1、授課班級(jí)：授課班級(jí)：B0904B0904授課教師：姜春霞授課教師：姜春霞TELTEL：1384153717613841537176E-mailE-mail：了解：局域網(wǎng)與城域網(wǎng)的主要技術(shù)特點(diǎn)了解：局域網(wǎng)與城域網(wǎng)的主要技術(shù)特點(diǎn)了解：局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的類型與特點(diǎn)了解：局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的類型與特點(diǎn)了解：了解：IEEE 802參考模型與協(xié)議的基本概念參考模型與協(xié)議的基本概念掌握：掌握：Ethernet局域網(wǎng)的基本工作原理局域網(wǎng)的基本工作原理掌握：高速局域網(wǎng)、交換局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)掌握：高速局域網(wǎng)、交換局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng) 的基本工作原理的基本工作原理掌握：無(wú)線局域網(wǎng)的基本工作原理掌握：無(wú)線局域網(wǎng)的基本工作原

2、理掌握：網(wǎng)橋的基本工作原理掌握：網(wǎng)橋的基本工作原理本章學(xué)習(xí)要求本章學(xué)習(xí)要求：5.1 局域網(wǎng)與城域網(wǎng)基本概念 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)拓?fù)?傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 介質(zhì)訪問(wèn)控制方法介質(zhì)訪問(wèn)控制方法 5.1.1 決定局域網(wǎng)與城域網(wǎng)性能的三要素決定局域網(wǎng)與城域網(wǎng)性能的三要素5.1.2 5.1.2 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型與特點(diǎn)局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型與特點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型總線型環(huán)型環(huán)型星型結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)：雙絞線雙絞線同軸電纜同軸電纜光纖光纖總線型拓?fù)錁?gòu)型總線型拓?fù)錁?gòu)型特點(diǎn)特點(diǎn)：總線型局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法采用的是總線型局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法采用的是“共享介質(zhì)共享介質(zhì)”方式；方式；所有結(jié)

3、點(diǎn)都連接到一條作為公共傳輸介質(zhì)的總線上；所有結(jié)點(diǎn)都連接到一條作為公共傳輸介質(zhì)的總線上；總線傳輸介質(zhì)通常采用同軸電纜或雙絞線；總線傳輸介質(zhì)通常采用同軸電纜或雙絞線；所有結(jié)點(diǎn)都可以通過(guò)總線傳輸介質(zhì)以所有結(jié)點(diǎn)都可以通過(guò)總線傳輸介質(zhì)以“廣播廣播”方式發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，方式發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，因此出現(xiàn)因此出現(xiàn)“沖突（沖突（collisioncollision）”是不可避免的；是不可避免的；“沖突沖突”會(huì)造成會(huì)造成傳輸失??；傳輸失??；必須解決多個(gè)結(jié)點(diǎn)訪問(wèn)總線的介質(zhì)訪問(wèn)控制（必須解決多個(gè)結(jié)點(diǎn)訪問(wèn)總線的介質(zhì)訪問(wèn)控制（MACMAC， medium medium access controlaccess control

4、）問(wèn)題。）問(wèn)題?？偩€結(jié)構(gòu)與沖突總線結(jié)構(gòu)與沖突介質(zhì)訪問(wèn)控制方法要解決以下幾個(gè)問(wèn)題介質(zhì)訪問(wèn)控制方法要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：該哪個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)？該哪個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)？發(fā)送時(shí)會(huì)不會(huì)出現(xiàn)沖突？發(fā)送時(shí)會(huì)不會(huì)出現(xiàn)沖突？出現(xiàn)沖突怎么辦？出現(xiàn)沖突怎么辦？總線型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)總線型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易；易于擴(kuò)展，可靠性較好。易于擴(kuò)展，可靠性較好。環(huán)型拓?fù)錁?gòu)型環(huán)型拓?fù)錁?gòu)型結(jié)點(diǎn)使用點(diǎn)結(jié)點(diǎn)使用點(diǎn)點(diǎn)線路連接，構(gòu)成閉合的物理的環(huán)型結(jié)構(gòu)；點(diǎn)線路連接，構(gòu)成閉合的物理的環(huán)型結(jié)構(gòu)；環(huán)中數(shù)據(jù)沿著一個(gè)方向繞環(huán)逐站傳輸；環(huán)中數(shù)據(jù)沿著一個(gè)方向繞環(huán)逐站傳輸；多個(gè)結(jié)點(diǎn)共享一條環(huán)通路；多個(gè)結(jié)點(diǎn)共享一條環(huán)通路；環(huán)建立、維護(hù)、結(jié)

5、點(diǎn)的插入與撤出。環(huán)建立、維護(hù)、結(jié)點(diǎn)的插入與撤出。 星型拓?fù)錁?gòu)型星型拓?fù)錁?gòu)型 邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)與與物理結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)的關(guān)系的關(guān)系交換局域網(wǎng)交換局域網(wǎng)(switched LAN)的物理結(jié)構(gòu)的物理結(jié)構(gòu) 5.1.3 5.1.3 傳輸介質(zhì)類型與介質(zhì)訪問(wèn)控制方法傳輸介質(zhì)類型與介質(zhì)訪問(wèn)控制方法 局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)類型局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)類型 同軸電纜同軸電纜雙絞線雙絞線光纖光纖無(wú)線通信信道無(wú)線通信信道討論討論：雙絞線已能用于數(shù)據(jù)傳輸速率為雙絞線已能用于數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps100Mbps、1Gbps 1Gbps 的高速局域網(wǎng)中；的高速局域網(wǎng)中；在局部范圍內(nèi)的中、高速局域網(wǎng)中使用雙絞線，在遠(yuǎn)距離傳輸中使在局部范

6、圍內(nèi)的中、高速局域網(wǎng)中使用雙絞線，在遠(yuǎn)距離傳輸中使用光纖，在有移動(dòng)結(jié)點(diǎn)的局域網(wǎng)中采用無(wú)線技術(shù)的趨勢(shì)已經(jīng)明朗。用光纖，在有移動(dòng)結(jié)點(diǎn)的局域網(wǎng)中采用無(wú)線技術(shù)的趨勢(shì)已經(jīng)明朗。 局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法 局域網(wǎng)中常用的訪問(wèn)控制方式局域網(wǎng)中常用的訪問(wèn)控制方式：指局域網(wǎng)中訪問(wèn)傳輸：指局域網(wǎng)中訪問(wèn)傳輸介質(zhì)時(shí)所采用的控制方法涉及如何合理地分配信道，如何介質(zhì)時(shí)所采用的控制方法涉及如何合理地分配信道，如何避免沖突產(chǎn)生等問(wèn)題。避免沖突產(chǎn)生等問(wèn)題。l 帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)(CSMA/CD-Carrier Sense Multiple (CSMA/CD-Carr

7、ier Sense Multiple Access With Collision Detection)Access With Collision Detection)；l 令牌環(huán)令牌環(huán)(Token Ring)(Token Ring)；l 令牌總線令牌總線(Token Bus)(Token Bus)。13傳輸媒體 局域網(wǎng)802參考模型與OSI/RM的對(duì)比數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層媒體訪問(wèn)控制媒體訪問(wèn)控制MAC邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制LLCLogical Link Control Media Access Control 向上層提供向上層提供 連接環(huán)境連接環(huán)境對(duì)下層提供對(duì)下層提供

