第四章計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)課件

第4章計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)本章內(nèi)容局域網(wǎng)的特點及關(guān)鍵技術(shù)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)共享信道的介質(zhì)訪問控制方法以太網(wǎng)（Ethernet）第4章計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)本章內(nèi)容4.1局域網(wǎng)（LAN）概述1.特點覆蓋范圍小房間、建筑物、園區(qū)范圍距離≤25km高傳輸速率10Mb/s～1000Mb/s低誤碼率10-8

～10-11私有性：自建、自管、自用4.1局域網(wǎng)（LAN）概述1.特點2.局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型、星形、環(huán)形介質(zhì)訪問方法CSMA/CD、Token-passing信號傳輸形式基帶、寬帶以上三種技術(shù)決定了局域網(wǎng)的特征2.局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)LAN典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型:所有結(jié)點都直接連接到共享信道星型

:所有結(jié)點都連接到中央結(jié)點環(huán)型

:節(jié)點通過環(huán)路與相鄰節(jié)點連接BusStarRingABCADCBABCATLAN典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型:所有結(jié)點都直接連接到共享信道Bu3.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802IEEE802是一個標(biāo)準(zhǔn)系列：IEEE802,IEEE802.1～I(xiàn)EEE802.14其體系結(jié)構(gòu)只包含了兩個層次：數(shù)據(jù)鏈路層，物理層數(shù)據(jù)鏈路層又分為邏輯鏈路控制和介質(zhì)訪問控制兩個子層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層邏輯鏈路控制LLC介質(zhì)訪問控制MAC

高層OSIIEEE802物理層PHY由TCP/IP和NOS實現(xiàn)IEEE802描述了最低兩層的功能以及它們?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)和接口3.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列中的主要標(biāo)準(zhǔn)802.2-邏輯鏈路控制802.3-CSMA/CD（以太網(wǎng)）

