网络技术与应用_CH04_局域网原理与技术

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网络技术与应用Computer Network Technology and Application

第4章 局域网原理与技术南京邮电大学计算机学院 “计算机通信与网络”国家精品课程组

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本章教学基本要求

了解局域网的体系结构标准、组成和 拓扑结构，局域网的介质访问控制方 法和局域网技术的发展等。 着重掌握以太网介质访问控制方法， 交换以太网技术以及如何扩展局域网， 了解无线局域网技术的发展及应用。

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内容纲要

局域网概述以太网技术 局域网的扩展 无线局域网3

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内容纲要

局域网概述以太网技术 局域网的扩展 无线局域网4

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4.1 局域网概述1、局域网的定义

局域网 (Local Area Network, LAN)是指将分散在一个局部地理范围的多台计算机

通过传输媒体连接起来的通信网络。 局域网是接入因特网的主要手段， 为单 位内部的资源共享和与外部网络的连接提 供了平台。5

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4.1 局域网概述2、局域网的特点

网络覆盖的区域相对较小，通常传输距离在 0.1km 25km。 传输速率高，局域网的传输速率一般为1 Mbit/s 100Mbit/s。目前，10 Mbit/s,100 Mbit/s,1000 Mbit/s的以太网得到了广泛的应用，正在推出10 Gbit/s的以太网。 误码率低，局域网的误码率一般在 10-8 10-11范围内， 传输质量高。 局域网具有专用性质。 局域网大多采用广播方式传输数据，一个站发出数据， 其它所有站都能接收到。因此，局域网不需要考虑路 6 由选择问题。

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4.1 局域网概述3、局域网的四个技术特性 传输媒体，指用于连接网络设备的介质类 型，常用的有双绞线、同轴电缆、光纤， 以及微波、红外线和激光等无线传输媒体。 传输技术，指借助传输媒体进行数据通信 的技术，常用的有基带传输和宽带传输两 种。 网络拓扑，指网络的物理结构和形状。 媒体访问控制方法，指多台计算机对传输 媒体的访问控制方法。 7

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4.1 局域网概述4、局域网的传输媒体

局域网的传输媒体包括有线媒体和无线媒 体两类。

有线传输媒体有双绞线、同轴电缆、光纤。 无线传输媒体有微波、红外线和激光等。

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4.1 局域网概述5、局域网的传输技术

利用传输媒体进行数据传输的技术，可以 分为基带传输和宽带传输两种。基带传输，即不经过调制，直接将数字信号 波形加载到传输媒体上进行传输。数字信号 通常采用经过曼彻斯特或差分曼彻斯特编码 的信号。 宽带传输，即将待传输的数字信号波形调制 到合适的中心频率上，宽带传输可以支持信 道的频分复用和信号的多路传输。 局域网中通常采用基带传输技术。 9

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4.1 局域网

概述6、局域网典型的拓扑结构交换机

总线网

星形网交换机 交换机 交换机

匹配电阻

干线耦合器

环形网

树形网

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4.1 局域网概述6、局域网典型的拓扑结构 星(Star)型

局域网所有站点的通信都通过中心站点进行

环(Ring)型

控制简便，结构对称性好，传输速率高。如：IBM 令牌环网采用广播式多路访问方法，结构简单，可靠性高， 扩展性好。如：采用集线器(HUB) 组网 分层结构，扩展性好，寻址方便11

总线(Bus)型

树(Tree)型

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4.1 局域网概述7、局域网的媒体访问控制技术 为了协调多个站点对共享的传输媒体资 源的使用，即规定局域网中的站点什么 时间能向网络中发送数据的问题。有三 类媒体访问控制方法 。 基于信道划分的媒体访问控制

基于随机访问的媒体访问控制基于轮询的媒体访问控制12

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4.1 局域网概述8、局域网的相关标准ISO/OSI-RM 7 6 5 4 3 2 1 应用 表示 会话 运输 网络 802.3 802.4 802.5 802.6 802.9 802.11 802.12 链路 物理UTP 同轴电缆 光缆 802.7 宽带技术 802.8 光纤技术13

802.10 网络安全

802.1 (体系结构),网络互连 802.2逻辑链路控制(LLC)

CSMA /CD

标记 总线

标记 环

MAN

V/D综 合LAN

无线 LAN

交换 LAN

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4.1 局域网概述近年来出现的系列标准 802.3ac:虚拟局域网VLAN(1998)。 802.3ab:1000Base-T物理层参数和规范(1999)。 802.3ad:多重链接分段的聚合协议(2000)。 802.3u:100Mbit/s快速以太网。 802.1Q: 虚拟桥接以太网(1998)。 802.14:利用CATV宽带通信标准(1998)。 802.15:无线个人网 (WPAN: Wireless Personal Area Network)。 802.16:宽带无线访问标准。14

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内容纲要

局域网概述以太网技术 局域网的扩展 无线局域网15

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4.2 以太网技术1、以太网概述 以太网( Ethernet )是以CSMA/CD方式 工作的一种总线式局域网。 1973年由Xerox公司的Metcalfe提出。 1980年，DEC、Intel和Xerox联手推出DIX Ethernet 1.0标准。DIX 2.0 标准与IEEE 802.3 标准规定了类似的帧格式。 严格说来，“以太网”应当是指符合 DIX 标准的局域网。16

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4.2 以太网技术1、以太网概述CSMA/CD的工作原理 (1)载波监听：任一站要发送信息时，首 先要监测总线，用来判决介质上有否其 他站的发送信号。如果介质状态忙，则 继续检测，直到发现介质空闲。如果检 测介质为空闲，则可以立即发送。 (2)多路访问：意思是网络上所有主机收 发数据共同使用同一条总线，且发送数 据是广播式的。17

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4.2 以太网技术1、以太网概述CSMA/CD的工作原理 (3)冲突检测：每个站在发送帧期间，同时 具有检测冲突的能力。一旦检

测到冲突， 就立即停止发送，并向总线上发一串阻塞 信号，通报总线上各站已发生冲突。

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4.2 以太网技术2、以太网的MAC层(1) MAC地址 (2) MAC帧格式 (3) CSMA/CD的工作过程

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4.2 以太网技术2、以太网的MAC层

(1) MAC地址 在局域网中，硬件地址又称为物理地址， 或 MAC 地址。 802 标准所说的“地址”严格地讲应当是每 一个站的“名字”或标识符。 但鉴于大家都早已习惯了将这种 48 bit 的 “名字”称为“地址”,所以本书也采用 这种习惯用法，尽管这种说法并不太严格。20

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第 1 字节

第 6 字节

十六进制表示的 EUI-48 地址： AC-DE-48-00-00-80二进制表示的 EUI-48 地址： 机构惟一标志符 OUI 802.5 802.5 802.6 802.6 扩展标志符

字节顺序 第 1 第2 第3 第4 第5 第6 高位在前 10101100 11011110 01001000 00000000 00000000 10000000 最高位 最低位 最先发送 I/G 比特 最高位 最低位 最后发送

字节顺序

第1

第2

第3

第4

第5

第6

802.3 低位在前 00110101 01111011 00010010 00000000 00000000 00000001 802.4

I/G 比特

最低位 最高位 最先发送

最低位 最高位 最后发送21

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