8、 媒體訪問(wèn)方法媒體訪問(wèn)方法物理層物理層SAP5.1.4 IEEE 8025.1.4 IEEE 802參考模型參考模型數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層 為了使數(shù)據(jù)鏈路層能更好地適應(yīng)多種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，802 委員會(huì)就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)子層： 邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control)子層 媒體接入控制 MAC (Medium Access Control)子層。 與接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在 MAC子層，而 LLC 子層則與傳輸媒體無(wú)關(guān)，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對(duì) LLC 子層來(lái)說(shuō)都是透明的 局域網(wǎng)對(duì) LLC 子層是透明的 局 域 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層物理層站點(diǎn) 1

9、網(wǎng)絡(luò)層物理層邏輯鏈路控制LLCLLC媒體接入控制MACMAC數(shù)據(jù)鏈路層站點(diǎn) 216IEEE 802參考模型結(jié)構(gòu)802.2 邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制 LLC802.1 - OSI模型與網(wǎng)絡(luò)管理模型與網(wǎng)絡(luò)管理802.3 CSMA/CD802.4 令牌總線令牌總線802.5 令牌環(huán)令牌環(huán)17IEEE 802參考模型結(jié)構(gòu)說(shuō)明：802.1 網(wǎng)絡(luò)管理，流量測(cè)定，故障檢測(cè)等功能802.2 LLC子層功能802.3 開始，MAC子層的各個(gè)模塊802.6 城域網(wǎng)802.11 無(wú)線局域網(wǎng)等5.2 Ethernet局域網(wǎng) 5.2.1 Ethernet5.2.1 Ethernet的發(fā)展的發(fā)展 EthernetEthe

10、rnet的核心技術(shù)是的核心技術(shù)是CSMA/CDCSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控制方法；介質(zhì)訪問(wèn)控制方法；隨機(jī)爭(zhēng)用技術(shù)起源于夏威夷大學(xué)校園網(wǎng)隨機(jī)爭(zhēng)用技術(shù)起源于夏威夷大學(xué)校園網(wǎng)ALOHAALOHA；19721972年，年，XeroxXerox公司開始公司開始EthernetEthernet實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的研究；實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的研究；19791979年，年，XeroxXerox公司宣布了公司宣布了EthernetEthernet產(chǎn)品；產(chǎn)品；19801980年，年，XeroxXerox、DECDEC與與IntelIntel聯(lián)合宣布聯(lián)合宣布Ethernet V2.0Ethernet V2.0規(guī)范規(guī)范 ； 9090年代，年代，1

11、0Base-T10Base-T標(biāo)準(zhǔn)使得標(biāo)準(zhǔn)使得EthernetEthernet性能價(jià)格比大大提高；性能價(jià)格比大大提高；目前，交換式目前，交換式EthernetEthernet與最高速率為與最高速率為10Gb/s10Gb/s的高速的高速EthernetEthernet的出的出現(xiàn)，更確立了它在局域網(wǎng)中的主流地位。現(xiàn)，更確立了它在局域網(wǎng)中的主流地位。5.2.2 Ethernet5.2.2 Ethernet幀結(jié)構(gòu)與幀發(fā)送、接收流程分析幀結(jié)構(gòu)與幀發(fā)送、接收流程分析 1. Ethernet數(shù)據(jù)發(fā)送流程的分析數(shù)據(jù)發(fā)送流程的分析 1CSMA/CD CD（Collison Detect），）， CSMA（Car

12、rier Sense Multi Access） 監(jiān)聽信道是否空閑，如果空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù)，并繼續(xù)監(jiān)聽監(jiān)聽信道是否空閑，如果空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù)，并繼續(xù)監(jiān)聽 如果信道忙就一直監(jiān)聽，直到信道空閑，立即發(fā)送如果信道忙就一直監(jiān)聽，直到信道空閑，立即發(fā)送 在傳輸過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)沖突，立即停止發(fā)送，并發(fā)送干擾在傳輸過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)沖突，立即停止發(fā)送，并發(fā)送干擾信號(hào)來(lái)強(qiáng)化沖突，以便讓其他結(jié)點(diǎn)知道信號(hào)來(lái)強(qiáng)化沖突，以便讓其他結(jié)點(diǎn)知道 發(fā)送完干擾信號(hào)，等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間再試圖發(fā)送，即轉(zhuǎn)到發(fā)送完干擾信號(hào)，等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間再試圖發(fā)送，即轉(zhuǎn)到準(zhǔn)備發(fā)送準(zhǔn)備發(fā)送監(jiān)聽信道監(jiān)聽信道發(fā)送數(shù)據(jù)并發(fā)送數(shù)據(jù)并繼續(xù)監(jiān)聽繼續(xù)監(jiān)聽發(fā)送擁發(fā)送擁

13、擠信號(hào)擠信號(hào)按后退策按后退策略等待略等待信道空閑信道空閑信道忙信道忙檢測(cè)出沖突檢測(cè)出沖突再次嘗試再次嘗試載波偵聽過(guò)程載波偵聽過(guò)程 目的：目的：檢查是否已經(jīng)有結(jié)點(diǎn)利用總檢查是否已經(jīng)有結(jié)點(diǎn)利用總 線在發(fā)送數(shù)據(jù)線在發(fā)送數(shù)據(jù)沖突窗口的概念沖突窗口的概念24CSMA/CD 若兩個(gè)最遠(yuǎn)距離站點(diǎn)間的傳輸時(shí)間為若兩個(gè)最遠(yuǎn)距離站點(diǎn)間的傳輸時(shí)間為 ，則網(wǎng)，則網(wǎng)絡(luò)的最大沖突檢測(cè)時(shí)間為絡(luò)的最大沖突檢測(cè)時(shí)間為2 。將。將2 定義為定義為沖沖突窗口或稱爭(zhēng)用期突窗口或稱爭(zhēng)用期ABCDEFA在在t=0時(shí)刻向時(shí)刻向F發(fā)送幀。發(fā)送幀。F在在t= - 時(shí)刻向時(shí)刻向A發(fā)送幀發(fā)送幀A在在t= 2 時(shí)刻收到?jīng)_時(shí)刻收到?jīng)_突載波突載波沖突沖

14、突25CSMA/CD由于CSMA/CD的存在，則 設(shè)Lmin為網(wǎng)絡(luò)最小幀長(zhǎng)，R為網(wǎng)絡(luò)傳輸率 必須滿足Lmin/R= 2ABCDEFT沖突沖突爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度 以太網(wǎng)取 51.2 s 為爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度。對(duì)于 10 Mb/s 以太網(wǎng)，在爭(zhēng)用期內(nèi)可發(fā)送512 bit，即 64 字節(jié)。以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，若前 64 字節(jié)沒有發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會(huì)發(fā)生沖突。 沖突檢測(cè)：比較法和編碼違例判決法沖突檢測(cè)：比較法和編碼違例判決法二進(jìn)制指數(shù)類型退避算法 (truncated binary exponential type) 發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，要推遲（退避）一個(gè)隨機(jī)時(shí)間才能再發(fā)送數(shù)據(jù)。 確定基本退避時(shí)

