1、第4章 計算機局域網(wǎng),本章內容,知識結構,局域網(wǎng)組網(wǎng)方法,計算機局域網(wǎng),局域網(wǎng)概述,無線局域網(wǎng),集線器,網(wǎng)絡接口卡,交換機,高速局域網(wǎng),局域網(wǎng)的連接設備及其工作原理,WLAN的組建方式,WLAN的網(wǎng)絡類型,WLAN的協(xié)議標準,WLAN的特點與應用,局域網(wǎng)的基本類型,局域網(wǎng)的性能特點,局域網(wǎng)的參考模型與標準,局域網(wǎng)介質訪問控制方法,局域網(wǎng)的產生與發(fā)展,局域網(wǎng)的擴展,傳統(tǒng)以太網(wǎng),萬兆以太網(wǎng)(10 Gigabit Ethernet ),千兆以太網(wǎng)(Gigabit Ethernet),快速以太網(wǎng)(Fast Ehernet),光纖頒數(shù)據(jù)接口(FDDI)主干網(wǎng),虛擬局域網(wǎng),交換以太網(wǎng)(Switching

2、Ethernet),4.1 局域網(wǎng)概述,4.1.1 局域網(wǎng)的產生與發(fā)展,1、局域網(wǎng)的產生 局域網(wǎng)技術是在遠程分組交換通信網(wǎng)絡基礎上發(fā)展起來的。 從1969年第一個計算機網(wǎng)絡遠程通信交換網(wǎng)ARPAnet誕生到20世紀70年代后期,分組交換通信網(wǎng)絡得到很大發(fā)展,并積累了很多經(jīng)驗。 1972年Bell公司提出了兩種環(huán)型局域網(wǎng)技術，1973年以太網(wǎng)（Ethernet）問世。 1973年，Metcalfe和David Boggs將“AltoAloha”改名為“以太網(wǎng)”，由此，Ethernet網(wǎng)絡便誕生了。,4.1.1局域網(wǎng)的產生與發(fā)展,2、局域網(wǎng)的發(fā)展 1979年，Bob Metcalfe開始了以太網(wǎng)標

3、準化的研制工作。 1981年6月，IEEE 802工程決定組成802.3分委員會,以辦公室環(huán)境為主要目標產生基于DIX工作成果的國際公認標準。 1990年,為了提高以太網(wǎng)的傳輸速率,在10M以太網(wǎng)的基礎上,開發(fā)了快速以太網(wǎng)技術,并在1995年6月通過了100 Base-T快速以太網(wǎng)標準IEEE802.3u。 從1993年開始,在開發(fā)快速以太網(wǎng)的同時,開始研究交換式網(wǎng)絡技術，并先后推出了交換以太網(wǎng)、交換令牌環(huán)和交換FDDI技術。隨著交換式網(wǎng)絡技術的研究與發(fā)展，又相繼推出了異步傳輸模式（ATM）、千兆位以太網(wǎng)和萬兆位以太網(wǎng)。目前局域網(wǎng)的帶寬已達到10Gbit/s。,4.1.2局域網(wǎng)的性能特點,1、

4、局域網(wǎng)的性能 決定局域網(wǎng)特性的主要技術有3個方面：連接各種設備的拓撲結構、數(shù)據(jù)傳輸介質和介質訪問控制方法。 拓撲結構:局域網(wǎng)及城域網(wǎng)的典型拓撲結構為星型、環(huán)型、總線型和樹型結構等。 傳輸介質：同軸電纜、雙絞線、光纖、電磁波等。 對于不便使用有線介質的場合，可以采用微波、衛(wèi)星、紅外線等作為局域網(wǎng)的傳輸介質，已獲得廣泛應用的無線局域網(wǎng)就是其典型例子。 介質訪問控制方法：也稱為網(wǎng)絡的訪問控制方式,是指網(wǎng)絡中各結點之間的信息通過介質傳輸時如何控制、如何合理完成對傳輸信道的分配、如何避免沖突,同時,又使網(wǎng)絡有最高的工作效率及高可靠性等。,4.1.2局域網(wǎng)的性能特點,2、局域網(wǎng)的特點 地域范圍?。壕钟蚓W(wǎng)用

5、于辦公室、機關、工廠、學校等內部聯(lián)網(wǎng),其范圍沒有嚴格的定義，但一般認為距離為0.125km。 誤碼率低：局域網(wǎng)具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，傳輸速率一般為100M1000Mbit/s，誤碼率在10-810-11之間。 傳輸延時?。壕钟蚓W(wǎng)中的傳輸延時很小，一般在幾毫秒幾十毫秒之間。 傳輸速率高：目前,局域網(wǎng)的傳輸速率在100Mbit/s以上, 如155Mbit/s、655Mbit/s、Gbit/s、10Gbit/s等。 支持多種傳輸介質：可根據(jù)不同的性能需要選用價格低廉的雙絞線、同軸電纜或價格較貴的光纖,以及無線傳輸介質。,4.1.3局域網(wǎng)的基本類型,局域網(wǎng)有多種類型,如果按照網(wǎng)絡轉接方式不同,可分為

6、共享式局域網(wǎng)和交換式局域網(wǎng)兩種，如圖4-1所示。,圖 4-1 局域網(wǎng)分類,傳統(tǒng)以太網(wǎng),高速以太網(wǎng),FDDI ,以太網(wǎng),令牌總線,令牌環(huán),FDDI,局域網(wǎng),虛擬局域網(wǎng),交換以太網(wǎng),ATM局域網(wǎng),交換式局域網(wǎng),共享介質局域網(wǎng),無線局域網(wǎng),4.1.3局域網(wǎng)的基本類型,1、共享介質局域網(wǎng) 共享式局域網(wǎng)是指所有結點共享一條公共通信傳輸介質的局域網(wǎng)技術。共享介質局域網(wǎng)可分為以太網(wǎng)、令牌總線、令牌環(huán)、FDDI以及在此基礎上發(fā)展起來的高速以太網(wǎng)和FDDI等。無線局域網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡與無線通信技術相結合的產物，同有線局域網(wǎng)一樣，可采用共享方式。 2、交換式局域網(wǎng) 交換式局域網(wǎng)是指以數(shù)據(jù)鏈路層的幀或更小的數(shù)據(jù)單元為

