[农业]第03章 局域网组网技术.ppt

第第3 3章章 局域网组网技术局域网组网技术 未连网计算机的弊病 1无法进行数据共享 2无法进行软件应用程序共享 3无法进行打印机资源共享 4无法进行Internet资源共享 5提高管理成本 1快速信息交流 2信息管理无纸化 3运行费用低 4企业内部资源共享和全方位服务 局域网的作用 1通信速率较高 2通信质量好 3使用范围小 4支持多种通信传输介质 5局域网成本低，安装、扩充及维护方便 6可以实现多媒体传输 局域网的特点 局域网的拓扑结构 1、总线型拓扑 局域网的拓扑结构 2、星型拓扑 局域网的拓扑结构 3、环型拓扑 局域网组成 局域网一般由如下的组件构成： 计算机网络设备（集线器、交换机、路由器等） 网络介质（双绞线、光纤、同轴电缆等） 支持TCP/IP的网络操作系统 局域网服务器 局域网客户机 其他组件（应用程序、网络管理系统等） 局域网类型 以太网以太网(Ethernet)(Ethernet) 令牌环网令牌环网 (Token Ring)(Token Ring) 令牌总线网令牌总线网(Token Bus)(Token Bus) 异步传输模式异步传输模式(ATM )(ATM ) 光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口(FDDI )(FDDI ) 无线局域网无线局域网(WLAN)(WLAN) 以太网(Ethernet) 1、以太网Ethernet是Xerox、Intel、DEC公司创建的。并成为 IEEE 802.3 标准 2、以太网的分类： （1）、传统以太网（标准以太网）（十兆以太网）802.3 （2）、快速以太网（百兆以太网） 802.3u （3）、千兆以太网 802.3z 802.3ab （4）、万兆以太网 802.3ae 3、采用CSMA/CD（载波侦听、多路访问、冲突检测） . . PC1PC2PC10PC8PC11 共享总线 10Mbps 没数据在 ，我要发 数据 以太网(Ethernet) 以太网(Ethernet) 冲突冲突冲突 冲突冲突 CS-载波侦听（每个设备都能检测到信号） MA-多路访问（附在同一物理介质上的设备） CD-碰撞检测（碰撞发生使每个设备都能知道） CSMA/CD发送规则 开始 - 如果线路空闲，则启动传输，否则转到第4步 发送 - 如果检测到冲突,继续发送数据直到达到最小报文时间 (保证 所有其他转发器和终端检测到冲突)，再转到第4步. 成功传输 - 向更高层的网络协议报告发送成功，退出传输模式。 线路忙 - 等待，直到线路空闲 线路进入空闲状态 - 等待一个随机的时间，转到第1步，除非超过最 大尝试次数 超过最大尝试传输次数 - 向更高层的网络协议报告发送失败，退出 传输模式 标准以太网 IEEE 802.3 10Base-5 使用粗同轴电缆,最大网段长度为500m，基带传输方法 10Base-2 使用细同轴电缆,最大网段长度为185m，基带传输方法 10Base-T 使用双绞线电缆,最大网段长度为100m，基带传输方法 1Base-5 使用双绞线电缆,最大网段长度为500m，传输速度为1Mbps 10Broad-36 使用同轴电缆(RG-59),最大网段长度为3600m,宽带传输 10Base-F 使用光纤传输介质,传输速率为10Mbps,基带传输方法 快速以太网 IEEE 802.3u 100BASETX：是一种使用5类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速 以太网技术。它使用两对双绞线，一对用于发送，一对用于接收数据。在 传输中使用4B5B编码方式，信号频率为125MHz。符合EIA586的5类布线 标准和IBM的SPT 1类布线标准。使用同10BASET相同的RJ45连接器 。它的最大网段长度为100米。它支持全双工的数据传输。 100BASEFX：是一种使用光缆的快速以太网技术，可使用单模和多模光 纤（62.5和125um） 多模光纤连接的最大距离为550米。单模光纤连接的 最大距离为3000米。在传输中使用4B5B编码方式，信号频率为125MHz 。它使用MICFDDI连接器、ST连接器或SC连接器。它的最大网段长度 为150m、412m、2000m或更长至10公里，这与所使用的光纤类型和工作模 式有关，它支持全双工的数据传输。