1、3.1局域网的基本概念3.2局域网体系结构与协议标准3.3以太网技术3.4高速以太网技术3.5其他局域网技术简介3.6现代局域网技术3.7习题,第3章局域网技术,3.1.1 局域网的产生和发展最早出现的计算机网络是广域网。“局域网（LAN）”是20世纪80年代伴随着PC机的迅速普及而发展起来的。局域网是一种在有限地理范围内将大量PC机及各种网络设备互联，实现数据通信和资源共享的计算机网络。局域网是当今各企/事业单位实现信息化的基础平台。局域网的标准化。以太网从1980年公布标准以来，其传输速率从10M/s提高了1000倍以上。交换式局域网技术，是局域网技术的一场革命。无线局域网技术发展迅速。,
2、3.1 局域网的基本概念,3.1.2 局域网特点与应用覆盖有限地理范围，拓扑结构规则。数据传输速率高，通常101000Mb/s之间。传输质量好，响应速度快，误码率低，一般在10-8 10-11以下，可靠性高。方便共享网内资源，包括主机、外设、软件、数据。以PC机为主体，多采用C/S模式。可采用多种传输介质，如双绞线、同轴电缆、光纤等。局域网，一般为一个机构自建专用。局域网一般仅包含OSI模型的低两层功能，即仅涉及通信子网的内容，所以连到局域网的计算机必须加上高层协议和网络软件才能组成计算机网络。协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短，便于管理和扩充。多采用分布式控制和广播式通信。,3.1.3
3、局域网的分类 根据不同的观察角度，有多种分类方法。按网络拓扑结构分类，总线型、环形、星形、混合型等；按传输介质分类，同轴电缆、双绞线、光纤、无线按介质访问控制方式分类，以太网（Ethernet）、令牌网（Token Ring）和令牌总线网（Token Bus）按网络操作系统分类按数据传输速度分类按信息交换方式分类，交换式、共享式站点之间工作模式，集中式和分散式。,3.1.4 局域网技术的关键要素 一、局域网数据传输方式局域网节点间距离短，采用数字线路直接基带数据传输，因而设备简单，传输成本低。基带传输不能采用频分复用方式使用信道，只能采用时分复用方式分时使用信道。,3.1.4 局域网技术的关键
4、要素 二、局域网技术关键要素（1）传输介质不同传输介质的物理连接特性决定了局域网的拓扑结构。双绞线适合点对点设备的星形拓扑结构；同轴电缆适合连接成总线型拓扑结构；光纤既适合于环形，又适合于星形，但不适合总线型拓扑结构。另外，不同的传输介质决定了网络可能达到的数据传输速率。,3.1.4 局域网技术的关键要素 二、局域网技术关键要素（2）拓扑结构局域网容易规划构成简洁、规则的拓扑结构，这是与广域网的最重要的区别，它决定了局域网技术的特殊性。最初为降低信道成本，采用简单的共享信道连接各设备进行通信（即多点接入技术或多址访问技术），如传统局域网最早采用总线型和环形而不采用网状拓扑结构；后来随着传输介质
5、的和设备的发展出现了星形和树形拓扑结构；对于不同的拓扑结构必须采用不同的接种访问控制方式。,3.1.4 局域网技术的关键要素 二、局域网技术关键要素（3）介质访问控制方法局域网介质访问控制的主要目的是实现网络传输信道的合理分配。局域网采用多点接入，共享公共传输介质，任何物理信道某一时间内只能为一个节点传输数据，既要充分利用信道资源，又不致发生各站点相互冲突。这就需要仲裁机制解决信道共享与独占的矛盾。局域网数据链路层必须有介质访问控制功能。关于介质访问控制技术下面展开介绍。,3.1.4 局域网技术的关键要素 三、介质访问控制技术合理解决信道使用权的分配问题。一个好的介质访问控制协议有3个基本目标
