局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)課件

局域網(wǎng)(LAN)技術(shù)與組網(wǎng)工程上海大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心唐黎平局域網(wǎng)(LAN)技術(shù)與組網(wǎng)工程上海大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心本書主要內(nèi)容局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)(第一章)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)類型以太網(wǎng)(第二章、第三章)環(huán)網(wǎng)(第五章)ATM(第九章)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備交換器(交換機)(第四章)路由器(第六章)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第三層交換(第七章)虛擬局域網(wǎng)(第八章)組網(wǎng)工程與綜合布線系統(tǒng)(第十章)本書主要內(nèi)容局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)(第一章)第一章局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前的局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)和傳輸媒體局域網(wǎng)的互聯(lián)第一章局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)1.1概述微機的廣泛使用為什么要實現(xiàn)互聯(lián)交換數(shù)據(jù)設(shè)備共享局域網(wǎng)的定義在一個小區(qū)域范圍內(nèi)，將分散的微機系統(tǒng)互聯(lián)起來實現(xiàn)資源的共享和通訊數(shù)據(jù)通信設(shè)備范圍數(shù)據(jù)傳輸1.1概述微機的廣泛使用1.2局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)1.2.1局域網(wǎng)參考模型1.2.2局域網(wǎng)媒體訪問控制1.2.3局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制1.2.4尋址1.2.5局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)1.2局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)1.2.1局域網(wǎng)參考模型1.2.1局域網(wǎng)參考模型局域網(wǎng)的特性它用帶地址的幀來傳送數(shù)據(jù)不存在中間交換，所以不需要路由選擇局域網(wǎng)所用到的OSI層次物理層數(shù)據(jù)鏈路層1.2.1局域網(wǎng)參考模型局域網(wǎng)的特性物理層信號的編碼/譯碼前導(dǎo)碼的生成/除去比特的發(fā)送/接收物理層信號的編碼/譯碼數(shù)據(jù)鏈路層媒體訪問控制子層（MAC）發(fā)送時將數(shù)據(jù)組裝成帶有地址和差錯檢測字段的幀接收時拆卸幀，完成地址識別和差錯檢測管理鏈路上的通訊邏輯鏈路控制子層（LLC）提供一個或多個服務(wù)訪問點（SAP：ServiceAccessPoint）數(shù)據(jù)鏈路層媒體訪問控制子層（MAC）1.2.2局域網(wǎng)媒體訪問控制所有局域網(wǎng)均由共享該網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的多個設(shè)備組成，需要有某些方法來控制對傳輸媒體的訪問，以便兩個特定的設(shè)備在需要是可以交換數(shù)據(jù)地點（where）方法（how）受到拓撲結(jié)構(gòu)限制和諸多競爭因素影響集中方式或分布方式在技術(shù)上分為同步（每個連接均被分配一個專用規(guī)定的傳輸容量）或異步（動態(tài)分配傳輸量，多少響應(yīng)于連接的需要）1.2.2局域網(wǎng)媒體訪問控制所有局域網(wǎng)均由共享該網(wǎng)絡(luò)傳輸能集中式方案和分布式方案的比較集中式方案優(yōu)點可提供諸如優(yōu)先權(quán)、保證帶寬這樣一些做法，具有較大的控制訪問能力允許每個站有盡可能簡單的邏輯避免了協(xié)調(diào)問題缺點會出現(xiàn)影響全網(wǎng)的單點的故障會發(fā)生瓶頸作用，使效率降低分布式方案的優(yōu)缺點與集中式方案相反集中式方案和分布式方案的比較集中式方案異步方法之一：循環(huán)以“給每人輪流一次”的原理為基礎(chǔ)，依次給每個站分送機會在此機會里，該站可以謝絕發(fā)送，或發(fā)送一定限度的信息，這一限度通常以發(fā)送的最大數(shù)據(jù)量或最大時間來表示適用于平穩(wěn)流的業(yè)務(wù)，不適合突發(fā)式的業(yè)務(wù)流可以是集中式或分布式的異步方法之一：循環(huán)以“給每人輪流一次”的原理為基礎(chǔ)，依次給每異步方法之二：預(yù)約將媒體上的時間分成許多時隙，要發(fā)送時，一個站需要預(yù)約某個擴充或未加限定的周期內(nèi)的時隙適用于平穩(wěn)流式的業(yè)務(wù)可以是集中式或分布式的異步方法之二：預(yù)約將媒體上的時間分成許多時隙，要發(fā)送時，一個異步方法之三：競爭不是用控制來決定輪到哪個站發(fā)送，而是用比較粗糙和雜亂的方法來爭奪時間適用于突發(fā)式的業(yè)務(wù)優(yōu)點是實現(xiàn)簡單，在輕負荷至中等負荷下效率較高。