第四章計算機局域網(wǎng)絡課件

第4章計算機局域網(wǎng)絡本章內(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章計算機局域網(wǎng)絡本章內(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)拓撲結(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典型拓撲結(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典型拓撲結(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)的標準：IEEE802IEEE802是一個標準系列：IEEE802,IEEE802.1～IEEE802.14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)絡層提供的服務和接口3.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的標準：IEEE802網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈IEEE802標準系列中的主要標準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標準802.8–FDDI（光纖分布數(shù)據(jù)接口）802.11–WLAN（無線局域網(wǎng)）IEEE802標準系列中的主要標準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，以適應不同的網(wǎng)絡介質(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)、拓撲無關(guān)；MAC：與介質(zhì)、拓撲相關(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)絡層的功能，如網(wǎng)絡服務訪問點(SAP)、多路復用、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)絡層功能。對不同的LAN標準，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)絡層和高層IEEE802標準沒有定義網(wǎng)絡層和更高層：沒有路由選擇功能局域網(wǎng)拓撲結(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)絡層和高層IEEE802標準沒有定義網(wǎng)絡層和更高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時間后再發(fā)送等待一段隨機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)絡負載輕時，有較好的性能：30％－40％以內(nèi)延遲時間短、速度快網(wǎng)絡負載重時，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)標準化(1979-1983)IEEE802.3標準問世（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)標準傳統(tǒng)以太網(wǎng)：10Mb/s802.3——粗同軸電纜802.3a——細同軸電纜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)標準傳統(tǒng)以太網(wǎng)：10Mb/s以太網(wǎng)的物理層標識方法速率、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細同軸10Base-TUTP10Base-F光纜以太網(wǎng)的物理層標識方法速率（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)；目的站點將復制該幀，其他站點則忽略該幀。ABCAC發(fā)送幀，目的地址為AABCA復制該幀AABCC發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡空閑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)絡站點的全球唯一的標識符，與其物理位置無關(guān)。網(wǎng)絡站點的每一個網(wǎng)絡接口都有一個MAC地址。MAC地址大多固化在網(wǎng)絡站點的硬件中。一個站點允許有多個MAC地址，個數(shù)取決于該站點網(wǎng)絡接口的個數(shù)。例如：安裝有多塊網(wǎng)卡的計算機；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)絡站點的全球唯一的標識符，與IEEE802.3標準規(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位稱為機構(gòu)惟一標識符OUI

，由IEEE統(tǒng)一分配給設備生產(chǎn)廠商；如3COM公司的OUI=02608C低24位稱為擴展標識符EI，由廠商自行分配給每一塊網(wǎng)卡或設備的網(wǎng)絡硬件接口。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標準規(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撲，但邏輯拓撲結(jié)構(gòu)仍然是總線。輕便、安裝密度高、便于維護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雙絞線的連接標準在以太網(wǎng)的標準中，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 Pin# Signal白橙