6、：协议简单，易于实现；信道利用率高；对网上各站点公平合理。共享介质的访问技术有两大类：集中式和分布式。,3.1.4 局域网技术的关键要素三、介质访问控制技术1、集中式控制网络中设置一个集中控制设备专门实施对介质的访问控制功能，管理各节点通信，各节点只有经它授权才可访问介质向网络发送数据。2、分布式控制网络中不设专门的集中控制设备，各站点间的通信安照某种事先的约定由各站点分布式完成介质访问控制功能，动态决定站点对信道的使用权。,3.1.4 局域网技术的关键要素三、介质访问控制技术2、分布式控制局域网一般采用分布式信道控制方式。流行的有两种：（1）随机式访问机制，以竞争方式获得使用权；（2）令牌传
7、递访问机制，顺序访问。普遍采用并形成国际标准的介质访问方法有3种：带有冲突检测的载波监听多路访问方法（CSMA/CD）、令牌总线方法（Token Bus）、令牌环方法（Token Ring）。目前最常用的局域网是“以太网”。传统以太网采用总线结构拓扑形状，各站点共享一条物理信道，以随机竞争方式争用总线，广播方式通信（“以太”的含义）。每个时刻只能有一个站点使用信道，若多个站点同时发送数据必然造成冲突（碰撞），需要解决信道共享与独占的矛盾。,3.1 局域网体系结构的特殊性由于局域网采用共享介质，广播方式工作，不存在路由选择问题，所以没有网络层及以上层次，只有OSI模型中的低两层（物理层与数据链路
8、层）。局域网采用广播方式工作，网内通信可采用物理地址。由于要解决信道的共享与独占间的矛盾（信道使用权的问题），局域网将数据链路层分为两个子层：“逻辑链路子层(LLC层)”和“介质访问控制子层(MAC)层”。这是局域网最具代表行的特色。,3.网络体系结构与协议标准,广播方式工作示意图,IEEE 802参考模型与OSI参考模型的关系,逻辑链路子层(LLC层): 完成数据成帧、差错控制、流量控制、链路管理四方面功能。对上屏蔽各种网络拓扑形状、介质访问控制方式的差异，对所有类型的局域网是相同的。由IEEE802.2标准规定。介质访问控制子层(MAC)层： 实现对不同拓扑结构、不同传输介质的访问控制（解
9、决信道使用权的问题）。针对不同拓扑结构、不同传输媒体的局域网，有多种标准（如：IEEE802.3(CSMA/CD协议)、IEEE802.4(Token Bus协议) 、 IEEE802.5 (Token Ring协议)等）。,MAC地址在局域网中，连网计算机通过网络适配器（俗称“网卡”）接入信道进行通信。每一块网卡都有一个全世界唯一的48比特（ 6Byte ）的地址，作为站点的全球唯一标识符。从局域网体系结构看，网卡地址由MAC子层识别，因此其技术名称为“MAC地址”。 MAC地址已被固化在网卡中，也称为网卡物理地址。IEEE 是管理局域网地址的法定管理机构，MAC地址的前3个字节（高24位）
10、为厂商标识，由网卡生产厂商向IEEE购买，后3个字节为产品流水号，由厂商分配给生产的每一块网卡。网卡的MAC地址可以认为就是该网卡所在站点计算机的物理地址。局域网每台计算机发出的各数据帧都带有源MAC地址和目的MAC地址。因此虽然以太网采用“广播”方式传送数据帧，每台计算机网卡都会收到，但在对比目的MAC地之后，就可以决定是否接收或丢弃。,3.2.2 IEEE802系列标准（ IEEE802委员会制定）IEEE 802.1标准: 局域网体系结构、网络互连，以及网络管理与性能测试IEEE 802.2标准: LLC子层功能与服务IEEE 802.3标准: CSMA/CD总线介质访问控制子层与物理层
