全國計算機等級考試——3級網(wǎng)絡(luò)重點概括第三章資料

1、三級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第3章局域網(wǎng)基礎(chǔ)3.1局域網(wǎng)基本概念3.1.1決定局域網(wǎng)的三要素決定局域網(wǎng)性能的三要素為：網(wǎng)絡(luò)拓撲傳輸介質(zhì)介質(zhì)訪問控制方法3.1.2 局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的類型與特點網(wǎng)絡(luò)拓撲總線型環(huán)型星型傳輸介質(zhì) 雙絞線 同軸電纜 光纖1 .總線型拓撲構(gòu)型結(jié)點總線總線結(jié)點(b)(a)1 .總線型拓撲構(gòu)型(續(xù))主要特點：所有的結(jié)點直接連接到一條作為公共傳輸介質(zhì)的總線上 總線通常采用同軸電纜或雙絞線作為傳輸介質(zhì)。以廣播”方式發(fā)送數(shù)據(jù)會出現(xiàn) 沖突”（collision ），造成傳輸失敗必須解決多結(jié)點訪問總線的介質(zhì)訪問控制（MAC）問題優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)容易、易于擴展，可靠性較好缺點：不易管理，故障診斷和隔離

2、比較困難2 .環(huán)型拓撲構(gòu)型(b)2 .環(huán)型拓撲構(gòu)型（續(xù)）主要優(yōu)點：初始安裝比較容易，傳輸線路較短 故障診斷定位比較準確適于光纖連接，例如，F(xiàn)DDI 主要缺點：可靠性較差重新配置較為困難3星型拓撲構(gòu)型3 星型拓撲構(gòu)型 （續(xù)）主要優(yōu)點： 維護管理容易 重新配置靈活 故障隔離和檢測容易主要缺點： 安裝工作量大 依賴于中心結(jié)點，中心的集線器出現(xiàn)故障，則全網(wǎng)癱瘓3.1.3 局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)類型與 介質(zhì)訪問控制方法 1局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)類型 局域網(wǎng)常用的傳輸介質(zhì)有： 同軸電纜、雙絞線、光纖與無線通信信道。 2局域網(wǎng)的介質(zhì)控制訪問方法IEEE 802.2 標準定義的共享介質(zhì)局域網(wǎng)有 3 類： 帶沖突檢測的載波偵

3、聽多路訪問方法的總線型局域網(wǎng) 令牌總線方法的總線型局域網(wǎng) 令牌環(huán)方法的環(huán)形局域網(wǎng)雙絞線分為兩類： 屏蔽雙絞線STP:由外部保護層、屏蔽層、與多對雙絞線組成； 非屏蔽雙絞線UTP:由外部保護層與多對雙絞線組成； 屏蔽雙絞線的抗干擾能力優(yōu)于非屏蔽雙絞線。非屏蔽雙絞線: 三類線:適用于語音及 10Mbps 以下的數(shù)據(jù)傳輸； 四類線:適用于 16Mbps 以下的數(shù)據(jù)傳輸； 五類線:適用于 100Mbps 的高速數(shù)據(jù)傳輸； 超五類、六類線和七類:用于高速率的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境中。光纖 光導纖維，簡稱光纖，通過光信號傳輸數(shù)據(jù) 傳輸帶寬遠大于目前其他各種傳輸媒體的帶寬 光纖通信的特點 :傳輸距離遠、數(shù)據(jù)速率高、抗

4、干擾和保密性強光纖分為兩類:多模光纖 :價格便宜，傳輸距離??；單模光纖 : 纖芯細、速度高、距離遠、成本高，最大傳輸距離可達 40km ；總體上看，單模光纖優(yōu)于多模光纖。3.1.4 IEEE 802 模型與協(xié)議標準OS參考模型應(yīng)用層表示層會話層傳輸層IEEE 802參考模型網(wǎng)絡(luò)層*邏輯鏈路控制子層數(shù)據(jù)鏈路層介質(zhì)訪問控制子層物理層物理層3.1.4 IEEE 802 模型與協(xié)議標準（續(xù)）802.10 可互操作的局域網(wǎng)安全802.1局域網(wǎng)概述、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)管理802.2 邏輯鏈路控制子層LLCLLC子層802.3CSMA/CD802.4TokenBus802.5Toke nRing802

