内容文本课件文稿icnd110s01l07

LAN（局域网）是在一个有限区域内由距离较近的计算机、服务器、网络打印机、互连设备等相互连接而成的网络。一个LAN的范围可大可小，没有固定的约束；可以是由两台PC相互连接的家用网络，也可能是包含若干台PC的小型商业网络，更可能是几百台计算机构成的大型企业的网络。LAN

为计算机用户提供了资源共享的设备访问，如打印、文件交换、电子邮件交换等等。在这种环境中，LAN

定义了一系列的物理和链路层协议支持局域网网络设备的顺利运行。©

2007

Cisco

Systems,

Inc.

All

rights

reserved.ICND1

v1.0—1-2LAN:局域网计算机：网络中的终端节点，负责发送和接收应用数据。互联部件：负责把数据从网络中的一端传递到另一端。它包括下列部件：1、网络接口卡：把分组打包成LAN能传递的格式。2、网络介质：比如有线/无线介质（同轴电缆、双绞线、光纤），负责传递通信设备间的信号。网络设备包括：1、HUB：物理层设备，为终端提供上网服务，目前已经被交换机替代。2、以太交换机：链路层设备，同样为终端提供接入上网。但能提供众多智能化服务（比如：路由、安全、服务质量、VLAN），性能优越，价格适中；为LAN中的核心设备。3.路由器：也叫网关。把多个LAN网络互联到一起，为网络层设备。协议：为LAN的数据通信提供一致的通信语言，只有符合共同协议的设备才能听懂对方的意思，相互通信。它包括：以太协议、IP协议、ARP（地址解析协议）等。ICND1