在重負荷下性能會明顯下降必定是分布式的異步方法之三：競爭不是用控制來決定輪到哪個站發(fā)送，而是用比較1.2.3局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制LLC與沒有中間交換節(jié)點的兩個站之間的數(shù)據(jù)幀的傳輸有關(guān)同傳統(tǒng)鏈路層一樣應(yīng)該執(zhí)行的功能端到端的差錯控制和確認端到端的流量控制在三個方面不同于傳統(tǒng)的鏈路層支持鏈路的多路訪問特性可以利用MAC子層來實現(xiàn)鏈路訪問中的某些功能提供某些屬于層3的功能1.2.3局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制LLC與沒有中間交換節(jié)點的兩個局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制包含層3的三個基本功能無連接的服務(wù)面向連接的服務(wù)復(fù)用組播與廣播局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制包含層3的三個基本功能1.2.4尋址通信的三個要素進程主機網(wǎng)絡(luò)兩級尋址MAC地址：標(biāo)識局域網(wǎng)上的一個站與網(wǎng)絡(luò)上的物理連接點有關(guān)LLC地址：標(biāo)識一個LLC用戶與一個站內(nèi)的特定用戶有關(guān)1.2.4尋址通信的三個要素局域網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)單元局域網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)單元組地址組地址廣播標(biāo)識某個范圍內(nèi)的全部實體的地址多址標(biāo)識某個范圍內(nèi)的某一實體子集的地址兩級地址可能的組合一個特定的用戶可以被尋址；在特定站上的一組用戶或全部用戶可以被尋址在某些站上的全部用戶或全部站上的全部用戶也都可以被尋址

組地址組地址局域網(wǎng)尋址MAC地址LLC用戶地址(服務(wù)訪問點)單個單個單個多址單個廣播多址廣播廣播廣播多址單個多址多址廣播單個廣播多址局域網(wǎng)尋址MAC地址LLC用戶地址(服務(wù)訪問點)單個單個單個1.2.5局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)適用于一個適中規(guī)模的地理區(qū)域，如校園網(wǎng)、城域網(wǎng)等建立在具有中、高數(shù)據(jù)速率、低時延及低差錯率的通信信道基礎(chǔ)上和廣域網(wǎng)不同和底板總線等網(wǎng)不同IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列FDDI標(biāo)準(zhǔn)1.2.5局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列IEEE網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，不僅應(yīng)用于幀類型，還用于連接、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、錯誤校驗算法、加密、融合技術(shù)等等。所有這些規(guī)范都是在IEEE“項目802”小組領(lǐng)導(dǎo)下制定的，該小組致力于標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)的物理部件。在OSI模型由ISO標(biāo)準(zhǔn)化之前，IEEE即已開發(fā)了這些標(biāo)準(zhǔn)。但IEEE802標(biāo)準(zhǔn)仍被應(yīng)用于OSI模型的各層。為允許多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點共享接入（與簡單的點對點通信相對），IEEE將OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層分割為兩個子層：LLC（邏輯鏈路控制子層）和MAC（介質(zhì)訪問控制）子層,使數(shù)據(jù)鏈路功能中與硬件有關(guān)的部分和硬件無關(guān)的部分分開，降低研制互聯(lián)不同類型物理傳輸接口數(shù)據(jù)設(shè)備的費用。位于數(shù)據(jù)鏈路層上部的子層LLC提供了一個通用接口，并支持可靠性和流控制服務(wù)。下部子層MAC通常將目標(biāo)計算機的物理地址添加到數(shù)據(jù)幀上。IEEE關(guān)于Ethernet和TokenRing技術(shù)的規(guī)范應(yīng)用于數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層。IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列IEEE網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，不僅應(yīng)用于幀類型802.1(A)概述和體系結(jié)構(gòu)802.1(B)網(wǎng)間互連包括路由、網(wǎng)橋、網(wǎng)間互連通信802.2邏輯鏈路控制關(guān)于數(shù)據(jù)幀的錯誤控制及流控制802.3Ethernet局域網(wǎng)包括Ethernet介質(zhì)和接口所有形式802.4TokenBus局域網(wǎng)包括TokenBus介質(zhì)和接口所有形式802.5TokenRing局域網(wǎng)包括TokenRing介質(zhì)和接口所有形式802.6MAN(城域網(wǎng))包括MAN技術(shù)、編址和服務(wù)802.7寬帶技術(shù)咨詢組織包括寬帶網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、接口和其他設(shè)備802.8光纖技術(shù)咨詢組織包括光纖介質(zhì)使用以及不同網(wǎng)絡(luò)類型技術(shù)的使用802.9聲音/數(shù)據(jù)集成網(wǎng)絡(luò)包括聲音和數(shù)據(jù)通過單一的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)傳輸?shù)募?02.10網(wǎng)絡(luò)安全性包括網(wǎng)絡(luò)訪問控制、加密、驗證或其他安全主題802.11無線網(wǎng)絡(luò)對于多種廣播頻率及技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)802.12高速網(wǎng)絡(luò)包括100BASEVG-AnyLAN在內(nèi)的各種100Mbps技術(shù)802.14交互式電視網(wǎng)802.1(A)概述和體系結(jié)構(gòu)IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系FDDI（FiberDistributedDataInterface）光纖分布數(shù)據(jù)接口（FDDI）是80年代中期成熟的LAN技術(shù)中傳輸速率最高的一種。