802.4-TokenBus（令牌總線）802.5-TokenRing（令牌環(huán)）802.6-分布隊列雙總線DQDB--MAN標(biāo)準(zhǔn)802.8–FDDI（光纖分布數(shù)據(jù)接口）802.11–WLAN（無線局域網(wǎng)）IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列中的主要標(biāo)準(zhǔn)802.2-邏輯鏈路控局域網(wǎng)的物理層功能：位流的傳輸；同步前序的產(chǎn)生與識別；信號編碼和譯碼。IEEE802定義了多種物理層，以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)和不同的介質(zhì)訪問控制方法。兩個接口：連接單元接口（AUI）－僅用于粗同軸電纜介質(zhì)相關(guān)接口（MDI）一種介質(zhì)定義一個MDI接口屏蔽了不同介質(zhì)的特性（相對于物理層）局域網(wǎng)的物理層功能：局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層按功能劃分為兩個子層：LLC和MAC功能分解的目的：將功能中與硬件相關(guān)的部分和與硬件無關(guān)的部分分開，以適應(yīng)不同的傳輸介質(zhì)。解決共享信道的介質(zhì)訪問控制問題，使幀的傳輸獨立于傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法。LLC：與介質(zhì)、拓?fù)錈o關(guān)；MAC：與介質(zhì)、拓?fù)湎嚓P(guān)。局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層按功能劃分為兩個子層：LLC和MAC局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層的特點：局域網(wǎng)鏈路支持多路訪問，支持成組地址(組播)和廣播；提供介質(zhì)訪問控制功能；提供某些網(wǎng)絡(luò)層的功能，如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問點(SAP)、多路復(fù)用、流量控制、差錯控制、...MAC子層功能：介質(zhì)訪問控制LLC子層功能：數(shù)據(jù)帖的接收和發(fā)送。（向高層提供統(tǒng)一的鏈路訪問形式，組幀/拆幀、建立/釋放邏輯連接，差錯控制，幀序號處理）。提供某些網(wǎng)絡(luò)層功能。對不同的LAN標(biāo)準(zhǔn)，它們的LLC子層都是一樣的，區(qū)別僅在MAC子層（和物理層）。局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層的特點：局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層和高層IEEE802標(biāo)準(zhǔn)沒有定義網(wǎng)絡(luò)層和更高層：沒有路由選擇功能局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡單，一般不需中間轉(zhuǎn)接流量控制、尋址、排序、差錯控制等功能由數(shù)據(jù)鏈路層完成局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層和高層IEEE802標(biāo)準(zhǔn)沒有定義網(wǎng)絡(luò)層和更高4.2介質(zhì)訪問控制方法局域網(wǎng)使用廣播信道，多個站點共享同一信道（多點訪問，隨機(jī)訪問）。問題：各站點如何訪問共享信道？如何解決同時訪問造成的沖突（信道爭用）？解決以上問題的方法稱為介質(zhì)訪問控制方法。兩種介質(zhì)共享技術(shù)：CSMA/CD和Token-Passing4.2介質(zhì)訪問控制方法局域網(wǎng)使用廣播信道，多個站點共享同一1.CSMA/CD多個站點如何安全地使用共享信道？最簡單的思路：發(fā)送前先檢測一下其它站點是否正在發(fā)送（即信道忙否）。若信道空閑，是否可以立即發(fā)送？若有多個站點都在等待發(fā)送，必然沖突！解決：等待一段隨機(jī)時間后再發(fā)（降低了沖突概率）若信道忙，如何處理？繼續(xù)監(jiān)聽：等到信道空閑后立即發(fā)送等到信道空閑后等待隨機(jī)時間后再發(fā)送等待一段隨機(jī)時間后再重新檢測信道一旦出現(xiàn)兩個站點同時發(fā)送的情況，如何處理？以上方法均無法處理！1.CSMA/CD多個站點如何安全地使用共享信道？CSMA/CD—帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問工作原理：發(fā)送前先監(jiān)聽信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送；如果信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽，一旦空閑就立即發(fā)送；在發(fā)送過程中，仍需繼續(xù)監(jiān)聽。若監(jiān)聽到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，然后發(fā)送一串干擾信號（Jam）；發(fā)送Jam信號的目的是強(qiáng)化沖突，以便使所有的站點都能檢測到發(fā)生了沖突。等待一段隨機(jī)時間（稱為退避）以后，再重新嘗試。歸結(jié)為四句話：發(fā)前先聽，空閑即發(fā)送，邊發(fā)邊聽，沖突時退避。CSMA/CD—帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問CSMA/CD協(xié)議的工作過程CSMA/CD協(xié)議的工作過程CSMA/CD的優(yōu)缺點控制簡單，易于實現(xiàn)；網(wǎng)絡(luò)負(fù)載輕時，有較好的性能：30％－40％以內(nèi)延遲時間短、速度快網(wǎng)絡(luò)負(fù)載重時，性能急遽下降：70％－80％以上沖突數(shù)量的增長使網(wǎng)絡(luò)速度大幅度下降CSMA/CD的優(yōu)缺點控制簡單，易于實現(xiàn)；4.3傳統(tǒng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展以太網(wǎng)的起源:ALOHA無線電系統(tǒng)(1968-1972)Xerox創(chuàng)建第一個實驗性的以太網(wǎng)(1972-1977)DEC、Intel和Xerox將以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化(1979-1983)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)問世（1982年）,10BASE-5出現(xiàn)；10BASE-T結(jié)構(gòu)化布線的歷史(1986-1990)交換式和全雙工制以太網(wǎng)的出現(xiàn)(1990-1994)快速以太網(wǎng)的出現(xiàn)(1992-1995)千兆網(wǎng)的出現(xiàn)(1996至今)4.3傳統(tǒng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)以太網(wǎng)：10Mb/s802.3——粗同軸電纜802.3a——細(xì)同軸電纜802.3i——雙絞線802.3j——光纖快速以太網(wǎng)（FE）：100Mb/s802.3u——雙絞線，光纖千兆以太網(wǎng)（GE）：1000Mb/s（1Gb/s）802.3z——屏蔽短雙絞線、光纖802.3ab——雙絞線萬兆以太網(wǎng)（10GE）：10Gb/s802.3ae——光纖IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)以太網(wǎng)：10Mb/s以太網(wǎng)的物理層標(biāo)識方法速率、信號方式、介質(zhì)類型速率（Mb/s）基帶或?qū)拵ase，Broad每段最大長度（單位:百米）或介質(zhì)類型（T，F(xiàn)）10

Base

510Base5粗同軸10Base2細(xì)同軸10Base-TUTP10Base-F光纜以太網(wǎng)的物理層標(biāo)識方法速率（Mb/s）基帶或?qū)拵慷巫畲箝L度Ethernet/802.3操作流程任何站點發(fā)送數(shù)據(jù)時都要遵循CSMA/CD協(xié)議；每個站點都可以接收到所有來自其他站點的數(shù)據(jù)（廣播信道）；只有地址與幀的目的地址相同的站點才接收數(shù)據(jù)；目的站點將復(fù)制該幀，其他站點則忽略該幀。ABCAC發(fā)送幀，目的地址為AABCA復(fù)制該幀AABCC發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空閑ABCB忽略該幀AEthernet/802.3操作流程任何站點發(fā)送數(shù)據(jù)時都要遵Ethernet/IEEE802.3幀格式PR：前導(dǎo)碼-10101010序列，用于使接收方與發(fā)送方同步SFD：幀首定界符–10101011，表示一幀的開始DA/SA：目的/源MAC地址LEN：數(shù)據(jù)長度（數(shù)據(jù)部分的字節(jié)數(shù)），取值范圍：0-1500Type：類型，高層協(xié)議標(biāo)識LLC-PDU（Data）：數(shù)據(jù)，最少46字節(jié),最多1500字節(jié)，不夠時以Pad填充Pad：填充字段（可選），其作用是保證幀長不小于64字節(jié)FCS：幀校驗序列（CRC-32）66246-15004字節(jié)FCSSATypeDADataPadEthernetIEEE802.32/62/6246-15004字節(jié)FCSSALENDALLC-PDUPad