11、规范IEEE 802.4标准: 令牌总线(Token Bus)介质访问控制子层与物理层规范IEEE 802.5标准: 令牌环(Token Ring)介质访问控制子层与物理层规范IEEE 802.6标准: 城域网MAN介质访问控制子层与物理层规范IEEE 802.7标准: 宽带技术IEEE 802.8标准: 光纤技术IEEE 802.9标准: 综合语音与数据局域网IVD-LAN技术IEEE 802.10标准：可互操作的局域网安全性规范(SILS)IEEE 802.11标准：无线局域网技术IEEE 802.12标准：优先度要求的访问控制技术IEEE 802.13标准：有线电视(Cable-TV)I
12、EEE 802.14标准：有线电视媒体接入控制和物理协议（交互式电视）IEEE 802.15标准：近距离无线个人网络IEEE 802.16标准：宽带无线接入网络,IEEE802体系结构（协议间关系）示意图,3.3.1 以太网的产生与发展（1） “以太网”的起源:“以太”的含义历史上表示传播电磁波的Ethernet（汉译为“以太”），意味着广播方式。最早的“以太网”美国施乐Xerox公司于1975年研制成功。后经Digital、Intel和Xerox三家联合改进，形成DIX Ethernet V2第二版标准以太网规约。（2）IEEE802.3协议标准与以太网的关系 IEEE在DIX Ethern
13、et V2（第二版标准以太网规约）基础上稍加改进，形成IEEE802.3(CSMA/CD)总线局域网的标准。二者区别不大，目前人们常将二者混为一谈。一般情况“以太网”实际上是指采用IEEE802.3(CSMA/CD)协议的局域网。,3.3 以太网技术,（3）总线式以太网的负载特性总线上各站点以竞争方式抢占信道使用权，冲突不可避免。当总线上接入的站点较多时，冲突的概率加大，再次发起竞争又加剧了冲突发生，严重时导致系统瘫痪造成没有数据帧能够发送成功。当总线上接入的站点较少时，冲突的概率小，各站点获得信道使用权的机会多，数据帧发送成功的概率大，系统吞吐量大，效率高。结论：总线式以太网轻负载时效率高，
14、重负载时性能急剧下降。总线式以太网对接入的站点数量有限制。,3.3.2 以太网标准与命名规则三部分组成： 例：,各种以太网性能参数以太网性能参数一览表,3.3.3 传统以太网（1）以太网采用的传输介质与拓扑结构传统以太网采用同轴电缆传输介质的总线型拓扑结构。 总线型拓扑结构缺点：不能隔离故障域，已基本淘汰。改进：采用双绞线传输介质通过中央设备集线器(Hub)连接的星型或树型拓扑结构。 优点：能够隔离故障域有利于结构化布线 说明：集线器(Hub)内部仍为总线结构（盒内总线），广播方式工作， 采用集线器(Hub)构成的星型拓扑结构逻辑上仍是一个总线网, 仍需通过IEEE802.3(CSMA/CD)
15、 协议进行介质访问控制。,总线型拓扑结构,星型拓扑结构,HUB,树型拓扑结构,3.3.3 传统以太网（2）以太网工作原理以太网采用的介质访问控制方式（通信协议）为“带有冲突检测的载波侦听多路访问方法（CSMA/CD）”。该协议具体内容有如下三个方面： 载波侦听(CS)：每个站点发送数据之前，首先监听信道上有无数据在发送（信道“忙”/“闲”）。 “闲”：则发送数据； “忙”：则等待。形象地称为：“先听后说”。 冲突检测(CD)：某站发送数据时，一边发送，一边监听信道，如果监测到冲突已发生，则立即停止发送数据（数据已出错），并发送阻塞码，以便通知总线上各站，已有冲突发生、全体暂停，使信道尽可能快的