1 TD+橙

2 TD-白綠

3 RD+藍

4 不用白藍

5 不用綠

6 RD-白棕

7 不用棕

8 不用12345678雙絞線的連接標準123456784.4局域網(wǎng)擴展

什么情況下需要擴展？網(wǎng)絡范圍擴大更多的站點加入網(wǎng)絡多個獨立的局域網(wǎng)進行互聯(lián)如何擴展？主要在三個層次上物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層4.4局域網(wǎng)擴展什么情況下需要擴展？在物理層上進行局域網(wǎng)擴展設備：總線網(wǎng)：中繼器星形/環(huán)形網(wǎng)：集線器特點：擴展后的網(wǎng)絡仍是一個沖突域。優(yōu)缺點：簡單、成本低網(wǎng)絡規(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重只能互聯(lián)相同類型的網(wǎng)絡在物理層上進行局域網(wǎng)擴展例：從分離的部門網(wǎng)絡到統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡集線器人力資源部集線器市場部集線器技術(shù)開發(fā)部集線器財務部例：從分離的部門網(wǎng)絡到統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡集線器人力資源部集線器市在數(shù)據(jù)鏈路層上進行局域網(wǎng)擴展設備：網(wǎng)橋、交換機特點：一個網(wǎng)段上的幀有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)段；擴展后的網(wǎng)絡被網(wǎng)橋/交換機隔離成多個沖突域；擴展后的網(wǎng)絡仍是一個廣播域。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)鏈路層上進行局域網(wǎng)擴展在鏈路層上擴展局域網(wǎng)網(wǎng)橋/交換機獨立的沖突域網(wǎng)段1HUB網(wǎng)段2HUB廣播域在鏈路層上擴展局域網(wǎng)網(wǎng)橋/交換機獨立的沖突域網(wǎng)段1HUB網(wǎng)段在網(wǎng)絡層上進行局域網(wǎng)擴展設備：路由器特點：一個網(wǎng)絡上的分組有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡；擴展后的網(wǎng)絡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展；可以互聯(lián)不同類型的網(wǎng)絡；轉(zhuǎn)發(fā)速度低，成本較高，維護復雜。在網(wǎng)絡層上進行局域網(wǎng)擴展財務部集線器技術(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)絡層上擴展局域網(wǎng)技術(shù)開發(fā)部路由器集線器財務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)是指按標準的、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，是一種通用標準的信息傳輸系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)是指按標準的、統(tǒng)一的和簡結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)標準商業(yè)建筑物的電信布線標準TIA/EIA568A：商業(yè)大樓電信路徑和空間標準EIA/TIA569；住宅和小型商業(yè)電信連線標準EIA/TIA570；商業(yè)大樓電信基礎結(jié)構(gòu)管理標準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)標準商業(yè)建筑物的電信布線標準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和其他設備所處的區(qū)域。用戶工作區(qū)的結(jié)構(gòu)化布線主要是將用戶設備連接到整個布線系統(tǒng)中，它包括了用于連接用戶設備的各種信息插座及相關(guān)配件。信息插座應支持電話機、數(shù)據(jù)終端、計算機、電視機監(jiān)視器等終端設備的設置和安裝。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和其他設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)或設備間。水平布線子系統(tǒng)的安裝方法暗管預埋，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、設備間和建筑物引入設施之間的線纜連接。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)設備間系統(tǒng)設備間系統(tǒng)設備間系統(tǒng)，也被稱為機房系統(tǒng)。設備間通常安裝有大型通信設備、主機或服務器的區(qū)域。設備間系統(tǒng)主要包括用于連接內(nèi)部網(wǎng)或公用網(wǎng)絡所需要的各種設備和線纜。由于設備間系統(tǒng)中的設備對于整個系統(tǒng)是至關(guān)重要的，因此在進行布線系統(tǒng)安裝時，一定要綜合考慮配電系統(tǒng)（不間斷電源UPS）與設備的安全因素（如接地、散熱）等。設備間系統(tǒng)設備間系統(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物上所需的通信設備和裝置，包括電纜、光纜和防止電纜的浪涌電壓進入建筑物的電氣保護設備。戶外系統(tǒng)包括樓群間通信的傳輸介質(zhì)、各種設備，如電纜、光纜、電氣保護設備；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)及其信號的相應要求加裝電氣保護裝置，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章計算機局域網(wǎng)絡本章內(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章計算機局域網(wǎng)絡本章內(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)拓撲結(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典型拓撲結(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典型拓撲結(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)的標準：IEEE802IEEE802是一個標準系列：IEEE802,IEEE802.1～IEEE802.14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)絡層提供的服務和接口3.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的標準：IEEE802網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈IEEE802標準系列中的主要標準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標準802.8–FDDI（光纖分布數(shù)據(jù)接口）802.11–WLAN（無線局域網(wǎng)）IEEE802標準系列中的主要標準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，以適應不同的網(wǎng)絡介質(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)、拓撲無關(guān)；MAC：與介質(zhì)、拓撲相關(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)絡層的功能，如網(wǎng)絡服務訪問點(SAP)、多路復用、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)絡層功能。對不同的LAN標準，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)絡層和高層IEEE802標準沒有定義網(wǎng)絡層和更高層：沒有路由選擇功能局域網(wǎng)拓撲結(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)絡層和高層IEEE802標準沒有定義網(wǎng)絡層和更高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時間后再發(fā)送等待一段隨機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)絡負載輕時，有較好的性能：30％－40％以內(nèi)延遲時間短、速度快網(wǎng)絡負載重時，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)標準化(1979-1983)IEEE802.3標準問世（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)標準傳統(tǒng)以太網(wǎng)：10Mb/s802.3——粗同軸電纜802.3a——細同軸電纜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)標準傳統(tǒng)以太網(wǎng)：10Mb/s以太網(wǎng)的物理層標識方法速率、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細同軸10Base-TUTP10Base-F光纜以太網(wǎng)的物理層標識方法速率（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)；目的站點將復制該幀，其他站點則忽略該幀。ABCAC發(fā)送幀，目的地址為AABCA復制該幀AABCC發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡空閑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)絡站點的全球唯一的標識符，與其物理位置無關(guān)。網(wǎng)絡站點的每一個網(wǎng)絡接口都有一個MAC地址。MAC地址大多固化在網(wǎng)絡站點的硬件中。一個站點允許有多個MAC地址，個數(shù)取決于該站點網(wǎng)絡接口的個數(shù)。例如：安裝有多塊網(wǎng)卡的計算機；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)絡站點的全球唯一的標識符，與IEEE802.3標準規(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位稱為機構(gòu)惟一標識符OUI

