第四章做好小网.

第四章做好小网----局域网基础第四章做好小网--------局域网基础•4.1小网不小看-------局域网的概述•4.2小网的家族-------局域网的分类•4.3小网的重武器-------局域网的关键设备•4.4小网的大视野-------综合布线系统•4..5做个蜘蛛侠先编织好小网-------对等局域网的创建（实训）4.1小网不小看-------局域网的概述局域网就是覆盖局部区域的计算机网络。计算机局域网具有以下技术特点：•局域网一般覆盖有限地理范围。•具有高数据传输速率。•低误码率。•采用广播方式传输数据信号。•早期的局域网采用“共享介质”。•局域网交换机的出现，使网络性能有了很大的提高，产生了交换式局域网。•4.1.1局域网的参考模型和IEEE802标准1980年2月，美国电气和电子工程师学会（IEEE）成立了局域网标准化委员会，称为IEEE802委员会，从事局域网标准化工作。IEEE802委员会提出了局域网的体系结构，即著名的IEEE802参考模型并形成了一系列的标准，称为IEEE802标准。1984年，IEEE802标准被采纳为国际标准，称为ISO8802标准。局域网只是一个计算机通信网，并且不存在路由选择问题，因此它不需要网络层，而只有最低的两个层次。但由于局域网的种类很多，其介质访问控制的方法也各不相同，为了使局域网中数据链路层的功能更便于实现，对高层提供一致的服务，屏蔽介质访问控制方法的差异，IEEE802参考模型将局域网的数据链路层划分为两个子层：即介质访问控制（MAC，MediumAccessControl）子层和逻辑链路控制（LLC，LogicallinkControl）子层。MAC子层解决多用户介质访问控制问题。LLC子层完成通常意义上的数据链路层的功能。网络层数据链路层物理层物理层逻辑链路控制子层LLC介质访问控制子层MAC通信介质OSI网络高层IEEE802参考模型的范围IEEE802参考模型与OSI参考模型的关系IEEE802参考模型中包括了对传输介质和拓扑结构的说明，这部分内容不在OSI环境之内（比0SI的最低层还要低）。可是对于局域网来说，传输介质和拓扑结构又特别重要，因此在IEEE802参考模型中就包括了这部分内容。如下图所示。1.物理层功能•①局域网支持的传输介质及相应的传输距离。•②传输速率。•③物理接口的机械特性、电气特性、性能和规程特性。•④传输信号的编码方案。局域网的编码方案有曼彻斯特、差分曼彻斯特、4B/5B、8B/6T和8B/10B等。•⑤错误校验码及同步信号的产生与删除。•⑥拓扑结构。•⑦物理信令（PLS），物理层向介质访问控制子层提供的服务原语，包括请求、证实、指示原语。2.数据链路层功能•介质访问控制MAC子层的主要功能为：实现和维护MAC协议，发送数据时将上层的数据封装成MAC帧进行发送，接收时进行相反的操作，进行比特差错检测、寻址等。•逻辑链路控制LLC子层的主要功能为：建立和释放数据链路层的逻辑连接、提供与高层的接口、进行差错控制、给帧加上序号等。二．IEEE802标准•①IEEE802.1标准，定义了局域网体系结构、网络互联，以及网络管理与性能测试。②IEEE802.2标准，定义了逻辑链路控制（LLC）子层的功能与服务。③IEEE802.3标准，定义了CSMA/CD总线介质访问控制子层和物理层规范。在物理层定义了4种不同介质的10Mb/s的以太网规范，包括10Base-5（粗同轴电缆）、10Base-2（细同轴电缆）、10Base-F（多模光纤）和10Base-T（无屏蔽双绞线UTP）。另外，到目前为止IEEE802.3工作组还开发了一系列标准，如下所示。•IEEE802.3u标准，百兆快速以太网标准，现已合并到IEEE802.3中。•IEEE802.3z标准，光纤介质千兆以太网标准规范。•IEEE802.3ab标准，传输距离为100m的5类无屏蔽双绞线千兆以太网标准规范。