16、恢复空闲，重新发起竞争。形象地称为：“边讲边听”。 冲突退避：当信道发生冲突时，各站根据一定的退避算法进行退避，然后再次发起竟争。冲突次数越多，平均等待时间越长，发送的概率越小，达到预先限定的冲突次数后，放弃本帧的发送。,CSMA/CD的流程图,3.3.3 传统以太网（3）传统以太网的物理层规范传统以太网使用传输介质有4类：粗同轴电缆、细同轴电缆、双绞线和光纤。相应的，传统以太网有4种不同的物理层，对应4种不同标准，见图3-10 。传统以太网技术标准见表3-2 。以太网是基带系统，编码均采用曼彻斯特编码。以太网有4种类型： 10Base5 、10Base2 、10BaseT和10BaseF。,
17、10Base5网络 又称标准以太网。也采用总线结构，物理连接遵循5-4-3规则，即5个网段，4个中继器，3个网段可连接计算机，余下两个网段用于延伸网络。,分插头 : 插入电缆 收发器 : 发送/接收, 冲突检测, 电气隔离，超长控制 AUI : 连接件单元接口 用于骨干网在与粗缆连接时，要外接收发器MAU，对以太网来说常用的粗缆型号为RG8（50）。,AUI收发器,10Base2网络10Base2的物理连接也遵循5-4-3规则。,BNC T型接头 无需插入电缆 总线结构总线用细基带同轴电缆,10BaseT网络采用星状拓扑，但逻辑上还是总线型。速率为10Mbps，T：传输介质使用双绞线(屏蔽ST
18、P或非屏蔽UTP3)。计算机连接至HUB(集线器)，使用RJ-45接头。计算机至HUB最大长度100m。5-4-3规则也适用于它。,前三种以太网的主要参数比较,附：粗同轴电缆的参数,直径为1.27cm阻抗为50每隔2.5m有一个标记，该标记用于连接收发器同轴粗缆由于直径较粗，因此弹性较差它的连接头的制作方法也相对复杂得多，不能直接与计算机连接，它需要通过一个转接器转换后，才能连接到计算机上粗缆的强度较强，具有较高的可靠性，网络抗干扰能力强，最大传输距离也比细缆长，粗缆的主要用途是用作网络的主干线。,同轴粗缆的配件,BNC接头收发器终端电阻,BNC接头：用于连接粗缆的两端，如图所示。,收发器：用
19、于连接工作站或其他网段，收发器的接口有RJ-45, BNC, AUI,光纤等，如图所示是一个具有AUI接口的收发器。,同轴粗缆的收发器,终端电阻：其使用和同轴细缆的终端电阻一样，50的终端电阻安装在干线电缆段的两端，用于防止信号的反射。干线电缆段两端的终端电阻必须有一个接地，如图所示。,同轴粗缆的终端电阻,同轴细缆的参数,同轴细缆的直径为0.26cm最大传输距离180m 线材价格和连接头成本都比较低，且不需要购 置集线器等设备。适合架设终端设备较为集中的小型以太网络。安装时，同轴细缆线总长不要超过180m，否则信号将严重衰减。,同轴细缆的配件,终端电阻T型接头BNC接头,终端电阻,BNC终端匹
20、配器：直接连接BNCT型接头或用于连接BNC接头的两端中的一端，然后再把匹配器的地线接触片与地线连接，如图所示。,终端匹配器,T型接头,T型接头：用于网卡及两段线缆间的相互连接，如图所示。,T型接头,BNC接头,BNC接头，中文全名为细缆连接接头。BNC接头由一个中心针、一个屏蔽金属套筒和外卡座组成，如图所示。中心针连接同轴细缆内芯的铜线，而金属屏蔽网线接在屏蔽金属套筒的内层，外卡座用于和网卡上的BNC T型接头连接。,BNC接头,BNC网卡,3.3.4 交换式以太网传统共享介质以太网：所有结点共享公共通信介质。当接入的站点较多时，冲突的概率加大，每个结点平均分配到的带宽变小，网络效率急剧下降