這種傳輸速率高達100Mb/s的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是ANSIX3T9.5。該網(wǎng)絡(luò)具有定時令牌協(xié)議的特性，支持多種拓撲結(jié)構(gòu)，傳輸媒體為光纖。由光纖構(gòu)成的FDDI，其基本結(jié)構(gòu)為逆向雙環(huán)，一個環(huán)為主環(huán)，另一個環(huán)為備用環(huán)。當(dāng)主環(huán)上的設(shè)備失效或光纜發(fā)生故障時,通過從主環(huán)向備用環(huán)的切換可繼續(xù)維持FDDI的正常工作。這種故障容錯能力是其它網(wǎng)絡(luò)所沒有的。FDDI（FiberDistributedDataI集中器集中器令牌服務(wù)器集中器集中器令牌服務(wù)器1.3拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實現(xiàn)互聯(lián)的方式星形環(huán)形總線結(jié)構(gòu)和樹形1.3拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實現(xiàn)互聯(lián)的方式星形有一個中心節(jié)點，其它節(jié)點與其構(gòu)成點到點連接中心節(jié)點可以是智能設(shè)備，也可以是非智能設(shè)備樹形一個根結(jié)點、多個中間分支節(jié)點和葉子節(jié)點構(gòu)成可看成是多個總線形(？星形)的組合總線所有節(jié)點掛接到一條總線上廣播發(fā)送需要有介質(zhì)訪問控制規(guī)程以防止沖突環(huán)形所有節(jié)點連接成一個閉合的環(huán)結(jié)點之間為點到點連接星形總線型網(wǎng)絡(luò)的主要特征就是“用一根共用的網(wǎng)線來連接所有的計算機”。總線型網(wǎng)絡(luò)在早期非常盛行，因為它具有成本低廉和布線簡單的優(yōu)點。只要買足了網(wǎng)線、接頭和網(wǎng)卡，不需要其它額外的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，就可以建立了。不過簡單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)難免會存在一些缺點，首先是只要其中任何一段線路發(fā)生故障，整個網(wǎng)絡(luò)就癱瘓了，而且在追查該故障線路時比較麻煩；其次是要加入或減少一臺計算機時，也會使網(wǎng)絡(luò)暫時中斷。在日益重視網(wǎng)絡(luò)管理和拓展的今天，這兩項主要的缺點使得總線型網(wǎng)絡(luò)逐漸從網(wǎng)絡(luò)舞臺上消失?？偩€型網(wǎng)絡(luò)的主要特征就是“用一根共用的網(wǎng)線來連接所有的計算機星型網(wǎng)絡(luò)是繼總線型網(wǎng)絡(luò)之后興起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，此種網(wǎng)絡(luò)不再是“小朋友們手牽手，一個接一個”，而是所有的計算機都接到一個特殊裝置——集線器（Hub），通過集線器在各計算機之間傳遞信號。星型網(wǎng)絡(luò)彌補了總線型網(wǎng)絡(luò)的不足，首先是局部線路故障只會影響局部區(qū)域，不會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。除非整個網(wǎng)絡(luò)只有一個集線器，而且問題碰巧出在集線器；其次追查故障點相當(dāng)方便，通常從集線器的指示燈便能很快得知，而且在增加或減少計算機時也不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的運作。如果要說星型網(wǎng)絡(luò)的缺點，那只有必須增加一筆購買集線器的費用。但由于目前集線器的價格不斷下滑（一般便宜的只要200元左右），使得這個唯一的缺點也不明顯。因此星型網(wǎng)絡(luò)已成為當(dāng)前局域網(wǎng)的趨勢。星型網(wǎng)絡(luò)是繼總線型網(wǎng)絡(luò)之后興起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，此種網(wǎng)絡(luò)不再是“小環(huán)型網(wǎng)絡(luò)就是將計算機連成一個環(huán)，每臺計算機按照位置的不同而分配一個編號，信號會按該編號以“接力”的方式傳遞，只有當(dāng)“接力棒”（專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)術(shù)語叫“令牌”）傳到某臺計算機時，該臺計算機才能發(fā)送信息。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)最大的優(yōu)點就是能夠有效的避免信號沖突（Collision）?？偩€和星型網(wǎng)絡(luò)在多臺計算機同時發(fā)送信息時，有可能發(fā)生信號沖突而導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)暫時不能工作。但環(huán)型網(wǎng)絡(luò)就不會有這個問題，原因很簡單——在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中，只有得到令牌的計算機才有資格傳送數(shù)據(jù)。