計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)微課版- 課件 模塊四：主題1局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

局域網(wǎng)技術(shù)

主講人：XXX計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)思維導(dǎo)圖學(xué)習(xí)提示2134主題：

局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、介質(zhì)訪問(wèn)技術(shù)、幀格式與操作、以太網(wǎng)技術(shù)、交換式局域網(wǎng)、虛擬局域網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作過(guò)程和實(shí)現(xiàn)（Implementation）技術(shù)OSI參考模型、TCP/IP參考模型的比較3

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)本節(jié)目標(biāo)1. 了解局域網(wǎng)的基本要素。2. 了解以太網(wǎng)的發(fā)展歷程。3. 掌握IEEE802實(shí)現(xiàn)模型。通過(guò)介紹以太網(wǎng)的發(fā)展，分析以太網(wǎng)的不足和改進(jìn)思路，引導(dǎo)學(xué)生明白持續(xù)創(chuàng)新的重要性素質(zhì)目標(biāo)技能目標(biāo)能夠描述局域網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程并總結(jié)各個(gè)階段的主要特點(diǎn)。課前評(píng)估數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議指定了將數(shù)據(jù)包封裝成幀的過(guò)程，以及將已封裝數(shù)據(jù)包發(fā)送到各種傳輸介質(zhì)上和從各介質(zhì)獲取已封裝數(shù)據(jù)包的技術(shù)。在數(shù)據(jù)包從源主機(jī)到目的主機(jī)的傳輸過(guò)程中，通常會(huì)經(jīng)過(guò)不同的物理網(wǎng)絡(luò)，如圖所示。這些物理網(wǎng)絡(luò)可由不同類型的物理介質(zhì)組成，如銅線、光纖和無(wú)線電等。主題一：局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解層次結(jié)構(gòu)的好處；理解協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的作用和遵守協(xié)議棧的意義；掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念。7

局域網(wǎng)發(fā)展和演變8

20世紀(jì)70年代：大量的技術(shù)20世紀(jì)80年代：眾多的標(biāo)準(zhǔn)20世紀(jì)90年代：技術(shù)的匯聚21世紀(jì):技術(shù)應(yīng)用得全面更新令牌總線技術(shù)、令牌環(huán)技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)、CSMA/CD技術(shù)……802.3~802.14標(biāo)準(zhǔn)，Ethernet、TokenRing與TokenBus三足鼎立技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)、大浪淘沙，90年代末主流技術(shù)浮現(xiàn)：802.3與802.11速率提升、覆蓋擴(kuò)大，無(wú)線技術(shù)全面進(jìn)入，從用戶級(jí)進(jìn)軍運(yùn)營(yíng)級(jí)同軸電纜→柔性不夠，不易布線推出10BASE-T，Ethernet在競(jìng)爭(zhēng)中優(yōu)勢(shì)明顯推出10BASE-F，交換機(jī)面世，Ethernet在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出共享式→交換式Ethernet，是Ethernet發(fā)展的一個(gè)里程碑雙絞線、光纖、無(wú)線→催生了網(wǎng)絡(luò)布線行業(yè)同軸電纜→柔性不夠，不易布線距離：已不再是問(wèn)題，可以達(dá)上千公里應(yīng)用：向接入網(wǎng)、城域網(wǎng)運(yùn)營(yíng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)軍拓?fù)洌簭暮?jiǎn)單結(jié)構(gòu)演進(jìn)到復(fù)雜的mesh結(jié)構(gòu)速率：從10Mbit/S發(fā)展到100Gbit/S局域網(wǎng)發(fā)展和演變9

局域網(wǎng)的主流技術(shù)—以太網(wǎng)（不是一種具體網(wǎng)絡(luò)，而是技術(shù)規(guī)范）的發(fā)展脈絡(luò)早期以太網(wǎng)半雙工、共享介質(zhì)、簡(jiǎn)單拓?fù)浣M網(wǎng)、介質(zhì)訪問(wèn)控制、小網(wǎng)需求技術(shù)現(xiàn)今以太網(wǎng)雙工、獨(dú)享鏈路復(fù)雜拓?fù)?、交換機(jī)組網(wǎng)、大網(wǎng)問(wèn)題措施可能丟幀：流控通信瓶頸：鏈路聚合環(huán)路避免：生成樹(shù)廣播風(fēng)暴：VLAN以太網(wǎng)新技術(shù)最新發(fā)展以太城域技術(shù)802.1ad、802.1ah以太接入技術(shù)802.3af局域網(wǎng)的特點(diǎn)回顧10

局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍比較小數(shù)據(jù)傳輸速率高傳輸延時(shí)小出錯(cuò)率低局域網(wǎng)屬單一組織擁有局域網(wǎng)概述11

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)介質(zhì)訪問(wèn)控制方法局域網(wǎng)三要素：局域網(wǎng)概述12

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線型、星型、樹(shù)型（擴(kuò)展星型）和環(huán)型等

網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也大量用于局域網(wǎng)，不再是廣域網(wǎng)的專用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的可靠性、擴(kuò)展性、響應(yīng)時(shí)間和吞吐量。局域網(wǎng)三要素：局域網(wǎng)概述13

網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)：局域網(wǎng)使用各種各樣的傳輸介質(zhì)，

