項(xiàng)目3局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)【項(xiàng)目背景】機(jī)房網(wǎng)速很慢，網(wǎng)絡(luò)中心主任林老師到機(jī)房勘察發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中有大量廣播，經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為網(wǎng)速很慢是使用U盤(pán)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)感染病毒，需要通過(guò)全網(wǎng)殺毒方式恢復(fù)網(wǎng)速。在網(wǎng)絡(luò)中心兼職的小李同學(xué)困惑地問(wèn)：為什么一臺(tái)計(jì)算機(jī)感染病毒，會(huì)影響整個(gè)機(jī)房的計(jì)算機(jī)？林老師解釋說(shuō)，這是局域網(wǎng)（以太網(wǎng)）傳輸機(jī)制造成的。1．知識(shí)目標(biāo)（1）了解局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。（2）了解以太網(wǎng)技術(shù)。（3）了解以太網(wǎng)中的廣播和沖突。

2．技能目標(biāo)使用交換機(jī)組建辦公網(wǎng)。3．素質(zhì)目標(biāo)（1）通過(guò)配置國(guó)產(chǎn)交換機(jī)，增強(qiáng)讀者對(duì)中國(guó)制造的認(rèn)同感以及民族自豪感。（2）培養(yǎng)讀者整理知識(shí)筆記的習(xí)慣，按照標(biāo)準(zhǔn)格式制作實(shí)訓(xùn)報(bào)告。（3）培養(yǎng)讀者保持工作環(huán)境干凈的習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)整潔的物料放置，遵守6S管理規(guī)范。（4）培養(yǎng)讀者在實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)的良好安全意識(shí)，懂得安全操作知識(shí)，嚴(yán)格按照安全標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行操作?！卷?xiàng)目目標(biāo)】3.1局域網(wǎng)【知識(shí)準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】3.1局域網(wǎng)1．局域網(wǎng)定義局域網(wǎng)指在地理位置有限范圍內(nèi)，將各種設(shè)備互聯(lián)在一起，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和資源共享的網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)通常出現(xiàn)在企事業(yè)單位、學(xué)校等組織內(nèi)部，用于實(shí)現(xiàn)組織內(nèi)部設(shè)備的互聯(lián)互通?！炯夹g(shù)介紹】3.1局域網(wǎng)1．局域網(wǎng)定義影響局域網(wǎng)傳輸效率的要素包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹鬏斀橘|(zhì)與MAC方法。局域網(wǎng)具有以下特點(diǎn)。①

覆蓋范圍小，一般為數(shù)百米到數(shù)千米，可以覆蓋一所學(xué)?；蛞粋€(gè)園區(qū)企業(yè)。②

數(shù)據(jù)傳輸速率高，最高速率達(dá)100Gbit/s。③

誤碼率低，采用基帶傳輸，使用高質(zhì)量傳輸介質(zhì)，傳輸質(zhì)量高。④

支持多種傳輸介質(zhì)。⑤

組網(wǎng)簡(jiǎn)單，建網(wǎng)成本低，周期短，便于管理和擴(kuò)充?！炯夹g(shù)介紹】3.1局域網(wǎng)

