搜索
计算机局域网4.1LAN的特点LAN的特点•跨越一个物理上有限的距离（一般在10km以内）•为一个单位或组织拥有•共享传输信道•传输速率高（1～100Mbps）•误码率低（10-8～10-11之间）•多采用分布式控制和广播式通信LAN与WAN•与广域网相比，广域网主要问题是如何充分利用信道和通信设备，局域网主要问题是多源、多目的数据链路管理。要传输数据，还须具有控制数据传输的规程（协议）。4.2LAN的体系结构4.2.1OSI参考模型与LAN•由于局域网只是一个通信网，所以只有OSI参考模型的低3层和应用层LAN的物理层和数据链路层物理层作用在一条物理传输媒体上，实现数据链路实体之间透明地传输各种数据的比特流。数据链路层作用在不太可靠的物理链路上,通过数据链路层协议(链路控制规程)实现可靠的数据传输。1．OSI的物理层主要解决接口设备的四个特性：机械特性连接器形状、引脚数等电气特性信号的电气参数等（如电压量值）功能特性接口引脚的分配等（某一引脚处出现某一电平的电压表示的意义）过程特性传输数据顺序、通信方式（双工/半双工）等4.2.2物理层2．LAN的物理层以太网物理层分为以下两层：PLS(物理信令,physicalsignaling)子层负责比特流的曼彻斯特编码、解码、载波监听。PMA(物理媒体连接件,physicalmediumattachment)子层负责冲突检测、超长控制、发送和接收串行比特流。4.2.2物理层（续）4.2.3数据链路层线路规则，数据链路层最重要的功能还有流量控制和差错控制。这三种功能总称为“数据链路控制”。数据链路层:数据链路控制数据链路控制中的“差错控制”是指允许接收方通知发送方传送过程中是否有帧丢失或损坏了，以及重发的协调。【作用】在不太可靠的物理链路上,通过数据链路层协议(链路控制规程)实现可靠的数据传输。主要功能：链路管理流量控制差错控制信息分离透明传输寻址1．OSI的数据链路层2．LAN的数据链路层由于采用多站共享传输介质方式，必须解决信道如何分配以解决信道争用问题，必须有媒体访问控制功能。此外，由于LAN采用的拓扑结构与传输媒体的多样性，必须提供多种媒体访问控制方法。所以其数据链路层要求也更为复杂，和物理层一样,分为两个子层：◆与传输媒体有关(媒体访问控制层)◆与传输媒体无关(逻辑链路控制层)LAN的数据链路层：MAC子层◆MAC（媒体访问控制，mediumaccesscontrol）子层负责执行在物理层基础上进行无差错通信，有管理多个源链路和多个目的链路的功能（对不同的局域网，其MAC子层是不相同的，所以将在后面介绍）。主要功能：①管理链路上的通信（实现和维护MAC协议）②发送时将数据组装成带有地址和差错校验字段的MAC帧③接收时拆卸帧，并执行地址识别和差错校测LAN的数据链路层：LLC子层◆LLC（逻辑链路控制，logicallinkcontrol）子层主要功能:①建立和终止链路（建立和释放数据链路层的逻辑连接，通过SAP向高层提供逻辑接口）②控制帧流量(具有帧的接收、发送控制功能）③确认帧（具有帧差错控制功能)④帧排序（给LLC帧加上序号）LLC访问服务点(SAP)4.3LAN的基本组成以W/S系统总线型以太网为例4.3.1硬件组成①文件服务器（FileServer）专用服务器/高档微机②工作站（Workstation）或客户机（Client）通常是微机（有盘/无盘）【瘦客户机】与特定服务器配套使用的无盘计算机。（如果使用Sun公司的瘦客户机，就必须购买一台Sun公司的服务器。不同厂商之间的系统无法相互替代）③传输媒介◆双绞线◆同轴电缆◆光导纤维(光纤)◆无线传输（无线电/微波/红外/激光）其他网络硬件④网卡（NIC，LANCard）◆又称“网络接口卡”、“网络适配器”网卡是网络设备（电脑等）与传输媒介（如电缆）间的信号转换接口电路和协议支持部件。⑤其余共享的硬件资源硬盘、打印机、Modem等⑥网络及网间连接器HUB、中继器、交换器、路由器、网关、网桥等传输媒介：双绞线◆双绞线（Twisted-PairCable）“双绞”的作用是减少相邻导线的电磁干扰。双绞线可分为:■STP（屏蔽，shielded）可减少外部电磁干扰■UTP（无屏蔽,unshielded）价廉（常用）普通电话线就是一种传输模拟信号用的双绞线，但不宜直接用于计算机网络的信号(数字信号)传输(需经MODEM处理)。传输媒介：同轴电缆◆同轴电缆（CoaxialCable）可分为：■基带传输（数据通信）型50Ω——RG-11A/U型（粗缆，φ10mm）RG-58A/U型（细缆，φ5mm）93Ω——RG62型■频带传输（模拟传输）型75Ω——公用天线电视系统（CATV）用（CATV还有一种300Ω扁平电缆）传输媒介：光导纤维◆光导纤维（光纤，OpticalFiber）光是一种电磁波，它在真空中传输速度最快（30万千米/秒），且传输速度随传输介质密度增大而降低。