7、數(shù)據(jù)交換單位，以以太網(wǎng)交換機（Ethernet Switch）為核心的交換式局域網(wǎng)技術。交換式局域網(wǎng)可分為交換以太網(wǎng)、ATM網(wǎng)以及在此基礎上發(fā)展起來的虛擬局域網(wǎng)，但近年來已很少用ATM技術組建局域網(wǎng)。,4.1.4局域網(wǎng)的參考模型與標準,圖 4-2 OSI與IEEE 802的對應關系,1、 局域網(wǎng)參考模型 局域網(wǎng)的體系結構只包含了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層,其中，數(shù)據(jù)鏈路層又分為邏輯鏈路控制和介質訪問控制兩個子層。,4.1.4局域網(wǎng)的參考模型與標準,2、局域網(wǎng)的標準 1980年2月，電器和電子工程師協(xié)會(IEEE)成立了局域網(wǎng)標準委員會,專門從事局域網(wǎng)標準化工作,并制訂了IEEE 802標準。IEEE

8、802系列標準之間的內部關系如圖4-3所示。,4.1.4局域網(wǎng)的參考模型與標準,802.3：定義了局域網(wǎng)CSMA/CD總線介質訪問控制子層及物理層規(guī)范,802.1：A定義了局域網(wǎng)體系結構;B定義了網(wǎng)絡互連、網(wǎng)絡管理與性能測試,802.7：定義了局域網(wǎng)寬帶技術（咨詢和物理層課題與建議實施）,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,802.2：定義了局域網(wǎng)邏輯鏈路控制LLC子層的功能與服務,802.4：定義了局域網(wǎng)令牌總線介質訪問控制子層及物理層規(guī)范,802.5：定義了局域網(wǎng)令牌環(huán)介質訪問控制子層及物理層規(guī)范,802.6：定義了局域網(wǎng)MAN介質訪問控制子層及物理層規(guī)范,802.8：定義了局

9、域網(wǎng)光纖傳輸技術（咨詢和物理層課題）,802.9：定義了局域網(wǎng)綜合語音/數(shù)據(jù)服務的訪問方法和物理規(guī)范,802.10：定義了局域網(wǎng)安全與加密訪問方法和物理層規(guī)范,802.11：定義了無線局域網(wǎng)訪問方法和物理層規(guī)范,IEEE 802標準系列中的主要標準,4.1.5局域網(wǎng)介質訪問控制方法,1、介質訪問控制方法概念 將傳輸介質的頻帶有效地分配給網(wǎng)絡上各結點的方法稱為介質訪問控制方法。介質訪問控制方法是分配介質使用權限的機理、策略和算法，也是一項關鍵技術，它對局域網(wǎng)的體系結構、工作過程和網(wǎng)絡性能產生決定性的影響。 目前，在總線型和環(huán)型局域網(wǎng)中大都采用分布式控制方法?；诜植际降慕橘|訪問控制方法有3種：

10、適合總線結構的帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問 （CSMA/CD）方法。 適合環(huán)型結構的令牌總線（Token Bus）方法。 適合環(huán)型結構的令牌環(huán)（Token Ring）方法。 評價一個介質訪問控制方法的好壞有3個基本要素：協(xié)議是否簡單；信道利用率是否高效；網(wǎng)絡上各結點是否公平。,4.1.5局域網(wǎng)介質訪問控制方法,2、帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問 帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問是一種隨機爭用的介質訪問控制方法，如圖4-4所示。它的控制過程包括4個步驟: 載波偵聽：是指用電子技術檢測總線上有沒有其它計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)信號，以免發(fā)生碰撞。 沖突檢測：在每個站發(fā)送幀期間,同時具有檢測首先沖突的能力。一旦遇到

11、沖突，則立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)一串阻塞信號，通報總線上各站點已發(fā)生沖突。 多路訪問：當檢測到?jīng)_突并在發(fā)完阻塞信號后,需要等待一個隨機時間，然后再用CSMA的算法重新發(fā)送。 爭用方式：在總線上的每個結點都能隨時發(fā)送信息，但在同一時刻只允許一對結點可以通信，否則，就會導致信號相互疊加，造成數(shù)據(jù)錯誤，這就是線路爭用帶來的問題。,4.1.5局域網(wǎng)介質訪問控制方法,圖 4-4 CSMA/CD的工作流程圖,4.1.5局域網(wǎng)介質訪問控制方法,3、令牌環(huán)訪問控制 令牌環(huán)（Token Ring）網(wǎng)的拓撲結構是環(huán)型，網(wǎng)絡中的計算機通過傳輸線路連成一個閉環(huán),所有結點共享一條環(huán)路,屬于共享介質的局域網(wǎng)。 令牌環(huán)網(wǎng)

12、是通過在環(huán)型網(wǎng)上傳遞令牌的方式來實現(xiàn)對介質訪問控制的。在令牌環(huán)網(wǎng)中，在某一時刻也只允許一個結點發(fā)送數(shù)據(jù)。為了不產生沖突，在環(huán)中有一個特殊格式的幀沿固定方向不停地流動，這個幀稱為令牌，是用來控制各個結點介質訪問權限的控制幀。如果某個結點需要發(fā)送數(shù)據(jù)，需先截獲令牌，然后方可發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀中含有目的地址和源地址，數(shù)據(jù)幀沿與令牌相同的方向傳送，只有地址與幀中的目的地址相同的結點才接收這個數(shù)據(jù)幀，其它結點則轉發(fā)這個數(shù)據(jù)幀。當數(shù)據(jù)幀發(fā)送完畢，令牌繼續(xù)流動。,4.1.5局域網(wǎng)介質訪問控制方法,令牌環(huán)網(wǎng)的工作流程如圖4-5所示。,4.1.5局域網(wǎng)介質訪問控制方法,令牌環(huán)網(wǎng)的具體工作流程可概括為3個步驟

13、： 截獲令牌并且發(fā)送數(shù)據(jù)幀：網(wǎng)絡空閑時各結點都沒有幀發(fā)送,只有令牌在環(huán)路上繞行,此時令牌標記00000000，稱為空標記。當空閑令牌傳到這個結點時，將空標記換為11111111，稱為忙標記，然后去掉令牌的尾部，加上數(shù)據(jù)，成為數(shù)據(jù)幀，發(fā)送到下一個結點。 接收與轉發(fā)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)幀每經(jīng)過一個結點時比較數(shù)據(jù)幀中的目的地址，如果不屬于本結點則轉發(fā)出去；否則,在幀中設置已經(jīng)復制的標志，然后向下一結點轉發(fā)。 取消數(shù)據(jù)幀并且重發(fā)令牌：當數(shù)據(jù)幀通過閉環(huán)重新傳到發(fā)送結點時,發(fā)送結點不再轉發(fā)，而是檢查發(fā)送是否成功。如果數(shù)據(jù)幀傳輸失敗則重發(fā)；如果傳輸成功,則清除該數(shù)據(jù)幀，并且產生一個新的空閑令牌發(fā)送到環(huán)上。,4.1.5