2．局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)覆蓋范圍小，不進(jìn)行大規(guī)模路由選擇，IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃為兩層架：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。為了細(xì)化局域網(wǎng)通信過(guò)程，IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)把數(shù)據(jù)鏈路層細(xì)分為兩個(gè)子層，分別是MAC子層和LLC子層?！炯夹g(shù)介紹】3.1局域網(wǎng)2．局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)（1）物理層功能物理層：建立、維護(hù)和撤銷網(wǎng)絡(luò)中的物理連接，處理網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中的機(jī)械、電氣和規(guī)程特性，實(shí)現(xiàn)在連接的物理介質(zhì)上傳輸與接收比特流。【技術(shù)介紹】3.1局域網(wǎng)2．局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)（2）數(shù)據(jù)鏈路層功能IEEE802標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)LLC和MAC功能層，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層通信功能，為通信提供不同共享介質(zhì)訪問(wèn)方法。【技術(shù)介紹】2．局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)（2）數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層將收到IP數(shù)據(jù)包，封裝成在不同介質(zhì)傳輸數(shù)據(jù)幀（幀）；數(shù)據(jù)鏈路層還進(jìn)行順序控制、差錯(cuò)控制和流量控制，把不可靠的物理鏈路變?yōu)榭煽康奈锢礞溌??！炯夹g(shù)介紹】（2）數(shù)據(jù)鏈路層功能①M(fèi)AC層MAC層靠近物理層，負(fù)責(zé)MAC方式實(shí)現(xiàn)。不同類型的局域網(wǎng)使用不同MAC規(guī)則，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的物理尋址。②LLC層LLC層靠近網(wǎng)絡(luò)層，向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)。LLC子層位于MAC子層之上，被所有底層共用。LLC子層需要屏蔽MAC子層連接的物理介質(zhì)差別，向網(wǎng)絡(luò)層提供標(biāo)準(zhǔn)化的連接服務(wù)?！炯夹g(shù)介紹】3．IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)中常用的局域網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)中，常用的11個(gè)局域網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)列表如下。①IEEE802.1──通用網(wǎng)絡(luò)概念及交換機(jī)標(biāo)準(zhǔn)等。②IEEE802.2──邏輯鏈路控制標(biāo)準(zhǔn)等。③IEEE802.3──帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，CSMA/CD）方法及物理層規(guī)定。④IEEE802.4──令牌總線結(jié)構(gòu)、訪問(wèn)方法及物理層規(guī)定。⑤IEEE802.5──令牌環(huán)訪問(wèn)方法及物理層規(guī)定等。3.2以太網(wǎng)技術(shù)【知識(shí)準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)1．以太網(wǎng)

最初以太網(wǎng)使用一根粗同軸電纜作為傳輸介質(zhì)，在2500m（每500m裝一臺(tái)中繼器）內(nèi)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)終端之間通信。【技術(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)1．以太網(wǎng)

以太網(wǎng)采用廣播方式通信：無(wú)論哪一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送信息，都把信息廣播到共享信道，所有計(jì)算機(jī)都能收到廣播信號(hào)。只有一臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡能識(shí)別接收信號(hào)。其中，星形以太網(wǎng)使用集線器組網(wǎng)，使用第二代CSMA/CD協(xié)議通信?！炯夹g(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)1．以太網(wǎng)

DEC、Intel和Xerox聯(lián)合提出第一代以太網(wǎng)協(xié)議，在此基礎(chǔ)形成10Mbit/s以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。隨著交換技術(shù)出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從共享式向交換架構(gòu)發(fā)展，推動(dòng)百兆、千兆、萬(wàn)兆乃至十萬(wàn)兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)。如今，IEEE802.3已成為最重要的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之一?！炯夹g(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)2．CSMA/CD協(xié)議

總線拓?fù)洵h(huán)境中：多臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)發(fā)送信號(hào)，在共享信道上造成信號(hào)疊加，產(chǎn)生沖突。以太網(wǎng)使用CSMA/CD協(xié)議解決沖突。為了避免沖突，計(jì)算機(jī)在發(fā)送前，先偵聽(tīng)信道是否空閑，如果空閑，立即發(fā)送信號(hào)；如果忙碌，等待一段時(shí)間，再發(fā)送數(shù)據(jù)?！炯夹g(shù)介紹】2．CSMA/CD協(xié)議

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CSMA/CD工作流程如下。①

載波監(jiān)聽(tīng)：發(fā)送前，偵聽(tīng)信道空閑，如空閑，發(fā)送數(shù)據(jù)；如忙碌，則等待，直到信道空閑。②

多路訪問(wèn)：每個(gè)站點(diǎn)（計(jì)算機(jī)）發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)被多個(gè)站點(diǎn)接收。③