校驗區(qū)間64-1518字節(jié)PRSFD71PRSFD71用途：保證幀長≥64字節(jié)Ethernet/IEEE802.3幀格式PR：MAC地址又稱為物理地址，它是網(wǎng)絡(luò)站點的全球唯一的標(biāo)識符，與其物理位置無關(guān)。網(wǎng)絡(luò)站點的每一個網(wǎng)絡(luò)接口都有一個MAC地址。MAC地址大多固化在網(wǎng)絡(luò)站點的硬件中。一個站點允許有多個MAC地址，個數(shù)取決于該站點網(wǎng)絡(luò)接口的個數(shù)。例如：安裝有多塊網(wǎng)卡的計算機(jī)；有多個以太網(wǎng)接口的路由器。MAC地址又稱為物理地址，它是網(wǎng)絡(luò)站點的全球唯一的標(biāo)識符，與IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：MAC地址的長度為6個字節(jié)，共48位；可表示246≈70萬億個地址（有2位用于特殊用途）高24位稱為機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)識符OUI

，由IEEE統(tǒng)一分配給設(shè)備生產(chǎn)廠商；如3COM公司的OUI=02608C低24位稱為擴(kuò)展標(biāo)識符EI，由廠商自行分配給每一塊網(wǎng)卡或設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)硬件接口。I/GOUI（22位）G/LEI（24位）0=全局管理地址1=本地管理地址（一般不用）0=單播地址1=組播地址IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：I/GOUI（22位）G/LEIMAC地址的三種類型：單播地址：（I/G＝0）擁有單播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中惟一一個由單播地址指定的站點?！c對點傳輸多播地址：（I/G＝1）擁有多播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中由組播地址指定的一組站點?！c對多點傳輸廣播地址：（全1地址，F(xiàn)F-FF-FF-FF-FF-FF）擁有廣播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中所有的站點?！獜V播傳輸注意，以上分類只適用于目的地址。MAC地址的三種類型：雙絞線（UTP），兩頭壓接RJ45連接器（水晶頭）；所有站點都與HUB（集線器）相連接；

HUB的作用：信號放大與整形星形拓?fù)?，但邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)仍然是總線。輕便、安裝密度高、便于維護(hù)NICHUB每段最大長度100m多臺HUB級連可以支持更多站點雙絞線以太網(wǎng)（10Base-T）雙絞線（UTP），兩頭壓接RJ45連接器（水晶頭）；NIC雙絞線的連接標(biāo)準(zhǔn)在以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)中，10Mbps（3類）與100Mbps（5類）雙絞線系統(tǒng)采用相同的線序：1、2（發(fā)送）兩根線為一對，3、6（接收）兩根線為另一對。色標(biāo) Pin# Signal白橙

1 TD+橙

2 TD-白綠

3 RD+藍(lán)

4 不用白藍(lán)

