大学计算机网络技术应用-杨继-大学教学资料课件PPT
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吉林农业大学发展学院计算机学院,第二章 局域网技术,本 章 内 容 介 绍 局域网概述 局域网的基本组成和局域网的拓扑结构 局域网的介质访问控制方法 局域网的设计原则和高速局域网的主要技术 结构化布线系统的原理,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.1 局域网概述,2.1.1 局域网概述 局域网(Local Area Network，LAN)，又称为局部网络，是指在一个较小地理范围内的各种计算机及设备通过通信线路和网络设备连接在一起的网络系统。它可以包含一个或多个子网，通常局限在5km范围之内。,吉林农业大学发展学院计算机学院,w局域网所覆盖的地理范围是有限的。通常不超过几十千米，它适用于校园、机关、公司、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备连网的需求。 w信息的传输速率比较高，一般为0.1 Mb/s到100Mb/s，近来已达到1000Mb/s。可交换各类数字和非数字（如语音、图像、视频等）信息。 w局域网的传输延时小，一般在几毫秒至几十毫秒之间。 w误码率低，一般在10-810-11 以下。由于局域网通常采用短距离传输，有利于高质量的数据传输。 w局域网可以使用多种传输介质来连接，包括双绞线、同轴电缆、光纤等。,局域网的特点：,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.1.2 局域网的技术特点 局域网在设计中，主要考虑的因素是能够在较小的地理范围内更好地运行，提高资源利用率和信息安全性，易于操作和维护等，这些要求决定了局域网的技术特点。局域网的特性主要由三个要素决定，拓扑结构、传输介质和介质询问方式。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.1.3 局域网通信机制 由于局域网覆盖的地理范围有限，因此它从基本通信机制上选择了与广域网完全不同的方式，即从“存储转发”方式改变为“共享介质”方式或“交换”方式。因此，局域网在传输介质、介质存取控制方法上形成了自己的特点。与此相联系，局域网在网络拓扑结构上主要采用了总线型、星型和环型结构；在网络传输介质上主要采用了双绞线、同轴电缆与光纤。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.1.4局域网的传输介质类型 局域网常用的传输介质有： 同轴电缆 双绞线 光纤与无线通信信道 在局部范围内的中、高速局域网中使用双绞线; 在远距离传输中使用光纤; 在有移动节点的局域网中采用无线技术的趋势已经明朗化。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.2 局域网的拓朴结构,2.2.1 总线型拓朴结构,吉林农业大学发展学院计算机学院,定义：所有的计算机都与通信总线相连。 技术特点： 所有节点都通过网卡连接到一条作为公共传输介质的总线上。 一段时间内只允许一个设备以“广播“方式发送数据。 同一时刻有两个以上节点通过总线发送数据时，会冲突而传输失败。 优点：成本低、布线容易，可靠性高，可扩充性好。 缺点：覆盖范围有限，故障的全局性突出，故障诊断困难，不利于网络业务量的增加。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.2.2 环型拓扑结构,信息流向,传输介质,吉林农业大学发展学院计算机学院,定义：以闭合环建立局域网，这种结构采用令牌传递方式，使网上的计算机轮流发送数据。 特点： 优点： 1）没有路径选择问题（两个节点之间只有惟一的通路），控 制协议简单。 2）结构简单，增加或减少节点时，仅需简单的连接操作。 3）所需的传输介质少于星型拓扑网络。 4）传输时间固定，适用于数据传输实时性要求较高的场合。 5）适合使用光纤作为传输介质。光纤的传输速率很高，十分 适合于环型拓扑的单向传输。 缺点： 1）可靠性差。2）故障检测困难。 3）传输效率低。,吉林农业大学发展学院计算机学院,环网的数据传输,准备工作 数据成帧 得到令牌（发送权） 传输过程 帧途经的转发器判别地址 若地址相符：将数据传向所连站点，同时修改有关位，并向下转发； 若地址不符：则只将数据向下转发 发送站边发边监听上行链路数据 数据帧绕环一周回到本地：站点吸收本数据帧，同时产生新令牌 当令牌在环中传输时：便开始新一轮的传输,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.2.3 星型拓朴结构,结点与中心结点双向传输信息,中心结点以“广播”方式传递信息,中心结点可是交换机或集线器,不能直接进行数据交换和传输,吉林农业大学发展学院计算机学院,定义：指在这种结构中存在一个中心节点，其他节点都通过点到点的线路与中心节点相连，任何两个节点之间的通信都要通过中心节点转换。 优点：构建容易；节点的独立性强；易于故障诊断和维护。 缺点：布线成本高；对中心节点的设备依赖性强。 