15、間，一般是取為爭(zhēng)用期 2。 定義重傳次數(shù) k ，k 10，即 k = Min重傳次數(shù), 10 從整數(shù)集合0,1, (2k 1)中隨機(jī)地取出一個(gè)數(shù)，記為 r。重傳所需的時(shí)延就是 r 倍的基本退避時(shí)間。 當(dāng)重傳達(dá) 16 次仍不能成功時(shí)即丟棄該幀，并向高層報(bào)告。 隨機(jī)延遲重發(fā)隨機(jī)延遲重發(fā)截止二進(jìn)制指數(shù)后退延遲算法截止二進(jìn)制指數(shù)后退延遲算法 2 2k kRaRa 其中：其中：為結(jié)點(diǎn)重新發(fā)送需要的后退延遲時(shí)間，為結(jié)點(diǎn)重新發(fā)送需要的后退延遲時(shí)間，a a為沖突窗口值，為沖突窗口值，R R為隨為隨機(jī)數(shù)機(jī)數(shù); ;限定限定k k的范圍的范圍,k=min,k=min（n n，1010）; ; 如果重發(fā)次數(shù)如果重發(fā)次

16、數(shù)n10n10，則取，則取k=n k=n ； 如果重發(fā)次數(shù)如果重發(fā)次數(shù)n10n10時(shí)，則時(shí)，則k k取值為取值為10; 10; 第第n n次重發(fā)延遲是分布在次重發(fā)延遲是分布在0 0與與22minmin（n n，1010）-1-1個(gè)時(shí)間片之間，最大可能延遲個(gè)時(shí)間片之間，最大可能延遲時(shí)間為時(shí)間為1023 1023 個(gè)時(shí)間片個(gè)時(shí)間片; ;在到后退延遲時(shí)間之后，結(jié)點(diǎn)將重新判斷總線忙、閑狀態(tài)，重復(fù)發(fā)送流程在到后退延遲時(shí)間之后，結(jié)點(diǎn)將重新判斷總線忙、閑狀態(tài)，重復(fù)發(fā)送流程; ;當(dāng)沖突次數(shù)超過(guò)當(dāng)沖突次數(shù)超過(guò)1616時(shí)，表示發(fā)送失敗，放棄該幀發(fā)送。時(shí)，表示發(fā)送失敗，放棄該幀發(fā)送。 2. Ethernet幀結(jié)構(gòu)幀

17、結(jié)構(gòu)前導(dǎo)碼與幀前定界符字段前導(dǎo)碼與幀前定界符字段目的地址和源地址字段目的地址和源地址字段 長(zhǎng)度字段長(zhǎng)度字段LLCLLC數(shù)據(jù)字段數(shù)據(jù)字段幀校驗(yàn)字段幀校驗(yàn)字段Ethernet幀結(jié)構(gòu)的討論：幀結(jié)構(gòu)的討論：前導(dǎo)碼與幀前定界符字段前導(dǎo)碼與幀前定界符字段 前導(dǎo)碼：前導(dǎo)碼：7 7個(gè)字節(jié)，個(gè)字節(jié)，1010101010101010101010101010比特序列比特序列 幀前定界符：幀前定界符：1 1字節(jié)，字節(jié)，10101011 10101011 目的地址和源地址字段目的地址和源地址字段 地址字段長(zhǎng)度：地址字段長(zhǎng)度：2 2個(gè)字節(jié)或個(gè)字節(jié)或6 6個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié) 目的地址類型：目的地址類型： 單一結(jié)點(diǎn)地址（單一結(jié)點(diǎn)地

18、址（unicast addressunicast address）0 0 多點(diǎn)地址（多點(diǎn)地址（multicast addressmulticast address）1 1 廣播地址（廣播地址（broadcast addressbroadcast address）長(zhǎng)度字段長(zhǎng)度字段 幀的最小長(zhǎng)度為幀的最小長(zhǎng)度為6464字節(jié)，最大長(zhǎng)度為字節(jié)，最大長(zhǎng)度為15181518字節(jié)字節(jié) LLCLLC數(shù)據(jù)字段數(shù)據(jù)字段 LLCLLC數(shù)據(jù)字段是幀的數(shù)據(jù)字段，長(zhǎng)度最小為數(shù)據(jù)字段是幀的數(shù)據(jù)字段，長(zhǎng)度最小為4646個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)少于少于4646個(gè)字節(jié)，需要填充個(gè)字節(jié)，需要填充幀校驗(yàn)字段幀校驗(yàn)字段 采用采用3232位的位的C

19、RCCRC校驗(yàn)校驗(yàn) 校驗(yàn)的范圍是：目的地址、源地址、長(zhǎng)度、校驗(yàn)的范圍是：目的地址、源地址、長(zhǎng)度、LLCLLC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)等字段等字段 3. Ethernet接收流程接收流程5.2.3 Ethernet實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法Ethernet網(wǎng)卡結(jié)構(gòu)網(wǎng)卡結(jié)構(gòu) 5.2.4 Ethernet物理地址物理地址 Ethernet地址地址 網(wǎng)絡(luò)物理地址網(wǎng)絡(luò)物理地址 物理網(wǎng)絡(luò)地址物理網(wǎng)絡(luò)地址 ;Ethernet地址地址 = Manufacture ID + NIC ID 24bit + 24bit 公司：公司：Cisco 00-00-0c IBM 08-00-5A典型的典型的Ethernet地址地址 ：00-00-0C

20、- 01-23- 45Ethernet地址具有惟一性，取決于你所使用的網(wǎng)卡。地址具有惟一性，取決于你所使用的網(wǎng)卡。制造商制造商ID由公司分配的地址部分由公司分配的地址部分00000C012345 令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)令牌令牌v 采用采用 IEEE802.5 標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。v 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是環(huán)型，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是環(huán)型，v 所有結(jié)點(diǎn)共享介質(zhì)所有結(jié)點(diǎn)共享介質(zhì)v 使用令牌進(jìn)行介質(zhì)訪問(wèn)控制使用令牌進(jìn)行介質(zhì)訪問(wèn)控制v 不產(chǎn)生沖突不產(chǎn)生沖突令牌是一種能夠控制站點(diǎn)占有媒體的特殊幀，以區(qū)別數(shù)據(jù)幀及其他控制幀。令牌是一種能夠控制站點(diǎn)占有媒體的特殊幀，以區(qū)別數(shù)據(jù)幀及其他控制幀。v采用采用IEEE 802.4 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)v采用總線型的