5 不用綠

6 RD-白棕

7 不用棕

8 不用12345678雙絞線的連接標(biāo)準(zhǔn)123456784.4局域網(wǎng)擴(kuò)展

什么情況下需要擴(kuò)展？網(wǎng)絡(luò)范圍擴(kuò)大更多的站點加入網(wǎng)絡(luò)多個獨立的局域網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)如何擴(kuò)展？主要在三個層次上物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層4.4局域網(wǎng)擴(kuò)展什么情況下需要擴(kuò)展？在物理層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備：總線網(wǎng)：中繼器星形/環(huán)形網(wǎng)：集線器特點：擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)仍是一個沖突域。優(yōu)缺點：簡單、成本低網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不能太大站點數(shù)量：沖突隨站點數(shù)量的增多而變得越來越嚴(yán)重只能互聯(lián)相同類型的網(wǎng)絡(luò)在物理層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展例：從分離的部門網(wǎng)絡(luò)到統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)集線器人力資源部集線器市場部集線器技術(shù)開發(fā)部集線器財務(wù)部例：從分離的部門網(wǎng)絡(luò)到統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)集線器人力資源部集線器市在數(shù)據(jù)鏈路層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備：網(wǎng)橋、交換機(jī)特點：一個網(wǎng)段上的幀有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)段；擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)被網(wǎng)橋/交換機(jī)隔離成多個沖突域；擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)仍是一個廣播域。優(yōu)缺點：沖突被限制在小范圍內(nèi)，甚至可被消除；轉(zhuǎn)發(fā)速度有所降低；不能隔離廣播幀。在數(shù)據(jù)鏈路層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展在鏈路層上擴(kuò)展局域網(wǎng)網(wǎng)橋/交換機(jī)獨立的沖突域網(wǎng)段1HUB網(wǎng)段2HUB廣播域在鏈路層上擴(kuò)展局域網(wǎng)網(wǎng)橋/交換機(jī)獨立的沖突域網(wǎng)段1HUB網(wǎng)段在網(wǎng)絡(luò)層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備：路由器特點：一個網(wǎng)絡(luò)上的分組有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)；擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)被路由器分隔成多個子網(wǎng)。優(yōu)缺點：隔離廣播域，限制了廣播幀的泛濫；地域范圍可以任意擴(kuò)展；可以互聯(lián)不同類型的網(wǎng)絡(luò)；轉(zhuǎn)發(fā)速度低，成本較高，維護(hù)復(fù)雜。在網(wǎng)絡(luò)層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展財務(wù)部集線器技術(shù)開發(fā)部集線器市場部集線器人力資源部集線器在網(wǎng)絡(luò)層上擴(kuò)展局域網(wǎng)技術(shù)開發(fā)部路由器集線器財務(wù)部路由器集線器市場部路由器集線器路由器人力資源部集線器企業(yè)網(wǎng)/廣域網(wǎng)財務(wù)部集線器技術(shù)開發(fā)部集線器市場部集線器人力資源部集線器在網(wǎng)結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)是指按標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的和簡單的結(jié)構(gòu)化方式編制和布置各種建筑物（或建筑群）內(nèi)各系統(tǒng)的通信線路，包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和照明系統(tǒng)等，是一種通用標(biāo)準(zhǔn)的信息傳輸系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)是指按標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的和簡結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)建筑物的電信布線標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA568A：商業(yè)大樓電信路徑和空間標(biāo)準(zhǔn)EIA/TIA569；住宅和小型商業(yè)電信連線標(biāo)準(zhǔn)EIA/TIA570；商業(yè)大樓電信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)管理標(biāo)準(zhǔn)EIA/TIA606；商業(yè)大樓通信接地和屏蔽接地要求EIA/TIA607；結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)建筑物的電信布線標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)包括六個部分：用戶工作區(qū)系統(tǒng)；水平布線子系統(tǒng)；垂直布線子系統(tǒng)；設(shè)備間系統(tǒng)；接線間系統(tǒng)；建筑群系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)包括六個部分：用戶工作區(qū)系統(tǒng)水平布線系統(tǒng)垂直布線系統(tǒng)布線配線系統(tǒng)設(shè)備間系統(tǒng)建筑群系統(tǒng)用戶工作區(qū)系統(tǒng)水平布線系統(tǒng)垂直布線系統(tǒng)布線配線系統(tǒng)設(shè)備間系統(tǒng)用戶工作區(qū)系統(tǒng)用戶工作區(qū)是指辦公室或計算機(jī)和其他設(shè)備所處的區(qū)域。用戶工作區(qū)的結(jié)構(gòu)化布線主要是將用戶設(shè)備連接到整個布線系統(tǒng)中，它包括了用于連接用戶設(shè)備的各種信息插座及相關(guān)配件。信息插座應(yīng)支持電話機(jī)、數(shù)據(jù)終端、計算機(jī)、電視機(jī)監(jiān)視器等終端設(shè)備的設(shè)置和安裝。信息插座可以安裝在墻上、用戶的辦公桌上、地面上。用戶工作區(qū)系統(tǒng)用戶工作區(qū)是指辦公室或計算機(jī)和其他設(shè)備所處的水平布線系統(tǒng)水平布線系統(tǒng)，也稱為平面樓層布線系統(tǒng)，它是將垂直布線的干線線路延伸到用戶工作區(qū)的通信插座；水平布線系統(tǒng)起著支線的作用。它一端連接用戶工作區(qū)，另一端連接垂直布線系統(tǒng)或設(shè)備間。水平布線子系統(tǒng)的安裝方法暗管預(yù)埋，墻面引線；地下管槽，地面引線；水平布線系統(tǒng)水平布線系統(tǒng)，也稱為平面樓層布線系統(tǒng)，它是將垂垂直布線系統(tǒng)垂直布線系統(tǒng)，也稱為干線系統(tǒng)。是建筑物布線系統(tǒng)中的主干線路，用于接線間、設(shè)備間和建筑物引入設(shè)施之間的線纜連接。垂直布線系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的骨干部分，是高層建筑物中垂直安裝的各種電纜、光纜的組合。通過垂直布線系統(tǒng)可以將水平布線系統(tǒng)連接起來，滿足相互之間的通信要求。垂直布線子系統(tǒng)的安裝方法：將垂直電纜或光纜貫穿在各樓層間的豎井中；安裝在通風(fēng)管道中；將纜線固定在垂直豎井的鋼鐵支架上；垂直布線系統(tǒng)垂直布線系統(tǒng)，也稱為干線系統(tǒng)。是建筑物布線系統(tǒng)中布線配線系統(tǒng)接線間系統(tǒng)接線間里可放置線纜終端、水平布線和垂直布線系統(tǒng)的任何交叉連接。布線配線系統(tǒng)本身是由各種各樣的配線架與電纜組成的，它能方便地調(diào)整各個區(qū)域內(nèi)的線路連接關(guān)系。布線配線系統(tǒng)接線間系統(tǒng)設(shè)備間系統(tǒng)設(shè)備間系統(tǒng)設(shè)備間系統(tǒng)，也被稱為機(jī)房系統(tǒng)。設(shè)備間通常安裝有大型通信設(shè)備、主機(jī)或服務(wù)器的區(qū)域。設(shè)備間系統(tǒng)主要包括用于連接內(nèi)部網(wǎng)或公用網(wǎng)絡(luò)所需要的各種設(shè)備和線纜。由于設(shè)備間系統(tǒng)中的設(shè)備對于整個系統(tǒng)是至關(guān)重要的，因此在進(jìn)行布線系統(tǒng)安裝時，一定要綜合考慮配電系統(tǒng)（不間斷電源UPS）與設(shè)備的安全因素（如接地、散熱）等。設(shè)備間系統(tǒng)設(shè)備間系統(tǒng)建筑群系統(tǒng)建筑群系統(tǒng)，也稱為戶外系統(tǒng)。它是指線纜從一個建筑物延伸到建筑群中的另外一些建設(shè)物上所需的通信設(shè)備和裝置，包括電纜、光纜和防止電纜的浪涌電壓進(jìn)入建筑物的電氣保護(hù)設(shè)備。戶外系統(tǒng)包括樓群間通信的傳輸介質(zhì)、各種設(shè)備，如電纜、光纜、電氣保護(hù)設(shè)備；戶外系統(tǒng)入內(nèi)的處理方法：通過地下管道；通過架空方式；戶外系統(tǒng)進(jìn)入大樓后一般要經(jīng)過金屬的分線盒分線后，分別根據(jù)各種介質(zhì)及其信號的相應(yīng)要求加裝電氣保護(hù)裝置，并保持良好的接地狀態(tài)，然后經(jīng)過線路接口連接到布線配線系統(tǒng)上去。建筑群系統(tǒng)建筑群系統(tǒng)，也稱為戶外系統(tǒng)。它是指線纜從一個建筑第4章計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)本章內(nèi)容局域網(wǎng)的特點及關(guān)鍵技術(shù)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)共享信道的介質(zhì)訪問控制方法以太網(wǎng)（Ethernet）第4章計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)本章內(nèi)容4.1局域網(wǎng)（LAN）概述1.特點覆蓋范圍小房間、建筑物、園區(qū)范圍距離≤25km高傳輸速率10Mb/s～1000Mb/s低誤碼率10-8