v1.0—1-3LAN的组件––·–·

计算机PCs（个人电脑）Servers（服务器）互联部件NICs（网络接口卡）–Media（有线/无线介质）––·

网络设备Hubs（集线器）Switches（交换机）–Routers（路由器）·

协议–

Ethernet（以太协议）©2007CiscoSystems,Inc.–Allrightsreserved.IP（IP协议）LAN提供网络用户通信和资源共享的功能：1、数据和应用：当用户通过网络连接到一起时，他们能共享文件，甚至软件应用程序。这使得数据更容易获得，并促使协作化办公成为可能。2、资源共享：可以共享输入设备（如：扫描仪、照相机）；共享输出设备（如：打印机）。3.提供到其他网络的路径：如果资源不在本地，可以通过网关，连接到其他远程网络资源；比如：访问WEB。局域网的功能©2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-4数据和应用共享资源提供到其他网络的通信路径LAN可以适应各种不同大小范围网络的工作需求，它包括：1、SOHO（小型办公室或家用办公室）：SOHO典型的使用在较少的计算机和外设的环境。2.企业网络：可能包含若干个地域上分离的LAN；由这些LAN把搂层或楼宇相互连接到一起；而每个LAN可能就包含上百台计算机和外设。局域网的大小©2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-5上图显示了LAN协议是如何映射到OSI参考模型的。IEEE（电气和电子工程师协会）把OSI的链路层分为两个子层：1、逻辑链路控制（LLC）：链路层与网络层之间的接口，提供到网络层的访问。2.介质访问控制（MAC）：提供向下到物理层的访问。LLC子层：LLC子层位于网络层和MAC子层之间，是上层和下一层的管理层，负责流量控制、同步等。LLC子层通过SSAP（源服务访问点，SourceServiceAccessPoint）和DSAP（目的服务访问点，DestinationServiceAccessPoint）负责底层协议与网络层协议的通信。它通过帧类型字段识别三层协议，从而知道它为哪个三层协议提供服务，从而正确的把数据送往上层。它参与封装/解封装。MAC子层：MAC子层负责把物理层的“0”，“1”比特流组建成帧，并且通过帧尾部的CRC（CyclicRedundancyCheck，循环冗余校验）子段进行错误检测。总之，MAC子层定义了网络对共享介质的访问。MAC地址就是在此层，它负责MAC地址表的建立，并动态维护。每个设备必须有唯一的MAC地址。IEEE的数据链路层标准是当今最为流行的LAN标准。这些标准统称为IEEE802标准。802.1描述了基本的局域网需要解决的问题，例如802.1d描述了生成树协议。802.2小组负责逻辑链路子层（LLC）标准的制定。802.3小组负责基于CSMA/CD访问方式的局域网络标准的制定，基于这种访问方式的网络的一个典型是Xerox公司发布的以太网标准。802.4小组负责令牌总线标准的制定。802.5小组负责令牌环网络标准的制定，IBM的令牌环小组IEEE802.5小组建立的标准是基本相同的。目前，我国应用最为广泛的LAN标准是基于IEEE802.3的以太网标准。在数据链路层常见的局域网设备有以太网交换机等。LAN标准©2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-6以太网是在1972年发明的，1979年XEROR、INTEL和DEC公司正式正式发布了DIX版本的以太网规范，1983年IEEE802.3标准正式发布。初期的以太网是基于同轴电缆的，到八十年代末期基于双绞线的以太网完成了标准化工作，即我们常说的10BASE-T。CSMA/CD—载波侦听多路访问/冲突检测，是一种在共享介质条件下完成的多点通讯的有效手段，其基本规则如下：1、传输前侦听：各站点不断地监视电缆段上的“载波”（电缆上的信号）；若介质空闲，传输；否则，转2）；2、如果电缆忙则等待：为了避免冲突，如果站点监听到电缆忙则必须等待。类似于电话会议，如果你听到有人在说话，则你应一直等到那人讲完才开始讲话；一直监听到信道空闲，然后立即传输；3、传输并检测冲突：若在传输中测得冲突（冲突由电缆上的信号来识别，既当电缆上的信号大于或等于由两个或两个以上的收发器同时传输所产生的信号时，则认为冲突产生），则发生冲突的站点将发出一个短小的“干扰（jamming）信号”，使得所有站点都知道发生了冲突并停止传输；4、如果冲突发生，重传前等待：一旦检测到干扰信号，将采取“回退算法”，等待一段随机的时间（大约为1~10秒左右）后，再次试图传输，回到1）重新开始。5.重传或夭折：重传的最大允许次数为15次。如果重传的次数为N，则回退的时间可能为1，2，……，2N-1中的任意一个K乘以512比特时间，这样不同站点选择的回退时间很少相等，从而降低了两个或多个站点重传的几率。若N>15，停止重传。CSMA/CD:载波侦听多路访问及冲突检测©2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-7在实际物理信道上传输的只是电压信号（+0.85V或-0.85V）的序列，为了在没有外部参考时钟的情况下，接收方能够正确定位比特的开始与结束，802.310Base采用可以自同步的信号编码方法:Manchester（曼彻斯特）编码或差分Manchester编码。802.3帧的7个先导字节的Manchester编码会产生10MHz，持续5.6微秒的方波，这个信号会使收发双方的时钟同步很容易，随后的SFD（10101011）用来指示一帧的开始。在802.3MAC帧中，有两个MAC地址字段:目的MAC地址和源MAC地址，都是6个字节。802.3帧中的Len字段指示了它所承载的LLC帧的长度，前面提到的DIX标准的MAC帧结构和802.3的MAC帧结构唯一区别就在于这个字段。在DIX标准中，这个字段叫做Type字段，用于指示MAC层的上层协议，这意味着DIX标准的MAC帧可以承载非IEEE802.2规定的LLC帧，而IEEE802.3只能承载IEEE802.2LLC帧。LLC数据后面的PAD字段用于填充帧以保证帧长度至少是64字节，规定最短帧长度的目的是为了保证在监听到冲突之前就已经发送完数据的情形不可能发生。IEEE802.3MAC帧最后一个字段是校验和字段，用于发现传输中发生的错误。802.3