14、局域網(wǎng)介質訪問控制方法,令牌環(huán)網(wǎng)的實際結構星型環(huán)路,4.1.5局域網(wǎng)介質訪問控制方法,4、令牌總線訪問控制 令牌總線（Token Bus）訪問控制也屬于共享介質的局域網(wǎng)，所有計算機都連接在總線上，在物理總線上建立一個邏輯環(huán)，令牌在邏輯環(huán)路中依次傳遞，其工作原理與令牌環(huán)相同。它同時具有上述兩種方法的優(yōu)點，既具有總線網(wǎng)的接入方便和可靠性較高的優(yōu)點，也具有令牌環(huán)網(wǎng)的無沖突和發(fā)送時延有確定的上限值的優(yōu)點。 令牌總線是一種簡單、公平、性能良好的介質訪問控制方法,令牌總線的工作流程如圖4-6示。其中，圖4-6（a）是各結點的物理連接，圖4-6（b）是各結點形成的邏輯環(huán)，在圖中結點G沒有加入到邏輯環(huán)中。,4

15、.1.5局域網(wǎng)介質訪問控制方法,圖 4-6 令牌總線的工作原理,令牌總線的物理結構是總線結構，總線上的各個結點按一定順序形成一個邏輯環(huán)，邏輯環(huán)中結點的順序與結點在總線上連接的位置無關，每個結點上都要保存它的上一個結點和下一個結點的邏輯地址或序號，并且可以動態(tài)地設置。,4.1.5局域網(wǎng)介質訪問控制方法,為了保證總線上不會出現(xiàn)多個結點同時試圖發(fā)送信息而產生沖突,令牌總線訪問控制的工作流程可概括為3個步驟： 截獲令牌。當邏輯環(huán)中的一個結點要發(fā)送數(shù)據(jù)時，必須等待令牌的到來。 地址轉載。當環(huán)中的上一個結點（例如D）在傳出令牌時，把下一個結點A的地址加到令牌中。令牌在總線上廣播，只有地址相符的結點A才接受

16、令牌,其它結點不予理睬。 令牌轉發(fā)。如果A結點沒有數(shù)據(jù)需要發(fā)送，就發(fā)出一個含有下一結點F地址的令牌；如果A結點有數(shù)據(jù)要發(fā)送，這時就可使用總線發(fā)送一個或多個數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢或到達規(guī)定的時間，就發(fā)出含有下一結點地址的令牌。,4.1.6局域網(wǎng)的網(wǎng)絡模式,網(wǎng)絡模式（Network Model）也稱計算模式或應用模式,它是計算機網(wǎng)絡處理信息的方式。不同的網(wǎng)絡模式具有不同的工作特點和服務方式。目前，局域網(wǎng)最常用的計算模式有客戶機/服務器模式、瀏覽器/服務器模式和對等服務器模式。 1、客戶機/服務器模式（Client/Server，C/S） 是一種開放式結構、集中式管理、協(xié)作式處理的主從式網(wǎng)絡應用模式。

17、 C/S模式把計算任務分成服務器部分和客戶機部分,分別由服務器和客戶機完成，數(shù)據(jù)庫在服務器上。客戶機接收用戶請求，進行適當處理后，把請求發(fā)送給服務器，服務器完成相應的數(shù)據(jù)處理功能后，把結果返回給客戶機，客戶機以方便用戶的方式把結果提供給用戶。C/S模式如圖4-7所示。,4.1.6局域網(wǎng)的網(wǎng)絡模式,4.1.6局域網(wǎng)的網(wǎng)絡模式,2、 瀏覽器/服務器模式 隨著Internet的廣泛應用，基于局域網(wǎng)的企業(yè)網(wǎng)開始采用Web技術構筑和改建自己的企業(yè)網(wǎng)（Intranet）。于是，瀏覽器/服務器（B/S）新型結構模式應運而生。B/S三層模式的體系結構如圖4-8所示。,4.1.6局域網(wǎng)的網(wǎng)絡模式,3、 對等服務

18、器網(wǎng)絡模式 對等服務器網(wǎng)絡模式中沒有專用服務器,每一臺計算機的地位平等，在網(wǎng)上的每一臺計算機既可以充當服務器,又可以充當客戶機,彼此之間進行互相訪問,平等地進行通信。典型對等局域網(wǎng)結構如圖4-9所示。,4.2 局域網(wǎng)的連接設備及其工作原理,1、網(wǎng)卡的主要功能 網(wǎng)卡的功能是與網(wǎng)絡操作系統(tǒng)配合工作，負責將要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉換為網(wǎng)絡上其它設備能夠識別的格式，如圖4-10所示。,4.2.1網(wǎng)絡接口卡,圖 4-10 網(wǎng)卡的基本功能示意圖,在局域網(wǎng)中的連接設備有網(wǎng)絡接口卡、集線器、交換機等。 網(wǎng)絡接口卡 簡稱為網(wǎng)卡,插在計算機總線插槽內或外部接口上。,4.2.1網(wǎng)絡接口卡,2、網(wǎng)卡的工作原理 網(wǎng)卡工作在數(shù)據(jù)鏈

19、路層，主要完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的大部分功能。主機與網(wǎng)卡通過控制總線來傳輸控制命令與響應，通過數(shù)據(jù)總線來發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。主機通過地址總線和控制總線,根據(jù)地址與中斷號INT識別網(wǎng)卡和其中的寄存器寫入或讀出命令或響應。,3、網(wǎng)卡的基本類型 如果按以太網(wǎng)網(wǎng)卡所支持的總線類型,可分為3種類型： 16位。適用于符合工業(yè)總線標準ISA的網(wǎng)卡。 32位。適用于符合擴展的工業(yè)總線標準EISA、MAC、VL-BUS、PCI的網(wǎng)卡。 特殊總線。適用于符合MCIA、并行口、USB的網(wǎng)卡。,system4 system5 system6,4.2.2集線器,集線器(Hub)是局域網(wǎng)中重要的部件之一，其實質是一個多端口的