21、物理拓?fù)洳捎每偩€型的物理拓?fù)?結(jié)構(gòu)，但用傳遞令牌的結(jié)構(gòu)，但用傳遞令牌的 機(jī)制來(lái)進(jìn)行介質(zhì)的訪問(wèn)機(jī)制來(lái)進(jìn)行介質(zhì)的訪問(wèn) 控制控制v在物理上是總線型網(wǎng)，在物理上是總線型網(wǎng)， 在邏輯上是環(huán)型網(wǎng)在邏輯上是環(huán)型網(wǎng) ABCGFDE（a）令牌總線）令牌總線（b）邏輯環(huán)）邏輯環(huán)AFCBDE令牌令牌光纖分布式數(shù)據(jù)接口光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDIv 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：雙環(huán)結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：雙環(huán)結(jié)構(gòu)v 傳輸速率：傳輸速率：100Mbpsv 傳輸介質(zhì)：光纖傳輸介質(zhì)：光纖v 介質(zhì)訪問(wèn)控制方式：令牌介質(zhì)訪問(wèn)控制方式：令牌v 傳輸距離（環(huán)路長(zhǎng)度）：傳輸距離（環(huán)路長(zhǎng)度）：100km 主環(huán)主環(huán)副環(huán)副環(huán)通過(guò)增加冗余環(huán)路來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性通過(guò)增加冗

22、余環(huán)路來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性 各結(jié)點(diǎn)共享傳輸介質(zhì)各結(jié)點(diǎn)共享傳輸介質(zhì)使用令牌進(jìn)行介質(zhì)訪問(wèn)控制，結(jié)點(diǎn)截獲令牌后方可發(fā)送數(shù)使用令牌進(jìn)行介質(zhì)訪問(wèn)控制，結(jié)點(diǎn)截獲令牌后方可發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)之后，立即釋放令牌，其他結(jié)點(diǎn)可再截獲令結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)之后，立即釋放令牌，其他結(jié)點(diǎn)可再截獲令牌并發(fā)送數(shù)據(jù)牌并發(fā)送數(shù)據(jù)環(huán)路上可能同時(shí)有多個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)在流動(dòng)，提高了介環(huán)路上可能同時(shí)有多個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)在流動(dòng)，提高了介質(zhì)的利用率質(zhì)的利用率DCCCCCDCCDDDCDABCD令牌令牌A發(fā)給發(fā)給C 的幀的幀B發(fā)給發(fā)給D 的幀的幀5.4 高速局域網(wǎng)的工作原理 5.4.1 5.4.1 高速局域網(wǎng)的研究方法高速局域網(wǎng)的研究方法 推動(dòng)局

23、域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的因素推動(dòng)局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的因素個(gè)人計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用；個(gè)人計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用； 在過(guò)去二十年中，計(jì)算機(jī)的處理速度提高了百萬(wàn)倍，而網(wǎng)絡(luò)數(shù)在過(guò)去二十年中，計(jì)算機(jī)的處理速度提高了百萬(wàn)倍，而網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率只提高了上千倍；據(jù)傳輸速率只提高了上千倍； 基于基于WebWeb的的Internet/IntranetInternet/Intranet應(yīng)用也要求更高的帶寬；應(yīng)用也要求更高的帶寬；在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、桌面電視會(huì)議、在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、桌面電視會(huì)議、3D3D圖形與高清晰度圖像這類應(yīng)用中，圖形與高清晰度圖像這類應(yīng)用中，人們需要有更高帶寬的局域網(wǎng)。人們需要有更高帶寬的局域網(wǎng)。傳統(tǒng)共享式局域網(wǎng)的缺點(diǎn)傳統(tǒng)共享式局域網(wǎng)

24、的缺點(diǎn)傳統(tǒng)的局域網(wǎng)技術(shù)是建立在傳統(tǒng)的局域網(wǎng)技術(shù)是建立在“共享介質(zhì)共享介質(zhì)”的基礎(chǔ)上，典型的介質(zhì)的基礎(chǔ)上，典型的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法是訪問(wèn)控制方法是CSMA/CDCSMA/CD、Token RingToken Ring、Token BusToken Bus；介質(zhì)訪問(wèn)控制方法用來(lái)保證每個(gè)結(jié)點(diǎn)都能夠介質(zhì)訪問(wèn)控制方法用來(lái)保證每個(gè)結(jié)點(diǎn)都能夠“公平公平”地使用公共地使用公共傳輸介質(zhì)；傳輸介質(zhì)；每個(gè)結(jié)點(diǎn)平均能分配到的帶寬隨著結(jié)點(diǎn)數(shù)的不斷增加而急劇減少；每個(gè)結(jié)點(diǎn)平均能分配到的帶寬隨著結(jié)點(diǎn)數(shù)的不斷增加而急劇減少；帶寬帶寬/ /結(jié)點(diǎn)數(shù)結(jié)點(diǎn)數(shù)網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷加重時(shí)，沖突和重發(fā)現(xiàn)象將大量發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)效率將網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷加重時(shí)，沖

25、突和重發(fā)現(xiàn)象將大量發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)效率將會(huì)下降，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲將會(huì)增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量將會(huì)下降。會(huì)下降，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲將會(huì)增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量將會(huì)下降。 高速局域網(wǎng)的研究方法高速局域網(wǎng)的研究方法第一種方案：提高第一種方案：提高EthernetEthernet的數(shù)據(jù)傳輸速率：的數(shù)據(jù)傳輸速率： 10Mb/s100Mb/s10Gb/s 10Mb/s100Mb/s10Gb/s ；第二種方案：將一個(gè)大型局域網(wǎng)劃分成多個(gè)用網(wǎng)橋或路由器互連第二種方案：將一個(gè)大型局域網(wǎng)劃分成多個(gè)用網(wǎng)橋或路由器互連的子網(wǎng)，導(dǎo)致了局域網(wǎng)互連技術(shù)的發(fā)展；的子網(wǎng)，導(dǎo)致了局域網(wǎng)互連技術(shù)的發(fā)展； 第三種方案：將第三種方案：將“共享介質(zhì)方式共享介質(zhì)方式

26、”改為改為“交換方式交換方式”， 導(dǎo)致了導(dǎo)致了“交換式局域網(wǎng)交換式局域網(wǎng)”技術(shù)的發(fā)展。技術(shù)的發(fā)展。交換式局域網(wǎng)交換式局域網(wǎng)基于硬件交換技術(shù)基于硬件交換技術(shù)并發(fā)連接；并發(fā)連接；共享式局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)的比較共享式局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)的比較Fast Ethernet的協(xié)議結(jié)構(gòu)的協(xié)議結(jié)構(gòu) 100 BASE-T的的3種物理層標(biāo)準(zhǔn)種物理層標(biāo)準(zhǔn)100 BASE-TX100 BASE-TX支持支持2 2對(duì)對(duì)5 5類非屏蔽雙絞線類非屏蔽雙絞線UTPUTP或或2 2對(duì)對(duì)1 1類屏蔽雙絞線類屏蔽雙絞線STPSTP全雙工工作全雙工工作以以100Mbps100Mbps的速率發(fā)送與接收數(shù)據(jù)的速率發(fā)送與接收數(shù)據(jù) 100