5、.6城域網(wǎng)物理層物理層物理層物理層802.9語音與數(shù)據(jù)綜合局域網(wǎng)802.11無線局域網(wǎng)802.12100VGAn yLANMA子層物理層3.1.4 IIEEE 802.1IEEE 802.2IEEE 802.3IEEE 802.4802.7寬帶技術(shù) 802.8光纖技術(shù)IEEE 802 模型與協(xié)議標準（續(xù)）:局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，以及網(wǎng)絡(luò)管理與性能測試；:邏輯鏈路控制LLC子層功能與服務(wù)；1 : CSMA/C總線介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范；:令牌總線（Token Bus ）介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范;IEEE 802.5IEEE 802.6IEEE 802.7IEEE 802.8IEEE

6、 802.9IEEE 802.10IEEE 802.11:令牌環(huán)(Token Ring )介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范; :城域網(wǎng)MA介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范；:寬帶技術(shù)；:光纖技術(shù)；:綜合語音與數(shù)據(jù)局域網(wǎng):可互操作的局域網(wǎng)安全性規(guī)范:無線局域網(wǎng)技術(shù)；IVD LAN 技術(shù)；SILS ；IEEE 802.12 : 100VG AnyLAN標準3.2 以太網(wǎng)3.2.1 以太網(wǎng)的發(fā)展以太網(wǎng)的核心技術(shù)是帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問( 于無線分組交換網(wǎng)一一ALOH網(wǎng)。ALOHA網(wǎng)岀現(xiàn)在20世紀60年代末20世紀70年代初，提岀沖突檢測、載波偵聽與隨即后退延遲算法 網(wǎng)1980年，公布了以太網(wǎng)的物理層、

7、數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范1981 年，Ethernet 2.0 規(guī)范公布。1982年支持IEEE802.3標準的以太網(wǎng)控制器面試1990年，IEEE802.3標準中的物理層標準 10BASE-T推岀1995年，傳輸速率為100Mbps的快速以太網(wǎng)標準推岀1998年千兆以太網(wǎng)標準推岀。1999年萬兆以太網(wǎng)產(chǎn)品問世CSMA/CD方法，它起源，開發(fā)岀第一個實驗性局域3.2.2以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)與工作流程分析1.以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送流程2. 以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)字節(jié)數(shù)2461500前導碼幀前定界符目的地址源地址類型數(shù)據(jù)檢驗和各字段含義：前導碼：由56位（7B）的101010101010序列組成，用于保證接收電路在幀的目的地址字10

8、101011 。段到來之前達到正常接收狀態(tài) 幀前定界符：可視為前導碼的延續(xù)，為 1 個字節(jié)的 目的地址字段，表示幀的接收結(jié)點地址，一般為 MAC地址。 源地址字段：表示幀的發(fā)送結(jié)點地址。類型字段：表示網(wǎng)絡(luò)層使用的協(xié)議類型。 數(shù)據(jù)字段：為高層待發(fā)送的數(shù)據(jù)部分，最小長度為 46B ，最大長度為 1500B。 幀校驗字段：采用 32位的循環(huán)冗余校驗（ CRC）。3. 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接收流程 當一個結(jié)點成功利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)，則其他節(jié)點都應(yīng)處于接 受狀態(tài)。當一個結(jié)點接收到一個數(shù)據(jù)幀后，首先通過接受的 數(shù)據(jù)幀的長度來判斷是否發(fā)生沖突；如果沒有發(fā)生沖突，則 檢查該幀的木的地址，若目的地址是本結(jié)點地址，則接收該幀

9、；然后進行CR（校驗，若無錯誤，則報告 成功接收”，并進 入結(jié)束狀態(tài)。3.2.3 以太網(wǎng)的實現(xiàn)方法 從實現(xiàn)的角度來看，構(gòu)成以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備包括網(wǎng)卡、收發(fā)器和 收發(fā)器電纜 從功能的角度來看，包括發(fā)送與接收信號的收發(fā)器、曼徹斯特編碼器 與解碼器、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制、幀裝配及與主機的接口從層次的角度來看，這些功能覆蓋了 IEEE 802.3標準的MA子層與物 理層。3.2.4 以太網(wǎng)的物理地址固化在網(wǎng)卡EPRO中，全網(wǎng)惟一組成：位數(shù)： 48bit（6 個字節(jié) ） 由兩部分組成： 3個字節(jié)廠商地址 +3 個字節(jié)廠商自行分配號碼 表示：12 個十六進制數(shù)，每 2 個16 進制數(shù)之間用連字符（也可用冒