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜，其相關(guān)設(shè)備也比較昂貴，而且目前市場上只有IBM公司的“令牌環(huán)（TokenRing）”采用此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以普及性相當(dāng)?shù)?。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)就是將計算機連成一個環(huán)，每臺計算機按照位置的不同而分局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)課件1.4傳輸媒體收發(fā)雙方之間進行通信的物理信號通路媒體類型雙絞線同軸電纜光纖1.4傳輸媒體收發(fā)雙方之間進行通信的物理信號通路1.4.1雙絞線物理描述有規(guī)則的、螺旋狀排列的兩根絕緣導(dǎo)線組成，可以減少線對之間的電磁干擾一對線對起單條通信鏈路的作用一條電纜可以包含一對、兩對、四對或數(shù)百對線對傳輸信號可以傳輸模擬信號和數(shù)字信號連接性和成本便宜易用普遍用于點到點的網(wǎng)絡(luò)中1.4.1雙絞線物理描述地域范圍一般用于一個建筑物內(nèi)抗干擾性易與電磁場耦合，對干擾和噪聲十分敏感相鄰線對上的信號可能彼此干擾抗干擾的措施用金屬編制物和護套來屏蔽導(dǎo)線將導(dǎo)線絞起來，鄰近線對采用不同絞距地域范圍雙絞線內(nèi)導(dǎo)體芯線絕緣箔屏蔽銅屏蔽外套--螺旋絞合的雙導(dǎo)線，≈1mm--每根4對、25對、1800對--典型連接距離100m（LAN）--RJ45插座、插頭--優(yōu)缺點：成本低密度高、節(jié)省空間安裝容易（綜合布線系統(tǒng)）平衡傳輸（高速率）抗干擾性一般連接距離較短雙絞線內(nèi)導(dǎo)體芯線--螺旋絞合的雙導(dǎo)線，≈1mm屏蔽雙絞線(STP)非屏蔽雙絞線(UTP)以鋁箔屏蔽以減少干擾和串音3類、5類、6類（16M、155M、1200M）雙絞線外沒有任何附加屏蔽屏蔽雙絞線(STP)非屏蔽雙1.4.2同軸電纜基帶同軸電纜

一條電纜只用于一個信道，50，用于數(shù)字傳輸寬帶同軸電纜

一條電纜同時傳輸不同頻率的多路模擬信號，75，用于模擬傳輸，300—450MHz，100km，需要放大器銅芯絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層保護套1.4.2同軸電纜基帶同軸電纜銅芯絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層保護套1.4.3光纖依靠光波承載信息速率高，通信容量大

僅受光電轉(zhuǎn)換器件的限制（＞10Mb/s）傳輸損耗小，適合長距離傳輸抗干擾性能極好，保密性好輕便1.4.3光纖依靠光波承載信息光纖傳輸原理——利用了光的反射光從一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)時會產(chǎn)生折射。折射量取決于兩種介質(zhì)的折射率。當(dāng)入射角≥臨界值時產(chǎn)生全反射，不會泄漏。光纖：纖芯-折射率高、玻璃包層-折射率低亮度調(diào)制，有脈沖-1，無脈沖-0光傳輸系統(tǒng)：光源、介質(zhì)、光檢測器光源:850nm/1300nm/1500nm發(fā)光二極管/激光二極管介質(zhì):光纖光檢測器:光電二極管PIN/雪崩二極管APD單向傳輸，雙向需兩根光纖光纖傳輸原理——利用了光的反射光從一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)時光纖傳送模式：MMF、SMF多模MMF

輸入電信號輸出電信號單模SMF

波長:1300,1550nm波長:850,1300nmh2h1芯/封套特性h1h2光纖的直徑減小到一個光波波長多束光線以不同的反射角傳播單束光線沿直線傳播光纖傳送模式：MMF、SMF多模MMF輸入典型的光纜玻璃封套塑料外套玻璃內(nèi)芯單芯光纜多芯光纜玻璃內(nèi)芯塑料外套玻璃封套外殼常見規(guī)格：玻璃內(nèi)芯——50um緩變型MMF 62.5um緩變/增強型MMF 8.3um突變型SMF 玻璃包層——125um典型的光纜玻璃封套塑料外套玻璃內(nèi)芯單芯光纜多芯光纜玻璃內(nèi)芯塑1.4.4無線傳輸媒體使用電磁波或光波攜帶信息無需物理連接適用于長距離或不便布線的場合易受干擾常用的無線包括射頻(RF)和紅外線(IR)1.4.4無線傳輸媒體使用電磁波或光波攜帶信息常用傳輸媒體的比較常用傳輸媒體的比較1.5局域網(wǎng)互聯(lián)LAN之間、LAN和WAN之間、LAN和大型主機之間設(shè)備彼此連接起來，以實現(xiàn)用戶對所互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)的資源共享和通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時要通過中間設(shè)備相連中繼器網(wǎng)橋路由器網(wǎng)關(guān)1.5局域網(wǎng)互聯(lián)LAN之間、LAN和WAN之間、LAN和大1.5.1中繼器（Repeater、重發(fā)器）數(shù)字信號的再生放大器工作在OSI的物理層上在邏輯上和物理上都是同一個網(wǎng)絡(luò)整體使用中繼器的注意事項不能形成環(huán)路不能無限制的連接中繼器按其接口來分雙口中繼器多口中繼器，又稱集線器(Hub)按連接的傳輸媒體電纜中繼器光纜中繼器1.5.1中繼器（Repeater、重發(fā)器）數(shù)字信號的再生1.5.2集線器(Hub、集中器)通常用作中心節(jié)點，連接多條傳輸媒體，優(yōu)點是某條傳輸媒體發(fā)生故障，不影響到其他節(jié)點無源集線器對信號不作任何處理只允許擴展到最大有效距離的一半有源集線器對信號有整形、放大、轉(zhuǎn)發(fā)作用擴展傳輸媒體長度的功能智能交換器具備有源集線器的功能可管理交換集線器：網(wǎng)絡(luò)分段、線路交換，增加帶寬1.5.2集線器(Hub、集中器)通常用作中心節(jié)點，連接多1.5.3網(wǎng)橋用于連接兩個或兩個以上具有相同或不同通信協(xié)議、傳輸媒體及尋址結(jié)構(gòu)的互聯(lián)設(shè)備工作在OSI的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層需要足夠大的RAM，用于擴展網