決定局域網與城域網性能的三要素網絡拓撲傳輸介質介質訪問控制方式1.總線型拓撲結構1）結構將網上的設備均連接在一條總線上，任何兩臺計算機之間不再單獨連接。如圖：2）工作方式網上計算機共享總線，任一時刻只能有一臺計算機發(fā)送信息，其他計算機處于接收狀態(tài)，是廣播式網絡。典型的總線型網絡是早期的同軸電纜以太網。3）優(yōu)點：結構簡單、易實現(xiàn)、易擴展、可靠性好4）特點：通過網卡連接采用雙絞線或同軸電纜作為傳輸介質所有結點都可通過總線發(fā)送接收數(shù)據(jù)會產生沖突要有介質訪問控制方式（所有介質共享局域網必須解決的問題）2.環(huán)型拓撲結構1）結構將網上計算機連接成一個封閉的環(huán)。如圖：2）工作方式：

網上計算機共享通信介質，任一時刻只有一個計算機發(fā)送信息，信號沿環(huán)單向傳遞經過每一臺計算機，每臺計算機都接收信號，經再生放大后傳給下一臺計算機。典型網絡是令牌環(huán)網和FDDI網。3）特點兩臺計算機間由唯一通路，沒有路徑選擇問題傳輸延遲確定增減節(jié)點復雜，不易擴充故障診斷困難單環(huán)傳輸可靠性低3.星型拓撲結構1）結構

將多臺計算機連在一個中心節(jié)點（集線器）上，各計算機之間通信必須通過中心節(jié)點。如圖：2）特點：結構簡單，易于實現(xiàn)，便于管理，擴展容易容易檢查、隔離故障中心結點是全網的瓶頸，出現(xiàn)故障全網癱瘓傳輸介質的類型與介質訪問控制方法局域網傳輸介質類型同軸電纜（早期）雙絞線（局部范圍中、高速局域網）光纖（遠距離傳輸）無線（有移動結點）介質訪問控制方法CSMA/CDTokenBusTokenRing

3.局域網體系結構

IEEE802委員會制定了具體的局域網模型和標準。應用層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網絡層傳輸層會話層表示層邏輯鏈路控制子層（LLC）介質訪問控制子層（MAC）物理層OSIIEEE802802.2-邏輯鏈路控制LLC802.3-CSMA/CD（以太網）802.4-TokenBus（令牌總線）802.5-TokenRing（令牌環(huán)）802.6-分布隊列雙總線DQDB--MAN標準802.8–FDDI（光纖分布數(shù)據(jù)接口）802.11–無線LANIEEE802參考模型

1980年2月，美國電氣與電子工程師協(xié)會IEEE成立了局域網標準化委員會,專門從事局域網標準化工作。該委員會制定了IEEE802標準。IEEE802標準的主要成員：IEEE802標準

局域網發(fā)展趨勢

1.以太網的產生與發(fā)展

1975年，由美國DEC、Intel和Xerox三家公司聯(lián)合研制成功并公布了以太網的物理層與數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范。傳統(tǒng)以太網速率只有10M,目前，不僅千兆以太網和萬兆以太網已經進入主流應用，在實驗室中，已經在開發(fā)40Gbit/s的以太網產品。以太網標準及IEEE802.3規(guī)范：傳統(tǒng)以太網主要是10BASE-2、10BASE-5、10BASE-T標準快速以太網

IEEE802.3u——雙絞線，光纖千兆以太網

IEEE802.3z——屏蔽短雙絞線、光纖

IEEE802.3ab——雙絞線萬兆以太網

IEEE802.3ae——光纖2.傳統(tǒng)以太網技術

傳統(tǒng)以太網的典型速率是10Mbit/s，在其物理層，定義了多種傳輸介質和拓撲結構，形成了一個10Mbit/s以太網標準系列，主要包括10BASE-2、10BASE-5、10BASE-T等標準。

例：

數(shù)據(jù)率（Mbps）基帶或寬帶Base，Broad段最大長度（百米）或介質類型（T，F(xiàn)，X）10

Base

51）10BASE-210BASE-2網絡采用總線型結構，主要使用的網絡硬件有以下幾種：（1）BNC接口的網卡：使計算機作為節(jié)點連入網絡。（2）50?細同軸電纜：這是10BASE-2網絡定義的傳輸介質。（3）T型連接器：用于細纜與網卡的連接。（4）50?終端器：電纜兩端各接一個，用于阻止信號反射。