27、 BASE-T4100 BASE-T4100 BASE-T4100 BASE-T4支持支持4 4對(duì)對(duì)3 3類非屏蔽雙絞線類非屏蔽雙絞線UTPUTP其中其中3 3對(duì)用于數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)用于數(shù)據(jù)傳輸，1 1對(duì)用于沖突檢測(cè)。對(duì)用于沖突檢測(cè)。 100 BASE-FX100 BASE-FX支持支持2 2芯的多?；騿文９饫w芯的多?；騿文９饫w從結(jié)點(diǎn)到集線器的距離可以達(dá)到從結(jié)點(diǎn)到集線器的距離可以達(dá)到2km2km全雙工工作全雙工工作 5.5.3 千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng) 用用EthernetEthernet組建企業(yè)網(wǎng)的全面解決方案組建企業(yè)網(wǎng)的全面解決方案：桌面系統(tǒng)采用傳輸速率為桌面系統(tǒng)采用傳輸速率為10Mb/s10Mb

28、/s的的EthernetEthernet；部門級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用傳輸速率為部門級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用傳輸速率為100Mb/s100Mb/s的的Fast EthernetFast Ethernet；企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用傳輸速率為企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用傳輸速率為1000Mb/s1000Mb/s的的Gigabit Gigabit EthernetEthernet。 10/100兆兆交換機(jī)交換機(jī)10兆線路兆線路百兆線路百兆線路10/100兆兆交換機(jī)交換機(jī)10/100兆兆交換機(jī)交換機(jī)千兆線路千兆線路千兆主干千兆主干交換機(jī)交換機(jī)千兆主干千兆主干交換機(jī)交換機(jī)千兆位以太網(wǎng)千兆位以太網(wǎng)Gigabit Ethernet的協(xié)議結(jié)構(gòu)的

29、協(xié)議結(jié)構(gòu) 1000 BASE-T的的4種物理層標(biāo)準(zhǔn)種物理層標(biāo)準(zhǔn)100 0BASE-T 支持支持5類非屏蔽雙絞線類非屏蔽雙絞線UTP 距離可達(dá)距離可達(dá)100m 1000 BASE-CX 支持屏蔽雙絞線支持屏蔽雙絞線STP 距離可達(dá)距離可達(dá)25m 1000BASE-LX 支持單模光纖支持單模光纖 距離可以達(dá)到距離可以達(dá)到3000m1000BASE-SX 支持多模光纖支持多模光纖 距離可以達(dá)距離可以達(dá)550m5.5.4 10Gb/s Ethernet 10Gb/s Ethernet10Gb/s Ethernet主要具有以下特點(diǎn)主要具有以下特點(diǎn)萬(wàn)兆位以太網(wǎng)萬(wàn)兆位以太網(wǎng)(10Gbps以太網(wǎng)以太網(wǎng))標(biāo)準(zhǔn)是

30、標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.3ae用光纖作為傳輸介質(zhì)用光纖作為傳輸介質(zhì)工作在全雙工模式下，不使用工作在全雙工模式下，不使用CSMA/CD仍采用以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)和幀長(zhǎng)度，與仍采用以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)和幀長(zhǎng)度，與10Mbps、100Mbps、1000Mbps以太網(wǎng)兼容以太網(wǎng)兼容其傳輸距離為其傳輸距離為300m40km 萬(wàn)兆位以太網(wǎng)的是擴(kuò)展以太網(wǎng)技術(shù)，使之進(jìn)入城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)領(lǐng)萬(wàn)兆位以太網(wǎng)的是擴(kuò)展以太網(wǎng)技術(shù)，使之進(jìn)入城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)領(lǐng)域域 5.5 交換式局域網(wǎng)的工作原理交換式局域網(wǎng)的工作原理 5.5.1 交換式局域網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)交換式局域網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu) p 交換機(jī)概述交換機(jī)概述認(rèn)識(shí)一下交換機(jī)認(rèn)識(shí)一下交換機(jī) 交換機(jī)，英文名

31、稱為Switch，工作在OSI的數(shù)據(jù)鏈路層，也稱二層交換機(jī)，它是一種基于MAC地址(網(wǎng)卡的硬件地址)識(shí)別，用于數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備。 p 交換機(jī)概述交換機(jī)概述以太網(wǎng)交換機(jī)工作機(jī)制以太網(wǎng)交換機(jī)工作機(jī)制MAC 地址表地址表Mac 地址地址端口號(hào)端口號(hào)學(xué)習(xí)邏輯學(xué)習(xí)邏輯學(xué)習(xí)邏輯學(xué)習(xí)邏輯過(guò)濾過(guò)濾/轉(zhuǎn)發(fā)邏輯轉(zhuǎn)發(fā)邏輯接口接口接口接口l 地址學(xué)習(xí)l 轉(zhuǎn)發(fā)/過(guò)濾p 交換機(jī)概述交換機(jī)概述交換機(jī)功能交換機(jī)功能MAC address table0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3ABCDp交換機(jī)的功能交換機(jī)的功能地址學(xué)習(xí)地址學(xué)習(xí)

32、l 初始的MAC地址表為空l(shuí) 交換機(jī)通過(guò)學(xué)習(xí)功能來(lái)完成寫入MAC address tablel MAC地址表存放在交換機(jī)的RAM中 p交換機(jī)的功能交換機(jī)的功能地址學(xué)習(xí)（續(xù)）地址學(xué)習(xí)（續(xù)）l交換機(jī)收到數(shù)據(jù)幀后，查找MAC地址表，沒找到，交換機(jī)將該數(shù)據(jù)幀泛洪泛洪（flooding）到所有其它的端口上.l交換機(jī)將收到的frame的源地址及與之相連的端口寫入MAC地址表學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)0260.8c01.4444E0: 0260.8c01.1111MAC address table0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.3333E0E1E2E3DCBAp交換機(jī)的功能交換機(jī)的

33、功能地址學(xué)習(xí)地址學(xué)習(xí)( (續(xù)）續(xù)）l如果交換機(jī)連接的所有主機(jī)都發(fā)送過(guò)數(shù)據(jù)幀，就可以建立起一個(gè)完整的MAC地址表lMAC地址表是動(dòng)態(tài)變化動(dòng)態(tài)變化的，如果在一定時(shí)間內(nèi)某一主機(jī)沒有新的數(shù)據(jù)幀發(fā)送，則相應(yīng)的表項(xiàng)將被清除0260.8c01.3333MAC address table0260.8c01.11110260.8c01.2222E0E1E2E3DCBA0260.8c01.4444p交換機(jī)的功能交換機(jī)的功能轉(zhuǎn)發(fā)與過(guò)濾轉(zhuǎn)發(fā)與過(guò)濾l如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址在MAC地址表中有相應(yīng)的表項(xiàng)，則交換機(jī)將該數(shù)據(jù)幀直接發(fā)往對(duì)應(yīng)的端口（轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)），從而保證其它端口上的主機(jī)不會(huì)收到無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)幀（過(guò)濾過(guò)濾）l廣播幀和

