ITEducation&Training,計算機網絡原理與應用,復習,使用點對點信道的數(shù)據鏈路層數(shù)據鏈路和幀封裝成幀、透明傳輸和差錯檢測點對點協(xié)議PPP特點幀格式工作狀態(tài)提問：P105習題第1、4題,第3章數(shù)據鏈路層3.3使用廣播信道的數(shù)據鏈路層,使用廣播信道的數(shù)據鏈路層掌握局域網基礎知識理解局域網基本組成掌握局域網介質訪問方法,3.3.1局域網概述,局域網（LocalAreaNetwork，簡稱LAN）是指在某一區(qū)域內由多臺計算機互聯(lián)成的計算機組。局域網可以實現(xiàn)文件管理、應用軟件共享、打印機共享、掃描儀共享、工作組內的日程安排、電子郵件和傳真通信服務等功能。,1.局域網特點,網絡所覆蓋的地理范圍比較??；數(shù)據的傳輸速率比較高，一般為1Mbps1000Mbps；具有較低的延遲和誤碼率,誤碼率通常在10-1110-8；局域網的經營權和管理權屬于某個單位；便于安裝、維護和擴充，建網成本低、周期短；,局域網的優(yōu)點,能方便地共享昂貴的外部設備、主機以及軟件便于系統(tǒng)的擴展和逐漸地演變，各設備的位置可靈活調整和改變提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性,局域網在家庭中的應用,文件的共享外部設備的共享Internet共享聯(lián)機游戲,局域網在校園中的應用,多媒體教學網絡學校學生信息管理,局域網在辦公中的應用,企業(yè)內部的文件共享、打印共享服務提高企業(yè)的辦公自動化水平使企業(yè)局域網與Internet相連,2.常見的局域網拓撲結構,星型拓撲總線拓撲環(huán)型拓撲樹型拓撲,（1）星型拓撲,星型拓撲結構工作原理,在星型拓撲結構中，每個結點都通過點到點通信線路與中心結點連接，結點間的通信都通過中心結點進行。中心結點通常是集線器或交換機。,星型拓撲優(yōu)缺點,優(yōu)點：結構簡單，管理方便，可擴充性強，組網容易,缺點：成本較高，中央結點故障全網停工,（2）總線拓撲,同軸電纜,總線拓撲結構工作原理,網絡中所有設備通過連接器并行連接到一個傳輸電纜(通常稱之為“總線”)上，并在兩端加裝一個稱之為“終接器”的組件?？偩€型網絡所采用的傳輸介質一般也是同軸電纜(包括粗纜和細纜)，現(xiàn)在也有采用光纜作為總線型傳輸介質的。結點之間按廣播方式通信，一個結點發(fā)出的信息，總線上的其它結點均可“收聽”到。,總線拓撲優(yōu)缺點,優(yōu)點：結構簡單、布線容易、可靠性較高，易于擴充，是局域網常采用的拓撲結構。最著名的總線拓撲結構是以太網（Ethernet）。,缺點：所有的數(shù)據都需經過總線傳送，總線成為整個網絡的瓶頸；出現(xiàn)故障診斷較為困難。,（3）環(huán)型拓撲,環(huán)型拓撲結構工作原理,在環(huán)型拓撲結構中，所有結點通過點到點通信線路連接成閉合環(huán)路。每個結點能夠接收同一條鏈路傳來的數(shù)據，當消息中的目標地址與通過某結點的地址相同時，該消息就被該結點復制下來，繼續(xù)向下傳遞，直到回到原發(fā)送結點為止。,環(huán)型拓撲優(yōu)缺點,優(yōu)點：有效避免沖突；消息單向傳輸，不需要路徑選擇。,缺點：環(huán)中任何一段故障都會使結點之間通信受阻；故障檢測困難。,環(huán)線拓撲主要應用于寬帶高速網絡,（4）樹型拓撲,樹型拓撲結構工作原理,樹型結構是總線型結構的擴展，它是在總線網上加上分支形成的，其傳輸介質可有多條分支，但不形成閉合回路。樹型網是一種分層網，其結構可以對稱，聯(lián)系固定，具有一定容錯能力，一般一個分支和結點的故障不影響另一分支結點的工作。任何一個結點送出的信息都由根接收后重新發(fā)送到所有的結點，可以傳遍整個傳輸介質，也是廣播式網絡。,樹型拓撲優(yōu)缺點,優(yōu)點：易于擴展，故障隔離較容易。,缺點：各個結點對根的依賴性大，對根的可靠性要求高,拓撲結構的選擇,經濟性安裝與維護費用靈活性靈活性與可擴充性可靠性故障檢測和故障隔離的方便性,3.局域網的發(fā)展,傳統(tǒng)以太網（2.94Mb/s,10Mb/s）快速以太網（100Mb/s）吉比特以太網（1Gb/s）10吉比特以太網（10Gb/s）以太網在局域網市場上占據絕對優(yōu)勢現(xiàn)在以太網幾乎成為局域網的同義詞,4.局域網使用的傳輸介質,雙絞線：1-2Mb/s,10Mb/s,100Mb/s,1Gb/s50同軸電纜：10Mb/s75同軸電纜：幾百Mb/s光纖：10Mb/s,100Mb/s,1Gb/s,10Gb/s,5.IEEE802標準,為規(guī)范局域網技術，使不同系統(tǒng)能夠交換信息，美國電氣和電子工程師學會IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)在1980年2月專門成立了機構來制定局域網的有關標準，并按成立時間取名為“IEEE802局域網標準委員會”，簡稱“IEEE802委員會”。,IEEE802標準的主要成員,802.3-CSMA/CD（以太網）802.4-TokenBus（令牌總線）802.5-TokenRing（令牌環(huán)）802.7寬帶技術802.11無線局域網802.15無線個人局域網802.1q-虛擬局域網一般情況下，我們將802.3局域網都稱為以太網,6.