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1、第7章 计算机局域网上次回顾计算机网络协议概述TCP/IP协议的体系结构OSI协议的体系结构LAN协议宽带综合业务数字网(B-ISDN)和异步传输模式(ATM)及其协议简介本讲目标局域网概述局域网的体系结构局域网络的拓扑结构和传输介质基带和宽带局域网局域网新技术1.1.局域网的自身特点局域网的自身特点局域网局域网定义定义：是在一个较小的范围，利用通信线路将众多计算机及外设连接起来，达到数据通信和资源共享的目的 局域网局域网特点特点：1 为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限；2 所有的站共享较高的总带宽（即较高的数据传输速率）3 较低的时延和较低的误码率；4 各站为平等关系而不是主从关系
2、；5 能进行广播（一站向其他所有站发送）或组播（一站向多个站发送）局域网与多处理器系统对比 其优点:(1)能方便地共享昂贵的外部设备、主机、软件和数据(2)便于系统的扩展和逐渐地演变(3)提高了系统的可靠性、可用性和残存性(4)响应速度较快(5)各设备的位置可灵活调整和改变 有利于数据处理和办公自动化局域网也引起了一些问题局域网也引起了一些问题:(1)当不同厂家的设备一起连到网上时,它们未必能够进行数据交换(2)数据的安全与保密需要采取专门的措施(3)由于每个小单位很容易增加连在网络上的计算机设备,从总体来看,一个局域网的总的设备往往超过总的需求,造成浪费对局域网来说，人们最关心的是控制网络访
3、问的协议，有令牌传送和载波侦听多路访问（CSMA）局域网远程监控局域网2.2.局域网的最低三层标准局域网的最低三层标准(IEEE 802(IEEE 802标准标准)IEEE802IEEE802标准协议解决局域网低三层的功能标准协议解决局域网低三层的功能 局域网的体系结构与OSI的区别：两者物理层需要，局域网不存在路由选择，不要网络层，在逻辑链路控制子层上设立了网际层 局域网的参考模型只相当与OSI的最低两层IEEE802标准把数据链路层划分为两个子层:1.媒体接入控制或媒体访问控制(MAC,Medium Access Control)子层2.逻辑链路控制(LLC,Logical Link Co
4、ntrol)子层媒体接入控制或媒体访问控制MAC子层的主要功能：1 将上层交下来的数据封装成帧进行发送 2 实现和维护MAC协议；3 比特差错检测；4 寻址 逻辑链路控制LLC子层的主要功能：1 建立和释放数据链路层的逻辑连接；2 提供与高层的接口；3 差错控制；4 给帧加上序号 IEEE802标准规定LLC子层协议，向网际层提供三种服务：1）无确认无连接方式服务：2）面向连接方式服务；3）有确认的无连接服务LLC子层与MAC子层的区别：在LLC子层的上面看不到具体的局域网，也就是说，局域网对LLC子层是透明的。MAC子层能看到 3.3.局域网络的基本拓扑结构局域网络的基本拓扑结构拓扑结构定义
5、：是指网络中的各个节点或站相互连接的方式局域网络的拓扑结构有以下类型：1）星型2）总线型3）树型4）环型4.4.局域网络中常用的传输介质局域网络中常用的传输介质1 1）双绞线。成本低廉、应用广泛）双绞线。成本低廉、应用广泛2 2）同轴电缆。性能价格比高）同轴电缆。性能价格比高3 3）光纤。光缆是最有前途的传输介质，）光纤。光缆是最有前途的传输介质，4 4）微波、红外、激光）微波、红外、激光 双绞线双绞线 双绞线是生活中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。双绞线的线序双绞线的线序标准标准568A：绿白：绿白-1，绿，绿-2，橙白，橙白-3，蓝，蓝-4，蓝，蓝白白-5，橙
6、，橙-6，棕白，棕白-7，棕棕-8。（日常使用）。（日常使用）标准标准568B：橙白：橙白-1，橙橙-2，绿白，绿白-3，蓝，蓝-4，蓝白蓝白-5，绿，绿-6，棕白，棕白-7，棕，棕-8；同轴电缆同轴电缆的得名与它的结构相关。同轴电缆也是局域网中同轴电缆的得名与它的结构相关。同轴电缆也是局域网中最常见的传输介质之一。用来传递信息的一对导体是按照最常见的传输介质之一。用来传递信息的一对导体是按照一层圆筒式的外导体套在内导体（一根细芯）外面，两个一层圆筒式的外导体套在内导体（一根细芯）外面，两个导体间用绝缘材料互相隔离的结构制造的，外层导体和中导体间用绝缘材料互相隔离的结构制造的，外层导体和中心轴
7、芯线的圆心在同一个轴心上，所以叫做同轴电缆心轴芯线的圆心在同一个轴心上，所以叫做同轴电缆 。同轴电缆光纤光导纤维电缆简称光缆或光纤。光纤的主要作用是引导光光导纤维电缆简称光缆或光纤。光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。它是数据传输中最有在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。它是数据传输中最有效的一种传输介质，在现代通信系统和计算机网络中得到效的一种传输介质，在现代通信系统和计算机网络中得到了广泛的应用了广泛的应用 。无线介质微波通信 微波通信是把微波信号作为载波信号，用模拟信号或数字信号来调制它。卫星通信 如果将微波中继站放在人造卫星上时，便形成了卫星通信系统，可见，卫星通信是一种