～10-11私有性：自建、自管、自用4.1局域網(wǎng)（LAN）概述1.特點2.局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型、星形、環(huán)形介質(zhì)訪問方法CSMA/CD、Token-passing信號傳輸形式基帶、寬帶以上三種技術(shù)決定了局域網(wǎng)的特征2.局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)LAN典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型:所有結(jié)點都直接連接到共享信道星型

:所有結(jié)點都連接到中央結(jié)點環(huán)型

:節(jié)點通過環(huán)路與相鄰節(jié)點連接BusStarRingABCADCBABCATLAN典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型:所有結(jié)點都直接連接到共享信道Bu3.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802IEEE802是一個標(biāo)準(zhǔn)系列：IEEE802,IEEE802.1～I(xiàn)EEE802.14其體系結(jié)構(gòu)只包含了兩個層次：數(shù)據(jù)鏈路層，物理層數(shù)據(jù)鏈路層又分為邏輯鏈路控制和介質(zhì)訪問控制兩個子層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層邏輯鏈路控制LLC介質(zhì)訪問控制MAC

高層OSIIEEE802物理層PHY由TCP/IP和NOS實現(xiàn)IEEE802描述了最低兩層的功能以及它們?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)和接口3.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列中的主要標(biāo)準(zhǔn)802.2-邏輯鏈路控制802.3-CSMA/CD（以太網(wǎng)）