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)具有尋址和路徑選擇功能對廣播信息不能識別，也不能過濾按連接來分本地網(wǎng)橋遠程網(wǎng)橋按功能可分為：透明橋、源路由網(wǎng)橋、翻譯橋和打包橋等（具體參見互聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用）1.5.3網(wǎng)橋用于連接兩個或兩個以上具有相同或不同通信協(xié)議1.5.4路由器主要用于路由地址映射、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、路由選擇、協(xié)議轉(zhuǎn)換和管理工作在OSI的網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層主要功能為選擇最佳的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑，建立靈活連接，均衡網(wǎng)絡(luò)負載控制數(shù)據(jù)傳輸、有效解決擁擠問題對轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)進行管理和控制，避免廣播風(fēng)暴，提高安全保密性能將大的網(wǎng)絡(luò)劃分為若干子網(wǎng)按連接網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議可分為單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器按網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)距離可分為遠程路由器（邊界路由器）和本地路由器等1.5.4路由器主要用于路由地址映射、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、路由選擇、1.5.5網(wǎng)關(guān)高層協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)器，工作在OSI的下四層，也可包含OSI整個七層一般用于不同類型且差別較大的網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)，又可用于同一個物理網(wǎng)而在邏輯上不同的網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和大型主機系統(tǒng)的互聯(lián)不同數(shù)據(jù)庫、不同的電子郵件系統(tǒng)間的互聯(lián)1.5.5網(wǎng)關(guān)高層協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)器，工作在OSI的下四層，也可包局域網(wǎng)(LAN)技術(shù)與組網(wǎng)工程上海大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心唐黎平局域網(wǎng)(LAN)技術(shù)與組網(wǎng)工程上海大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心本書主要內(nèi)容局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)(第一章)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)類型以太網(wǎng)(第二章、第三章)環(huán)網(wǎng)(第五章)ATM(第九章)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備交換器(交換機)(第四章)路由器(第六章)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第三層交換(第七章)虛擬局域網(wǎng)(第八章)組網(wǎng)工程與綜合布線系統(tǒng)(第十章)本書主要內(nèi)容局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)(第一章)第一章局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前的局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)和傳輸媒體局域網(wǎng)的互聯(lián)第一章局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)1.1概述微機的廣泛使用為什么要實現(xiàn)互聯(lián)交換數(shù)據(jù)設(shè)備共享局域網(wǎng)的定義在一個小區(qū)域范圍內(nèi)，將分散的微機系統(tǒng)互聯(lián)起來實現(xiàn)資源的共享和通訊數(shù)據(jù)通信設(shè)備范圍數(shù)據(jù)傳輸1.1概述微機的廣泛使用1.2局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)1.2.1局域網(wǎng)參考模型1.2.2局域網(wǎng)媒體訪問控制1.2.3局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制1.2.4尋址1.2.5局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)1.2局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)1.2.1局域網(wǎng)參考模型1.2.1局域網(wǎng)參考模型局域網(wǎng)的特性它用帶地址的幀來傳送數(shù)據(jù)不存在中間交換，所以不需要路由選擇局域網(wǎng)所用到的OSI層次物理層數(shù)據(jù)鏈路層1.2.1局域網(wǎng)參考模型局域網(wǎng)的特性物理層信號的編碼/譯碼前導(dǎo)碼的生成/除去比特的發(fā)送/接收物理層信號的編碼/譯碼數(shù)據(jù)鏈路層媒體訪問控制子層（MAC）發(fā)送時將數(shù)據(jù)組裝成帶有地址和差錯檢測字段的幀接收時拆卸幀，完成地址識別和差錯檢測管