21、。交换式以太网：为了克服共享式以太网的上述缺陷，将传统以太网共享信道的独占式工作方式转变为并发传输方式，使得以太网发生本质上的改进，促进了以太网技术的发展。1、交换式以太网的基本结构 交换式以太网的核心是以“太网交换机” (Ethernet Switch)。交换式以太网拓扑结构采用星型或树型结构，中央结点用交换机取代共享式集线器。交换机内部不再采用共享式总线结构，而采用按MAC地址转发数据帧的交换电路，实现了内部全连通结构。,2、以太网交换机的工作原理,以太网交换机结构与工作过程,以太网交换机内部对数据帧的交换依据“端口号/MAC地址映射表”实现。端口号/MAC地址映射表的建立： 交换机含有数
22、据链路层软件功能，自动检测通过每个端口的数据帧，从中获取源、目的结点的MAC地址，并在交换机内部建立端口号/MAC地址映射表以备转发之用。*3、交换机的帧转发方式（了解）以太网交换机对数据帧的转发方式分为三类： 直通式(Cut-Through) 只要接收到帧中最前面的目的MAC地址即将该帧转发到相应端口。而不将待转发的帧接收完整后放入缓冲区校验，对出错帧也进行转发，错误帧检测任务由目的结点计算机完成。 优点：速度快、延时小； 缺点：转发帧时不进行错误校验，可靠性低；另外，不能对不同速率的端口转发。, 存储转发交换方式(Store-and-Forward) 转发时，先把信息帧全部接收到内部缓冲区
23、中，并对之校验，一旦发现错误就通知源发送站重新发送该帧；如接收帧正确，则根据数据帧的目的地址确定输出端口号，转发出去。 优点：具有帧出错检测能力，可靠性高。能支持不同速率端口之间的转发。 缺点：延迟时间大；交换机内的缓冲存储器有限，当负载较重时，易造成帧的丢失。 改进的直接交换方式 将前两者结合起来，在收到帧的前64字节后，判断帧的帧头字段是否正确。正确，则转发；出错，则要求源站重发。 特点：对于短的帧，交换延迟时间与直通式接近；对于长的帧，交换延迟时间比存储转发交换方式减少。,一般将传输速率在100Mb/s以上的以太网称为高速以太网。 人们主要从两个方面着手提高网络速率和改善网络性能：保持传
24、统以太网体系结构和传输介质访问控制方法不变，设法提高以太网的传输速率；将传输介质的使用方式从“共享”方式变为“交换”方式。,3.4 高速以太网技术,3.4.1 快速以太网（Fast Ethernet-FE）快速以太网是在10BASE-T以太网基础上的一种升级，保留了10BASE-T以太网的所有特征，如：相同的数据帧格式、CSMA/CD介质访问控制方式与组网方法，只是传输速率提高10倍，达到100Mb/s。快速以太网的标准是IEEE802.3u（ IEEE802.3标准的修订和补充） 。IEEE802.3u修订和补充的内容：采用特殊信号编码，以减少对信道带宽的要求。将各数据帧的发送间隔减少10倍
25、，以提高发送效率。传输媒体采用UTP-5类双绞线（支持100Mbps传输速率）或光纤，双绞线长度为100m。计算机网卡采用100M快速以太网卡。中央结点网络互连设备采用100M交换机（形成交换式网络）。,基带传输速率为100Mbps，星形结构，连接方式与10Base-T类似。但在快速以太网中，物理层可以安装3种不同介质。分别对应100BaseTX， 100BaseT4和100BaseFX。如下所示：,100Base-TX：两对线中，1对用于发送，1对用于接收，以全双工方式工作，每个结点可同时以100Mbps的速率发送与接收数据。100Base-T4：4对线中，有3对用于数据传输，1对用于冲突检
