1、第二章計算機局域網(wǎng)，第二章計算機局域網(wǎng)，學(xué)習(xí)的目的和要求通過本章，可以了解局域網(wǎng)的基本概念、特點和應(yīng)用。了解局域網(wǎng)架構(gòu)和IEEE802標(biāo)準(zhǔn)；了解局域網(wǎng)的資源共享和工作模式；掌握普通局域網(wǎng)中媒體訪問控制的原理和應(yīng)用。掌握典型局域網(wǎng)的組成、特點和應(yīng)用。第二章計算機局域網(wǎng)、2.1局域網(wǎng)特征和類型2.2局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)2.3以太網(wǎng)基礎(chǔ)2.4令牌環(huán)基礎(chǔ)2.1局域網(wǎng)特征和類型2.1.1藍(lán)藍(lán)指的是在小地理區(qū)域內(nèi)互連有限通信設(shè)備的計算機通信網(wǎng)絡(luò)。從功能上看，局域網(wǎng)具有以下特點：共享傳輸通道。在局域網(wǎng)中，多個系統(tǒng)連接到一個共享的通信介質(zhì)。地理范圍有限，用戶數(shù)量有限。通常，局域網(wǎng)僅服務(wù)于一個單元，并且僅連接在相對獨

2、立的局部區(qū)域，例如建筑物或集中式建筑綜合體。一般來說，局域網(wǎng)的覆蓋范圍大約在10米 10公里以上。傳輸速率很高。局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率一般為1 100 Mbps，可以支持計算機之間的高速通信，因此延遲小。誤碼率低。由于傳輸距離短，誤碼率非常低，通常在10-8和10-11之間。大多采用分布式控制和廣播通信。在局域網(wǎng)中，站是平等的，而不是主從的，可以廣播或組播。2.1局域網(wǎng)的特點和類型2.1.2局域網(wǎng)的類型局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要有三種類型：以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、令牌總線和光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)作為三種網(wǎng)絡(luò)的主干。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆袃煞N類型，一種是指互連工作站的物理布局，另一種是網(wǎng)絡(luò)的工作方式。前者是一種人們可以

3、看到的連接結(jié)構(gòu)，而后者是一種邏輯和操作結(jié)構(gòu)，因此它是不可見的，被稱為邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲饕强偩€和環(huán)網(wǎng)。局域網(wǎng)中使用的星型結(jié)構(gòu)主要是指由雙絞線組成的網(wǎng)絡(luò)。集線器形成的星形網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上仍然是一個總線網(wǎng)絡(luò)。2.1局域網(wǎng)的特點和類型，2.1.3局域網(wǎng)資源共享的用途：局域網(wǎng)內(nèi)的硬件資源和軟件資源可以有效地共享。網(wǎng)絡(luò)中的每個工作站都可以使用服務(wù)器端的軟件資源，就像在嘗試本地資源一樣。信息發(fā)布：局域網(wǎng)用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器以多媒體方式將各種信息發(fā)布到整個局域網(wǎng)，網(wǎng)頁上有豐富的圖片、文字和聲音。電子郵件：電子郵件是局域網(wǎng)中一項重要的基本功能。這是一種快速、方便、經(jīng)濟、有效的通信方式，極大地方便了網(wǎng)

4、絡(luò)用戶之間的通信。辦公自動化：局域網(wǎng)用戶可以通過辦公自動化系統(tǒng)查看辦公信息。每個單位可以根據(jù)具體的工作方法確定自己的辦公流程，規(guī)范工作程序，提高辦公效率。從而實現(xiàn)無紙化和現(xiàn)代化辦公。2.1局域網(wǎng)的特點和類型2.1.4局域網(wǎng)的組成計算機局域網(wǎng)涉及的網(wǎng)絡(luò)組件主要包括：軟件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)工作站、網(wǎng)絡(luò)適配器、網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)連接組件、網(wǎng)絡(luò)資源用戶協(xié)議、2.2局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、2.2局域網(wǎng)參考模型、2.2局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、2.2局域網(wǎng)參考模型物理層功能：實現(xiàn)比特(也稱為比特流)的發(fā)送和接收、同步優(yōu)先級的生成和刪除與訪問各種傳輸介質(zhì)相關(guān)的問題放在媒體訪問控制子層中。媒體訪問控制子層還負(fù)責(zé)基于物理層的

5、無錯通信。更具體地說，媒體訪問控制子層的主要功能是將從上層移交的數(shù)據(jù)封裝成幀進行傳輸(接收時執(zhí)行相反的過程，并執(zhí)行分解)；實施和維護媒體訪問控制協(xié)議；比特錯誤檢測；尋址數(shù)據(jù)鏈路層中與介質(zhì)訪問無關(guān)的部分都集中在LLC子層中。更具體地說，LLC子層的主要功能是：在數(shù)據(jù)鏈路層建立和釋放邏輯連接；提供更高級別的接口；錯誤控制為幀分配序列號，2.2局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，2.2.2 IEEE802標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802系列包括以下部分：IEEE 802.1 a-概述和系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、IEEE802.1B尋址、網(wǎng)絡(luò)管理和互聯(lián)網(wǎng)互連。IEEE 802.2-邏輯鏈路控制和其他IEEE 802.3-CSMA/光盤訪問方法