，由IEEE統(tǒng)一分配給設備生產(chǎn)廠商；如3COM公司的OUI=02608C低24位稱為擴展標識符EI，由廠商自行分配給每一塊網(wǎng)卡或設備的網(wǎng)絡硬件接口。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標準規(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)絡中惟一一個由單播地址指定的站點。——點對點傳輸多播地址：（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撲，但邏輯拓撲結(jié)構(gòu)仍然是總線。輕便、安裝密度高、便于維護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雙絞線的連接標準在以太網(wǎng)的標準中，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 Pin# Signal白橙

1 TD+橙

2 TD-白綠

3 RD+藍

4 不用白藍

5 不用綠

6 RD-白棕

7 不用棕

8 不用12345678雙絞線的連接標準123456784.4局域網(wǎng)擴展

什么情況下需要擴展？網(wǎng)絡范圍擴大更多的站點加入網(wǎng)絡多個獨立的局域網(wǎng)進行互聯(lián)如何擴展？主要在三個層次上物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層4.4局域網(wǎng)擴展什么情況下需要擴展？在物理層上進行局域網(wǎng)擴展設備：總線網(wǎng)：中繼器星形/環(huán)形網(wǎng)：集線器特點：擴展后的網(wǎng)絡仍是一個沖突域。優(yōu)缺點：簡單、成本低網(wǎng)絡規(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重只能互聯(lián)相同類型的網(wǎng)絡在物理層上進行局域網(wǎng)擴展例：從分離的部門網(wǎng)絡到統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡集線器人力資源部集線器市場部集線器技術(shù)開發(fā)部集線器財務部例：從分離的部門網(wǎng)絡到統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡集線器人力資源部集線器市在數(shù)據(jù)鏈路層上進行局域網(wǎng)擴展設備：網(wǎng)橋、交換機特點：一個網(wǎng)段上的幀有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)段；擴展后的網(wǎng)絡被網(wǎng)橋/交換機隔離成多個沖突域；擴展后的網(wǎng)絡仍是一個廣播域。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)鏈路層上進行局域網(wǎng)擴展在鏈路層上擴展局域網(wǎng)網(wǎng)橋/交換機獨立的沖突域網(wǎng)段1HUB網(wǎng)段2HUB廣播域在鏈路層上擴展局域網(wǎng)網(wǎng)橋/交換機獨立的沖突域網(wǎng)段1HUB網(wǎng)段在網(wǎng)絡層上進行局域網(wǎng)擴展設備：路由器特點：一個網(wǎng)絡上的分組有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡；擴展后的網(wǎng)絡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展；可以互聯(lián)不同類型的網(wǎng)絡；轉(zhuǎn)發(fā)速度低，成本較高，維護復雜。在網(wǎng)絡層上進行局域網(wǎng)擴展財務部集線器技術(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)絡層上擴展局域網(wǎng)技術(shù)開發(fā)部路由器集線器財務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)是指按標準的、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)