10、號） 隔開女口： 08-00-20-0A-8C-6D3.3 高速局域網(wǎng)的工作原理3.3.1 高速局域網(wǎng)的研究方法問題：局域網(wǎng)的規(guī)模不斷的擴大，網(wǎng)絡(luò)通信負荷加重時，沖突和重發(fā)現(xiàn)象將大量發(fā)生, 網(wǎng)絡(luò)效率急劇下降，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲增長，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量下降解決方法：提高數(shù)據(jù)傳輸速率用網(wǎng)橋與路由器隔離子網(wǎng)之間的交通量將共享介質(zhì)方式”改為交換方式”交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)備是局域網(wǎng)交換機，多個端口之間建立多個并發(fā)連接3.3.2 快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)的傳輸速率比普通以太網(wǎng)快10倍，保留了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的所 有特性，包括相同的數(shù)據(jù)幀格式、介質(zhì)訪問控制方式和組網(wǎng)方法。標準：IEEE802.3 a與以太網(wǎng)的區(qū)別：每個比特的發(fā)送

11、時間從100 ns降低到10ns。不再使用同軸電纜作為傳輸介質(zhì)，而主要使用雙絞線和光纖。在MAC子層和物理層之間增加了 Mil （介質(zhì)獨立性接口），使物理層在實現(xiàn)100Mb ps速率時所使用的傳輸介質(zhì)和編碼方式的變化不會影響到 MAC子層。（續(xù)）3.3.2 快速以太網(wǎng)1. 快速以太網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)3.3.2快速以太網(wǎng) （續(xù)）2. 快速以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)標準100 BASE TX ：支持2對5類UTP或2對1類STP。距離可達100m100 BASE T4支持4對3類UTP , 3對用于數(shù)據(jù)傳輸，1對用于沖突檢測100 BASE FX 支持2 芯的單?；蚨嗄９饫w，距離可達 2km 3.3.3 千兆位以太

12、網(wǎng) 幀格式、介質(zhì)訪問控制方式和組網(wǎng)方法與以太網(wǎng)相同 定義了千兆介質(zhì)專用接口 GMII,將MA子層和物理層分開 3.3.3 千兆位以太網(wǎng)（續(xù)） 2千兆以太網(wǎng)的組網(wǎng)方式1000Base-SX 使用短波激光作為信號源的媒體技術(shù) 不支持單模光纖，僅支持 62.5卩m和50卩m兩種多模光纖。對于62.5卩m多模光纖，全雙工模式下最大傳輸距離為 275m，對于50卩m多模光纖，全雙 工模式下最大傳輸距離為 550m 。550m ；對于單模光纖，在全雙工模1000Base-LX 使用長波激光作為信號源的媒體技術(shù) 它可以驅(qū)動多模光纖和單模光纖 對于多模光纖，在全雙工模式下，最長的傳輸距離為 式下，最長的傳輸距

13、離可達 3km 。3.3.3 千兆位以太網(wǎng)（續(xù)） 2千兆以太網(wǎng)的組網(wǎng)方式 1000Base-CX傳輸介質(zhì)：短距離屏蔽銅纜 最長距離達 25m 1000BASE-T第二個銅線標準 IEEE 802.3ab使用 5 類無屏蔽雙絞線的千兆以太網(wǎng)標準 最長傳輸距離為 100m ，網(wǎng)絡(luò)直徑可達 200m 3.3.4 萬兆位以太網(wǎng)1萬兆位以太網(wǎng)的特點 幀格式與 10Mbps 、 100Mbps 、1Gbps 的幀格式完全相同； 仍然保留 802.3 對以太網(wǎng)最小幀長度和最大幀長度的規(guī)定； 不能使用雙絞線，只支持多模和單模光纖 不支持共享型，只支持全雙工，傳輸距離不會受到傳統(tǒng)以太網(wǎng)CSMA/CD 機理制約3

14、.3.4 萬兆位以太網(wǎng) （續(xù)）2萬兆位以太網(wǎng)的物理層協(xié)議： 局域網(wǎng)物理層標準數(shù)據(jù)傳輸速率是 10Gbps可選的廣域網(wǎng)物理層標準使用光纖通道技術(shù)符合光線通道技術(shù)速率體系 SONET/SDH 的 OC-192/STM-64 的標準OC-192/STM-64 的標準速率是 9.95328Gbps ，而不是精確的 10Gbps3.4 交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)3.4.1 交換式局域網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)交換機1JBwflMna=_K專用端口計算機 計算機a計算機iQ |£計算機計算機計算機1.交換機的基本概念“共享端口 ” T “專用端口 ” 端口之間可有多個并發(fā)連接3.4.1 交換式局域網(wǎng)的基本

