计算机局域网技术

第4章计算机局域网技术Chapter4LANTechnologies本章学习重点：熟悉局域网的产生、发展和应用范围掌握局域网的定义、特点、分类、拓扑结构掌握局域网的体系结构和介质访问控制方式了解几种高速网络技术的技术要点4.1局域网简介4.1.1局域网的产生与定义4.1.2局域网的应用价值4.1.3局域网的组成4.1.4局域网的特点4.1.5局域网的分类4.1.1局域网的产生与定义随着计算机的发展，人们越来越意识到网络的重要性，通过网络，人们拉近了彼此之间的距离。本来分散在各处的计算机被网络紧紧的联系在了一起。局域网做为网络的组成部分，发挥了不可忽视的作用。在一个局域网中，我们可以共享程序、文档等各种资源，而不必再来回传递软盘；还可以通过网络使多台计算机共享同一硬件，如打印机、调制解调器等；同时我们也可以通过网络使用计算机发送和接收传真，方便快捷而且经济。80年代，微型机发展迅速，彼此需要相互通信（近距离），共享资源；定义：局域网（LAN,LocalAreaNetwork）是在一个较小区域内，利用通信线路将众多计算机和外设连接起来，达到数据通信和资源共享的目的。局域网的应用范围主要体现在如下几个方面：1.办公自动化。2.管理信息系统。3.金融信息系统。在POS(PointOfSells,电子收款机系统或柜台销售信息网络系统)和银行ATM自动柜员机系统、教学、情报检索等方面，局域网也都担当着极为重要的角色。4.1.2局域网的应用范围4.1.3局域网的组成1.一个或多个文件服务器，通常由高档微机或微机服务器担任2.多个工作站，有一般微机担任3.传输媒体，包括同轴电缆、双绞线和光纤4.网络适配器，也称网卡5.网间连接器，连接服务器和传输媒体、工作站和传输媒体6.网络操作系统NOS7.其它局域网设备•用于星型拓扑结构中心节点的设备集线器（Hub）•用于扩展网络传输距离的中继器（repeater）•用于局域网互连和局域网与广域网互连的设备，包括桥接器、路由器和网关4.1.4局域网的特点：1.共享传输信道。2.地理范围分布在局部地区。3.使用专用的通信线路，信息传输速率较高，为10-1000Mbps，通常在10Mbps。4.通信时间延迟较低，可靠性较好，传送误码率低，一般为10-8-10-11之间。5.网络结构比较规范，有星型总线型和环型等。6.低层协议简单。7.多传输介质。4.1.5局域网的分类按拓扑结构分，可分成总线型、树型、环型和星型。按使用介质分，可分为有线网和无线网两类。有线网中包括双绞线、同轴电缆和光纤网，而无线网指用红外、微波作为传输介质的局域网。星型总线型环型依照媒体访问控制方法进行分类CSMA/CD载波监听多路访问/冲突检测TokenPassing（令牌传递）令牌总线网令牌环网根据信道应用方式分类基带网（如以太网，带宽为10MHz，一般采用同轴电缆（50Ω）或双绞线作为传输介质。）宽带网（带宽为50Mhz，常采宽带用同轴电缆）CSMA/CD总线网令牌环网逻辑拓扑物理拓扑4.2局域网参考模型4.2.1IEEE802参考模型4.2.2IEEE802.1~6协议4.2.3LLC与MAC的主要功能4.2.4MAC地址结构IEEE802►80年代初期:美国电气和电子工程师学会IEEE802委员会结合局域网自身特点，参考OSI/RM，提出了局域网的参考模型（LAN/RM），制定出局域网体系结构,IEEE802标准诞生于1980年2月，故称为802标准。局域网的设计中，关键的技术因素在于三点：拓扑结构、传输媒体、媒体的访问控制技术。在ISO的开放系统互连模型（OSI/RM）中，其下三层主要涉及的是通信功能。在这方面局域网有自身的特点。局域网内一般不需要中间交换，其拓扑结构简单，故路径选择功能可大大简化，流量控制等功能可以放到数据链路层中去实现，所以网络层可不设置。但按OSI观点，网上设备总是连接到网络层的某个SAP上，网络层又必不可少。由于局域网的种类繁多，其介质访问的方法也各不相同，为了使局域网中数据链路层不致过于复杂，LAN/RM将其划分为两个子层，即媒体访问控制（MAC）子层和逻辑链路控制（LLC）子层。4.2.1IEEE802参考模型物理层媒体访问控制MAC逻辑链路控制LLC服务访问点SAP物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层OSI参考模型IEEE802参考模型IEEE802参考模型相当于OSI模型的最低两层IEEE802.1A：概述及网络体系结构IEEE802.1B：寻址、网络管理和网际互连IEEE802.2：逻辑链路控制协议IEEE802.3：CSMA/CDIEEE802.4：令牌总线IEEE802.5：令牌环IEEE802.6：分布队列双总线（城域网标准）IEEE802.7：宽带技术IEEE802.8：光纤技术IEEE802.9：综合业务数据局域网IEEE802.10：交互局域网的安全IEEE802.11：无线局域网IEEE802.12：优先级高速局域网100VG-AnyLANIEEE802.14：电缆电视（Cable-TV）现在IEEE802.1－802.6已成为ISO的国际标准ISO8802.1－8802.6。4.2.2LAN的数据链路层按功能划分为两个子层：LLC和MAC功能分解的目的：将功能中与硬件相关的部分和与硬件无关的部分进行区分，降低研究和实现的复杂度。MAC子层功能：成帧/拆帧，实现、维护MAC协议，位差错检测，寻址。LLC子层功能：向高层提供SAP，建立/释放逻辑连接，差错控制，帧序号处理，某些网络层功能。Dataencapsulation(transmitandreceive)1)Framing(framesynchronization)2)Addressing(handlingofsourceanddestinationaddresses)3)Errordetection(detectionofphysicalmediumtransmissionerrors)MediaAccessManagement1)Mediumallocation(collisionavoidance，collisionhandling)媒体访问控制子层MACMediumAccessControlLLC与MACMAC子层的地址问题MAC地址48位，固化在网络接口卡的ROM中，也称为物理地址。