20、中繼器。中繼器通常帶有兩個端口,用于連接一對同軸電纜，而隨著雙絞線以太網(wǎng)的出現(xiàn),中繼器被做成具有多個端口的裝置，用在星型布線系統(tǒng)中,并稱其為集線器。集線器在網(wǎng)絡中的連接如4-11圖所示。,HUB1,Server system1 system2 system3,HUB2,圖 4-11 集線器在網(wǎng)絡中的連接,4.2.2集線器,1、集線器的主要功能 在使用10Base-T的以太網(wǎng)協(xié)議組網(wǎng)時，集線器的作用就顯得十分重要，它主要有以下5個方面的功能。,4.2.2集線器,2、線器的工作原理 集線器作為以太網(wǎng)的中心連接設備時，所有結點通過非屏蔽雙絞線與集線器連接。在物理結構是星型結構，在邏輯上仍然是總線型結

21、構，并且在MAC層仍然使用CSMA/CD介質訪問控制方法。集線器的基本結構如圖4-12所示。,4.2.2集線器,3、集線器的基本類型 集線器有多種不同的類型，并有多種不同的分類方法。 按網(wǎng)絡類型分類，可分為： 以太網(wǎng)Hub、令牌環(huán)網(wǎng)Hub、FDDI Hub等。 按集線器端口連接介質不同分類，可分為： 同軸電纜、雙絞線和光纖三種類型。 按集線器支持的傳輸速率不同分類，可分為： 10Mbit/s、100Mbit/s和10/100Mbit/s。 按集線器結構不同分類，可分為： 獨立式集線器、堆疊式集線器和模塊式集線器三種。,4.2.3交換機,交換機(Switch)也稱為交換器活交換式集線器，是專門為

22、計算機之間能夠相互通信且獨享帶寬而設計的一種包交換設備。目前交換機已取代傳統(tǒng)集線器在網(wǎng)絡連接中的霸主地位，成為組建和升級以太局域網(wǎng)的首選設備。 1、交換機的主要功能 交換機大多工作數(shù)據(jù)鏈路層,其功能是對封裝數(shù)據(jù)進行轉發(fā)，在端口之間建立并行的連接，以縮小沖突域，并隔離廣播風暴。交換機的最大特點是可以將一個局域網(wǎng)劃分成多個端口,每個端口可以構成一個網(wǎng)段，扮演著一個網(wǎng)橋的角色,而且每一個連接到交換機上的設備都可以享用自己的專用帶寬。交換機與各網(wǎng)段的連接如圖4-13所示。,4.2.3交換機,交換機的最大特點是可以將一個局域網(wǎng)劃分成多個端口,每個端口可以構成一個網(wǎng)段,扮演著一個網(wǎng)橋的角色,而且每一個連接

23、到交換機上的設備都可以享用自己的專用帶寬。,4.2.3交換機,2、交換機的工作原理 交換機之所以比集線器的性能優(yōu)越，其關鍵是交換機中的MAC地址表，并有先進的轉發(fā)方式。 (1) MAC地址表：集線器雖然也能組網(wǎng),但僅起到物理層的電信號放大作用，需要通過網(wǎng)絡上層的幫助才能完成將數(shù)據(jù)幀轉發(fā)到目的計算機，這樣會降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。交換機通過專用集成電路(ASIC)能夠完成一定智能的功能，通過查看每個端口接收的幀的源地址,迅速建立一個端口和MAC地址的映射關系,并存儲在內容關聯(lián)存儲器(CAM)里形成一個端口和MAC地址的對應表，即MAC地址表，然后根據(jù)這個表轉發(fā)數(shù)據(jù)幀。 下面以實例說明交換機MAC地址

24、表的建立過程。,4.2.3交換機, 假設有一臺交換機的4個端口分別連到4臺用戶終端，它們有不同的MAC地址，開始交換機的MAC地址表是空的，如圖4-14所示。,4.2.3交換機, 當終端A第一次向終端C發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，由于首次發(fā)送時不知道終端C在何處，所以向其它各端口復制轉發(fā)這個數(shù)據(jù)幀，這個過程稱為泛洪，如圖4-15所示。,4.2.3交換機, 當終端D第一次向終端C發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，交換機將E3端口和幀的源地址寫入表中。交換機獲得到了所有終端的MAC地址，并建立了對應關系表，如圖4-16所示。,4.2.3交換機, 當下一次終端A向終端C發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，交換機查看幀的目的地址，并查找MAC地址表，找到對

25、應E2端口，直接將這個數(shù)據(jù)幀轉發(fā)到E2端口，如圖4-17所示。,4.2.3交換機, 交換機的幀轉發(fā)方式：早期的交換機采用靜態(tài)交換方式，即端口連接通道是不變的,它由人工預先進行配置?，F(xiàn)在各廠家的以太網(wǎng)交換機產品幾乎全部采用動態(tài)交換方式，目前常用的動態(tài)交換方式可分為3類：直接交換方式、存儲轉發(fā)方式、改進的直接交換方式。按應用領域劃分：,1,直接交換方式,2,存儲轉發(fā)方式,改進的直接交換方式,3,4.2.3交換機,3、交換機的基本類型 自1993年局域網(wǎng)交換機出現(xiàn)后,隨著交換機技術的發(fā)展，其產品的類型也越來越多，通常分類方法有3種。 按應用領域劃分:可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)交換機。廣域網(wǎng)交換機主要應用于

26、電信領域,提供通信基礎平臺；局域網(wǎng)交換機則應用于局域網(wǎng)絡，用于連接終端設備。 按傳輸速率劃分：可分為以太網(wǎng)交換機、100M交換機和1000M交換機、FDDI交換機、ATM交換機和令牌環(huán)交換機。 按結構形式劃分：可分為獨立式交換機、堆疊式交換機和模塊式交換機。,4.2.3交換機,4、交換機與集線器的比較 交換機與集線器的外形和連接方式是相似的，它們之間的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下3個方面。,工作方式,工作帶寬,4.3 局域網(wǎng)組網(wǎng)方法,4.3.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng),以太網(wǎng)(Ethernet)是基于總線型的廣播式網(wǎng)絡，在現(xiàn)有的局域網(wǎng)標準中，它是最早標準化的局域網(wǎng)，也是目前最成熟、最成功、應用最廣泛的一種局域網(wǎng)技術