34、組播幀仍將被泛洪（flooding）到除接收端口以外的所有其它端口0260.8c01.33330260.8c01.22220260.8c01.4444E0: 0260.8c01.1111E2: 0260.8c01.2222E1: 0260.8c01.3333E3: 0260.8c01.44440260.8c01.1111E0E1E2E3DCABMAC address table存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式(Store and forward) 數(shù)據(jù)幀在進(jìn)入使用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式的交換機(jī)后會(huì)停留一段時(shí)間。在這段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行全面的差錯(cuò)檢測(cè)。如果接收到的幀正確，轉(zhuǎn)發(fā)出去。 直通方式(Cut through) 數(shù)據(jù)幀進(jìn)入交換

35、機(jī)后，只要被交換機(jī)檢測(cè)出目的地址字段，就立即被轉(zhuǎn)發(fā)出相應(yīng)端口，不做任何檢錯(cuò)也不管這一數(shù)據(jù)幀是否出錯(cuò)。無(wú)碎片轉(zhuǎn)發(fā)方式(Fragment free) 數(shù)據(jù)幀進(jìn)入使用該種方式的交換機(jī)后，稍作停留。在交換機(jī)對(duì)幀的前64字節(jié)檢錯(cuò)后，如果前64字節(jié)正確則轉(zhuǎn)發(fā)出去。p 交換機(jī)概述交換機(jī)概述數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)方式數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)方式回顧！回顧！1.決定局域網(wǎng)性能的三要素？2.傳統(tǒng)局域網(wǎng)采用_的工作方式,所有結(jié)點(diǎn)共享一條公用的傳輸介質(zhì)。3.IEEE802標(biāo)準(zhǔn)定義了三類共享介質(zhì)的局域網(wǎng)，分別是？4.以太網(wǎng)的核心技術(shù)是_5.共享式局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)的不同？6.交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)備是_？p交換網(wǎng)絡(luò)中的問(wèn)題交換網(wǎng)絡(luò)中的問(wèn)題廣播域

36、廣播域A AB BBroadcast Storm Broadcast Storm p通過(guò)路由器將網(wǎng)絡(luò)分段通過(guò)路由器將網(wǎng)絡(luò)分段p交換網(wǎng)絡(luò)中問(wèn)題的解決交換網(wǎng)絡(luò)中問(wèn)題的解決-VLAN-VLANVLAN20VLAN10VLAN30VLAN40VLAN VLAN （Virtual Local Area NetworkVirtual Local Area Network） 建立在交換技術(shù)基礎(chǔ)上，如果將局域網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)按工作性質(zhì)與需建立在交換技術(shù)基礎(chǔ)上，如果將局域網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)按工作性質(zhì)與需要，劃分成若干個(gè)要，劃分成若干個(gè)“邏輯工作組邏輯工作組”，則一個(gè)邏輯工作組就是一個(gè)虛擬，則一個(gè)邏輯工作組就是一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)

37、絡(luò)。p 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)(VLAN)(VLAN) 虛擬局域網(wǎng)的特點(diǎn) 虛擬網(wǎng)絡(luò)建立在局域網(wǎng)交換機(jī)之上虛擬網(wǎng)絡(luò)建立在局域網(wǎng)交換機(jī)之上; ; 以軟件方式實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯工作組的劃分與管理以軟件方式實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯工作組的劃分與管理; ; 邏輯工作組的結(jié)點(diǎn)組成不受物理位置的限制邏輯工作組的結(jié)點(diǎn)組成不受物理位置的限制; ;一個(gè)一個(gè)邏輯工作組的結(jié)點(diǎn)可以分布在不同的物理網(wǎng)段上，邏輯工作組的結(jié)點(diǎn)可以分布在不同的物理網(wǎng)段上，但它們之間的通信就像在同一個(gè)物理網(wǎng)段上一樣。但它們之間的通信就像在同一個(gè)物理網(wǎng)段上一樣。 p虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)VLANVLAN的劃分方法的劃分方法_ _基于端口的基于端口的VLANVLANp虛擬局

38、域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)VLANVLAN的劃分方法的劃分方法_ _ 基于基于MACMAC地址的地址的VLANVLANp虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)VLANVLAN的劃分方法的劃分方法_ _基于協(xié)議的基于協(xié)議的VLANVLANp虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)VLANVLAN的劃分方法的劃分方法_ _基于子網(wǎng)的基于子網(wǎng)的VLANVLANpVLANVLAN的類型的類型:Port VLAN:Port VLAN接口模式為接口模式為accessaccess 基于交換機(jī)端口進(jìn)行基于交換機(jī)端口進(jìn)行VLANVLAN的劃分的劃分 一個(gè)端口只能屬于一個(gè)一個(gè)端口只能屬于一個(gè)VLANVLAN 一個(gè)一個(gè)VLANVLAN可以包含多個(gè)端口可以包含多個(gè)端

39、口 接口模式為接口模式為accessaccessF0/1F0/2F0/3pPort-VLANPort-VLAN原理原理 通過(guò)查找MAC地址表，交換機(jī)對(duì)發(fā)往不同VLAN的數(shù)據(jù)不轉(zhuǎn)發(fā)F0/1F0/2F0/3ABCVlan 10Vlan 20Vlan 10A BA CX交換機(jī)交換機(jī)端口端口MACMAC地址地址VLAN VLAN IDIDF0/1A10F0/2B20F0/3C10Switch AVLAN30VLAN20 VLAN10Switch BVLAN30VLAN20VLAN10p跨交換機(jī)跨交換機(jī)VLANVLAN間通信間通信 A交換機(jī)上VLAN10的端口范圍中取一個(gè)端口，和交換機(jī)B上VLAN10范

40、圍中的某個(gè)端口，作級(jí)聯(lián)連接。 如果交換機(jī)上劃了10個(gè)VLAN，就需要分別連10條線作級(jí)聯(lián)，端口效率就太低了。 Switch AVLAN30VLAN20 VLAN10Switch BVLAN30VLAN20VLAN10Tag VLAN在交換機(jī)之間用一條級(jí)聯(lián)線，并將對(duì)應(yīng)的端口設(shè)置為Trunk，這條線路就可以承載交換機(jī)上所有VLAN的信息。Trunk端口傳輸多個(gè)VLAN的信息，實(shí)現(xiàn)同一VLAN跨越不同的交換機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.1qp跨交換機(jī)跨交換機(jī)VLANVLAN之間的通信之間的通信:Tag VLAN:Tag VLAN接口模式為接口模式為trunktrunk802.1Q802.1Q工作特點(diǎn)

41、：工作特點(diǎn)： 802.1Q802.1Q幀只在交換機(jī)的幀只在交換機(jī)的trunktrunk鏈路上傳輸，對(duì)用戶透明的。鏈路上傳輸，對(duì)用戶透明的。 默認(rèn)默認(rèn)TrunkTrunk端口，轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)上所有端口，轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)上所有VLANVLAN的數(shù)據(jù)。的數(shù)據(jù)。 交換機(jī)在從交換機(jī)在從TrunkTrunk口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)前會(huì)在數(shù)據(jù)打上個(gè)口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)前會(huì)在數(shù)據(jù)打上個(gè)TagTag標(biāo)簽，在到達(dá)另一標(biāo)簽，在到達(dá)另一交換機(jī)后，再剝?nèi)ゴ藰?biāo)簽。交換機(jī)后，再剝?nèi)ゴ藰?biāo)簽。A AB Bp802.1Q802.1Q工作原理工作原理5.7 無(wú)線局域網(wǎng)5.7.1 無(wú)線局域網(wǎng)基礎(chǔ)無(wú)線局域網(wǎng)基礎(chǔ) Infrastructured 網(wǎng)網(wǎng)（有固定基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)