802.4-TokenBus（令牌總線）802.5-TokenRing（令牌環(huán)）802.6-分布隊列雙總線DQDB--MAN標(biāo)準(zhǔn)802.8–FDDI（光纖分布數(shù)據(jù)接口）802.11–WLAN（無線局域網(wǎng)）IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列中的主要標(biāo)準(zhǔn)802.2-邏輯鏈路控局域網(wǎng)的物理層功能：位流的傳輸；同步前序的產(chǎn)生與識別；信號編碼和譯碼。IEEE802定義了多種物理層，以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)和不同的介質(zhì)訪問控制方法。兩個接口：連接單元接口（AUI）－僅用于粗同軸電纜介質(zhì)相關(guān)接口（MDI）一種介質(zhì)定義一個MDI接口屏蔽了不同介質(zhì)的特性（相對于物理層）局域網(wǎng)的物理層功能：局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層按功能劃分為兩個子層：LLC和MAC功能分解的目的：將功能中與硬件相關(guān)的部分和與硬件無關(guān)的部分分開，以適應(yīng)不同的傳輸介質(zhì)。解決共享信道的介質(zhì)訪問控制問題，使幀的傳輸獨立于傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法。LLC：與介質(zhì)、拓?fù)錈o關(guān)；MAC：與介質(zhì)、拓?fù)湎嚓P(guān)。局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層按功能劃分為兩個子層：LLC和MAC局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層的特點：局域網(wǎng)鏈路支持多路訪問，支持成組地址(組播)和廣播；提供介質(zhì)訪問控制功能；提供某些網(wǎng)絡(luò)層的功能，如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問點(SAP)、多路復(fù)用、流量控制、差錯控制、...MAC子層功能：介質(zhì)訪問控制LLC子層功能：數(shù)據(jù)帖的接收和發(fā)送。（向高層提供統(tǒng)一的鏈路訪問形式，組幀/拆幀、建立/釋放邏輯連接，差錯控制，幀序號處理）。提供某些網(wǎng)絡(luò)層功能。對不同的LAN標(biāo)準(zhǔn)，它們的LLC子層都是一樣的，區(qū)別僅在MAC子層（和物理層）。局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層的特點：局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層和高層IEEE802標(biāo)準(zhǔn)沒有定義網(wǎng)絡(luò)層和更高層：沒有路由選擇功能局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡單，一般不需中間轉(zhuǎn)接流量控制、尋址、排序、差錯控制等功能由數(shù)據(jù)鏈路層完成局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層和高層IEEE802標(biāo)準(zhǔn)沒有定義網(wǎng)絡(luò)層和更高4.2介質(zhì)訪問控制方法局域網(wǎng)使用廣播信道，多個站點共享同一信道（多點訪問，隨機(jī)訪問）。問題：各站點如何訪問共享信道？如何解決同時訪問造成的沖突（信道爭用）？解決以上問題的方法稱為介質(zhì)訪問控制方法。兩種介質(zhì)共享技術(shù)：CSMA/CD和Token-Passing4.2介質(zhì)訪問控制方法局域網(wǎng)使用廣播信道，多個站點共享同一1.CSMA/CD多個站點如何安全地使用共享信道？最簡單的思路：發(fā)送前先檢測一下其它站點是否正在發(fā)送（即信道忙否）。若信道空閑，是否可以立即發(fā)送？若有多個站點都在等待發(fā)送，必然沖突！解決：等待一段隨機(jī)時間后再發(fā)（降低了沖突概率）若信道忙，如何處理？繼續(xù)監(jiān)聽：等到信道空閑后立即發(fā)送等到信道空閑后等待隨機(jī)時間后再發(fā)送等待一段隨機(jī)時間后再重新檢測信道一旦出現(xiàn)兩個站點同時發(fā)送的情況，如何處理？以上方法均無法處理！1.CSMA/CD多個站點如何安全地使用共享信道？CSMA/CD—帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問工作原理：發(fā)送前先監(jiān)聽信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送；如果信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽，一旦空閑就立即發(fā)送；在發(fā)送過程中，仍需繼續(xù)監(jiān)聽。若監(jiān)聽到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，然后發(fā)送一串干擾信號（Jam）；發(fā)送Jam信號的目的是強(qiáng)化沖突，以便使所有的站點都能檢測到發(fā)生了沖突。等待一段隨機(jī)時間（稱為退避）以后，再重新嘗試。歸結(jié)為四句話：發(fā)前先聽，空閑即發(fā)送，邊發(fā)邊聽，沖突時退避。CSMA/CD—帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問CSMA/CD協(xié)議的工作過程CSMA/CD協(xié)議的工作過程CSMA/CD的優(yōu)缺點控制簡單，易于實現(xiàn)；網(wǎng)絡(luò)負(fù)載輕時，有較好的性能：30％－40％以內(nèi)延遲時間短、速度快網(wǎng)絡(luò)負(fù)載重時，性能急遽下降：70％－80％以上沖突數(shù)量的增長使網(wǎng)絡(luò)速度大幅度下降CSMA/CD的優(yōu)缺點控制簡單，易于實現(xiàn)；4.3傳統(tǒng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展以太網(wǎng)的起源:ALOHA無線電系統(tǒng)(1968-1972)Xerox創(chuàng)建第一個實驗性的以太網(wǎng)(1972-1977)DEC、Intel和Xerox將以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化(1979-1983)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)問世（1982年）,10BASE-5出現(xiàn)；10BASE-T結(jié)構(gòu)化布線的歷史(1986-1990)交換式和全雙工制以太網(wǎng)的出現(xiàn)(1990-1994)快速以太網(wǎng)的出現(xiàn)(1992-1995)千兆網(wǎng)的出現(xiàn)(1996至今)4.3傳統(tǒng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)以太網(wǎng)：10Mb/s802.3——粗同軸電纜802.3a——細(xì)同軸電纜802.3i——雙絞線802.3j——光纖快速以太網(wǎng)（FE）：100Mb/s802.3u——雙絞線，光纖千兆以太網(wǎng)（GE）：1000Mb/s（1Gb/s）802.3z——屏蔽短雙絞線、光纖802.3ab——雙絞線萬兆以太網(wǎng)（10GE）：10Gb/s802.3ae——光纖IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)以太網(wǎng)：10Mb/s以太網(wǎng)的物理層標(biāo)識方法速率、信號方式、介質(zhì)類型速率（Mb/s）基帶或?qū)拵ase，Broad每段最大長度（單位:百米）或介質(zhì)類型（T，F(xiàn)）10