27、。對于10Mbit/s傳統(tǒng)以太網(wǎng)，IEEE 802.3定義了4種規(guī)范,如圖4-18所示。,4.3.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng),1、粗纜以太網(wǎng)（ 10Base-5 ） 用粗同軸電纜組建的網(wǎng)絡稱為粗纜以太網(wǎng)，又可表示為10Base-5，它是最早出現(xiàn)的以太網(wǎng)。,粗纜以太網(wǎng)粗同軸電纜、收發(fā)器、收發(fā)器電纜、網(wǎng)絡適配卡、終接器等5部分組成，其結構如圖4-19所示。,4.3.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng),2、細纜以太網(wǎng)（10Base-2） 10Base-2是總線型細同軸電纜以太網(wǎng)的簡略標示符。,10Base-2主要由細同軸電纜、網(wǎng)絡 適配卡、BNC電纜連接器等3部分組成，其結構組成如圖4-20所示。,4.3.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng),3、雙絞

28、線以太網(wǎng)（ 10Base-T ） 10Base-T是IEEE 802委員會于1990年9月正式建立的非屏蔽雙絞線傳輸10Mbit/s基帶以太網(wǎng)標準，邏輯上為總線型拓撲的網(wǎng)絡，稱為共享式集線器。實際上，雙絞線以太網(wǎng)是一個物理上的星型拓撲結構，所以當一條電纜出現(xiàn)故障時只影響它所連接的那臺計算機。10Base-T由雙絞線、雙絞線連接器、網(wǎng)絡適配卡、集線器等組成,其結構組成如圖4-21所示。,4.3.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng),4、光纖以太網(wǎng)（10Base-F） 10Base-F是10Mbit/s光纖以太網(wǎng)，它使用多模光纖傳輸介質，在介質上傳輸?shù)氖枪庑盘柖皇请娦盘枴Ｒ虼?，它具有傳輸距離長、安全可靠、可避免電擊等

29、優(yōu)點。 10Base-T由雙絞線、雙絞線連接器、網(wǎng)絡適配卡、集線器等組成,其結構組成如圖4-22所示。,4.3.2 局域網(wǎng)的擴展,網(wǎng)絡互聯(lián)可在四個層次上實現(xiàn)：物理層、鏈路層、網(wǎng)絡層和更高層。就局域網(wǎng)而言，其擴展主要在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，并且通常利用集線器和交換機來實現(xiàn)。 1、利用集線器進行擴展 在物理層利用集線器對小型局域網(wǎng)連接，其連接方法有多集線器級聯(lián)結構和堆疊式級聯(lián)結構,其結構如圖4-23所示。,圖 4-23 用集線器擴展局域網(wǎng),2、利用交換機進行擴展 在鏈路層上擴展局域網(wǎng)通常使用交換機或網(wǎng)橋。利用交換機擴展局域網(wǎng)時，類同集線器一樣，交換機可以與交換機互聯(lián)，也可以直接與終端機相連，還可以通

30、過交換機連接集線器的方式相連。使用交換機的基本結構如圖4-24所示。,4.3.2 局域網(wǎng)的擴展,3、關于生成樹協(xié)議圖 利用交換機可以擴展局域網(wǎng),但帶來了“廣播風暴問題”。當網(wǎng)絡中存在環(huán)路時,交換機可能會再次接收到同一數(shù)據(jù)幀，由于交換機中沒有該數(shù)據(jù)幀的轉發(fā)記錄，因此繼續(xù)轉發(fā)該數(shù)據(jù)幀，下面以圖4-25所示結構中數(shù)據(jù)的轉發(fā)為例進行說明。,4.3.2 局域網(wǎng)的擴展,圖4-25所示拓撲結構表示一個存在環(huán)路的局域網(wǎng)絡，當PCA還沒有發(fā)送過任何數(shù)據(jù)時,則B1、B2和B3都不會學習到PCA的MAC地址；當PCA發(fā)送了一個到LAN2的數(shù)據(jù)幀時，此時三個網(wǎng)橋都接收這個數(shù)據(jù)幀,并將PCA地址記錄在LAN1上，排隊等

31、待將這個數(shù)據(jù)幀轉發(fā)到LAN2上。假設網(wǎng)橋B1首先成功地發(fā)送數(shù)據(jù)幀到LAN2上，那么B2和B3將再次收到這個數(shù)據(jù)幀。因為B1對B2和B3來說是透明的,這個數(shù)據(jù)幀就好像是PCA在LAN2上發(fā)送的一樣。于是，B2和B3記錄PCA在LAN2上，排隊等待將這個新接收到得數(shù)據(jù)幀轉發(fā)到LAN1。假設這時網(wǎng)橋B2成功將最初的數(shù)據(jù)幀轉發(fā)到LAN1，那么B1和B3都接收到這個數(shù)據(jù)幀排隊等待轉發(fā)該數(shù)據(jù)幀到LAN2。,4.3.2 局域網(wǎng)的擴展,4.4 高速局域網(wǎng),前面討論的局域網(wǎng)均屬傳統(tǒng)局域網(wǎng)，傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術是建立在“共享介質”的基礎上，隨著局域網(wǎng)的迅速普及，上網(wǎng)用戶越來越多,因而必然存在以下問題: 大量用于辦公自動

32、化與信息處理的PC機都需要連網(wǎng),會造成局域網(wǎng)規(guī)模的不斷增大，網(wǎng)絡通信量大大增加，因此局域網(wǎng)網(wǎng)絡帶寬與性能已不能適應要求。 當網(wǎng)絡結點數(shù)增大時，網(wǎng)絡通信負荷加重，沖突和重發(fā)現(xiàn)象大量發(fā)生，網(wǎng)絡效率急劇下降，網(wǎng)絡傳輸延遲增大，網(wǎng)絡服務質量下降。 基于Web的Internet/Intranet應用要求更高的通信帶寬,如果數(shù)據(jù)傳輸率仍為10Mbit/s，顯然是不能適應的。 這些因素促使人們研究高速局域網(wǎng)技術，改善局域網(wǎng)性能，以適應各種新的應用環(huán)境的要求。,4.4 高速局域網(wǎng),我們把數(shù)據(jù)傳輸速率在100Mbit/s以上的局域網(wǎng)稱為高速局域網(wǎng)。為了提高局域網(wǎng)的帶寬,克服網(wǎng)絡規(guī)模與網(wǎng)絡性能之間的矛盾，改善局域