26、测。100Base-FX：主要是用作高速主干网，从结点到中央结点的距离可以达到2K米。,3.4.2 千兆以太网（Gigabit Ethernet-GE）随着多媒体技术,网络分布计算,桌面视频会议等应用的不断发展,用户对局域网的带宽提出了更高的要求;同时,100M快速以太网也要求主干网,服务器一级有更高的带宽。另外,由于以太网的简单、廉价及应用的广泛性, 迫切要求高网速技术与现有的以太网保持最大的兼容性。千兆以太网技术就是在这种背景下酝酿的。1996年3月成立的IEEE802.3Z工作组，专门负责千兆以太网的研究，并制定相应标准。 千兆以太网使用原有以太网的帧结构、帧长及CSMA/CD协议，只是
27、在低层将数据速率提高到了1Gbps。因此，它与标准以太网（10Mbps）及快速以太网（100Mbps）兼容。用户能在保留原有操作系统、协议结构、应用程序及网络管理平台与工具的同时、通过简单的修改，使现有的网络工作站廉价地升级到千兆位速率。,千兆位以太网的协议结构 千兆以太网标准IEEE802.3z是对IEEE802.3标准的一种改进，LLC子层仍使用IEEE802.2标准，MAC子层使用CSMA/CD协议，只是在物理层作了一些必要的调整。 1000BASET定义了一个千兆介质专用接口GMII，将MAC子层和物理层分隔开，使得物理层的改变不至影响MAC子层。千兆以太网的物理层协议包括1000BA
28、SESX、1000BASE-LX、1000BASE-CE、和1000BASE-T等标准。（1）1000BASE-SX：使用波长为850nm的多模光纤,采用8B/10B编码方式,最大的链路距离为300550米。适用于建筑物中同一层的短距离主干网。 （2）1000BASELX：使用芯径为50及62.5微米的多模、单模光纤，工作波长为1300m,采用8B1B编码方式，传输距离分别是525m、550m、和3000m，主要用于校园主干网。 （3）1000Base-CX：短距离屏蔽双绞线千兆以太网标准，它的最大链路距离仅25米。用于机房内设备之间的连接。 注：上述三种都是IEEE802.3z的标准。,为了
29、支持使用非屏蔽双绞线，IEEE又制定了一个补充标准IEEE802.3ab1000BASE-T。（4）1000BASE-T：使用4对5类无屏蔽双绞线（UTP），传输距离为100m。（目前已有6、7类双绞线） 千兆以太网要求计算机网卡采用1000M以太网卡，中央结点网络互连设备采用1000M交换机。 千兆位以太网以传统以太网在工作原理和拓扑结构上都保持不变，因此升级容易，但关键技术有了极大提高，经济实用，性价比高。目前，在宽带环境中已有大量应用。一般要求：千兆主干网、百兆以级的主干网、10M或100M的桌面。 前已述及的IEEE802.3、 IEEE802.3u、 IEEE802.3z、 IEEE
30、802.3ab均属于IEEE802.3标准体系。,千兆以太网组网实例,3.5 其他局域网技术简介,3.5.1 IEEE802.4令牌总线局域网,令牌总线的工作原理,3.5.1 IEEE802.4令牌总线局域网 令牌总线网上每个工作站都设置了标识寄存器，存储：上一站的逻辑地址或序号本站的逻辑地址或序号下一站的逻辑地址或序号 逻辑顺序：按站地址将各站从大到小链接 ，形成一个逻辑环。工作原理： 只有得到令牌的工作站才有权向总线上发送数据，其余各站只能监听或从总线上接收信息。令牌按一定的规则在网上的各站之间循环的传送(从高地址站传递给较低地址的站，又从最低到最高)，形成一个逻辑环。一个站得到令牌后，若