理鏈路上的通訊邏輯鏈路控制子層（LLC）提供一個或多個服務(wù)訪問點（SAP：ServiceAccessPoint）數(shù)據(jù)鏈路層媒體訪問控制子層（MAC）1.2.2局域網(wǎng)媒體訪問控制所有局域網(wǎng)均由共享該網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的多個設(shè)備組成，需要有某些方法來控制對傳輸媒體的訪問，以便兩個特定的設(shè)備在需要是可以交換數(shù)據(jù)地點（where）方法（how）受到拓撲結(jié)構(gòu)限制和諸多競爭因素影響集中方式或分布方式在技術(shù)上分為同步（每個連接均被分配一個專用規(guī)定的傳輸容量）或異步（動態(tài)分配傳輸量，多少響應(yīng)于連接的需要）1.2.2局域網(wǎng)媒體訪問控制所有局域網(wǎng)均由共享該網(wǎng)絡(luò)傳輸能集中式方案和分布式方案的比較集中式方案優(yōu)點可提供諸如優(yōu)先權(quán)、保證帶寬這樣一些做法，具有較大的控制訪問能力允許每個站有盡可能簡單的邏輯避免了協(xié)調(diào)問題缺點會出現(xiàn)影響全網(wǎng)的單點的故障會發(fā)生瓶頸作用，使效率降低分布式方案的優(yōu)缺點與集中式方案相反集中式方案和分布式方案的比較集中式方案異步方法之一：循環(huán)以“給每人輪流一次”的原理為基礎(chǔ)，依次給每個站分送機會在此機會里，該站可以謝絕發(fā)送，或發(fā)送一定限度的信息，這一限度通常以發(fā)送的最大數(shù)據(jù)量或最大時間來表示適用于平穩(wěn)流的業(yè)務(wù)，不適合突發(fā)式的業(yè)務(wù)流可以是集中式或分布式的異步方法之一：循環(huán)以“給每人輪流一次”的原理為基礎(chǔ)，依次給每異步方法之二：預(yù)約將媒體上的時間分成許多時隙，要發(fā)送時，一個站需要預(yù)約某個擴充或未加限定的周期內(nèi)的時隙適用于平穩(wěn)流式的業(yè)務(wù)可以是集中式或分布式的異步方法之二：預(yù)約將媒體上的時間分成許多時隙，要發(fā)送時，一個異步方法之三：競爭不是用控制來決定輪到哪個站發(fā)送，而是用比較粗糙和雜亂的方法來爭奪時間適用于突發(fā)式的業(yè)務(wù)優(yōu)點是實現(xiàn)簡單，在輕負荷至中等負荷下效率較高。在重負荷下性能會明顯下降必定是分布式的異步方法之三：競爭不是用控制來決定輪到哪個站發(fā)送，而是用比較1.2.3局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制LLC與沒有中間交換節(jié)點的兩個站之間的數(shù)據(jù)幀的傳輸有關(guān)同傳統(tǒng)鏈路層一樣應(yīng)該執(zhí)行的功能端到端的差錯控制和確認端到端的流量控制在三個方面不同于傳統(tǒng)的鏈路層支持鏈路的多路訪問特性可以利用MAC子層來實現(xiàn)鏈路訪問中的某些功能提供某些屬于層3的功能1.2.3局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制LLC與沒有中間交換節(jié)點的兩個局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制包含層3的三個基本功能無連接的服務(wù)面向連接的服務(wù)復(fù)用組播與廣播局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路控制包含層3的三個基本功能1.2.4尋址通信的三個要素進程主機網(wǎng)絡(luò)兩級尋址MAC地址：標(biāo)識局域網(wǎng)上的一個站與網(wǎng)絡(luò)上的物理連接點有關(guān)LLC地址：標(biāo)識一個LLC用戶與一個站內(nèi)的特定用戶有關(guān)1.2.4尋址通信的三個要素局域網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)單元局域網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)單元組地址組地址廣播標(biāo)識某個范圍內(nèi)的全部實體的地址多址標(biāo)識某個范圍內(nèi)的某一實體子集的地址兩級地址可能的組合一個特定的用戶可以被尋址；在特定站上的一組用戶或全部用戶可以被尋址在某些站上的全部用戶或全部站上的全部用戶也都可以被尋址

組地址組地址局域網(wǎng)尋址MAC地址LLC用戶地址(服務(wù)訪問點)單個單個單個多址單個廣播多址廣播廣播廣播多址單個多址多址廣播單個廣播多址局域網(wǎng)尋址MAC地址LLC用戶地址(服務(wù)訪問點)單個單個單個1.2.5局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)適用于一個適中規(guī)模的地理區(qū)域，如校園網(wǎng)、城域網(wǎng)等建立在具有中、高數(shù)據(jù)速率、低時延及低差錯率的通信信道基礎(chǔ)上和廣域網(wǎng)不同和底板總線等網(wǎng)不同IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列FDDI標(biāo)準(zhǔn)1.2.5局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列IEEE網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，不僅應(yīng)用于幀類型，還用于連接、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、錯誤校驗算法、加密、融合技術(shù)等等。所有這些規(guī)范都是在IEEE“項目802”小組領(lǐng)導(dǎo)下制定的，該小組致力于標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)的物理部件。在OSI模型由ISO標(biāo)準(zhǔn)化之前，IEEE即已開發(fā)了這些標(biāo)準(zhǔn)。但IEEE802標(biāo)準(zhǔn)仍被應(yīng)用于OSI模型的各層。