计算机网络(五)局域网(1.关于局域网)优质PPT.ppt

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选择了与广域网完全不同的方式，即从“存储转发”方式改变为“共享介质”方式和“交换方式”。

61.2局域网的拓扑结构：

总线型拓扑结构总线型：

总线型：

介质访问控制方法：

共享介质方式介质访问控制方法：

共享介质方式特点：

所有的节点都连到总线上特点：

所有的节点都连到总线上传输介质采用同轴电缆或双绞线传输介质采用同轴电缆或双绞线以广播方式发送数据以广播方式发送数据会产生冲突会产生冲突（collisioncollision）要解决多节点访问总线的介质访问控制要解决多节点访问总线的介质访问控制（MACMAC）问题问题优点：

结构简单、易于扩展、可靠性好优点：

结构简单、易于扩展、可靠性好71.2局域网的拓扑结构：

环形拓扑结构特点：

接电通过相应的网卡，使用点点连接线路，构成闭合的环形，环中的数据沿着一个方向绕环逐站传输。

需要进行数据发送控制81.2局域网的拓扑结构：

星型拓扑结构特点：

两结点之间的通信都要通过中心结特点：

两结点之间的通信都要通过中心结点转接。

点转接。

逻辑星型逻辑星型物理星型物理星型交换式局域网（交换式局域网（SwitchedLAN）91.3局域网传输介质传输介质：

同轴电缆、双绞线、光纤与无线通信信道。

双绞线分为两类：

屏蔽双绞线（STP）、非屏蔽双绞线（UTP）3类线、4类线、5类线101.3局域网传输介质：

同轴电缆111.3局域网传输介质：

光纤n传输特性：

通过传输特性：

通过全反射全反射来传输光信号来传输光信号n光纤传输分为单模与多模两类光纤传输分为单模与多模两类n单模光纤性能单模光纤性能优于优于多模光纤多模光纤121.4局域网介质访问控制方法介质访问控制方法：

带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）方法令牌总线（TokenBus）方法令牌环（TokenRing）方法131.4局域网介质访问控制方法：

EthernetIEEE802.3标准ETHERNET（以太网）的核心技术是它的随机争用型介质访问方法即冲突检测的载波侦听多路访问方法CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection）介质访问控制方法。

在Ethernet中，任何连网结点都没有可预约的发送时间，他们的发送时间都是随机的。

在Ethernet中任何一个结点发送数据都要首先争取总线使用权，那么结点从他准备发送数据到成功发送数据的发送等待延迟时间是不确定的。

141.4局域网介质访问控制方法：

TokenBusIEEE802.4标准令牌总线网在物理上是总线网，而在逻辑上是环网。

每个节点有本站地址（TS），上一节点地址（PS），下一节点地址（NS），令牌传递规定由高地址向低地址，最后由最低地址向最高地址依次循环传递。

交出令牌的条件：

1该结点没有数据帧等待发送。

2该结点已经发完。

3令牌持有最大时间到。

环维护工作环初始化、新结点加入环、结点从环中撤出、环恢复、优先级151.4局域网介质访问控制方法：

TokenBus令牌总线TokenBus介质访问控制方法有以下几个主要特点：

（1）介质访问延迟时间有确定值。

（2）通过令牌协调各结点之间的通信关系，各结点之间不发生冲突，重负载下信道利用率高。

（3）支持优先级服务。

令牌是一种特殊的MAC控制帧，令牌帧中有一位标志令牌的忙/闲。

当正常工作时，令牌总是沿着物理环单项逐站传送。

161.4局域网介质访问控制方法：

TokenRingIEEE802.5标准对以上技术进行了一些改进，这主要表现在：

（1）单令牌协议环中只能存在一个有效令牌，单令牌协议可以简化优先级与环出错恢复功能的实现。

（2）优先级位令牌环支持多优先级方案，它通过优先级位来设定令牌的优先级。

（3）监控站环中设置一个中央监控站，通过令牌监控位执行环维护功能。

（4）预约指示器通过令牌预约，控制每个结点利用空闲令牌发送不同优先级的数据帧所占用的时间。

171.4CDMS/CD与TokenBus、TokenRing的比较CDMS/CD的特点：

控制方法简单、易于实现一种用户访问总线时间不确定的随机竞争总线的方法适用于通信负荷较轻的应用环境确定型介质访问控制方法TokenBus、TokenRing适用于通信负荷较重的应用环境需要复杂的环维护功能，实现困难181.5高速局域网技术高速局域网技术推动局域网发展的直接因素是个人计算机的广泛推动局域网发展的直接因素是个人计算机的广泛使用。

使用。

共享介质局域网又可以分为共享介质局域网又可以分为EthernetEthernet，TokenTokenBusBus，TokenRingTokenRing与与FDDIFDDI以及在此基础上发展起以及在此基础上发展起来的来的FastEthernetFastEthernet，FDDIIIFDDIII等。

等。

交换式局域网可以分为交换式局域网可以分为SwitchedEthernetSwitchedEthernet与与ATMLANATMLAN，以及在此基础上发展起来的虚拟局域，以及在此基础上发展起来的虚拟局域网。