33、網(wǎng)的性能以適應新的應用環(huán)境的要求,人們開展了對高速網(wǎng)絡技術的研究,提出了以下幾種解決方案。,1,2,3,4,提高以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率，增加絕對帶寬。,采用網(wǎng)絡分段，將一個大型局域網(wǎng)劃分成多個子網(wǎng)。,使用交換機，將“共享介質方式”改為“交換方式”。,采用先進的網(wǎng)絡技術。,4.4 高速局域網(wǎng),在上述4種方案中,由于ATM技術復雜等原因,近年來新建的局域網(wǎng)已經(jīng)很少使用，目前使用最多的是前3項技術方案。今天的以太網(wǎng)已發(fā)展到快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、萬兆以太網(wǎng)、乃至10萬兆以太網(wǎng)。高速局域網(wǎng)的發(fā)展如圖4-26所示。,1985 1989 1994 1995 1998 2002 （年）,10Mbit/s 100

34、Mbit/s 100Mbit/s 100Mbit/s 1000Mbit/s 10000Mbit/s IEEE 802 FDDI 100VG FE GE 10GE,圖 4-26 高速局域網(wǎng)的發(fā)展,隨著計算機網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展和用戶對網(wǎng)絡速率與帶寬的要求，現(xiàn)在大多使用千兆以上的以太網(wǎng)。,4.4.1光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）主干網(wǎng),1、光纖分布式數(shù)據(jù)接口的概念 光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）是第一個高速局域網(wǎng)技術，是一種以光纖作為傳輸介質、傳輸速率為100Mbit/s的高速主干網(wǎng)。用以連接不同的局域網(wǎng)，如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等。FDDI網(wǎng)絡覆蓋的最大距離可達200km，最多可連接1000個結點。,4

35、.4.1光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）主干網(wǎng),2、FDDI的主要應用 FDDI作為一種主干網(wǎng)技術,曾經(jīng)在較大地理范圍的園區(qū)主干網(wǎng)絡領域中獲得了廣泛的應用,主要用于以下4種應用環(huán)境。 機房主干網(wǎng)：用于計算機機房中大、中型計算機與高速外設之間的連接,以及對可靠性、傳輸速度與系統(tǒng)容錯要求較高的環(huán)境。 機群主干網(wǎng)：用于連接辦公室或建筑物群中大量的小型機、工作站、服務器、個人計算機與各種外設。 校園主干網(wǎng)：用于連接分布在校園各個建筑物中的小型機、服務器、工作站、個人計算機，以及多個局域網(wǎng)。 區(qū)域主干網(wǎng)：用于連接地理位置相距幾公里的多個校園網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)，成為一個區(qū)域性的主干網(wǎng)。 FDDI作為主干網(wǎng)互聯(lián)多個局

36、域網(wǎng)的結構如圖4-27所示,4.4.1光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）主干網(wǎng),FDDI曾是主干網(wǎng)的主流技術之一。隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，F(xiàn)DDI-和交換式FDDI技術已投入使用，它們能更好地支持實時性業(yè)務。,4.4.2快速以太網(wǎng)（Fast Ethernet）,1、快速以太網(wǎng)的概念 面對用戶對局域網(wǎng)帶寬的要求，其解決方案一是重新設計新的局域網(wǎng)體系結構與介質訪問控制方法；二是保持局域網(wǎng)體系結構與介質控制方法不變，設法提高傳輸速率。對于目前已大量存在的以太網(wǎng)來說，既要保護用戶的已有投資，又要增加網(wǎng)絡帶寬，而快速以太網(wǎng)就是符合后一種要求的新一代高速局域網(wǎng)。 快速以太網(wǎng)主要解決網(wǎng)絡帶寬在局域網(wǎng)應用中的問

37、題。100Base-T是10Base-T的擴展,它保留著傳統(tǒng)的10Mbit/s速率以太網(wǎng)的所有特征，即相同的數(shù)據(jù)格式、相同的介質訪問控制方法和相同的組網(wǎng)方法,只是把以太網(wǎng)的發(fā)送時間由100ns降低到10ns，而將傳輸速率從10Mbit/s提高到100Mbit/s。,4.4.2快速以太網(wǎng)（Fast Ethernet）,2、協(xié)議標準 快速以太網(wǎng)的MAC層可以支持多種傳輸介質，目前制定了4種傳輸介質的標準，F(xiàn)ast以太網(wǎng)的協(xié)議結構如圖4-28所示 。,4.4.2快速以太網(wǎng)（Fast Ethernet）,3、快速以太網(wǎng)的拓撲結構 100Base-TX的拓撲結構及網(wǎng)絡連接技術要求如下圖所示。,100Ba

38、se-TX的拓撲結構示意圖,4.4.2快速以太網(wǎng)（Fast Ethernet）,4、應用實例 在網(wǎng)絡設計中，快速以太網(wǎng)通常采用快速以太網(wǎng)集線器作為中央設備（100Base-TX)，使用非屏蔽5類雙絞線以星型連接的方式連接網(wǎng)結點(工作站或服務器)以及另一個快速以太網(wǎng)集線器和10Base-T的共享集線器，其連接如圖4-29所示。,4.4.3千兆以太網(wǎng)（Gigabit Ethernet）,1、千兆以太網(wǎng)的概念 盡管快速以太網(wǎng)具有高可靠性、易擴展性、低成本等優(yōu)點,并且成為高速局域網(wǎng)方案中的首選技術，但由于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫、多媒體通信和視頻技術的廣泛應用，人們不得不尋求更高帶寬的局域網(wǎng)，千兆以太網(wǎng)就是在這種背

39、景下產生的。 與快速以太網(wǎng)的相同之處是：千兆以太網(wǎng)同樣保留著傳統(tǒng)的100Base-T的所有特征，即相同的數(shù)據(jù)格式、相同的介質訪問控制方法CSMA/CD和相同的組網(wǎng)方法，而只是把以太網(wǎng)每個比特的發(fā)送時間由100ns降低到1ns。千兆以太網(wǎng)發(fā)展很快,目前已被廣泛地應用于大型局域網(wǎng)的主干網(wǎng)中。,4.4.3千兆以太網(wǎng)（Gigabit Ethernet）,2、協(xié)議標準 千兆以太網(wǎng)標準化的工作是從1995年開始的,千兆以太網(wǎng)中的MAC子層仍然采用CSMA/CD的方法,物理層標準可以支持多種傳輸介質，目前制定了4種傳輸介質的標準。千兆以太網(wǎng)的協(xié)議結構如圖4-30所示。,3、應用實例 在網(wǎng)絡設計中，通常用一個