42、絡(luò)）（有固定基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)） Ad Hoc 網(wǎng)網(wǎng)自組織網(wǎng)絡(luò)，特定網(wǎng)絡(luò)，對(duì)等網(wǎng)絡(luò) 無(wú)線局域網(wǎng)使用的傳輸介質(zhì)：無(wú)線局域網(wǎng)使用的傳輸介質(zhì)：微波、激光、紅外線微波、激光、紅外線等無(wú)線電波等無(wú)線電波兩種類型的兩種類型的 WLAN ：AP :訪問(wèn)接入點(diǎn) 在在Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中，結(jié)點(diǎn)具有報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)能力，結(jié)點(diǎn)間的通信可能要經(jīng)過(guò)多個(gè)中間結(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)，即網(wǎng)絡(luò)中，結(jié)點(diǎn)具有報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)能力，結(jié)點(diǎn)間的通信可能要經(jīng)過(guò)多個(gè)中間結(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)，即經(jīng)過(guò)多跳（經(jīng)過(guò)多跳（MultiHop），這是），這是Ad hoc網(wǎng)絡(luò)與其他移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的最根本區(qū)別。結(jié)點(diǎn)通過(guò)分層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)與其他移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的最根本區(qū)別。結(jié)點(diǎn)通過(guò)分層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和分布式算法相互協(xié)調(diào)，

43、實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)組織和運(yùn)行和分布式算法相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)組織和運(yùn)行 .BSS（基本服務(wù)集）（基本服務(wù)集）Infrastructured 網(wǎng)網(wǎng)(基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)) 有有AP(Access Point, 無(wú)線接入點(diǎn)無(wú)線接入點(diǎn))， 無(wú)線站點(diǎn)通信首先要經(jīng)過(guò)無(wú)線站點(diǎn)通信首先要經(jīng)過(guò)APAd Hoc 網(wǎng)（無(wú)線自組網(wǎng)）網(wǎng)（無(wú)線自組網(wǎng)）IBSS (Independent BSS，獨(dú)立基本，獨(dú)立基本服務(wù)集服務(wù)集)，無(wú)，無(wú)AP，站點(diǎn)間直接通信），站點(diǎn)間直接通信）IBSSBSS5.7 無(wú)線局域網(wǎng)無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.11：定義使用紅外、跳頻擴(kuò)頻、直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，：定義使用紅外、

44、跳頻擴(kuò)頻、直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，速率為速率為1Mbps或或2Mbps。IEEE802.11b：定義使用跳頻擴(kuò)頻技術(shù)，速率為：定義使用跳頻擴(kuò)頻技術(shù)，速率為1Mbps、2Mbps、5.5Mbps、11Mbps。Wi-FiIEEE802.11a：傳輸速率可達(dá)：傳輸速率可達(dá)54Mbps。5.2GHz的頻段的頻段802.11g它是一種混合標(biāo)準(zhǔn)，工作在它是一種混合標(biāo)準(zhǔn)，工作在2.4G頻段上，兼容頻段上，兼容802.11b和和802.11a標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)，它最高也可以支持它最高也可以支持54Mbps。5.7.2 紅外無(wú)線局域網(wǎng)紅外無(wú)線局域網(wǎng) 紅外無(wú)線信號(hào)按視距方式傳播，即發(fā)送點(diǎn)必須能看到接收點(diǎn)，紅外無(wú)線信號(hào)按視距方

45、式傳播，即發(fā)送點(diǎn)必須能看到接收點(diǎn)，中間沒有阻擋；中間沒有阻擋； 特點(diǎn)：通信安全性好，抗干擾性強(qiáng)，安裝簡(jiǎn)單，易于管理等優(yōu)點(diǎn)，但傳特點(diǎn)：通信安全性好，抗干擾性強(qiáng)，安裝簡(jiǎn)單，易于管理等優(yōu)點(diǎn)，但傳輸距離受到一定限制。（紅外線對(duì)非透明物體的透過(guò)性極差，對(duì)無(wú)線局域輸距離受到一定限制。（紅外線對(duì)非透明物體的透過(guò)性極差，對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)傳輸距離有致命限制。）網(wǎng)傳輸距離有致命限制。） 紅外無(wú)線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)：紅外無(wú)線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)： 定向光束紅外傳輸技術(shù)定向光束紅外傳輸技術(shù) 全方位紅外傳輸技術(shù)全方位紅外傳輸技術(shù) 漫反射紅外傳輸技術(shù)漫反射紅外傳輸技術(shù)5.7.3 擴(kuò)頻無(wú)線局域網(wǎng)擴(kuò)頻無(wú)線局域網(wǎng)擴(kuò)頻數(shù)字通信系統(tǒng)

46、的基本結(jié)構(gòu)擴(kuò)頻數(shù)字通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 跳頻擴(kuò)頻通信跳頻擴(kuò)頻通信 (FHSS ) 直接序列擴(kuò)頻（直接序列擴(kuò)頻（DSSS)無(wú)線局域網(wǎng)采用的技術(shù)無(wú)線局域網(wǎng)采用的技術(shù)用來(lái)傳輸信息的射頻帶寬遠(yuǎn)大于信息本身帶寬 1. 跳頻跳頻 擴(kuò)頻擴(kuò)頻通信通信 (FHSS )5.7.3 擴(kuò)頻無(wú)線局域網(wǎng)擴(kuò)頻無(wú)線局域網(wǎng) IEEE 802.11 IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定頻段范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定頻段范圍：圍：2.42.4835GHZ2.42.4835GHZ； 跳頻擴(kuò)頻跳頻擴(kuò)頻通信的數(shù)據(jù)傳輸速率為通信的數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mb/s1Mb/s或或2Mb/s2Mb/s。發(fā)送信號(hào)頻率按固定的時(shí)間間發(fā)送信號(hào)頻率按固定的時(shí)間間隔從一個(gè)頻率跳到另一個(gè)

47、頻率，隔從一個(gè)頻率跳到另一個(gè)頻率，接收器和發(fā)送器同步跳動(dòng)，從而接收器和發(fā)送器同步跳動(dòng)，從而正確接收信息。正確接收信息。發(fā)送頻率變換的順序由隨機(jī)碼發(fā)送頻率變換的順序由隨機(jī)碼決定，接收端和發(fā)送端使用相同決定，接收端和發(fā)送端使用相同變換的順序序列。變換的順序序列。2.直接序列擴(kuò)頻（直接序列擴(kuò)頻（DSSS) 直接序列擴(kuò)頻也使用直接序列擴(kuò)頻也使用2.4GHz的工業(yè)、科學(xué)與醫(yī)藥的工業(yè)、科學(xué)與醫(yī)藥專用的專用的ISM頻段頻段; Industrial、Scientific及及Medical 數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)11Mb/s，（，（1，2，5.5，11）Mb/s; 系統(tǒng)實(shí)際發(fā)送的信號(hào)系統(tǒng)實(shí)際發(fā)送的

