览器；否则它会向上一级域名服务器继续发出解析请求。如果上一级域名服务器无法解析该域名，它将继续向上查询，一直到指定的根域名服务器为止。DNS服务器的根域名服务器会返回域名的授权机构，授权机构在逐级返回DNS的缓存，直到本地DNS服务器项告诉浏览器该域名所对应的IP地址为止。网络地址转换技术网络地址转换（NAT）是在局域网和互联网之间使用的过渡性技术。它的主要功能是通过一个公有IP地址、共享给多个内部主机使用的私有IP地址，来实现虚拟的互联网，使内部主机可以通过这个公有IP地址访问外部互联网。路由器技术及选型原则路由器结构路由器包括输入/输出接口、中央处理单元、总线和存储器等部件。它具有路由选择、分组交换、拥塞控制和流量控制等功能。路由器协议路由器协议在路由器之间传送路由信息，使得路由器可以互相交换信息。常用的路由器协议有RIP、OSPF和BGP等。选型原则路由器应根据网络环境、操作需求、处理速度、通信能力和IT管理能力等因素进行选型。无线局域网技术及其演变无线局域网技术（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN），也称作Wi-Fi，它是无线通信技术中的局域网标准之一。它可以实现计算机和其他设备无线连接，从而实现数据传输。WLAN的工作模式和架构1点对点模式两台计算机之间建立一个直接的连接。2AP模式采用AP无线接入点实现多台计算机连接，增加了穿透性和可扩展性。3Ad-Hoc模式任意两台计算机之间建立一个网络，这种模式比较容易实现传输，但可控性不如其他两种模式。Wi-Fi技术的发展和应用趋势1IEEE802.11IEEE802.11是WLAN的标准，它经历了各种