40、或多個千兆以太網(wǎng)交換機構成主干網(wǎng)，以保證主干網(wǎng)的帶寬；用快速以太網(wǎng)交換機,4.4.3千兆以太網(wǎng)（Gigabit Ethernet）,構成樓內局域網(wǎng)。組網(wǎng)時，采用層次結構,將幾種不同性能的交換機結合使用,千兆以太網(wǎng)的協(xié)議結構如圖4-31所示。,圖 4-31 千兆交換以太網(wǎng)應用實例,4.4.4萬兆以太網(wǎng)（10Gigabit Ethernet）,1、萬兆以太網(wǎng)的概念 萬兆以太網(wǎng)（10Gigabit Ethernet,10GE）是以太網(wǎng)系列的最新技術,傳輸速率比千兆以太網(wǎng)提高了10倍，通信距離可延伸到40km，在應用范圍上得到了更多的擴展,它不僅適合所有傳統(tǒng)局域網(wǎng)的應用場合,更能延伸到傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術受

41、到限制的城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)范圍。 2、協(xié)議標準 萬兆以太網(wǎng)標準主要包括：兼容802.3標準中定義的最小和最大以太網(wǎng)幀長度；僅支持全雙工方式；使用點對點鏈路,結構化布線組建星型物理結構的局域網(wǎng)；支持802.3ad鏈路匯聚協(xié)議；在MAC/PLS服務接口上實現(xiàn)10Gbit/s的傳輸速率等。萬兆以太網(wǎng)的層次結構如圖4-32所示。,4.4.4萬兆以太網(wǎng)（10Gigabit Ethernet）,4.4.4萬兆以太網(wǎng)（10Gigabit Ethernet）,3、主要產品 隨著萬兆以太網(wǎng)標準的制定，市場上出現(xiàn)了許多支持萬兆以太網(wǎng)的產品。從其產品體系結構來看，萬兆以太網(wǎng)產品可以分為以下兩大類： 萬兆以太網(wǎng)交換模塊：

42、是直接在千兆產品上增加萬兆以太網(wǎng)模塊。 萬兆以太網(wǎng)交換機路由器：是在（模塊）帶寬、交換能力、ASIC處理能力、數(shù)據(jù)包轉發(fā)能力等方面真正為萬兆以太網(wǎng)技術而重新設計體系結構的交換機/路由器。,4.4.4萬兆以太網(wǎng)（10Gigabit Ethernet）,4、萬兆以太網(wǎng)的應用 萬兆以太網(wǎng)技術突破了傳統(tǒng)以太網(wǎng)近距離傳輸?shù)南拗?，除了可應用在局域網(wǎng)和園區(qū)網(wǎng)外，也能夠方便地應用在城域甚至廣域范圍。萬兆以太網(wǎng)技術不但提供了更豐富的帶寬和處理能力，而且保持了以太網(wǎng)一貫的兼容性和簡單易用、升級容易的特點。目前萬兆以太網(wǎng)的應用主要在校園網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)、寬帶IP城域網(wǎng)、數(shù)據(jù)信息中心、超級計算中心等方面。 在校園網(wǎng)中的應用

43、：隨著高校多媒體網(wǎng)絡教學、數(shù)字圖書館等應用的展開，高校校園網(wǎng)已成為萬兆以太網(wǎng)的重要應用場所。利用10GE高速鏈路構建校園網(wǎng)的骨干鏈路與各教學區(qū)(分校)之間的連接，可以實現(xiàn)端到端的以太網(wǎng)訪問，以提高傳輸效率，有效保證遠程多媒體教學和數(shù)字圖書館等業(yè)務的開展。,4.4.4萬兆以太網(wǎng)（10Gigabit Ethernet）,圖 4-33 10GE在校園網(wǎng)中的應用,10GE高速鏈路構建校園網(wǎng)的骨干鏈路如圖4-33所示。,4.4.4萬兆以太網(wǎng)（10Gigabit Ethernet）, 在城域網(wǎng)中的應用：隨著流媒體視頻、多媒體互動游戲的應用,對城域網(wǎng)的帶寬提出了更高的要求。在城域網(wǎng)骨干層部署10GE，可簡化

44、網(wǎng)絡結構、降低成本、便于維護。用10GE直接作為城域網(wǎng)骨干的結構如圖4-34所示。,4.4.4萬兆以太網(wǎng)（10Gigabit Ethernet）, 在數(shù)據(jù)中心的應用 隨著服務器紛紛采用千兆鏈路連接網(wǎng)絡, 匯聚這些服務器的上行寬帶將逐漸成為業(yè)務瓶頸。因此，使用10GE高速鏈路可以為數(shù)據(jù)中心出口提供充分的帶寬保障。 隨著計算機網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，萬兆網(wǎng)絡和千兆桌面已成為網(wǎng)絡交換市場的主流，萬兆以太網(wǎng)技術將得到更加廣泛的應用,現(xiàn)已出現(xiàn)了10萬兆以太網(wǎng)，并已投入市場應用。,4.4.5交換式以太網(wǎng)（Switching Ethernet）,1、交換式以太網(wǎng)的概念 局域網(wǎng)從介質訪問控制方式的角度可以分為共享

45、式局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)。對于使用共享式集線器的用戶，在某一時刻只能有一對用戶進行通信，即在某一時刻只有一個結點可以發(fā)送數(shù)據(jù)，所有結點共享網(wǎng)絡帶寬。集線器的帶寬被一個結點所獨占，其它結點之間不能傳輸數(shù)據(jù)。這樣，集線器就成為了網(wǎng)絡的瓶頸。 為了提高網(wǎng)絡的性能和通信效率，交換式局域網(wǎng)采用了以太網(wǎng)交換機為核心的技術。交換機提供了多個通道，它允許多個用戶之間同時進行數(shù)據(jù)傳輸，因而解決了由集線器構成的網(wǎng)絡的瓶頸。,4.4.5交換式以太網(wǎng)（Switching Ethernet）,交換式局域網(wǎng)可分為交換式以太網(wǎng)與ATM局域網(wǎng)以及在此基礎上發(fā)展起來的虛擬局域網(wǎng)。其中，交換式以太網(wǎng)應用最為廣泛，已成為當前局域網(wǎng)技