48、信號(hào)d(t)是發(fā)送數(shù)據(jù)是發(fā)送數(shù)據(jù)a(t)與偽隨機(jī)碼與偽隨機(jī)碼c(t)模二加的結(jié)果模二加的結(jié)果;5.7.4 無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11 802.11層次模型結(jié)構(gòu)層次模型結(jié)構(gòu) MAC 層支持無(wú)爭(zhēng)用服層支持無(wú)爭(zhēng)用服務(wù)和爭(zhēng)用服務(wù)務(wù)和爭(zhēng)用服務(wù) 無(wú)爭(zhēng)用服務(wù)：點(diǎn)協(xié)調(diào)功能無(wú)爭(zhēng)用服務(wù)：點(diǎn)協(xié)調(diào)功能PCF采用集中控制方法，通采用集中控制方法，通過(guò)探詢的方法解決對(duì)結(jié)點(diǎn)發(fā)過(guò)探詢的方法解決對(duì)結(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制。送的控制。 爭(zhēng)用服務(wù)：采用爭(zhēng)用服務(wù)：采用CSMA/CA的沖突避免方法。的沖突避免方法。在物理層在物理層擴(kuò)展擴(kuò)展局域網(wǎng)局域網(wǎng) - - 使用中繼器、集線器使用中繼器、集線器網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)

49、鏈路層物理層物理層傳輸層傳輸層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層應(yīng)用層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層傳輸層傳輸層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層應(yīng)用層應(yīng)用層物理層物理層中繼器、集線器中繼器、集線器 5.8 局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋工作原理 在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng) 物理層擴(kuò)展設(shè)備：物理層擴(kuò)展設(shè)備：中繼器（中繼器（Repeater）和集線器（）和集線器（Hub）中繼器中繼器在物理層上實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)網(wǎng)段在物理層上實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)網(wǎng)段的擴(kuò)展，主要起到對(duì)傳輸介的擴(kuò)展，主要起到對(duì)傳輸介質(zhì)上信號(hào)波形的接收、整形、質(zhì)上信號(hào)波形的接收、整形、放大及轉(zhuǎn)發(fā)作用，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)放大及轉(zhuǎn)發(fā)作用，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)距離的作用。距離的作用。

50、集線器集線器集線器集線器(Hub)是一種多端是一種多端口轉(zhuǎn)發(fā)器。所有連接到集口轉(zhuǎn)發(fā)器。所有連接到集線器的結(jié)點(diǎn)共享一個(gè)沖突線器的結(jié)點(diǎn)共享一個(gè)沖突域。域。中繼器的連接中繼器的連接集線器集線器DCBA集線器ABCD集線器ab 局域網(wǎng)擴(kuò)展局域網(wǎng)擴(kuò)展在數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展擴(kuò)展局域網(wǎng)局域網(wǎng) - 使用網(wǎng)橋、交換機(jī)使用網(wǎng)橋、交換機(jī) 在在網(wǎng)段網(wǎng)段之間轉(zhuǎn)發(fā)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀（根據(jù)數(shù)據(jù)幀（根據(jù)MAC層物理地址）層物理地址） 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層傳輸層傳輸層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層應(yīng)用層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層傳輸層傳輸層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層應(yīng)用層應(yīng)用層物理層物

51、理層網(wǎng)橋、交換機(jī)網(wǎng)橋、交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展后的局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層看來(lái)擴(kuò)展后的局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層看來(lái)還是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)還是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)橋概述網(wǎng)橋概述網(wǎng)橋基本特征：網(wǎng)橋基本特征：網(wǎng)橋在數(shù)據(jù)鏈路層上實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)互連；網(wǎng)橋在數(shù)據(jù)鏈路層上實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)互連；網(wǎng)橋能夠互連兩個(gè)采用不同數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、不同傳輸介質(zhì)與不同傳輸速率的網(wǎng)網(wǎng)橋能夠互連兩個(gè)采用不同數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、不同傳輸介質(zhì)與不同傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)橋需要互連的網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層以上采用相同的協(xié)議；絡(luò)；網(wǎng)橋需要互連的網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層以上采用相同的協(xié)議； 網(wǎng)橋以接收、存儲(chǔ)、地址過(guò)濾與轉(zhuǎn)發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)互連的網(wǎng)絡(luò)之間的通信；網(wǎng)橋以接收、存儲(chǔ)、地址過(guò)濾與轉(zhuǎn)發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)互連的網(wǎng)

52、絡(luò)之間的通信；網(wǎng)橋可以分隔兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的廣播通信量，有利于改善互連網(wǎng)絡(luò)的性能與安全性。網(wǎng)橋可以分隔兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的廣播通信量，有利于改善互連網(wǎng)絡(luò)的性能與安全性。網(wǎng)橋的作用網(wǎng)橋的作用 網(wǎng)橋是對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行操作，因此是第二層設(shè)備。實(shí)際上，它們網(wǎng)橋是對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行操作，因此是第二層設(shè)備。實(shí)際上，它們根據(jù)數(shù)據(jù)幀的目的根據(jù)數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)和過(guò)濾數(shù)據(jù)幀。地址轉(zhuǎn)發(fā)和過(guò)濾數(shù)據(jù)幀。HUBHUBHUB沖突域沖突域1沖突域沖突域2沖突域沖突域310BASE-T100BASE-TBridge10BASE-T網(wǎng)橋連接網(wǎng)段擴(kuò)展局域網(wǎng)網(wǎng)橋連接網(wǎng)段擴(kuò)展局域網(wǎng) 網(wǎng)橋是在邏輯鏈路層上存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀的設(shè)備，當(dāng)在多網(wǎng)橋是在邏輯鏈路層上存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀的設(shè)備，當(dāng)在多個(gè)局域網(wǎng)個(gè)局域網(wǎng)之間需要交換信息，或?yàn)榱税踩p小沖突域、增之間需要交換信息，或?yàn)榱税踩?、減小沖突域、增大吞吐量、要將現(xiàn)大吞吐量、要將現(xiàn)存的單個(gè)局域網(wǎng)分隔成幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，就要用到網(wǎng)橋。（上圖中紅色光球存的單個(gè)局域網(wǎng)分隔成幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，就要用到網(wǎng)橋。（上圖中紅色光球-沖突）沖突）連接網(wǎng)橋前后的沖突域變化連接網(wǎng)橋前后的沖突域變化一個(gè)沖突域一個(gè)沖突域四個(gè)沖突域四個(gè)沖突域網(wǎng)橋網(wǎng)橋 l 網(wǎng)橋根據(jù)網(wǎng)橋根據(jù) MAC 幀的目的地址對(duì)收到的幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。幀的目的地址對(duì)收到的幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。l 網(wǎng)橋具有過(guò)濾幀的功能。當(dāng)網(wǎng)橋