15、結(jié)構(gòu)（續(xù)）2 .交換機的技術(shù)特點低交換傳輸延遲從傳輸延遲時間的量級來看，局域網(wǎng)交換機延遲為幾十卩S,網(wǎng)橋為幾百卩S,路由器為幾千卩So 高傳輸帶寬對于10Mbps的端口，半雙工端口帶寬為10Mbps，而全雙工端口帶寬為20Mbps ;對于100Mbps的端口，半雙工端口帶寬為100Mbps，而全雙工端口帶寬為 200Mbps o允許不同速率的端口共存采用了自動偵測（Autosense）技術(shù)時，交換機端口可以同時支持34210Mbps/100Mbps、全雙工/半雙工兩種工作方式 支持虛擬局域網(wǎng)服務(wù)3.4.22.局域網(wǎng)交換機的工作原理局域網(wǎng)交換機的工作原理（續(xù)） 端口號/MAC地址映射表”的建立與

16、維護 需要解決兩個問題：交換機如何知道哪個結(jié)點連接到哪個端口；當結(jié)點從交換機的一個端口轉(zhuǎn)移到另一個端口時， 交換機如何維護地址映 射表。交換機是利用 “地址學習 ”方法來動態(tài)維護端口 /MAC 地址映射 表。3.4.2 局域網(wǎng)交換機的工作原理（續(xù)） 3交換機的幀轉(zhuǎn)發(fā)方式直接交換方式 （cut through） ： 只要接收并檢測到目的地址字段，立即將該幀轉(zhuǎn)發(fā)出去，而不管這一幀是否出錯，幀出錯 檢測任務(wù)由主機完成。優(yōu)點：轉(zhuǎn)發(fā)速度快 缺點：可靠性差 存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式 （store and forward） ： 完整的接收發(fā)送幀，先進行差錯檢測，如果沒錯，則根據(jù)幀目的地址確定輸出端口號，然 后再轉(zhuǎn)發(fā)出去

17、。 優(yōu)點：可靠性強 缺點：轉(zhuǎn)發(fā)速度慢改進的直接交換方式 轉(zhuǎn)發(fā)速度和可靠性兼顧3.4.3 虛擬局域網(wǎng)的工作原理 1虛擬網(wǎng)絡(luò)的基本概念劃分VLAN的目的：使子網(wǎng)或邏輯工作組的劃分不受物理位置的 限制利用軟件實現(xiàn)對子網(wǎng)或邏輯工作組的劃分VLAN 只能交換環(huán)境的局域網(wǎng)中實現(xiàn)3.4.3 虛擬局域網(wǎng)的工作原理（續(xù)） 虛擬網(wǎng)絡(luò)的基本概念（ 2）3.4.3 虛擬局域網(wǎng)的工作原理（續(xù)） 2虛擬局域網(wǎng)實現(xiàn)技術(shù)3.4.3 虛擬局域網(wǎng)的工作原理（續(xù)） 虛擬局域網(wǎng)的組網(wǎng)方法用交換機端口號定義虛擬局域網(wǎng) 最通用的方法 一個端口只能屬于一個 VLAN 當用戶從一個端口移動到另一個端口時， 網(wǎng)絡(luò)管理員必須對虛擬局域網(wǎng)成 員進

18、行重新配置。用 MAC 地址定義虛擬局域網(wǎng) 用網(wǎng)絡(luò)層地址定義虛擬局域網(wǎng)用 IP 廣播組定義虛擬局域網(wǎng)3.4.3 虛擬局域網(wǎng)的工作原理(續(xù))3. 虛擬局域網(wǎng)的優(yōu)點 方便網(wǎng)絡(luò)用戶管理，減少網(wǎng)絡(luò)管理開銷。 提供更好的安全性。 改善網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。3.5 無線局域網(wǎng)3.5.1 無線局域網(wǎng)應(yīng)用 1無線局域網(wǎng)應(yīng)用 作為傳統(tǒng)局域網(wǎng)的擴充 建筑物之間的互連 漫游訪問 特殊網(wǎng)絡(luò)2 無線局域網(wǎng)的主要類型 紅外線局域網(wǎng) 擴頻無線局域網(wǎng) 窄帶微波無線局域網(wǎng)3.5.2 紅外線局域網(wǎng) 紅外線無線局域網(wǎng)具有以下幾個優(yōu)點。 紅外線通信比微波通信不易被入侵，由此提高了安全性。 安裝在大樓中每個房間里的紅外線網(wǎng)絡(luò)可以互不干擾， 因