•IEEE802.3ae标准，万兆以太网标准规范。•④IEEE802.4标准，定义了令牌总线（TokenBus）介质访问控制子层与物理层规范。⑤IEEE802.5标准，定义了令牌环（TokenRing）介质访问控制子层与物理层规范。⑥IEEE802.6标准，定义了城域网（MAN）介质访问控制子层与物理层规范。⑦IEEE802.7标准，定义了宽带网络技术。⑧IEEE802.8标准，定义了光纤传输技术。⑨IEEE802.9标准，定义了综合语音与数据局域网（IVDLAN）技术。⑩IEEE802.10标准，定义了可互操作的局域网安全性规范（SILS）。3.2.2IEEE802标准•IEEE802.1——概述、局域网体系结构、网络管理和网际协议。•IEEE802.2——逻辑链路控制协议和标准。•IEEE802.3——CSMA/CD总线网MAC子层和物理层技术规范。•IEEE802.4——令牌传递总线网的MAC子层和物理层技术规范。•IEEE802.5——令牌传递环形网的MAC子层和物理层技术规范。•IEEE802.6——城域网MAN的MAC子层和物理层技术规范。•IEEE802.7——宽带网络访问方法及物理层技术规范。•IEEE802.8——分布式数据光纤（FDDI）访问方法及物理层技术规范。•IEEE802.9——综合话音与数据局域网技术。•IEEE802.10——可互操作的局域网安全规范。•IEEE802.11——无线局域网技术。•IEEE802.12——优先级高速局域网（100VG-AnyLAN）。•IEEE802.14——电缆电视（Cable-TV）。•IEEE802.15——无线个人局域网。•IEEE802.16——无线城域网。3.2.2IEEE802标准•④IEEE802.4标准，定义了令牌总线（TokenBus）介质访问控制子层与物理层规范。⑤IEEE802.5标准，定义了令牌环（TokenRing）介质访问控制子层与物理层规范。⑥IEEE802.6标准，定义了城域网（MAN）介质访问控制子层与物理层规范。⑦IEEE802.7标准，定义了宽带网络技术。⑧IEEE802.8标准，定义了光纤传输技术。⑨IEEE802.9标准，定义了综合语音与数据局域网（IVDLAN）技术。⑩IEEE802.10标准，定义了可互操作的局域网安全性规范（SILS）。3.2.2IEEE802标准•IEEE802.11标准，定义了无线局域网介质访问控制方法和物理层规范，主要包括以下几项。•IEEE802.12标准，定义了100VG-AnyLAN快速局域网访问方法和物理层规范。•IEEE802.14标准，定义了交互式电视网（CableModem）技术。IEEE802.15标准，定义了无线个人局域网（WPAN）技术。•IEEE802.16标准，定义了宽带无线局域网技术。IEEE802.17标准，正在制定的弹性分组环（RPR）标准。•IEEE802.18标准，正在制定的宽带无线局域网标准规范。IEEE802委员会为局域网制定了一系列标准，统称为IEEE802标准，并因为新技术的产生和发展，不断有新的标准制定和添加进去。IEEE标准之间的关系802.10可互操作的局域网安全规范802.2逻辑链路控制子层802．3CSMA/CD802．11无线局域网802．6城域网802．5TokenRing802．4TokenBus802．1体系结构、网络协议和网络管理4.1.2局域网的媒体访问控制方法•。常用的媒体访问控制方法有：具有冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection)、控制令牌(ControlToken)及时槽环（Time-SlotRing）三种技术。1、CSMA/CD方法CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection）称为带冲突检测的载波侦听多路访问控制。