沖突檢測(cè)：發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)，對(duì)沖突檢測(cè)，如兩個(gè)站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送，信號(hào)疊加使線路上電壓擺動(dòng)值超過(guò)正常值一倍，判斷沖突產(chǎn)生。判斷產(chǎn)生沖突，立即停止發(fā)送，等待隨機(jī)時(shí)間，再重新嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)。這種機(jī)制網(wǎng)絡(luò)傳輸效率和穩(wěn)定性，降低數(shù)據(jù)產(chǎn)生沖突可能?！炯夹g(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)3．廣播和沖突

廣播和沖突都是以太網(wǎng)傳輸現(xiàn)象，下面分別介紹。（1）廣播早期以太網(wǎng)，計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)封裝成幀，通過(guò)廣播方式傳輸。廣播能到達(dá)范圍稱廣播域。同一廣播域內(nèi)計(jì)算機(jī)都能處理目的地址為廣播地址（FF-FF-FF-FF-FF-FF）幀。【技術(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)3．廣播和沖突

（2）沖突網(wǎng)絡(luò)中兩臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，它們發(fā)出信號(hào)在共享信道碰撞，稱沖突。沖突域是連接在共享介質(zhì)上所有節(jié)點(diǎn)集合。所有節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)同一帶寬。通過(guò)CSMA/CD解決網(wǎng)絡(luò)中沖突?！炯夹g(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)4．網(wǎng)卡和接口以太網(wǎng)中計(jì)算機(jī)連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接器，稱網(wǎng)絡(luò)接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），也稱網(wǎng)卡。網(wǎng)卡是組網(wǎng)關(guān)鍵部件，實(shí)現(xiàn)接收、發(fā)送、封幀、拆幀、糾錯(cuò)、緩存等重要功能。但是，交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)網(wǎng)口，稱接口（Interface）?！炯夹g(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)4．網(wǎng)卡和接口需要特別說(shuō)明，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理接口，簡(jiǎn)稱網(wǎng)口、接口或端口。在這里，接口和端口含義一致。但在軟件領(lǐng)域，端口有兩種含義，一是TCP/UDP服務(wù)端口，這種端口由專用的端口號(hào)標(biāo)識(shí)；二是虛擬接口，如交換機(jī)虛擬接口（SwitchVirtualInterface，SVI）。【技術(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)5．MAC地址

在以太網(wǎng)中，使用MAC地址識(shí)別物理設(shè)備。MAC地址是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上唯一標(biāo)識(shí)的硬件地址，記錄在硬件芯片，稱硬件地址或物理地址。MAC地址的長(zhǎng)度為48位（6字節(jié)），采用十六進(jìn)制進(jìn)行表示，如00-D0-F8-11-22-33，表示為00D0.F811.2233，表示格式如下：MM-MM-MM-SS-SS-SS或MMMM.MMSS.SSSS【技術(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)5．MAC地址

MAC地址前24位是廠家標(biāo)識(shí)，向IEEE申請(qǐng)獲得，該標(biāo)識(shí)也稱組織唯一標(biāo)識(shí)符（OrganizationUniqueIdentifier，OUI）；后24位是設(shè)備序列號(hào)。使用MAC地址，唯一標(biāo)識(shí)局域網(wǎng)中一臺(tái)計(jì)算機(jī)或一個(gè)接口。在DOS中，使用“IPconfig/all”命令查詢MAC地址?！炯夹g(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)6．以太網(wǎng)幀

幀是以太網(wǎng)中信息傳輸最小單位。IP包發(fā)送到數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備（如網(wǎng)卡），網(wǎng)卡在IP數(shù)據(jù)包外，添加MAC地址信息、校驗(yàn)信息，將IP數(shù)據(jù)包封裝成幀。以太網(wǎng)中傳輸幀有兩種格式：Ethernet_II格式和IEEE802.3格式。【技術(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)7．以太網(wǎng)幀類型根據(jù)以太網(wǎng)幀目標(biāo)MAC地址，將幀分為單播幀、廣播幀和組播幀。單播幀收發(fā)方式和廣播幀收發(fā)方式如所示。①

單播幀：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，僅由指定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收，不會(huì)被其他設(shè)備處理。②

廣播幀：MAC地址為全1（