计算机网络原理与Internet技术（第五章）

 

第五章 局域网

5．1 局域网概述

1、 局域网（LAN）是一个数据传输系统，它允许在有限的地理范围内的许多独立设备相互之间直接进行通信。

2、 局域网具有网络为一个单位所有，且地理范围和站点数目有限。

（1）       一般从几十米到几公里。

（2）       传输速度高，组网灵活，成本低。

（3）       最多为1024个站点。

3、 有四种体系结构在局域网中占主导地位：以太网、令牌总线网、令牌环网和光纤分布式数据接口。其中以太网、令牌总线网、令牌环网都是IEEE的标准，光纤分布式数据接口是ANSI标准。

4、 目前局域网的数据链路层协议采用的都是HDLC协议。

5、 局域网具有星型、环型、总线、数状4种基本拓扑。

6、 局域网可以采用同轴电缆、双绞线、光纤以及2.5G电磁波作为介质。

7、 媒体共享技术有如下几种：

（1）       静态划分信道

。时分复用

。频分复用

（2）       动态媒体接入控制

。随机接入

。受控接入

8、 局域网目前主要采用快速以太网和千兆位以太网技术

9、 从工程的角度来讲，目前，局域网的主流技术如下：

（1）       全新的网络模型

（2）       快速以太网通道技术

（3）       虚拟局域网技术

（4）       生成树协议

（5）       多层交换技术

（6）       广播与多播技术

（7）       网络访问控制技术

5．2 传统以太网

1、1975年美国Xerox公司研制成功了一个高效的计算机网络，为纪念表示电磁波传播的以太，故而采用以太来命名，称为以太网即Ethernet。

2、 以太网的标准由IEEE 802.3来定义，是一种局域网的标准。

（1）       IEE802.3将数据链路层拆成了逻辑链路层（LLC）和媒体接入控制层（MAC）。

（2）       与媒体有关的功能放到MAC层；其他的放到LLC层。

3、 以太网采用CSMA/CD的介质访问方法（载波监听多点接入/碰撞检测）

（1）       在通信方式选择上，以太网采用

。无连接的方式

。不要求收到数据的目的站发回确认

（2）       以太网提供的是不可靠的交付

（3）       差错的纠正由上面的高层来做

（4）       几个概念

。多点接入：说明网络可以接入多台主机

。载波监听：每一个工作站在发送数据之前，先要检测线路是否空闲，空闲，发送；否则，等待

。碰撞检测：通过检测链路上的电压波动。

（5）       CSMA/CD的工作算法

{

   1、监听线路是否空闲

   2、如果空闲，发送数据

   3、检测是否有碰撞

如果有：

{

3．1 取2倍的端到端的传播延时作为基本退避时间

3．2 设置K（K〈=10〉）为实际重传次数，在[0，1。。。。2K次方-1]中随机取一个数，乘以基本退避时间为本次退避时间。

3．3 当重传16次以后，上报高层

}

   4、发送新的数据帧

 }

（6）       以太网最多需要2倍的端到端的传播延时可以检测到冲突，这个时间叫做争用期。以太网的争用期为51.2us。在10Mbit/s以太网能中征用期内可发送512bit既64字节，因此，如前64字节不冲突，既安全。

（7）       采用强化碰撞手段，提高效率

（8）       采用CSMA/CD的共享式局域网不可能工作在全双工的状态下。

4、以太网不是一个恒速的网络。

5、以太网的标准

（1）10BASE2

（2）10BASE5

（3）10BASE-T

6、以太网数据帧格式

     前导码（7字节）起始帧分界符（1字节）目标地址（6字节）源地址（6字节）协议数据单元长度（2字节）数据 CRC（4字节）

5．3 扩展的局域网

1、几个概念

（1）       碰撞域：

（2）       广播风暴：

（3）       交换式局域网：

（4）       堆叠：

（5）       级连：

2、物理分段

（1）       利用二层交换机缩小碰撞域，称为物理分段。

（2）       物理分段可以减少碰撞，改善网络性能。

（3）       物理分段不能消除碰撞。

（4）       在交换式网络中，广播是制造碰撞的最大因素。

5．4 高速以太网

1、快速以太网（百兆以太网）

        采用CSMA/CD作为介质访问方式、采用双绞线或光纤作为传输介质，采用星型拓扑结构，带宽为100Mbit/s采用802.3帧格式，支持全双工，代号为802.3u。

（1）       100BASE-TX

。使用2对UTP（STP）5类双绞线

。一对用于接收，一对用于发送

（2）       100BASE-FX

。采用1对光纤

。一条为发送。一条为接收

（3）       100BASE-T4

。采用4对UTP3类或5类线

。3对线传送数据，一对线检测碰撞

2、吉比特以太网

        采用CSMA/CD作为介质访问方式、采用双绞线或光纤作为传输介质，采用星型拓扑结构，带宽为1000Mbit/s，采用802.3帧格式，支持全双工，代号为802.3u。

（1）       1000BASE-X

。1000BASE-SX

 SX表示短波长（850nm），62.5/125传输275m，50/125传输550m.

。1000BASE-LX

 LX表示长波长（1300 nm） 62.5/125传输550m，50/125传输550m.

 10/125（单膜）传输5000m.

。1000BASE-CX

 CX铜线，2对双绞线，传输25m

（2）       1000BASE-T

4对双绞线，传输100m

3、10G比特以太网

5．5 其他种类的高速局域网

1、100VG-AnyLAN

2、FDDI

5．6 无线局域网

5．7 快速以太网通道

5．8 虚拟局域网

5．9 生成树协议