如銅線、光纖、無(wú)線和衛(wèi)星鏈路等。網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)是指借助傳輸介質(zhì)進(jìn)行的數(shù)據(jù)通信；基帶頻帶局域網(wǎng)使用基帶傳輸，主要使用曼切斯特編碼。局域網(wǎng)三要素：介質(zhì)訪問(wèn)控制方法：將數(shù)據(jù)幀放置到介質(zhì)上和從介質(zhì)獲取數(shù)據(jù)幀的技術(shù)，是影響局域網(wǎng)性能最為重要的因素。局域網(wǎng)中使用的介質(zhì)訪問(wèn)協(xié)議是CSMA/CD。

局域網(wǎng)的分類14

按照信道的分配方式（共享與獨(dú)占）局域網(wǎng)參考模型與標(biāo)準(zhǔn)15

局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的兩個(gè)方面：體系結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)IEEE802委員會(huì)提出IEEE802/RM標(biāo)準(zhǔn)的參考模型，表達(dá)了局域網(wǎng)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)OSI模型的最低兩層16

物理層的主要功能802實(shí)現(xiàn)模型MII：介質(zhì)無(wú)關(guān)接口MDI：介質(zhì)相關(guān)接口PMI：物理介質(zhì)無(wú)關(guān)PMD：物理介質(zhì)相關(guān)802參考模型包括了對(duì)傳輸介質(zhì)的討論局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)直接規(guī)范物理介質(zhì)上的比特傳輸局域網(wǎng)技術(shù)強(qiáng)烈地依賴于傳輸介質(zhì)局域網(wǎng)性能的提升強(qiáng)烈依賴于在介質(zhì)上的傳輸技術(shù)更新OSI模型：通常不予以討論傳輸介質(zhì)不屬于七層模型的一部分模型起源于廣域網(wǎng)，并不直接面對(duì)物理介質(zhì)802模型物理層功能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的編碼/譯碼比特流的傳輸與接收數(shù)據(jù)的同步控制規(guī)定了物理層使用的信號(hào)與編碼、傳輸介質(zhì)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸速率等IEEE802實(shí)現(xiàn)模型17

數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能IEEE802實(shí)現(xiàn)模型802模型中的數(shù)據(jù)鏈路層：分為：LLC子層和MAC子層；邏輯鏈路控制子層LLC：與具體的局域網(wǎng)技術(shù)無(wú)關(guān)；介質(zhì)訪問(wèn)控制子層MAC：與具體的局域網(wǎng)技術(shù)相關(guān)；MAC子層的地址是物理地址，也稱作MAC地址，計(jì)算機(jī)之間的通信最終要通過(guò)MAC地址才行；LLC子層完成數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能，實(shí)現(xiàn)鏈路管理、差錯(cuò)控制和流量控制等功能。802模型中的數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層LLCMAC物理層Ph物理介質(zhì)18

802模型中的LLC設(shè)立初衷IEEE802實(shí)現(xiàn)模型LLC位于LAN參考模型的中心位置：向上提供一致的服務(wù)供多個(gè)N層協(xié)議使用；向下使用多種LAN（MAC）提供的服務(wù)LLC？IPIPXDecnetSNAOSI802.3802.4802.5FDDIATMIP802.3MAC頭IP分組MAC尾MACPHYLLC高層MACPHY高層802.3-1985模式802.3-2002模式802標(biāo)準(zhǔn)體系的演進(jìn)近年來(lái)發(fā)生了重大變化：網(wǎng)絡(luò)層：IP協(xié)議幾乎成了唯一；MAC層：以太網(wǎng)正在占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)LLC還是必要的？不再是必要的，LLC正在退出實(shí)用（不再使用）當(dāng)前的趨勢(shì)，MAC(Ethernet)直接承載IP19

IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)圖）IEEE802實(shí)現(xiàn)模型IEEE802.1:綜述、編址、橋接、管理、……802.3……802.2802.11物理層數(shù)據(jù)鏈路層PHYMACLLCOSI層次LAN層次802.17…802.1IEEE802.2:屏蔽不同類型的LAN，向上提供一致的服務(wù)

IEEE802.3/11/15/16/17等，定義不同類型LAN/MAN，內(nèi)容包括：MAC協(xié)議、物理接口、介質(zhì)需求所有的LAN具有相同的LLC子層及不同的MAC子層和物理層不同的MAC和物理層構(gòu)成了不同的LAN課堂練習(xí)20

一、填空題1.網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)是指借助傳輸介質(zhì)進(jìn)行的數(shù)據(jù)通信，常用的傳輸技術(shù)有()傳輸和（

）傳輸兩種。2.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)僅包含OSI參考模型最低兩層，分別是（

）層和（

）層。3.IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為（

）子層和（

）子層。4.決定局域網(wǎng)特性的主要技術(shù)因素有(

)、傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)。課堂練習(xí)21

二、選擇題1．局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)中，可省略的層是（）。A．物理層 B．訪問(wèn)控制層C．邏輯鏈路控制層 D．網(wǎng)際層2．LLC子層完成數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能有（）。A．實(shí)現(xiàn)鏈路管理

B．差錯(cuò)控制 C．流量控制功能

D．以上都對(duì)3.傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用的編碼方式是（）。A．不歸零制B．曼徹斯特