19、此建立一個大的紅外 線網(wǎng)絡(luò)是可行的。紅外線局域網(wǎng)設(shè)備相對便宜又簡單。紅外線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?3種基本技術(shù) 定向光束紅外線 全方位紅外傳輸技術(shù) 漫反射紅外傳輸技術(shù)3.5.3 擴頻無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)中所使用擴頻技術(shù)跳頻( Frequency Hopping )：在跳頻方案中，發(fā)送信號頻率按 固定的間隔從一個頻譜跳到另一個頻譜。接收器與發(fā)送器同步跳 動，從而正確地接收信息。直接序列( Direct Sequence )擴頻： 它的通信原理是：發(fā)送信在從擴頻序列信號取出發(fā)送號是發(fā)送數(shù)據(jù)與發(fā)送端產(chǎn)生的一個偽隨機碼進行模二加的結(jié)果。 接收端，使用與發(fā)送端相同的偽隨機碼， 數(shù)據(jù)。續(xù)）3.5.4 無線局域

20、網(wǎng)標準 IEEE 802.113.5.4 無線局域網(wǎng)標準 IEEE 802.111.IEEE 802.11 標準 數(shù)據(jù)傳輸速率 :1Mbps 、 2Mbps 介質(zhì)訪問控制MAC層：分布式協(xié)調(diào)功能（DCF）子層與點協(xié)調(diào)功能（PDF）子層 分布式協(xié)調(diào)功能子層使用 CSMA/CA 協(xié)議 物理層：紅外 跳頻擴頻 直接序列擴頻續(xù)）3.5.4 無線局域網(wǎng)標準 IEEE 802.115.5Mbps、2Mbps 和 1Mbps。IEEE 802.11b 標準 擴頻技術(shù)：跳頻擴頻技術(shù)， 工作頻段：2.4GHz的工業(yè)、科學與醫(yī)藥專用的ISM頻段 最大數(shù)據(jù)傳輸速率為 11Mbps ，并可將數(shù)據(jù)傳輸速率降低為IEEE

21、 802.11a 標準工作頻段： 5GHz U-NII 頻段 數(shù)據(jù)傳輸速率可達 54Mbps11Mbps 數(shù)據(jù)傳輸率IEEE 802.11g 標準 一種混合標準 既能適應(yīng)傳統(tǒng)的802.11b標準，在2.4GHz頻率下提供每秒 也符合802.11a標準在5GHz頻率下提供54Mbps數(shù)據(jù)傳輸率IEEE 802.11j 標準對多種頻段無線傳輸技術(shù)的物理層、MAC層、無線網(wǎng)橋、以及 Qos管理、安全與身份認證做出了一系列的規(guī)定。3.6 局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋的工作原理3.6.1 局域網(wǎng)互聯(lián)的概念局域網(wǎng)互聯(lián)的環(huán)境 一個單位不同部門的局域網(wǎng)之間需要互聯(lián)起來，以便交換信息和共享資源。 一個單位多棟辦公樓內(nèi)部的局域網(wǎng)之間需要互聯(lián)起來， 構(gòu)成支持整個單位管理 信息系統(tǒng)的局域網(wǎng)環(huán)境。 一個單位不同部門的信息系統(tǒng)的安全性與通信量要求不同。 在一個大型的企業(yè)或校園中， 將數(shù)千臺計算機按地理位置或組織關(guān)系劃分為多 個局域網(wǎng)，通過互聯(lián)構(gòu)成一個大型的企業(yè)網(wǎng)或校園網(wǎng)。聯(lián)網(wǎng)計算機之間的距離超過單個局域網(wǎng)的最大覆蓋范圍， 可將它們劃分為幾個 局域網(wǎng)，然后互聯(lián)成一個大的網(wǎng)絡(luò)。3.6.2 網(wǎng)橋的工作原理網(wǎng)橋的概念 網(wǎng)橋也稱橋接器，是數(shù)據(jù)鏈路層的連接設(shè)備，可以將相同或不同的局 域網(wǎng)連接在一起，組成一個擴展的局域網(wǎng)絡(luò)