31、有数据要发送。则立即向网上发送数据。发送结束，将令牌传递给下一站，转移发送权。若无数据发送，立刻把令牌送往下一站。,3.5.1 IEEE802.4令牌总线局域网网络中令牌的传送是按逻辑环路进行的，而数据的传送却是在两站之间直接进行的，这样的网络称为逻辑环网。逻辑环上各站有平等的发送数据帧的机会，网上只有一个令牌，没有发送帧的竞争现象。逻辑环网与物理环网对比： 物理环网：传送数据必须按环路进行，延迟长。 逻辑环网：传送数据有直接通路。所以逻辑环网延迟时间短。逻辑环网与竞争型总线网对比： 随着网络负载的增加，总线网冲突增加，效率迅速下降，而逻辑环网没有冲突问题，在重负载时具有较高的效率。 总线网各
32、站平等，访问和响应有随机性，属于概率性网，不能满足实时性要求；逻辑网引入优先权策略实现数据的优先传送。访问时间和响应时间都具有确定性，实时性良好。,3.5.2 IEEE802.5令牌环(Token Ring)局域网环网上每个结点都有地址识别能力，一旦发现有本站地址，便立即接收信息，否则继续向下一站传送。为了解决信道的可共享问题，环网上采用令牌传送(Token Passing)访问方法。令牌：具有特殊性质的帧。平时不停地在环路上流动。令牌环网工作过程： 当令牌环进行初始化后，如各站无数据要发送，则环上只有空令牌在环上流动。 环上各站均可以请求发送数据。当某站只有占有空令牌的时候才可以发送数据帧。
33、当需发送数据的站获得空令牌后，将空令牌改为忙令牌，并在令牌后将数据帧发送至环上，沿着固定的方向在环上流动。当帧经过某站时，如帧内的目的地址与本站的地址相符，则复制该帧送给本站，同时将帧转发至下一站；如地址不符，则直接转发至下上站。帧沿环路返回发送站，由发送站撤消本次发送，并将访令牌又置为空，使其继续在环上流动。,令牌环的工作原理,3.5.2 IEEE802.5令牌环(Token Ring)局域网令牌环特点:（1）令牌环约有50%的环路在传送无用信息，系统延时长。（2）轻负荷时,效率低。（3）重负荷时，效率高，各站机会均等。 （4）不存在冲突，可提供优先权服务，具有很强的实时性。 (5）站点少：
34、速度低于以太网；结点多：性能不会急剧下降。（6）需对令牌进行维护，一旦令牌丢失，环网便不能运行，所以在环路上要设置一个监控站，来保证环上有且仅有一个令牌。,令牌环的工作原理-1,令牌环的工作原理-2,令牌环的工作原理-3,令牌环的工作原理-4,令牌环的工作原理-5,令牌环的工作原理-6,令牌环的工作原理-7,3.5.3 光纤分布式数据接口FDDI Fiber Distributed Data Interface, 是以光纤作为传输媒体的令牌环型网。主要定义了物理层和数据链路层的媒体访问部分。早期多作为大型局域网的主干网，目前已被采用光纤介质的千兆以太网取代。 FDDI的特点FDDI可使用多模或
35、单模光纤或双绞线作为传输介质，运行效率高；基于IEEE802.5的令牌环介质访问控制方式。FDDI具有较大的网络覆盖范围；跨越距离可达200km。采用了双环结构，使网络的可靠性大大提高。具有统一的国际标准。各厂家的产品具有良好的互操作能力。 FDDI网络的结构 光纤构成的FDDI，其基本结构为两个封闭的逆向双环，一个环为主环（Primary Ring），另一个环为备用环（Secondary Ring）。数据在两个环上沿相反的方向传输，其中一个环用于传输数据，另一个环作为副环，用于备份。,FDDI作为主干网互连多个局域网,FDDI的硬件设备主要有：FDDI网卡、FDDI集中器等。此外还有很多其他
