《LAN协议体系结构》课件

LAN协议体系结构LAN协议体系结构是现代网络基础的重要组成部分。它定义了不同网络设备之间如何进行通信，确保数据包的可靠传输。课程目标了解局域网基础掌握局域网的基本概念、特点和分类。深入学习以太网理解以太网的物理层、MAC层和数据链路层。探究令牌环网和FDDI了解令牌环网和FDDI的协议结构和工作原理。无线局域网简介学习无线局域网的基本概念和关键技术。局域网概述局域网（LAN）是一种将计算机和设备连接在一起的网络，通常覆盖相对较小的地理区域，例如办公室、学校或家庭。局域网使用共享通信介质，例如电缆或无线信号，允许网络上的设备相互通信。局域网通常由单个组织或个人拥有和管理，并提供高带宽和低延迟连接。局域网提供数据共享、资源共享、打印共享、互联网接入等功能，是现代信息社会的重要组成部分。局域网的特点11.高速传输局域网使用高速传输介质，例如光纤或双绞线，实现快速数据传输。22.数据共享局域网用户可以轻松共享文件、打印机和存储设备。33.集中式管理局域网可以通过服务器集中管理网络资源，提高网络管理效率。44.成本效益局域网的构建和维护成本相对较低，尤其适用于中小型企业。局域网的分类按传输介质分类根据传输介质的不同，局域网可以分为双绞线以太网、同轴电缆以太网、光纤以太网等。不同类型传输介质具有不同的带宽、抗干扰能力和成本等特点。按拓扑结构分类常见的局域网拓扑结构有总线型、星型、环型和树型等，不同的拓扑结构具有不同的传输效率、可靠性、维护成本等特点。按协议分类常见的局域网协议有以太网、令牌环网、FDDI等。不同协议具有不同的传输速率、可靠性、安全性等特点。按应用范围分类局域网可以分为个人局域网、企业局域网、校园局域网等。不同应用范围的局域网规模、功能和需求有所不同。以太网概述以太网电缆以太网电缆是LAN中常用的传输介质，支持双绞线、同轴电缆和光纤等多种类型。以太网交换机交换机用于连接LAN中的不同设备，通过MAC地址进行数据转发，提高网络效率。以太网路由器路由器负责连接不同的网络，根据IP地址进行数据转发，实现网络互联。以太网物理层1物理介质双绞线、同轴电缆、光纤2传输方式基带传输，曼彻斯特编码3数据编码10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T4网络接口卡连接物理层与数据链路层以太网物理层主要负责定义网络介质、传输方式和数据编码方式。网络接口卡负责连接物理层和数据链路层。以太网MAC层数据帧封装MAC层负责将数据封装成以太网帧，包括目的MAC地址、源MAC地址、数据类型等信息。数据帧传输MAC层管理数据帧在网络上的传输，确保数据帧能够正确地到达目标设备。地址管理MAC层负责管理网络中每个设备的MAC地址，并通过MAC地址识别不同的设备。流量控制MAC层负责控制网络中的数据流量，避免网络拥塞。CSMA/CD访问控制1载波监听发送数据前，节点监听网络是否处于空闲状态。如果网络繁忙，则等待直到网络空闲。2冲突检测节点在发送数据时，同时检测网络上的信号，如果检测到冲突，则立即停止发送。3冲突恢复发生冲突后，节点会等待一段时间，然后重新发送数据，并使用退避算法来避免再次发生冲突。以太网数据链路层1数据封装将网络层数据封装成帧2帧传输通过物理层在网络中传输帧3错误检测使用CRC校验码检测传输错误以太网数据链路层负责将来自网络层的数据封装成帧，并通过物理层在网络中传输。它使用CRC校验码进行错误检测，确保数据完整性。以太网网络层IP协议网络层主要协议是IP协议，为数据包提供逻辑地址。路由协议路由协议用于网络层确定数据包的最佳路径，确保数据包能够顺利传输到目标主机。网络地址转换（NAT）NAT技术可以将私有IP地址转换为公共IP地址，实现局域网与互联网之间的通信。其他协议网络层还包含一些辅助协议，如ICMP协议用于错误报告和信息查询。以太网应用层1应用层协议HTTP,FTP,SMTP2网络服务网络文件传输，电子邮件3用户应用网页浏览，文件共享以太网应用层是直接与用户交互的层，为各种网络应用提供服务。通过应用层协议，用户可以访问网络资源，例如网站、电子邮件和文件存储服务。以太网应用层的协议与其他网络层协议协同工作，以确保数据在网络中有效地传输。令牌环网概述令牌环网是一种基于令牌传递机制的局域网技术，它采用环形拓扑结构，数据以令牌的形式在网络中传递。在令牌环网中，每个节点都有一个唯一的地址，数据通过令牌传递到目标节点。令牌环网具有较高的可靠性和安全性，它能够在出现故障的情况下自动恢复网络连接。令牌环网曾经广泛应用于企业网络、银行系统和金融机构，但随着以太网技术的不断发展，令牌环网已经逐渐被淘汰。令牌环网物理层1介质令牌环网使用同轴电缆或光纤作为传输介质。同轴电缆提供较低的传输速率，但成本更低。光纤提供更高的传输速率和更长的传输距离。2物理层标准令牌环网物理层标准定义了网络设备如何连接到网络以及如何传输数据。这包括信号类型、传输速率和介质类型。