8、特殊的微波中继系统。局域网一般分成三类：1）一般局域网LAN；传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤。拓扑结构：星型、总线型、树型、环型。交换技术：包交换。2）高速局域网HSLN；传输介质：CATV同轴电缆。拓扑结构：总线型。交换技术：包交换。3）计算机化分支交换网CBX。传输介质：双绞线。拓扑结构：星型。交换技术：电路交换 5.5.局域网络中常用的介质存取控制技术局域网络中常用的介质存取控制技术介质存取控制的基本原理与方法介质存取控制的基本原理与方法:(1)CSMA/CD(1)CSMA/CD（具有冲突检测的载波侦听多路存取方（具有冲突检测的载波侦听多路存取方法）法）CSMA/CDCSMA/CD的基
9、本思想：的基本思想：任何一个站需要发送数据时，首先侦听一下介质上有无信任何一个站需要发送数据时，首先侦听一下介质上有无信号传输。如总线是空闲的，发送一帧数据；如总线上有数号传输。如总线是空闲的，发送一帧数据；如总线上有数据传送，就一直侦听下去，等到发现总线上无信号传输时，据传送，就一直侦听下去，等到发现总线上无信号传输时，该站就立即发送一帧数据。该站就立即发送一帧数据。为检测冲突，发送端的最小信息长度应大于为检测冲突，发送端的最小信息长度应大于2a2a时间时间 CSMA技术根据处理方法分为：Non-Persistent CSMA（非坚持的CSMA）若总线忙，则不再侦听，隔一定时间间隔后再侦听。
10、P-Persistent CSMA（P坚持CSMA）若总线忙，继续侦听；但发现总线空闲时，以概率P发送数据。1-Persistent CSMA（此处，P=1，称为1坚持算法）若总线忙，一直侦听，直到发现总线空闲时，立即发送数据；若有冲突，回退一个随机时间间隔，重新侦听。1 1坚持算法实际上被采用的较多坚持算法实际上被采用的较多(2)(2)环结构中的令牌控制方法环结构中的令牌控制方法一帧数据，它包括源地址、目标地址、数据、校验部分等环结构中的剑桥环环结构中的剑桥环 SlottedSlotted方法方法(3)(3)总线结构中的令牌传送介质控制方法总线结构中的令牌传送介质控制方法基本思想：初始化时就
11、排定了总线上每一个站的逻辑位置，构成一个逻辑环，产生一个空闲标志 Free Token在环传送。要发送的站抓住Free Token，把它置为忙标志Busy Token，并发送一帧数据，接着再释放出一个Free Token到下一站。要能处理的问题：（1）环初始化（2）能把一个站加入环中。（3）当一个站关掉时，自动退出环。（4）当出现错误时，能够及时发现，并重新初始化6.基带和宽带局域网的概念和比较在Bus/Tree结构中,通常使用了两类传输技术:基带传输和宽带传输它们是按介质上传送的信号形式来区分的在基带传输中：数据采用数字信号 整个介质带宽为信号所占用 传输方向为双向 距离可达几km在宽带传输
12、中：采用模拟信号 采用频分多路复用技术 单向传输 传输距离可达到几十km 7.7.宽带系统的结构和服务宽带系统的结构和服务 宽带系统的宽带系统的结构结构：1 1、单电缆频分系统总线结构。、单电缆频分系统总线结构。2 2、双电缆系统。、双电缆系统。3 3、树型结构的公共天线电视系统（、树型结构的公共天线电视系统（CATVCATV）宽带系统提供的宽带系统提供的服务服务：1 1 专用通道专用通道2 2 提供交换服务提供交换服务3 3 实现在同一频带上的多点存取实现在同一频带上的多点存取4.4.单道宽带单道宽带HSLNHSLN中的介质存取协议中的介质存取协议宽带业务8.8.几种典型的局域网新技术几种典
13、型的局域网新技术典型的局域网新技术包括交换式集线器和高速局域网交换式集线器的主要特点：所有端口平时都不连通。当工作站需要通信时，使每一对相互通信的工作站都能像独占通信媒体那样，进行无冲突地传输数据。交换式集线器的最大优点：通信是独占带宽交换式集线器的交换方式有两种：1直通方式2传统的存储转发方式高速局域网：1 100BASE-T技术2 100VG-AnyLAN技术3 等时以太网4 全双工以太网5 全双工令牌环 高速局域网100BASE-T技术它是在双绞线上传送100M基带信号的以太网,仍使用IEEE 802.3标准,即CSMA/CD这种以太网又称为快速以太网100VG-AnyLAN技术 这也是
14、一种100Mbps的高速局域网,它综合了现有以太网和令牌环的优点IEEE也为此技术制定了国际标准802.12等时以太网 采用4B/5B编码技术,将以太网的10Mbps信道和一个6Mbps的等时信道组合起来的网络技术 其信号速率为20MBand全双工以太网 即20Mbps以太网。其关键部件除了两个独立的发送和接收通道外,还包括一个能使用这些通道的主机系统接口和新的服务器网卡 有可能广泛用于桌面图像通信系统中全双工令牌环 发送数据时,不需要截获令牌就可以发送 它不再是一个真正的令牌环,而只是使用了与令牌环相同的帧格式、相同的首部和尾部局域网发展总结局域网概述局域网的体系结构局域网络的拓扑结构和传输介质基带和宽带局域网局域网新技术课后任务1.本章节完整阅读2.完成课后辅导练习