細纜終端器10BASE-2網絡2）10BASE-510BASE-5網絡也采用總線型結構，主要使用的網絡硬件有以下幾種：（1）AUI接口的網卡：使計算機作為節(jié)點連入網絡。（2）50?粗同軸電纜：這是10BASE-5網絡定義的傳輸介質。（3）外部收發(fā)器：兩端連粗纜，中間經AUI接口的由收發(fā)器連網卡。（4）收發(fā)器電纜：兩頭帶有AUI接頭，用于外部收發(fā)器和網卡之間的連接。（5）50?終端器：電纜兩端各接一個，用于阻止信號反射。

終端匹配器粗纜收發(fā)器電纜外部收發(fā)器10BASE-5網絡10BASE-210BASE-510BASE-T單網段最大長度185m500m100m網絡最大長度（跨距）925m2500m500m節(jié)點間最小距離0.5m2.5m

單網段的最多節(jié)點數(shù)30100

拓撲結構總線型總線形星形傳輸介質細同軸電纜粗同軸電纜雙絞線連接器BNC、TAUI、U筒RJ-45最多網段數(shù)555在實際應用中，由于粗纜可以傳輸更長的距離，而細纜比較經濟，可以將粗纜和細纜結合起來使用?？梢酝ㄟ^粗細轉接器實現(xiàn)粗纜和細纜段的連接，混連時網絡干線段長度介于185m和500m之間，也可以通過中繼器將粗纜網段和細纜網段相連接。

3）10BASE-T10BASE-T網絡采用星型拓撲結構，典型的中心設備是集線器或交換機，主要使用的網絡硬件有以下幾種：（1）RJ-45接口的網卡：使計算機作為節(jié)點連入網絡。（2）3類以上的UTP電纜：這是10BASE-T網絡定義的傳輸介質。（3）RJ-45接頭：電纜兩端各壓接一個RJ-45接頭，用于網卡和集線器的連接。（4）10BASE-T集線器：作10BASE-T網絡的中心轉發(fā)設備。

············集線器集線器UTP電纜10BASE-T網絡3.快速以太網技術

1995年9月，IEEE802委員會正式公布了快速以太網標準IEEE802.3u。

快速以太網保留了傳統(tǒng)以太網的基本特征，即相同的幀格式、介質訪問控制方法與組網方法，只是傳輸速率快了10倍?？焖僖蕴W定義了3種物理層標準：100BASE-TX,100BASE-T4和100BASE-FX。

4.吉比特與十吉比特以太網吉比特以太網標準分為兩類：IEEE802.3z和IEEE802.3ab。（1）IEEE802.3zIEEE802.3z定義了基于光纖和屏蔽短雙絞線的標準。①1000BASE-SX：只支持多模光纖，最大傳輸距離為220～550m。②1000BASE-LX：多模光纖最遠距離550m，單模最遠距離5km。

③1000BASE-CX：采用150?屏蔽雙絞線，傳輸距離為25m。

（2）IEEE802.3abIEEE802.3ab定義的傳輸介質為5類UTP電纜，傳輸距離為

100m，與10BASE-T和100BASE-T完全兼容。吉比特以太網的幀結構和介質訪問控制方法仍采用IEEE802.3標準，所以，非常便于傳統(tǒng)以太網和快速以太網向千兆以太網升級。3）十吉比特以太網

2002年初，正式發(fā)布了10Gbit/s以太網的IEEE802.3ae規(guī)范。

IEEE正在為10Gbit/s以太網制定兩個分離的物理層標準，一個是為LAN，另一個是為MAN制定。10Gbit/s以太網主要有以下特點：（1）幀格式不變（2）能使用多種光纖傳輸介質（3）只工作在全雙工方式，不存在爭用問題（4）保留了IEEE802.3標準，可以和低速以太網通信

以太網幀結構與工作流程分析CSMA/CD介質訪問控制

IEEE802.3標準規(guī)定了CSMA/CD訪問方法和物理層技術規(guī)范，采用IEEE802.3標準協(xié)議的典型局域網是以太網。CSMA/CD是以太網的核心技術。1）CSMA/CD的發(fā)送工作過程

CSMA/CD的工作過程可以概括為4點：發(fā)前先聽，邊發(fā)邊聽，沖突停止，延遲重發(fā)。

CSMA/CD發(fā)送過程流程圖如下頁所示。站點要求發(fā)送有載波？發(fā)送一幀信息有沖突？發(fā)出阻塞信號沖突>16？延時處理放棄發(fā)送另作處理一次發(fā)送結束CSMA/CD發(fā)送過程流程圖YNYNNY沖突檢測方法比較法編碼違例判決法沖突窗口：51.2微秒發(fā)現(xiàn)沖突，停止發(fā)送沖突加強信號隨機延遲重發(fā)最大重發(fā)次數(shù)為16次以太網幀結構前導碼56b幀定界符8b10101011目的地址48bMAC地址源地址48bMAC地址類型16b使用的協(xié)議類型數(shù)據(jù)46~1500B幀校驗32b以太網接收流程的分析幀長地址校驗位三種錯誤幀校驗錯幀長度錯幀位錯以太網的實現(xiàn)方法網卡收發(fā)器收發(fā)器電纜以太網物理地址48b，前24b為產商標識，后24b自行確定每塊以太網網卡的地址唯一用十六進制表示，每兩個十六進制數(shù)用一個連字符隔開高速局域網解決方案、提高速度大網變小網由介質共享變?yōu)榻粨Q方式快速以太網技術