网。

191.5高速局域网技术：

FDDI光纤分布式数据接口（FDDI，FiberDistributedDataInterface）是一种以光纤作为传输介质的高速主干网。

201.5高速局域网技术：

FDDI基于IEEE802.5的单令牌的环介质访问控制MAC协议使用IEEE802.2协议数据传输速率为100Mbps，连接结点数1000，环路长度为100Km使用双环结构可以使用单模或多模光纤具有动态分配带宽的能力，能支持同步或异步数据传输211.5高速局域网技术：

100MbpsFastEthernetFastEthernet标准IEEE802.3u10BASET标准的广泛应用导致了结构化布线技术的出现。

快速以太网的数据传输速率为100Mbps,它与传统的10Mbps速率的Ethernet有相同的帧格式，相同的介质访问控制方式CSMA/CD，相同的接口与相同的组网方法。

将传统的Ethernet每个比特的发送时间由100ns降低到10ns。

221.5高速局域网技术：

100MbpsFastEthernetIEEE802.3u标准在LLC子层使用IEEE802.2标准，在MAC子层使用CSMA/CD方法，在物理层定义了新的物理层标准100BASET，它将MAC子层与物理层分隔开，使得物理层在实现100Mbps速率时使用用的传输介质和信号编码方式的变化不影响MAC子层。

100BASET可以支持多种传输介质，目前制定了三种有关传输介质的标准：

100BASE-TX：

使用2对UTP5类线或屏蔽双绞线STP100BASE-FX：

使用2对光纤100BASE-T4：

使用4对UTP3类线或5类线231.5高速局域网技术：

100MbpsFastEthernet速率达到或超过100Mb/s的以太网称为高速以太网。

在双绞线上传送100Mb/s基带信号的星型拓扑以太网，仍使用IEEE802.3的CSMA/CD协议。

100BASE-T以太网又称为快速以太网（FastEthernet）。

241.5高速局域网技术：

100MbpsFastEthernet100BASE-T100BASE-T以太网的特点以太网的特点可在全双工方式下工作而无冲突发生。

因此，不使用CSMA/CD协议。

MAC帧格式仍然是802.3标准规定的。

保持最短帧长不变，各节点都连接到集线器上“星型拓扑结构”；

在节点和适配器间最大距离为100米。

帧间时间间隔从原来的9.6s改为现在的0.96s。

twistedpairhub251.5高速局域网技术：

GigabitEthernet吉比特GigabitEthernet的传输速率比FastEthernet（100Mbps）快10倍，达到1000Mbps，将传统的Ethernet每个比特的发送时间由100ns降低到1ns。

千兆以太网标准：

IEEE802.3zIEEE802.3z标准在LLC子层使用IEEE802.2标准，在MAC子层使用CSMA/CD方法，在物理层定义了新的物理层标准1000BASET。

1000BASET标准定义了千兆介质专用接口（GMII）将MAC子层与物理层分隔开。

使用802.3协议规定的帧格式。

与10BASE-T和100BASE-T技术向后兼容。

261.5高速局域网技术：

GigabitEthernet允许在1Gb/s下全双工和半双工两种方式工作。

在半双工方式下使用CSMA/CD协议（全双工方式不需要使用CSMA/CD协议）。

当吉比特以太网工作在全双工方式时（即通信双方可同时进行发送和接收数据），不使用载波延伸和分组突发。

1000BASE有关传输标准：

1000BASETx：

使用UTP双绞线，最大传输距离100米1000BASECx：

使用铜缆，最大传输距离25米。

1000BASELx：

使用的是波长为1300nm的单模光纤，光纤长度可达3000m。

1000BASESx：

使用的是波长为850nm的多模光纤，光纤长度可达300m550m。

27吉比特以太网的配置举例1Gb/s链路吉比特交换集线器百兆比特或吉比特集线器100Mb/s链路中央服务器1.5高速局域网技术：

GigabitEthernet281.5高速局域网技术：

10GbpsEthernet10Gbps以太网标准：

IEEE802.3ae10吉比特以太网只工作在全双工方式，因此没有争用问题，也不使用CSMA/CD协议。

10GbpsEthernet的物理层符合光纤通道技术速率体系SONET/SDH的OC-192/STM-64标准。

10G比特以太网与10Mb/s，100Mb/s和1Gb/s以太网的帧格式完全相同。

10吉比特以太网还保留了802.3标准规定的以太网最小和最大帧长，便于升级。

10吉比特以太网不再使用铜线而只使用光纤作为传输媒体。

长距离的光收发器与单模光纤接口，使用多模光纤时传输距离限制在65m300m。

2910吉比特以太网的出现，以太网的工作范围已经从局域网（校园网、企业网）扩大到城域网和广域网，从而实现了端到端的以太网传输。

这种工作方式的好处是：

成熟的技术互操作性很好在广域网中使用以太网时价格便宜。

统一的帧格式简化了操作和管理。

以太网从10Mb/s到10Gb/s的演进证明了以太网是：

可扩展的（从10Mb/s到10Gb/s）。

灵活的（多种传输媒体、全/半双工、共享/交换）。

易于安装。

稳健性好。

1.5高速局域网技术：

10GbpsEthernet301.5高速局域网技术以太网已成功地把速率提高到110