Base

510Base5粗同軸10Base2細(xì)同軸10Base-TUTP10Base-F光纜以太網(wǎng)的物理層標(biāo)識方法速率（Mb/s）基帶或?qū)拵慷巫畲箝L度Ethernet/802.3操作流程任何站點發(fā)送數(shù)據(jù)時都要遵循CSMA/CD協(xié)議；每個站點都可以接收到所有來自其他站點的數(shù)據(jù)（廣播信道）；只有地址與幀的目的地址相同的站點才接收數(shù)據(jù)；目的站點將復(fù)制該幀，其他站點則忽略該幀。ABCAC發(fā)送幀，目的地址為AABCA復(fù)制該幀AABCC發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空閑ABCB忽略該幀AEthernet/802.3操作流程任何站點發(fā)送數(shù)據(jù)時都要遵Ethernet/IEEE802.3幀格式PR：前導(dǎo)碼-10101010序列，用于使接收方與發(fā)送方同步SFD：幀首定界符–10101011，表示一幀的開始DA/SA：目的/源MAC地址LEN：數(shù)據(jù)長度（數(shù)據(jù)部分的字節(jié)數(shù)），取值范圍：0-1500Type：類型，高層協(xié)議標(biāo)識LLC-PDU（Data）：數(shù)據(jù)，最少46字節(jié),最多1500字節(jié)，不夠時以Pad填充Pad：填充字段（可選），其作用是保證幀長不小于64字節(jié)FCS：幀校驗序列（CRC-32）66246-15004字節(jié)FCSSATypeDADataPadEthernetIEEE802.32/62/6246-15004字節(jié)FCSSALENDALLC-PDUPad

校驗區(qū)間64-1518字節(jié)PRSFD71PRSFD71用途：保證幀長≥64字節(jié)Ethernet/IEEE802.3幀格式PR：MAC地址又稱為物理地址，它是網(wǎng)絡(luò)站點的全球唯一的標(biāo)識符，與其物理位置無關(guān)。網(wǎng)絡(luò)站點的每一個網(wǎng)絡(luò)接口都有一個MAC地址。MAC地址大多固化在網(wǎng)絡(luò)站點的硬件中。一個站點允許有多個MAC地址，個數(shù)取決于該站點網(wǎng)絡(luò)接口的個數(shù)。例如：安裝有多塊網(wǎng)卡的計算機(jī)；有多個以太網(wǎng)接口的路由器。MAC地址又稱為物理地址，它是網(wǎng)絡(luò)站點的全球唯一的標(biāo)識符，與IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：MAC地址的長度為6個字節(jié)，共48位；可表示246≈70萬億個地址（有2位用于特殊用途）高24位稱為機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)識符OUI