6、和物理層技術(shù)規(guī)范IEEE 802.4-令牌總線訪問控制方法和物理層規(guī)范IEEE 802.5-令牌環(huán)訪問控制方法和物理層規(guī)范IEEE 802.6-城域網(wǎng)訪問方法和物理層規(guī)范IEEE 802.7-寬帶局域網(wǎng)IEEE 802.8-光纖局域網(wǎng)(用于802.3、802.4， 802.5)IEEE 802.9-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)局域網(wǎng)IEEE 802.10-局域網(wǎng)安全技術(shù)IEEE 802.11-無線局域網(wǎng)IEEE802.12新型高速局域網(wǎng)(100 Mbps)，2.3以太網(wǎng)的基本原理，2.3.1典型以太網(wǎng)以太網(wǎng)發(fā)展概述：以太網(wǎng)是局域網(wǎng)的主流網(wǎng)絡(luò)。 在過去10年左右的時間里，以太網(wǎng)的傳輸速率已經(jīng)從10

7、Mb/s發(fā)展到今天的100Mb/s、1000Mb/s和10Gb/s，其增長率已經(jīng)超過了摩爾定律。以太網(wǎng)拓?fù)洌阂蕴W(wǎng)的邏輯拓?fù)涫强偩€型；它的物理拓?fù)渫ǔＪ强偩€型、星型或樹型。以太網(wǎng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和分類：10Base5:標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，即粗電纜以太網(wǎng)，帶曼徹斯特數(shù)字信號和基帶傳輸。10Base2:廉價以太網(wǎng)，即細(xì)電纜以太網(wǎng)，使用曼徹斯特數(shù)字信號進行基帶傳輸。10BaseT:雙絞線以太網(wǎng)，基帶傳輸。100BaseT:快速以太網(wǎng)。1000Basse系列：千兆以太網(wǎng)10/10/100/1000Base:交換式以太網(wǎng)，2.3以太網(wǎng)的基本原理，2.3.1典型以太網(wǎng)概述共享式以太網(wǎng)的主要設(shè)計特點簡單：結(jié)構(gòu)簡單、易于實

8、施和修改成本低：各種連接設(shè)備的成本不斷下降。兼容性：各種類型的以太網(wǎng)可以很好地集成到局域網(wǎng)中。擴展性：所有根據(jù)協(xié)議工作的節(jié)點都不會阻礙其他節(jié)點的擴展。平等：每個節(jié)點對媒體的訪問都基于CSMA/光盤爭用規(guī)則，因此它們可以平等地訪問網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)的負(fù)載特性：低負(fù)載(輕負(fù)載)響應(yīng)快，性能好；高負(fù)載(重負(fù)載)，沖突增加，響應(yīng)和性能急劇下降。唯一性：任何時候只有一個節(jié)點可以使用信道傳輸數(shù)據(jù)。2.3以太網(wǎng)的基本原理，2.3.2以太網(wǎng)的工作原理是先監(jiān)聽后發(fā)送，同時監(jiān)聽和發(fā)送沖突停止隨機延遲后再發(fā)送，2.4令牌環(huán)網(wǎng)的基本原理，2.4.1令牌環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)令牌環(huán)網(wǎng)將所有節(jié)點連接成一個環(huán)網(wǎng)拓?fù)?，所有的程序、文件、?shù)據(jù)和命令

9、都發(fā)送到網(wǎng)卡的環(huán)網(wǎng)接口或從網(wǎng)卡的環(huán)網(wǎng)接口取出。計算機使用傳輸介質(zhì)傳輸數(shù)據(jù)的權(quán)利由令牌控制，只有接收令牌的網(wǎng)絡(luò)工作站才有權(quán)傳輸數(shù)據(jù)。2.4令牌環(huán)的基本原理、2.4.2訪問控制方法和令牌環(huán)令牌的工作原理是一個8位二進制數(shù)。令牌幀將在環(huán)上沿環(huán)的某個方向傳輸。在控制字段中，除了優(yōu)先級設(shè)置之外，還包括目標(biāo)地址和源地址。令牌信息幀由F標(biāo)志碼(用于標(biāo)識幀的開始和結(jié)束)、令牌、控制字段C(可用于設(shè)置優(yōu)先級)、數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)和循環(huán)冗余校驗碼循環(huán)冗余校驗碼等組成。在控制字段C中，除了設(shè)置優(yōu)先級，它還包含目的地址和源地址。2.4令牌環(huán)的基本原理，2.4.3令牌環(huán)的工作步驟方法計算機節(jié)點必須等待令牌到達，并檢測令牌是否空閑。如果它處于空閑狀態(tài)，請繼續(xù)執(zhí)行步驟2，否則請繼續(xù)等待。將獲得的令牌的空閑狀態(tài)更改為忙碌狀態(tài)。數(shù)據(jù)段與繁忙令牌和其他控制信息一起發(fā)送。當(dāng)繁忙的令牌通過環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)點時，每個節(jié)點首先檢查數(shù)據(jù)單元中的目的地址。如果目的地址與該節(jié)點的地址匹配，該節(jié)點將接受數(shù)據(jù)，復(fù)制數(shù)據(jù)，以回復(fù)消息的形式回復(fù)，然后將其發(fā)送到下一個節(jié)點。當(dāng)忙令牌和數(shù)據(jù)單元返回到原始發(fā)送節(jié)點時，該節(jié)點將刪除數(shù)據(jù)段并將忙令牌更改為空閑狀態(tài)。接下來，接收節(jié)點檢查由目的節(jié)點發(fā)送的響應(yīng)信息，如果是確認(rèn)，則表明目的節(jié)點已經(jīng)正確接受，從