局域網的體系結構,局域網是一種通信網絡，只涉及到OSI模型中的數(shù)據鏈路層和物理層，不涉及高層的內容,局域網的體系結構中為什么沒有網絡層？,局域網的拓撲結構簡單，且各個站點共享傳輸信道，在任意兩個結點之間只有唯一的一條鏈路，不需要進行路由選擇，所以在局域網中不單獨設置網絡層。,局域網的體系結構,物理層原始比特流的傳送、局域網所使用的信號、編碼、傳輸介質、拓撲結構和傳輸速率。數(shù)據鏈路層,LLC子層邏輯鏈路控制，負責與硬件無關的功能，包括數(shù)據鏈路的建立和釋放、LLC幀的封裝和拆卸、差錯控制、提供與高層的接口等。MAC子層媒體接入控制，提供LLC層和物理層的接口,主要用來解決多個結點如何使用共享介質的問題。,MAC子層,局域網中的多個設備共享公共傳輸媒體，在設備之間傳輸數(shù)據時，首先要解決由哪些設備占有媒體的問題，所以局域網的數(shù)據鏈路層必須設置媒體接入控制功能。,LLC子層,由于局域網采用的媒體有多種，對應的媒體接入控制方法也有多種，為了使數(shù)據幀的傳送獨立于所采用的物理媒體和媒體接入控制方法，IEEE802標準特意把LLC獨立出來形成一個單獨子層。與接入到傳輸媒體有關的內容都放在MAC子層，而LLC子層則與傳輸媒體無關，不管采用何種協(xié)議的局域網對LLC子層來說都是透明的。,局域網對LLC子層是透明的,局域網,網絡層,物理層,站點1,網絡層,物理層,數(shù)據鏈路層,站點2,LLC子層看不見下面的局域網,3.3.2局域網基本組成,硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng),1.硬件系統(tǒng),（1）網絡服務器服務器是網絡環(huán)境下為客戶提供某種服務的專用高性能計算機，專注于數(shù)據吞吐能力，所以支持的外設（硬盤、IO插槽等）較多。存儲、處理網絡上80的數(shù)據、信息，被稱為網絡網絡服務器的性能要求的靈魂。高速度大容量安全可靠性高,（2）工作站工作站是一種高檔的微型計算機，通常配有高分辨率的大屏幕顯示器，專注于圖形處理能力，所以外設則相對少一些，但采用特別為圖形處理設計的架構，采用高檔顯示卡，支持3D圖像處理。工作站主要應用在各種設計、多媒體制作領域。,1.硬件系統(tǒng),（3）適配器適配器(adapter)又稱為網卡或網絡接口卡NIC(NetworkInterfaceCard)，是指插入與網絡連接的PC機或工作站內的硬件設備，通過它能將工作站或服務器連接到網絡上，實現(xiàn)網絡資源的相互通信。,1.硬件系統(tǒng),適配器的作用,適配器的重要功能：進行串行/并行轉換。對數(shù)據進行緩存。在計算機的操作系統(tǒng)安裝設備驅動程序。實現(xiàn)以太網協(xié)議。,計算機通過適配器和局域網進行通信,硬件地址,至局域網,適配器（網卡）,串行通信,CPU和存儲器,生成發(fā)送的數(shù)據處理收到的數(shù)據,把幀發(fā)送到局域網從局域網接收幀,計算機,IP地址,并行通信,1.硬件系統(tǒng),（4）傳輸介質傳輸介質是網絡中信息傳輸媒體，是網絡通信的物質基礎。須根據不同的通信要求，合理的選擇傳輸介質。常見的傳輸介質雙絞線、同軸電纜、光纖以及各種無線傳輸介質。,2.軟件系統(tǒng),協(xié)議軟件通信軟件管理軟件網絡操作系統(tǒng)軟件（服務器操作系統(tǒng)）Windows類、Unix系統(tǒng)、Linux網絡應用軟件等,3.3.3局域網介質訪問方法,靜態(tài)劃分信道頻分復用時分復用波分復用動態(tài)媒體接入控制（多點接入）隨機接入受控接入，如令牌環(huán)網,3.3.3局域網介質訪問方法,當多個結點發(fā)送的消息在總線上混合，這種現(xiàn)象稱為沖突現(xiàn)象，這使目標結點無法辨認。介質訪問問題是指：如何避免沖突，以及當沖突發(fā)生時，如何處理這些沖突。,1.介質訪問方法簡介,帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問CSMA/CD令牌環(huán)訪問控制令牌總線訪問控制,2.CSMA/CD,CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)，包含兩個方面的內容：載波監(jiān)聽多路訪問和沖突檢測。CSMA/CD概括為：先聽后發(fā)、邊發(fā)邊聽、沖突停止、隨機延遲后重發(fā)。,（1）載波監(jiān)聽多路訪問,“多路訪問”表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上?！拜d波監(jiān)聽”是指每一個站在發(fā)送數(shù)據之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發(fā)送數(shù)據，如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據，以免發(fā)生碰撞?？偩€上并沒有什么“載波”。因此，“載波監(jiān)聽”就是用電子技術檢測總線上有沒有其他計算機發(fā)送的數(shù)據