為允許多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點共享接入（與簡單的點對點通信相對），IEEE將OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層分割為兩個子層：LLC（邏輯鏈路控制子層）和MAC（介質(zhì)訪問控制）子層,使數(shù)據(jù)鏈路功能中與硬件有關(guān)的部分和硬件無關(guān)的部分分開，降低研制互聯(lián)不同類型物理傳輸接口數(shù)據(jù)設(shè)備的費用。位于數(shù)據(jù)鏈路層上部的子層LLC提供了一個通用接口，并支持可靠性和流控制服務(wù)。下部子層MAC通常將目標(biāo)計算機的物理地址添加到數(shù)據(jù)幀上。IEEE關(guān)于Ethernet和TokenRing技術(shù)的規(guī)范應(yīng)用于數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層。IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列IEEE網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，不僅應(yīng)用于幀類型802.1(A)概述和體系結(jié)構(gòu)802.1(B)網(wǎng)間互連包括路由、網(wǎng)橋、網(wǎng)間互連通信802.2邏輯鏈路控制關(guān)于數(shù)據(jù)幀的錯誤控制及流控制802.3Ethernet局域網(wǎng)包括Ethernet介質(zhì)和接口所有形式802.4TokenBus局域網(wǎng)包括TokenBus介質(zhì)和接口所有形式802.5TokenRing局域網(wǎng)包括TokenRing介質(zhì)和接口所有形式802.6MAN(城域網(wǎng))包括MAN技術(shù)、編址和服務(wù)802.7寬帶技術(shù)咨詢組織包括寬帶網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、接口和其他設(shè)備802.8光纖技術(shù)咨詢組織包括光纖介質(zhì)使用以及不同網(wǎng)絡(luò)類型技術(shù)的使用802.9聲音/數(shù)據(jù)集成網(wǎng)絡(luò)包括聲音和數(shù)據(jù)通過單一的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)傳輸?shù)募?02.10網(wǎng)絡(luò)安全性包括網(wǎng)絡(luò)訪問控制、加密、驗證或其他安全主題802.11無線網(wǎng)絡(luò)對于多種廣播頻率及技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)802.12高速網(wǎng)絡(luò)包括100BASEVG-AnyLAN在內(nèi)的各種100Mbps技術(shù)802.14交互式電視網(wǎng)802.1(A)概述和體系結(jié)構(gòu)IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系FDDI（FiberDistributedDataInterface）光纖分布數(shù)據(jù)接口（FDDI）是80年代中期成熟的LAN技術(shù)中傳輸速率最高的一種。這種傳輸速率高達100Mb/s的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是ANSIX3T9.5。該網(wǎng)絡(luò)具有定時令牌協(xié)議的特性，支持多種拓撲結(jié)構(gòu)，傳輸媒體為光纖。由光纖構(gòu)成的FDDI，其基本結(jié)構(gòu)為逆向雙環(huán)，一個環(huán)為主環(huán)，另一個環(huán)為備用環(huán)。當(dāng)主環(huán)上的設(shè)備失效或光纜發(fā)生故障時,通過從主環(huán)向備用環(huán)的切換可繼續(xù)維持FDDI的正常工作。這種故障容錯能力是其它網(wǎng)絡(luò)所沒有的。FDDI（FiberDistributedDataI集中器集中器令牌服務(wù)器集中器集中器令牌服務(wù)器1.3拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實現(xiàn)互聯(lián)的方式星形環(huán)形總線結(jié)構(gòu)和樹形1.3拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實現(xiàn)互聯(lián)的方式星形有一個中心節(jié)點，其它節(jié)點與其構(gòu)成點到點連接中心節(jié)點可以是智能設(shè)備，也可以是非智能設(shè)備樹形一個根結(jié)點、多個中間分支節(jié)點和葉子節(jié)點構(gòu)成可看成是多個總線形(？星形)的組合總線所有節(jié)點掛接到一條總線上廣播發(fā)送需要有介質(zhì)訪問控制規(guī)程以防止沖突環(huán)形所有節(jié)點連接成一個閉合的環(huán)結(jié)點之間為點到點連接星形總線型網(wǎng)絡(luò)的主要特征就是“用一根共用的網(wǎng)線來連接所有的計算機”?？偩€型網(wǎng)絡(luò)在早期非常盛行，因為它具有成本低廉和布線簡單的優(yōu)點。只要買足了網(wǎng)線、接頭和網(wǎng)卡，不需要其它額外的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，就可以建立了。不過簡單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)難免會存在一些缺點，首先是只要其中任何一段線路發(fā)生故障，整個網(wǎng)絡(luò)就癱瘓了，而且在追查該故障線路時比較麻煩；其次是要加入或減少一臺計算機時，也會使網(wǎng)絡(luò)暫時中斷。在日益重視網(wǎng)絡(luò)管理和拓展的今天，這兩項主要的缺點使得總線型網(wǎng)絡(luò)逐漸從網(wǎng)絡(luò)舞臺上消失。