36、网络上都有设备。 当两环均在某处出故障，两环结合在一起形成一个环。如下图当光纤环其中的一环出故障时，可使用另一环。当某一站点出故障，则自动将其旁路。,FDDI结构图,FDDI环自愈,FDDI的技术指标 数据传输率：100Mbps光信号传输率：125Mbaud连接站数1000个，若都是双连站，则为500个站；站间最大距离：多模光纤：2Km单模光纤：40-60Km最大环长度：200Km最大帧长度：4500字节,3.6.1 虚拟局域网(VLAN)技术1、虚拟网络的概念“虚拟网络”的实质:将逻辑的网络拓扑与物理的网络设施相分离，按工作性质与需要，将网络上的结点划分成若干个“逻辑工作组”，每一个逻辑工作
37、组就是一个虚拟网络 (VLAN，Virtual LAN)。构建虚拟网络的技术基础：建立在交换技术基础之上，VLAN的实施是在交换机上执行的，以软件方式实现逻辑工作组（ VLAN ）的划分与管理。划分虚拟网络的优点：当结点计算机根据逻辑工作组调整时，不必改变网络物理拓扑结构和物理布线，交换机可以跟踪结点位置的变化自动进行重新配置，网络管理容易。2、虚拟局域网的实现技术 虚拟局域网的物理结构和逻辑结构,3.6 现代局域网技术,单交换机中划分虚拟网,多交换机划分虚拟网, 虚拟局域网的组网方法 虚拟局域网的实现方法很多，可在不同层次上实现。 根据交换机物理端口号设置-静态划分 虚拟子网与交换机物理端口
38、号绑定（在物理层设置）。 优点：设置简单。 缺点：当用户从一个端口移动到另一个端口时，物理管理员必须对虚拟局域网成员重新配置。 根据结点MAC地址设置-动态划分 虚拟子网与结点MAC地址绑定（在数据链路层设置）。 优点：允许结点计算机移动到网络中其他物理网段工作，由于其网卡的MAC地址不变，交换机可自动跟踪，所以该结点自动保持原虚拟子网成员地位不变。 缺点：需要人工进行初始配置，工作量大。, 根据网络层逻辑地址设置-动态划分 虚拟子网与网络层逻辑地址绑定（在网络层设置）。 优点：允许按照用户使用的协议类型来组成虚拟局域网，有利于组成基于服务或应用的虚拟局域网；重组虚拟子网只需更改逻辑地址，而不
39、必移动计算机或网卡，适用于TCP/IP协议用户。 缺点：结点计算机需要调用网络层软件检查网络层地址，速度慢于前两种。 IP广播组虚拟局域网-动态划分 这种虚拟局域网的建立是动态的，它代表一组IP地址。由虚拟局域网中叫做“代理”的设备对虚拟局域网中的成员进行管理。当IP广播包要送达多个目的节点时，就动态建立虚拟局域网代理；这个代理和多个IP节点组成 IP广播组虚拟局域网。网络用广播信息通知各IP 站，表明网络中存在IP广播组，节点如响应信息，就可加入IP广播组，成为虚拟局域网中的一员，与虚拟局域网中的其他成员通信。IP广播组中所有节点属于同一个虚拟局域网，但它们只是特定时间段内特定IP广播组的成
40、员。 IP广播组虚拟局域网的动态特性提供了很高的灵活性，可以根据服务灵活组建。,3.6.2 无线局域网(WLAN:Wireless Local Area Network)1、无线局域网概述 利用射频RF(Radio Frequency)无线电磁波或红外线传输数据，是对有线连网方式的一种补充和扩展，可实现移动连网。 WLAN是当前局域网中最热门的技术。 无线局域网的拓扑结构：“无中心拓扑”和“有中心拓扑”。, 无线网络器件无线网卡笔记本网卡 台式机网卡无线Hub无线网桥无线局域网的组建形式全无线网无线结点接入有线网 如图1所示两个有线网通过无线方式相连 如图2所示2、无线局域网技术 对等连接：无中心拓扑结构。 移动办公：以接入点AP为中心的星型结构。 有线的拓展,图1,图1,计算机与信息工程系,