，由IEEE統(tǒng)一分配給設(shè)備生產(chǎn)廠商；如3COM公司的OUI=02608C低24位稱為擴(kuò)展標(biāo)識符EI，由廠商自行分配給每一塊網(wǎng)卡或設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)硬件接口。I/GOUI（22位）G/LEI（24位）0=全局管理地址1=本地管理地址（一般不用）0=單播地址1=組播地址IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：I/GOUI（22位）G/LEIMAC地址的三種類型：單播地址：（I/G＝0）擁有單播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中惟一一個由單播地址指定的站點?！c對點傳輸多播地址：（I/G＝1）擁有多播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中由組播地址指定的一組站點。——點對多點傳輸廣播地址：（全1地址，F(xiàn)F-FF-FF-FF-FF-FF）擁有廣播地址的幀將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中所有的站點?！獜V播傳輸注意，以上分類只適用于目的地址。MAC地址的三種類型：雙絞線（UTP），兩頭壓接RJ45連接器（水晶頭）；所有站點都與HUB（集線器）相連接；

HUB的作用：信號放大與整形星形拓?fù)?，但邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)仍然是總線。輕便、安裝密度高、便于維護(hù)NICHUB每段最大長度100m多臺HUB級連可以支持更多站點雙絞線以太網(wǎng)（10Base-T）雙絞線（UTP），兩頭壓接RJ45連接器（水晶頭）；NIC雙絞線的連接標(biāo)準(zhǔn)在以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)中，10Mbps（3類）與100Mbps（5類）雙絞線系統(tǒng)采用相同的線序：1、2（發(fā)送）兩根線為一對，3、6（接收）兩根線為另一對。色標(biāo) Pin# Signal白橙

1 TD+橙

2 TD-白綠

3 RD+藍(lán)

4 不用白藍(lán)

5 不用綠

6 RD-白棕

7 不用棕

8 不用12345678雙絞線的連接標(biāo)準(zhǔn)123456784.4局域網(wǎng)擴(kuò)展

什么情況下需要擴(kuò)展？網(wǎng)絡(luò)范圍擴(kuò)大更多的站點加入網(wǎng)絡(luò)多個獨立的局域網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)如何擴(kuò)展？主要在三個層次上物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層4.4局域網(wǎng)擴(kuò)展什么情況下需要擴(kuò)展？在物理層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備：總線網(wǎng)：中繼器星形/環(huán)形網(wǎng)：集線器特點：擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)仍是一個沖突域。優(yōu)缺點：簡單、成本低網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不能太大站點數(shù)量：沖突隨站點數(shù)量的增多而變得越來越嚴(yán)重只能互聯(lián)相同類型的網(wǎng)絡(luò)在物理層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展例：從分離的部門網(wǎng)絡(luò)到統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)集線器人力資源部集線器市場部集線器技術(shù)開發(fā)部集線器財務(wù)部例：從分離的部門網(wǎng)絡(luò)到統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)集線器人力資源部集線器市在數(shù)據(jù)鏈路層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備：網(wǎng)橋、交換機(jī)特點：一個網(wǎng)段上的幀有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)段；擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)被網(wǎng)橋/交換機(jī)隔離成多個沖突域；擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)仍是一個廣播域。優(yōu)缺點：沖突被限制在小范圍內(nèi)，甚至可被消除；轉(zhuǎn)發(fā)速度有所降低；不能隔離廣播幀。在數(shù)據(jù)鏈路層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展在鏈路層上擴(kuò)展局域網(wǎng)網(wǎng)橋/交換機(jī)獨立的沖突域網(wǎng)段1HUB網(wǎng)段2HUB廣播域在鏈路層上擴(kuò)展局域網(wǎng)網(wǎng)橋/交換機(jī)獨立的沖突域網(wǎng)段1HUB網(wǎng)段在網(wǎng)絡(luò)層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備：路由器特點：一個網(wǎng)絡(luò)上的分組有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)；擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)被路由器分隔成多個子網(wǎng)。優(yōu)缺點：隔離廣播域，限制了廣播幀的泛濫；地域范圍可以任意擴(kuò)展；可以互聯(lián)不同類型的網(wǎng)絡(luò)；轉(zhuǎn)發(fā)速度低，成本較高，維護(hù)復(fù)雜。在網(wǎng)絡(luò)層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展財務(wù)部集線器技術(shù)開發(fā)部集線器市場部集線器人力資源部集線器在網(wǎng)絡(luò)層上擴(kuò)展局域網(wǎng)技術(shù)開發(fā)部路由器集線器財務(wù)部路由器集線器市場部路由器集線器路由器人力資源部集線器企業(yè)網(wǎng)/廣域網(wǎng)財務(wù)部集線器技術(shù)開發(fā)部集線器市場部集線器人力資源部集線器在網(wǎng)結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)是指按標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的和簡單的結(jié)構(gòu)化方式編制和布置各種建筑物（或建筑群）內(nèi)各系統(tǒng)的通信線路，包括網(wǎng)