CSMA/CD有效地解决了介质共享、信道分配和信道冲突等问题，是目前局域网中采用的最常见的一种介质访问方法。CSMA/CD有两方面的含义：一是载波侦听多路访问即CDMA，二是冲突检测即CD。CSMA/CD的工作过程CSMA/CD的工作原理：CSMA/CD要求某结点发送数据时继续侦听信道。判别信道上是否出现“冲突”。如果发送时检测到“冲突”，则立即终止传输过程，同时发送一个阻塞信号，即“加强冲突”信号，保证“冲突”被网上所有结点检测到。发送“加强冲突”信号后，执行退避算法，等待一个随机时间后重新发送。这个工作过程可以简记为“先听后发，边发边听，冲突停止，随机延迟再发”。二．控制令牌•控制令牌是无冲突的介质访问控制，所有站点连接成一个环，一个特定的称为令牌的帧在环中的各站点之间传递，只有得到令牌的站点才能发送数据，持有令牌的站点发送完数据后，就把令牌传递给下一个站点，依次类推。控制令牌的工作过程•1.首先建立一个逻辑环，将所有站点同物理媒体相连，然后产生一个控制令牌。2.控制令牌由一个站点沿着逻辑环顺序向下一个站点传递。3.等待发送帧的站点接收到控制令牌后，把要发送的帧利用物理媒体发送出去，然后再将控制令牌沿逻辑环传递给下一站点。控制令牌的工作过程控制令牌的工作过程三．时槽环•时槽环（Time-SlotRing）又称为开槽环（SlotedRing），时槽环只用于环型网的控制访问。时槽环只用于环形网的媒体控制访问，这种方法对每个节点预先安排一个特定的时间内段(即时槽段)，每个节点只能在时槽内传输数据。若数据较长，可用多个时槽来传输。时槽环结构网络论坛•有人把控制令牌、时槽环的工作过程比喻成“击鼓传花”“摩天转轮”。你同意这个观点吗？为什么？仔细观察•调查三种局域网的媒体访问控制方法在实践中的应用情况，有关的新技术还有那些？疑难问题•为什么局域网的体系结构仅包含OSI参考模型的物理层和数据链路层？4.2小网的家族-------局域网的分类•局域网中常见的有：以太网（Ethernet）、令牌网（TokenRing）、FDDI网、异步传输模式网（ATM）等几类一.以太网（EtherNet）•以太网最早是由Xerox（施乐）公司创建的，在1980年由DEC、Intel和Xerox三家公司联合开发为一个标准。以太网是应用最为广泛的局域网。•标准以太网（10Mbps）•快速以太网（100Mbps）•千兆以太网（1000Mbps）•10G以太网二.令牌环网•令牌环网是IBM公司于70年代发展的，现在这种网络比较少见。在老式的令牌环网中，数据传输速度为4Mbps或16Mbps，新型的快速令牌环网速度可达100Mbps。令牌环网的传输方法在物理上采用了星形拓扑结构，但逻辑上仍是环形拓扑结构。•由于目前以太网技术发展迅速，令牌网存在固有缺点，令牌在整个计算机局域网已不多见。三.FDDI网•FDDI的英文全称为“FiberDistributedDataInterface”，中文名为“光纤分布式数据接口”，它是于80年代中期发展起来一项局域网技术，它提供的高速数据通信能力要高于当时的以太网（10Mbps）和令牌网（4或16Mbps）的能力。FDDI标准由ANSIX3T9.5标准委员会制订，为繁忙网络上的高容量输入输出提供了一种访问方法。FDDI网络的主要缺点是价格同前面所介绍的“快速以太网”相比贵许多，且因为它只支持光缆和5类电缆，所以使用环境受到限制。四.ATM网•ATM的英文全称为“asynchronoustransfermode”，中文名为“异步传输模式”，它的开发始于70年代后期。ATM是一种较新型的单元交换技术，同以太网、令牌环网、FDDI网络等使用可变长度包技术不同，ATM使用53字节固定长度的单元进行交换。它是一种交换技术，它没有共享介质或包传递带来的延时，非常适合音频和视频数据的传输。ATM的优点•（1ATM使用相同的数据单元，可实现广域网和局域网的无缝连接。•（2ATM支持VLAN（虚拟局域岗）功能，可以对网络进