1995年9月，IEEE802委員會正式公布了快速以太網標準IEEE802.3u。

快速以太網保留了傳統(tǒng)以太網的基本特征，即相同的幀格式、介質訪問控制方法與組網方法，只是傳輸速率快了10倍?？焖僖蕴W定義了3種物理層標準：100BASE-TX,100BASE-T4和100BASE-FX。

吉比特與十吉比特以太網吉比特以太網標準分為兩類：IEEE802.3z和IEEE802.3ab。（1）IEEE802.3zIEEE802.3z定義了基于光纖和屏蔽短雙絞線的標準。①1000BASE-SX：只支持多模光纖，最大傳輸距離為220～550m。②1000BASE-LX：多模光纖最遠距離550m，單模最遠距離5km。

③1000BASE-CX：采用150?屏蔽雙絞線，傳輸距離為25m。

IEEE802.3abIEEE802.3ab定義的傳輸介質為5類UTP電纜，傳輸距離為

100m，與10BASE-T和100BASE-T完全兼容。吉比特以太網的幀結構和介質訪問控制方法仍采用IEEE802.3標準，所以，非常便于傳統(tǒng)以太網和快速以太網向千兆以太網升級。十吉比特以太網

2002年初，正式發(fā)布了10Gbit/s以太網的IEEE802.3ae規(guī)范。

IEEE正在為10Gbit/s以太網制定兩個分離的物理層標準，一個是為LAN，另一個是為MAN制定。10Gbit/s以太網主要有以下特點：（1）幀格式不變（2）能使用多種光纖傳輸介質（3）只工作在全雙工方式，不存在爭用問題（4）保留了IEEE802.3標準，可以和低速以太網通信

交換機的基本概念支持數(shù)據(jù)并發(fā)，增加網絡帶寬，改善網絡性能交換機技術特點低交換延遲支持不同的傳輸速率和工作模式支持虛擬局域網服務以太網交換機共享10Mbps端口集線器專用10Mbps端口計算機計算機計算機計算機交換機的工作原理利用端口號/MAC地址映射表進行數(shù)據(jù)交換地址學習交換機的轉發(fā)方式（1）存儲轉發(fā)：完整地接收整個數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行差錯檢測。其優(yōu)點是可靠性高，可支持不同速率端口之間的數(shù)據(jù)交換，缺點是交換延遲時間相對較長。（2）直接交換：讀到目的地址字段，立即轉發(fā)。其優(yōu)點是轉發(fā)速率快，缺點是無差錯檢測能力，不支持不同速率端口之間的數(shù)據(jù)交換。（3）改進的直接交換：讀取并檢測幀的長度，滿足最小幀長要求則轉發(fā)。是一種折中的方案。交換式以太網的特點（1）以太網交換機的各個端口獨占帶寬。（2）具有較高的系統(tǒng)帶寬。（3）交換機的每個端口是一個沖突域，有邏輯分段與一定的安全功能。虛擬局域網技術的產生

VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）即虛擬局域網，是一種通過將局域網內的設備邏輯地而不是物理地劃分成一個個網段從而實現(xiàn)虛擬工作組的新興技術。

IEEE于1999年公布了用于標準化VLAN實現(xiàn)方案的802.1Q協(xié)議標準草案。

VLAN最突出的應用就是劃分廣播域。

一般來說，構造虛擬局域網有3個基本條件：（1）具有實現(xiàn)VLAN劃分功能的交換機。（2）不同交換機上相同VLAN間的通信。（3）不同VLAN之間的路由。VLAN的特征同一個VLAN的成員屬于同一個廣播域，不同VLAN的成員屬于不同的廣播域；不同VLAN的成員通信需路由支持，相同VLAN的成員可直接通信，不需路由支持。

VLAN的組網方法

1）按交換機端口劃分這是最簡單、最有效的VLAN劃分方法，可以對單交換機或多交換機進行端口劃分。缺點是當一個用戶從一個端口移動到另一個端口時，網絡管理員必須對VLAN成員重新進行配置。123456單交換機端口劃分VLAN1VLAN2端口端口123456端口123456多交換機端口劃分局域網交換機1局域網交換機2VLAN2VLAN12）按MAC地址劃分