46、術的主流。共享介質局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)的工作原理與兩者之間的主要區(qū)別如圖4-35所示。,4.4.5交換式以太網(wǎng)（Switching Ethernet）,2、交換式以太網(wǎng)的基本結構 以太網(wǎng)交換機可以有多個端口，每個端口可以單獨與個結點連接,也可以與一個共享介質式的以太網(wǎng)集線器連接，交換機與工作站之間組成星型拓撲結構。典型的交換式以太網(wǎng)的結構如圖4-36所示。,4.4.5交換式以太網(wǎng)（Switching Ethernet）,3、交換式以太網(wǎng)的主要特點 兼顧性：交換式以太網(wǎng)能保留現(xiàn)有以太網(wǎng)的基礎設施，而不必淘汰現(xiàn)有設備，只需要將共享式集線器更換為交換機。 兼容性：以太網(wǎng)交換機可以與現(xiàn)有的以太網(wǎng)集線器

47、相結合，實現(xiàn)各類廣泛的應用。 易用性：以太網(wǎng)交換技術是基于以太網(wǎng)的技術，對用戶有較好的熟悉度，易學易用。 靈活性：使用以太網(wǎng)交換機可以支持虛擬局域網(wǎng)應用,使網(wǎng)絡的管理更加靈活。 支持性：交換式以太網(wǎng)可以使用各種傳輸介質,支持3類/5類UTP以及同軸電纜，尤其是使用光纜，可以使交換式以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡的主干。,4.4.5交換式以太網(wǎng)（Switching Ethernet）,4、交換式以太網(wǎng)的應用實例 在實際應用中,通常將一臺或多臺快速交換以太網(wǎng)交換機連接起來，構成園區(qū)的主干網(wǎng),再下連交換以太網(wǎng)交換機或自適應交換以太網(wǎng)交換機，組成全交換的快速交換式以太網(wǎng)。 通常,用以太網(wǎng)交換機構成星型結構，主干交換機

48、可以連接共享式快速以太網(wǎng)設備，其連接結構如圖4-37所示。,4.4.6虛擬局域網(wǎng),虛擬局域網(wǎng)（Virtual Local Area Network，VLAN）是為解決以太網(wǎng)的廣播問題和安全性而提出的一種協(xié)議，對簡化校園網(wǎng)的管理、保證校園網(wǎng)的高速可靠運行起到了非常重要的作用。 1、VLAN的概念 所謂虛擬，是指在邏輯上可以通過網(wǎng)絡管理來劃分邏輯工作組的物理網(wǎng)絡，物理用戶可以根據(jù)自己的需求，而不是根據(jù)用戶在網(wǎng)絡中的物理位置來劃分網(wǎng)絡。 VLAN技術出現(xiàn)以前，為了在對網(wǎng)絡進行分段的同時，還要達到抑制網(wǎng)絡中的廣播信息的目的，采用的方法是根據(jù)路由器端口將用戶分成若干個邏輯組，每個組以本樓層的集線器或交換

49、機為核心構成一個子網(wǎng)。,4.4.6虛擬局域網(wǎng),圖 4-39 路由器把用戶按集線器/交換機組織為邏輯工作群組,假如整個網(wǎng)絡按部門被劃分為三個VLAN，分別是工程部VLAN、市場部VLAN及技術部VLAN，而每個部門中的工作站可能位于不同的樓層，則可設計成如圖4-39所示結構。,4.4.6虛擬局域網(wǎng),2、VLAN協(xié)議標準 802.10標準：1995年,Cisco公司提倡使用IEEE 802.10協(xié)議。然而，大多數(shù)802委員會的成員都反對推廣802.10。因為該協(xié)議是基于Frame Tagging方式的，這樣將導致不定長的數(shù)據(jù)幀，使ASCII字符的傳輸變得非常困難。 802.1Q標準：1996年3月

50、，IEEE 802.10 Internet工作委員會結束了對VLAN初期標準的修訂工作，新出臺的標準進一步完善了VLAN的體系結構802.1Q,統(tǒng)一了Frame Tagging方式中不同廠商的標簽格式，并制定了VLAN標準在未來一段時間內的發(fā)展方向。,4.4.6虛擬局域網(wǎng),3、VLAN的劃分 劃分VLAN的基本方法取決于VLAN的劃分策略,而這些策略是需要VLAN交換機上管理軟件的支持的。下面介紹3種常用的虛擬網(wǎng)絡劃分方法。 基于交換機端口劃分：最初，許多廠商都是利用交換機的端口號來劃分VLAN,即把一個或多個交換機上的幾個端口劃分在一個邏輯組。例如，交換機端口的1、2、3、7和8設置為VLA

51、Nl，其余端口設置為VLAN2，那么連接到端口1-3，7-8的工作站都屬于VLANl，連接到其余端口的工作站都屬于VLAN2,如圖4-40(a)所示。 基于端口的VLAN劃分也可以跨越多臺交換機，如圖4-40（b）所示。,4.4.6虛擬局域網(wǎng),4.4.6虛擬局域網(wǎng),基于交換機端口劃分具有如下優(yōu)特點：,特點,優(yōu)點,缺點,4.4.6虛擬局域網(wǎng), 基于MAC地址劃分：是以網(wǎng)卡的MAC地址來決定隸屬的虛擬網(wǎng)。MAC地址是指網(wǎng)卡的物理地址，由12位16進制數(shù)表示，前8位為廠商標識，后4位為網(wǎng)卡標識。,優(yōu)點,缺點,特點,4.4.6虛擬局域網(wǎng), 基于網(wǎng)絡層協(xié)議或地址劃分：與基于MAC地址VLAN類似，可以通

52、過收到的分組中的IP地址或協(xié)議類型來確定端口所屬的VLAN，并要求交換機能夠處理網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)。,優(yōu)點,缺點,特點,4.4.6虛擬局域網(wǎng),4、VLAN的應用實例 某單位財務報表統(tǒng)計員在財務辦公室辦公,而勞資管理員在人事辦公室辦公,這兩個部門都各有一臺Catalyat2950交換機?？紤]到有些財務報表不能讓其他人知道,但又能在她們之間共享,要求網(wǎng)絡管理員通過配置以太網(wǎng)交換機來解決這一問題。 統(tǒng)計員的電腦和管理員的電腦同屬于VLAN3,且能相互通信；其它財務用戶PCA和PCD同屬于VLAN2且能相互通信。其拓撲結構如圖4-41所示。 在確定拓撲結構之后確定主機的IP地址和子網(wǎng)掩碼,由于PCA與PCD同處于一個VLAN，IP應設為同一個網(wǎng)段；PCB與PCC在同一個VLAN，IP應設為同一個網(wǎng)段。因此，各主機的IP地址與子網(wǎng)掩碼如表4-2所示,4.4.6虛擬局域網(wǎng),圖 4-41 網(wǎng)絡