100BASEFX特别适合于有电气干扰 的环境、较大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。 100BASET4：是一种可使用3、4、5类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速 以太网技术。它使用4对双绞线，3对用于传送数据，1对用于检测冲突信号 。在传输中使用8B6T编码方式，信号频率为25MHz，符合EIA586结构化 布线标准。它使用与10BASET相同的RJ45连接器，最大网段长度为 100米。 千兆以太网IEEE 802.3z 1000Base-SX 1000Base-SX只支持多模光纤，可以采用直径为62.5um或50um的多 模光纤，工作波长为770-860nm，传输距离为220-550m。 1000Base-LX *多模光纤 1000Base-LX可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤，工作波 长范围为1270-1355nm，传输距离为550m。 *单模光纤 1000Base-LX可以支持直径为8-10um的单模光纤，工作波长范围 为1270-1355nm，传输距离为5km及以上。 1000Base-CX采用150欧屏蔽双绞线（STP），传输距离为25m。 千兆以太网IEEE 802.3ab IEEE802.3ab工作组负责制定基于UTP的半双工链路的千兆以太网标准 ，产生IEEE802.3ab标准及协议。IEEE802.3ab定义基于5类UTP的 1000Base-T1000Base-T标准，其目的是在5类UTP上以1000Mbit/s速率传输 100m。 IEEE802.3ab标准的意义主要有以下两点： (1) 保护用户在5类UTP布线系统上的投资。 (2) 1000Base-T是100Base-T自然扩展，与10Base-T、100Base-T完 全兼容。不过，在5类UTP上达到1000Mbit/s的传输速率需要解决5 类UTP的串扰和衰减问题，因此，使得IEEE802.3ab工作组的开发 任务要比IEEE802.3z复杂些。 万兆以太网 IEEE 802.3ae 10G以太网 (万兆以太网 ) 现在10Gbps的以太网标准已经由IEEE 802.3ae工作组于2000年 正式制定，10G以太网仍使用与以往10Mbps和100Mbps以太网相同 的形式，它允许直接升级到高速网络。同样使用IEEE 802.3标准的 帧格式、全双工业务和流量控制方式。在半双工方式下，10G以太 网使用基本的CSMACD访问方式来解决共享介质的冲突问题。此 外，10G以太网使用由IEEE 802.3小组定义了和以太网相同的管理 对象。总之，10G以太网仍然是以太网，只不过更快。但由于10G 以太网技术的复杂性及原来传输介质的兼容性问题（目前只能在光 纤上传输，与原来企业常用的双绞线不兼容了），还有这类设备造 价较高） 令牌环网 (Token Ring) 令牌环网是IBM公司于20世纪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。结点间采 用多站访问部件（Multistation Access Unit，MAU）连接在一起。 MAU是一种专业化集线器，它是用来围绕工作站计算机的环路进行 传输。由于数据包看起来像在环中传输，所以在工作站和MAU中没 有终结器。 在这种网络中，有一种专门的帧称为“令牌”，在环路上持续地 传输来确定一个结点何时可以发送包。令牌为24位长，有3个8位的 域，分别是首定界符（Start Delimiter，SD）、访问控制（Access Control，AC）和终定界符（End Delimiter，ED）。首定界符是一 种与众不同的信号模式，作为一种非数据信号表现出来，用途是防 止它被解释成其它东西。这种独特的8位组合只能被识别为帧首标识 符（SOF）。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，原来提供令牌网设备的厂商 多数也退出了市场，所以在目前局域网市场中令牌环网可以说是“明 日黄花”了。 