3连接器令牌环网使用特殊的连接器来连接网络设备。这些连接器确保数据信号能够正确地传输。令牌环网MAC层1令牌传递所有节点共享一个令牌2数据帧传输节点获取令牌后才能发送3接收确认节点收到数据帧后发出确认4错误检测循环检测确保数据完整性令牌环网MAC层使用令牌传递机制，确保网络中只有一个节点可以发送数据，避免冲突。节点获取令牌后才能发送数据帧，接收节点收到数据帧后发出确认，循环检测机制确保数据完整性。令牌环网数据链路层1逻辑链路控制负责数据帧的封装和解封装2介质访问控制采用令牌传递方式实现共享介质的访问3帧格式定义数据帧的结构和字段令牌环网数据链路层主要负责数据帧的封装和解封装，并利用令牌传递机制来访问共享介质。数据链路层还定义了帧格式，确保数据在网络中可靠传输。令牌环网网络层1网络层协议IP协议2寻址逻辑地址3路由数据包转发4连接管理网络层连接令牌环网网络层负责网络层协议的实现，如IP协议。网络层使用逻辑地址进行寻址，并负责路由，将数据包转发到目标节点。网络层还负责管理网络层连接，确保数据传输的可靠性。令牌环网应用层1应用层协议令牌环网应用层支持多种协议，包括文件传输协议（FTP）、电子邮件协议（SMTP）、网络文件系统（NFS）等。2用户数据传输应用层负责向用户提供网络服务，例如电子邮件发送、文件共享、网络打印等。3网络管理应用层支持网络管理功能，例如网络监控、故障诊断、配置管理等。FDDI概述光纤介质FDDI使用光纤作为传输介质，提供更高的带宽和更长的传输距离。双环结构FDDI采用双环结构，提供冗余性，确保网络的高可靠性。高速传输FDDI支持100Mbps的传输速率，能够满足高带宽需求。FDDI物理层光纤介质FDDI使用光纤作为传输介质，具有高带宽、抗干扰性强等优点。双环结构采用双环结构，一个主环和一个备份环，提高网络可靠性，即使一个环路出现故障，数据也能通过另一个环路传输。传输速率FDDI标准规定数据传输速率为100Mbps，满足高性能网络的需求。编码方式采用4B/5B编码方式，将4位数据编码为5位信号，提高了信号传输的可靠性。FDDI数据链路层FDDI数据链路层功能提供帧格式、寻址、流量控制、错误检测等功能，确保数据在网络中可靠传输。FDDI帧结构FDDI帧结构包含帧起始、帧控制、地址字段、数据字段、帧结束等部分，确保数据完整性和一致性。媒体访问控制使用令牌传递机制，确保所有站点公平访问网络资源，提高网络效率。错误控制机制采用循环冗余校验码（CRC）进行错误检测，并使用帧重传机制保证数据传输可靠性。FDDI网络层1网络层协议IP、IPX等2路由选择根据目标地址找到最佳路径3数据报封装将数据报封装成FDDI帧4数据报转发通过物理层和数据链路层发送FDDI网络层主要负责数据报的路由选择、封装和转发。FDDI应用层1应用层协议FDDI应用层支持各种协议，例如TCP/IP、IPX/SPX和NetBIOS，允许用户访问各种网络服务。2数据传输应用层负责将数据封装成FDDI帧，并将其发送到网络层。3数据管理应用程序可以使用应用层提供的服务管理网络数据，例如文件共享、打印共享、电子邮件和网络游戏。无线局域网概述无线局域网（WLAN）是一种利用无线信号传输数据的局域网。WLAN使用无线电波在设备之间建立连接，无需物理电缆。WLAN通常使用802.11标准，支持各种传输速率和安全协议。WLAN广泛应用于家庭、办公室、学校、咖啡馆等场所，方便用户随时随地接入网络。无线局域网物理层1物理介质常见的有无线电波、微波和红外线2调制技术将数字信号转换成适合无线传输的模拟信号3传输速率数据在无线链路上传输的速率4信号处理包括编码、解码、扩频等技术无线局域网物理层负责无线信号的传输和接收，是整个无线网络的基础。它定义了无线信号的频率、带宽、功率等参数。无线局域网MAC层媒体访问控制无线局域网MAC层负责管理无线媒介的访问，协调不同设备的传输，避免冲突。帧格式定义了无线数据帧的结构，包括源地址、目标地址、数据和校验等信息。无线协议包括802.11a/b/g/n等标准，定义了无线通信的频率、速率、加密等参数。安全机制提供数据加密、身份验证等安全措施，保护无线网络的安全性。无线局域网数据链路层1MAC层管理无线网络访问2LLC层提供数据传输服务3数据帧格式定义数据帧结构无线局域网数据链路层负责管理无线网络访问，提供数据传输服务，以及定义数据帧格式。无线局域网网络层1IP协议无线局域网网络层使用IP协议来实现地址分配和数据路由。2路由协议无线局域网网络层使用路由协议来管理网络流量并找到最佳路径。3网络地址转换NAT技术用于将私有网络地址转换为公有网络地址，以便无线设备能够访问互联网。无线局域网应用层1应用层协议HTTP、FTP、SMTP等2传输层协议TCP、UDP3网络层协议IP、路由协议4数据链路层协议MAC、LLC5物理层无线信号传输无线局域网应用层负责与用户交互，提供各种网络服务。例如，通过HTTP协议访问网页，使用F