第五讲局域网及广域网1.ppt
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1、第五讲 局域网及广域网(1),本章结构: 局域网概述 以太网技术 无线局域网 广域网技术 关键知识点 : 局域网的组成、特点及拓扑结构; 以太网的网络介质访问控制方法及分类; 无线局域网标准及结构; 广域网特点及各种广域网技术。,第三章 局域网及广域网,教学目的: 本章将主要学习局域网技术、广域网技术等基本知识,它们是学习计算机网络、交换技术、路由技术的前提,为我们使用和管理计算机网络打下基础。 教学要求: 掌握常见局域网的类型、特点及拓扑结构; 掌握以太网的工作原理、特点及分类等; 了解无线局域网的标准及结构; 掌握广域网的基本概念、通信方式及协议; 了解广域网几种常见的特性及用途。,3.1
2、 局域网技术概述,3.1.1 局域网的定义 3.1.2 局域网标准,3.1.1 局域网的定义,定义:局域网LAN(Local Area Network)是一种在较小的地理范围内,用共享通信介质将大量计算机及各种IP设备连接在一起,实现数据传输和资源共享的计算机网络。 需要解决的主要问题: 连接接口 连接设备 通信介质 访问协议 通信距离、速率等 关键问题:多个用户如何在共享介质上进行正确、有效的通信 ?,3.1.1 局域网的拓扑结构,星形拓扑结构: 集中控制,易于维护且安全性高 ; 出现故障不影响其他端用户间的通信; 中心系统一旦损坏,整个系统便趋于瘫痪 。 一般应用在使用HUB或交换机组成的
3、小型网络中。,3.1.1 局域网的拓扑结构,树形拓扑结构: 是星形拓扑的扩展,在园区网中使用,组成层次化的网络 ; Hub级联的个数是有限制的,一般最远PC间不要超过5段。但如果采用全双工以太网交换机则不受限制。,3.1.1 局域网的拓扑结构,环型网络拓扑结构 : 每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作 ; 如果环的某一点断开,环上所有端间的通信便会终止; 环型拓扑结构主要应用在令牌环(Tokenring)或光纤数字分布接口(FDDI)等网络中 。,3.1.1 局域网的拓扑结构,总线型拓扑结构 : 使用同一介质或电缆连接所有端用户的一种方式,连接端用户的
4、物理介质由所有设备共享 ; 一次仅能为一个端用户发送数据,其他端用户必须等待,直到通过竞争获得发送权 ; 一般应用于早期的以太网及令牌总线(Tokenbus)网络中 。,3.1.2 局域网标准与参考模型,IEEE-Institute of Electrical and Electronics Engineers -“电器与电子工程师协会”,1、局域网的标准:IEEE802(ISO8802)系列: 802.1 - 表示局域网中的高层互联与管理协议 802.2 - 逻辑链路控制 802.3 - CSMA/CD(以太网, Ethernet ) Ethernet 成为IEEE 802.3 标准 (19
5、85) IEEE 802.3u Fast Ethernet 标准(1995) IEEE 802.3z Gigabit Ethernet 标准(1998) IEEE 802.3ab Gigabit Ethernet 标准(1999) 802.4 - Token Bus (令牌总线) 802.5 - Token Ring(令牌环) 802.6 - 分布队列双总线DQDB - MAN标准 802.8 FDDI(光纤分布数据接口) 802.11 WLAN(无线局域网) 802.x,2. IEEE802局域网参考模型,IEEE802只包含两层:数据链路层,物理层; IEEE802定义了多种物理层802.
6、3802.1x,以适应不同的网络介质和不 同的介质访问控制方法; 数据链路层又分为逻辑链路控制LLC和介质访问控制MAC两个子层: LLC:向高层提供统一的链路访问形式,组帧/拆帧、建立/释放逻辑连接、差错控制、帧序号处理等功能,与介质、拓扑无关; MAC:进行寻址与差错检测,与介质、拓扑相关, MAC在各子标准802.3-802.1x中定义。,3.2 以太网技术,3.2.1 以太网标准 3.2.2 CSMA协议 3.2.3 CSMA/CD协议 3.2.4 802.3的MAC地址 3.2.5 令牌环网IEEE802.5简介 3.2.6 高速局域网,3.2.1 以太网标准,1、 IEEE 802
7、.3标准,传统以太网:10Mb/s 802.3 粗同轴电缆 802.3a 细同轴电缆 802.3i 双绞线 802.3j 光纤 快速以太网(FE):100Mb/s 802.3u 双绞线,光纤 千兆以太网(GE):1000Mb/s(1Gb/s) 802.3z 屏蔽短双绞线、光纤 802.3ab 双绞线 万兆以太网(10GE):10Gb/s 802.3ae 光纤,2、以太网标准标识方法,载波侦听多路访问协议CSMA 基本思想:站点在发送数据前,进行载波侦听,以判断目前是否有人在发送数据,然后再采取相应动作。 载波侦听:根据物理接口的电气特性,捕获信道上的脉冲信号,并与发送数据用的载波信号比较,以判
8、断是否有人在发送数据的技术。 CSMA有多种形式: 1-坚持CSMA 非坚持CSMA P坚持CSMA,某站点要发送数据时,先侦听信道; 如果空闲,则以概率P发送数据,以概率1-P推迟到下一个时间片,然后侦听信道; 如果信道忙,则等下一个时间片,然后侦听信道; 重复上述过程,直到数据发送完。,某站点要发送数据时,先侦听信道; 如果空闲,则立即发送; 否则,等待一个随机时间后,重复上述过程。,3.2.2 CSMA 协议,某站点要发送数据时,先侦听信道; 如果空闲,则立即发送; 如果忙,继续侦听,直到信道空闲, 然后以概率1发送数据;,三种CSMA是否完全避免了冲突呢? 例:站点A在发送数据,但由于
9、信道的传播时延,数据还未到达站点B,此时站点B要发送数据,它侦听到信道是空闲的,于是也开始发送数据,从而发生冲突。,B,A,冲突,结论:在CSMA中冲突是不可避免的,必须进行冲突检测和处理!,1、CSMA/CD 基本思想: 某站点想要发送数据,它必须首先侦听信道; 如果信道空闲,立即发送数据,并进行冲突检测; 如果信道忙,继续侦听信道,直到信道变为空闲,立即发送数据,并进行冲突检测; 如果站点在发送数据过程中检测到冲突,立即停止发送数据,并等待一随机长的时间,重新侦听信道。,问题: -是否还存在冲突呢? -是否能正确处理冲突呢? -一个数据包发送后在多长时间内能够确定是否会发生冲突呢?,3.2
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