相对于其他传输媒介，低损耗、高带宽和高抗干扰性是光纤最主要的优点。光纤表层有用于保护芯线和将光反射回玻璃导体内的镀层，然后封装坚韧的芳纶（制造防弹衣的材料）外皮，最后再用PVC等材料制作的护套封装。主要用于：主干网（高速）/防雷击/保密（防窃听）4.4LAN的基本网型4.4.1三大基本网型三个LAN协议（争用、轮询、令牌传递）分别与三个LAN的基本拓扑结构（总线型、星型、环型）相组合，形成了三大基本网型：■以太网■令牌总线网■令牌环网4.5以太网（Ethernet）4.5.2以太网电缆标志示例：50Ω同轴电缆（基带传输型）10BASE5同轴电缆（每个网段最大长度500米）电缆上传输的信号是基带信号（数字信号）传输速率为10Mbs（兆位比特/秒）75Ω同轴电缆（宽带传输型）10BROAD36同轴电缆（每个网段最大长度3600米）电缆上传输的信号是宽带信号（模拟信号）传输速率为10Mbs（兆位比特/秒）2185米—F光纤—T双绞线每个站在发送数据前，先监听信道上有无其他站正在发送信息，若无，则发送数据；则有，则暂不发送，退避一段时间后再尝试。——其最大的特点是“先听后说”。CSMA的监听策略有三种算法：非坚持一旦监听到信道忙就不再坚持听下去，延迟一段随机时间后再重新监听。（信道利用率不高）1坚持监听到信道忙时仍然坚持听下去，直到空闲为止。一旦信道空闲就发送。如有冲突，等待一随机时间后再监听。（冲突较大）p坚持监听到信道忙时仍然坚持听下去，直到空闲为止。当听到信道空闲时，以概率p发送数据。(p=1时，即为1坚持）p坚持的主要问题是如何确定一个合适的p值。CSMA协议的基本思想每站在发送数据前，先监听信道是否空闲；若是，则发送数据，并继续监听下去，一旦监听到冲突，立即停止发送，并在短时间内连续向信道发出一串阻塞信号（JAM）强化冲突，如果信道忙，则暂不发送，退避一随机时间后再尝试。CSMA/CD协议在CSMA协议基础上增加了发送期间检测冲突的功能。其最大特点是“先听后说,边说边听”。该协议已被IEEE802委员会采纳，并以此为依据制定了IEEE802.3标准。CSMA/CD协议同样可分为非坚持、1坚持和p坚持3种。以太网通常采用非时隙1坚持CSMA/CD。CSMA/CD协议的基本思想时隙:将信道时间分为等长的时间长度,每个长度正好等于一个帧的传输时间（“时隙”或“分槽“）。各站只能在时隙的起始时间才能开始发送信息。采用时隙技术的ALOHA协议信道吞吐量最大可达37%。MAC地址MAC地址又称硬件地址或物理地址。使用MAC地址的不是以太网就是令牌环网。MAC地址有六个字节的信息，常用十六进制表示，前三个字节为网络设备生产厂商代号，后三个字节为厂商分配到设备上的序列号，如下：00000CB40E1A或00-00-C-B4-0E-1A简写为C-B4-E-1A著名网络厂商标识厂商CISCO3ComHPSunIBMIntel厂商代号00000C02608C08000908002008005A00AA00关于MAC地址每个MAC地址在全球都是唯一的。如果生产商用完了分配的标识数字，它总是能够得到新的前缀。FF-FF-FF-FF为广播地址。帧结构中SA(源地址)不可为广播地址。检测本机MAC地址的方法：◆使用winipcfg命令（适配器地址）◆使用ipconfig命令(PhysicalAddress)Let’stry…关于HUBHUB——“港湾”、“中心”的意思，中文译为“集线器”或“集中器”，HUB是计算机网络中数据交换的枢纽之一，目前已成为网络连接的主流形式。HUB按其功能又可分为：有源HUB无源HUB智能HUB4.7其他LAN类型FDDI（光纤环网）FDDI（FiberDistributedDataInterface,光纤分布式数据接口）是以光纤为传输介质的高性能令牌环局域网访问控制方案，1982年10月由ANSI（美国国家标准化研究所）X3T9.5委员会提出。传输速率100Mbps，而正在发展的FDDI-Ⅲ、FDDI-Ⅳ、FDDI-Ⅴ的速率分别高达400Mbps、600Mbps和1.2Gbps。使用多模光纤时，站间距离可达2km；使用单模光纤站间距离可达20km，FDDI标准允许200km的总的光纤路径长度和1000个网络站点，相应于500个结点和100km长的双环光纤网。ATM(异步传输模式)网ATM网是以ATM交换机为中心的星形结构，支持LAN和WAN。ATM的数据传输、复用、交换均以信元（cell）为基本单位，每个信元53个字节，既适合于高速交换，又适应于不同速率的要求。ATM网络——可以以各种速率支持各种信息传输，形成所谓“宽带综合业务数据网”（B-ISDN），传输速率155Mbps和622Mbps，以后可能达到Gbps的速率。