帧1

6

6

22

or

3464到1518字节字节SOF:帧开始标志,101N01011DA:目的

MAC地址

SA:源MAC地址LEN:LLC帧长度DATA:数据字段PAD:填充字段CRC:校验字段S

•

D•

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LLC

控 •

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CA

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CA7PR

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A

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制信息PRE:E先导F字节,7个10E101010

LLC帧©2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-8最初的ETHERNET_II型帧(早于IEEE802.3和802.2)没有使用LLC；相反,在以太网报头中使用TYPE字段来标识帧中承载的第三层协议。在IEEE802.2中,使用DSAP(目标服务访问点)和SSAP(源服务访问点)来识别终端的上层协议。Ethernet帧的使用Ethernet帧的大小为64~1518,路由器接口上的buffer大小默认值是1524Ethernet帧的大小为64~1518,路由器接口上的buffer大小默认值是1524©2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-9单播（Unicast）:帧从一台主机发向另一个目标地址明确的主机。在单播通信中，只有一个发送者和一个接收者。单播通信是LAN和因特网主要的通信形式。广播（Broadcast）:帧从一个地址发向所有所有其他地址。在这种情况下，只有一个发送者但信息被发送到所有连接的接收者。如果在LAN内需要发送一个消息到所有设备，那么广播就是基本的通信方式。组播（Multicast）:消息被送往一组设备或客户。不像广播通信，组播通信客户必须是组播组的成员才能接收相关信息。局域网内的通信©2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-10在目的地址中，地址的第1位表明该帧将要发送给单个站点还是一组站点。在源地址中，第1位必须为0。(因为一个帧是不会从一组站点发出的！)节点地址要唯一确定是至关重要的。在单播通信中，一个帧的目的地不能是模糊的。地址的唯一性可以是：局限于本网络内。保证地址在某个特定LAN中是唯一的，但不能保证在相互连接的LAN中是唯一的。全局唯一MAC地址以块为单位进行分配，地址块由IEEE管理。一个组织(一般是制造商)从IEEE获得唯一的地址块(称为一个组织的唯一标识符，OrganizationallyUniqueIdentifier，OUI)，并可用该地址块创建224(16777216)个设备。那么保证该地址块中地址(最后3个字节)的唯一性就是制造商的责任。地址中的第2位指示该地址是全局唯一还是局部唯一。除了个别情况，历史上以太网一直使用全局唯一地址。1.MAC地址有48位,但它通常被表示为12位的点分十六进制数。2.MAC地址全球唯一,由IEEE对这些地址进行管理和分配。每个地址由两部分组成,分别是供应商代码和序列号。其中前24位二进制代表该供应商代码。剩下的24位由厂商自己分配。3.如果48位全是1,则表明该地址是广播地址。·4.如果第8位是1,则表示该地址是组播地址。你知道为什么IP地址不像MAC地址一样做成固定的？©2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-11以太网的MAC地址00e0.fc39.8034MAC地址的构成MAC地址采用48bit表示前24位表示厂商后24位为设备编号正常情况下每一个二层以上设备都有一个MAC,并且这个MAC是全球唯一的©2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-12MAC地址©2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-13一个计算机,无论它是否连到网络上,都有一个物理地址。没有两个物理地址是相同的。这个物理地址,也叫做MAC地址,存储在网络接口卡（NIC）中。MAC地址对于计算机网络至关重要,它使得计算机之间可以相互识别。MAC地址给主机一个永久的、独一无二的名字。硬件产商为每个NIC分配一个物理地址。这个地址存储在NIC的一个芯片中。MAC地址的形式©2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-14MAC地址用十六进制数表示，有两种表示方式，如:0000.0c12.3456或00-00-0c-12-34-56。因为有248（超过2万亿！）个可能的MAC地址，因此可以使用的地址的数量不会用光。MAC地址也有一个主要的缺陷——它没有层次，使用无层次地址空间。不同的供应商有不同的OUI，但是他们与个人身份证号码类似。随着网络的增长，这个缺陷将会成为一个真正的问题。总结©2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-15LAN（局域网）是一个地理范围/应用范围有限的网络，构成LAN的计算机和其他组件相互之间的距离较近。无论LAN大或小，构成LAN的基本组件大致相同，包括:计算机，互联部件/介质，网络设备，通信协议。LANs为它的用户提供通信能力和资源共享。从LANs范围的大小可以分为:SOHO（小型办公室/家用办公室），企业网。总结(继续.)©2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-16Ethernet（以太）最初由DEC.英特尔、施乐三家公司于70年代提出，史称DIX以太网。随着时间的推移，IEEE802委员会诞生，于是以太的标准也逐渐的孕育而生。在80年代的中期，