令牌总线网(Token Bus) 令牌总线网在物理上是一个总线网，在逻辑上是一个令牌环网 ，它避免了以太网不能实时传送数据和令牌环网轻载时性能不太好 的缺点，既有总线网接入方便和可靠性较高的优点，也具有令牌环 网无冲突和发送时延有确定上限的优点，但实现起来更加复杂。一 般在网络既要求高可靠性也要求较强的实时性时，才会采用令牌总 线网。 异步传输模式（ATM ） ATM的英文全称为“asynchronous transfer mode”，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主要具有以下优点： （1）ATM使用相同的数据单元，可实现广域网和局域网的无缝连接。 （2）ATM支持VLAN（虚拟局域网）功能，可以对网络进行灵活的管理 和配置。 （3）ATM具有不同的速率，分别为25、51、155、622Mbps，从而为不同 的应用提供不同的速率。 ATM是采用“信元交换”来替代“包交换”进行实验，发现信元交换的速 度是非常快的。信元交换将一个简短的指示器称为虚拟通道标识符，并将 其放在TDM时间片的开始。这使得设备能够将它的比特流异步地放在一个 ATM通信通道上，使得通信变得能够预知且持续的，这样就为时间敏感的 通信提供了一个预QoS，这种方式主要用在视频和音频上。通信可以预知 的另一个原因是ATM采用的是固定的信元尺寸。ATM通道是虚拟的电路， 并且MAN传输速度能够达到10Gbps。 产生原因： （1）、X.25等技术速度慢，而以太网、令牌环网限制在LAN范围内，不 能应用在WAN范围内。 （2）、普通网络业务单一性。 （3）、无灵活性，原有网络很难适应以后出现的新业务。 （4）、效率低，一个网络的资源很难被其它网络共享 ATM技术： （1）、欧洲异步时分复用ATD（图像通信）+美国快速分组交换FPS（高 速数据） （2）、它可以利用固定数据包的大小这种方法达到从25 622Mbps的 传输速率。 （3）、ATM 的这种大小固定的数据包又叫信元，它由48字节的数据加上 5字节的头信息组成。通过使用大小固定的数据包，ATM提供可预料的通 信模式，并能够更好地控制带宽的使用情况。 异步传输模式（ATM ） （4）、ATM采用的是虚电路方式。它可以使用专用虚电路（PVC），也可 以使用交换虚电路（SVC）。 （5）、ATM依靠“干净”的数字传输介质，如光纤，来获得高的传输速率 。然而，它也可以与使用其他的如铜轴电缆或双绞线介质，以及其他 采用诸如以太网或帧中继传输方法的系统连接。 （6）、对时间延迟要求严格的数据，如视频、音频、图像和其他超大型 文件的传输是非常适合采用ATM技术的。 由于ATM高质量的服务、负载平衡能力、传输速率以及可互操作性 ，它也许是一种理想的远距离通信方式。和其他新涌现出的技术一样 ，ATM的缺点是它的花费太大并且缺乏定义完善的标准。 (SVCs) (PVCs) 异步传输模式（ATM ） 光纤分布式数据接口（FDDI ） FDDI的英文全称为“Fiber Distributed Data Interface”，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ANSI X3T9.5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技术同IBM的Tokenring技术相似，并具有LAN和Tokenring 所缺乏的管理、控制和可靠性措施，FDDI支持长达2KM的多模光 纤。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、 从以太网升级更是面临大量移植问题。 光纤分布式数据接口（FDDI ） 光纤分布式数据接口（ FDDI ） 无线局域网WLAN 无线局域网是目前最新，也是最为热门的一种局域网，特别是 自Intel推出首款自带无线网络模块的迅驰笔记本处理器以来。无线 局域网与传统的局域网主要不同之处就是传输介质不同，传统局域 网都是通过有形的传输介质进行连接的，如同轴电缆、双绞线和光 纤等，而无线局域网则是采用空气作为传输介质的。正因为它摆脱 了有形传输介质的束缚，所以这种局域网的最大特点就是自由，只 要在网络的覆盖范围内，可以在任何一个地方与服务器及其它工作 站连接，而不需要重新铺设电缆。这一特点非常适合那些移动办公 一簇，有时在机场、宾馆、酒店等（通常把这些地方称为“热点”） ，只要无线网络能够覆盖到，它都可以随时随地连接上无线网络， 甚至I