總線型網(wǎng)絡(luò)的主要特征就是“用一根共用的網(wǎng)線來連接所有的計算機星型網(wǎng)絡(luò)是繼總線型網(wǎng)絡(luò)之后興起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，此種網(wǎng)絡(luò)不再是“小朋友們手牽手，一個接一個”，而是所有的計算機都接到一個特殊裝置——集線器（Hub），通過集線器在各計算機之間傳遞信號。星型網(wǎng)絡(luò)彌補了總線型網(wǎng)絡(luò)的不足，首先是局部線路故障只會影響局部區(qū)域，不會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。除非整個網(wǎng)絡(luò)只有一個集線器，而且問題碰巧出在集線器；其次追查故障點相當(dāng)方便，通常從集線器的指示燈便能很快得知，而且在增加或減少計算機時也不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的運作。如果要說星型網(wǎng)絡(luò)的缺點，那只有必須增加一筆購買集線器的費用。但由于目前集線器的價格不斷下滑（一般便宜的只要200元左右），使得這個唯一的缺點也不明顯。因此星型網(wǎng)絡(luò)已成為當(dāng)前局域網(wǎng)的趨勢。星型網(wǎng)絡(luò)是繼總線型網(wǎng)絡(luò)之后興起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，此種網(wǎng)絡(luò)不再是“小環(huán)型網(wǎng)絡(luò)就是將計算機連成一個環(huán)，每臺計算機按照位置的不同而分配一個編號，信號會按該編號以“接力”的方式傳遞，只有當(dāng)“接力棒”（專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)術(shù)語叫“令牌”）傳到某臺計算機時，該臺計算機才能發(fā)送信息。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)最大的優(yōu)點就是能夠有效的避免信號沖突（Collision）?？偩€和星型網(wǎng)絡(luò)在多臺計算機同時發(fā)送信息時，有可能發(fā)生信號沖突而導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)暫時不能工作。但環(huán)型網(wǎng)絡(luò)就不會有這個問題，原因很簡單——在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中，只有得到令牌的計算機才有資格傳送數(shù)據(jù)。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜，其相關(guān)設(shè)備也比較昂貴，而且目前市場上只有IBM公司的“令牌環(huán)（TokenRing）”采用此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以普及性相當(dāng)?shù)汀－h(huán)型網(wǎng)絡(luò)就是將計算機連成一個環(huán)，每臺計算機按照位置的不同而分局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)課件1.4傳輸媒體收發(fā)雙方之間進行通信的物理信號通路媒體類型雙絞線同軸電纜光纖1.4傳輸媒體收發(fā)雙方之間進行通信的物理信號通路1.4.1雙絞線物理描述有規(guī)則的、螺旋狀排列的兩根絕緣導(dǎo)線組成，可以減少線對之間的電磁干擾一對線對起單條通信鏈路的作用一條電纜可以包含一對、兩對、四對或數(shù)百對線對傳輸信號可以傳輸模擬信號和數(shù)字信號連接性和成本便宜易用普遍用于點到點的網(wǎng)絡(luò)中1.4.1雙絞線物理描述地域范圍一般用于一個建筑物內(nèi)抗干擾性易與電磁場耦合，對干擾和噪聲十分敏感相鄰線對上的信號可能彼此干擾抗干擾的措施用金屬編制物和護套來屏蔽導(dǎo)線將導(dǎo)線絞起來，鄰近線對采用不同絞距地域范圍雙絞線內(nèi)導(dǎo)體芯線絕緣箔屏蔽銅屏蔽外套--螺旋絞合的雙導(dǎo)線，≈1mm--每根4對、25對、1800對--典型連接距離100m（LAN）--RJ45插座、插頭--優(yōu)缺點：成本低密度高、節(jié)省空間安裝容易（綜合布線系統(tǒng)）平衡傳輸（高速率）抗干擾性一般連接距離較短雙絞線內(nèi)導(dǎo)體芯線--螺旋絞合的雙導(dǎo)線，≈1mm屏蔽雙絞線(STP)非屏蔽雙絞線(UTP)以鋁箔屏蔽以減少干擾和串音3類、5類、6類（16M、155M、1200M）雙絞線外沒有任何附加屏蔽屏蔽雙絞線(STP)非屏蔽雙1.4.2同軸電纜基帶同軸電纜

一條電纜只用于一個信道，50，用于數(shù)字傳輸寬帶同軸電纜

一條電纜同時傳輸不同頻率的多路模擬信號，75，用于模擬傳輸，300—450MHz，100km，需要放大器銅芯絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層保護套1.4.2同軸電纜基帶同軸電纜銅芯絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層保護套1.4.3光纖依靠光波承載信息速率高，通信容量大

僅受光電轉(zhuǎn)換器件的限制（＞10Mb/s）傳輸損耗小，適合長距離傳輸抗干擾性能極好，保密性好輕便1.4.3光纖依靠光波承載信息光纖傳輸原理——利用了光的反射光從一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)時會產(chǎn)生折射。折射量取決于兩種介質(zhì)的折射率。當(dāng)入射角≥臨界值時產(chǎn)生全反射，不會泄漏。光纖：纖芯-折射率高、玻璃包層-折射率低亮度調(diào)制，有脈沖-1，無脈沖-0光傳輸系統(tǒng)：光源、介質(zhì)、光檢測器光源:850nm/1300nm/1500nm發(fā)光二極管/激光二極管介質(zhì):光纖光檢測器:光電二極管PIN/雪崩二極管APD單向傳輸，雙向需兩根光纖光纖傳輸原理——利用了光的反射光從一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)時光纖傳送模式：MMF、SMF多模MMF

輸入電信號輸出電信號單模SMF

波長:1300,1550nm波長:850,1300nmh2h1