逻辑结构：指局域网节点之间的相互关系及介质访问控制方法。 物理结构：指局域网的外部连接形式。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.2.4树型拓扑结构,特点： 1.优点 （1）易于扩充。树型结构可以延伸出很多分支和子分支，这些新节点和新分支都能容易地加入网内。 （2）故障隔离较容易。如果某一分支的节点或线路发生故障，很容易将故障分支与整个系统隔离开来。 2缺点 各个节点对根节点的依赖性太大。如果根节点发生故障，则全网不能正常工作。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.2.5网型拓扑结构,特点： 1优点 不受瓶颈问题和失效问题的影响，可靠性高。这是由于节点之间有许多条路径相连，可以为数据流的传输选择适当的路由，一旦出现故障，信号可绕过失效的部件或过忙的节点。 2缺点 这种结构比较复杂，成本比较高，网络协议也较复杂。,又称为无规则型，节点之间的连接是任意的。大多数情况下，一个节点至少和两个以上的节点相连，或者说每个节点至少有两条链路与其他节点相连 。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.3 介质访问控制方法,介质访问控制方法要解决以下几个问题： 该哪个结点发送数据？ 发送时会不会出现冲突？ 出现冲突怎么办？,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.3.1 局域网标准IEEE802 IEEE802参考模型 结合局域网自身特点，参考OSI/RM，IEEE802提出了局域网体系结构的参考模型（LAN/RM），它与OSI/RM的对应关系如图4-5所示。,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,逻辑链路控制层,介质访问控制层,物理层,OSI模型,IEEE802,吉林农业大学发展学院计算机学院,IEEE802标准 IEEE802.1标准：定义了局域网体系结构，网络互连以及网络管理与性能测试。 IEEE802.2标准：定义了逻辑链路控制规范和协议。 IEEE802.3标准：定义了CSMA/CD总线介质访问控制方法与物理层规范。 IEEE802.4标准：定义了令牌总线介质访问控制方法与物理层规范。 IEEE802.5标准：定义了令牌环介质访问控制方法与物理层规范。 IEEE802.6标准：定义了城域网介质访问控制方法与物理层规范。 IEEE802.7标准：定义了宽带网络技术。 IEEE802.8标准：定义了光纤传输技术。 IEEE802.9标准：定义了语音与数据综合局域网技术。 IEEE802.10标准：定义了可互操作的局域网安全规范。 IEEE802.11标准：定义了无线局域网技术。 IEEE802.12标准：定义了100VGAnyLAN访问控制方法和物理层技术规范。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.3.2 CSMA/CD方法： CSMA/CD：带有冲突检测的载波侦听多路访问方法。 CSMA/CD发展： CSMA/CD功能：用来解决共享公共总线的多个节点如何顺利发送数据的问题。 工作过程：先听后发，边发边听，冲突停止，延时重发,总线,冲突监测，听总线是否空闲,忙,休息一会等待,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.3.2 令牌总线（Token Bus ）方法： 定义：是一种在总线上利用一个特殊结构的控制帧作为控制各节点访问公共传输介质的访问控制方法。 工作过程：,吉林农业大学发展学院计算机学院,交出令牌： 该节点没有数据帧等待发送； 该节点已发送完所有待发送的数据帧； 该节点持有令牌的最大时间已到。 维护工作： 环的初始化工作； 新节点加入环； 节点从环中撤出； 环的恢复； 特点： 介质访问延迟时间有确定值； 通过令牌来协调各节点之间的通信关系，不会发生冲突； 支持优先级服务。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.3.3 令牌环（Token Ring）方法 定义：所有节点物理上连接成一个环，沿环有一个特殊的控制帧在单向循环流动。 令牌环是一种适用于环形网络的分布式介质访问控制方式，已由IEEE802委员会建议成为局域网控制协议标准之一，即IEEE802.5标准。 在令牌环网中，令牌也叫通行证，它具有特殊的格式和标记。令牌有“忙（Busy）”和“空闲（Free）”两种状态。 具有广播特性的令牌环访问控制方式，还能使多个站点接收同一个信息帧，同时具有对发送站点自动应答的功能。其访问控制过程如图4-3所示。,吉林农业大学发展学院计算机学院,工作过程：,主要技术特性： 拓朴结构：物理连接呈星型，逻辑连接为环型； 传输介质：双绞线、光纤、同轴电缆； 传输速率：4Mb/s或16Mb/s。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.4 局域网硬件系统组成,一个局域网（LAN）通常由四个部分组成，它们分别是：服务器、工作站、通信设备和通信协议。在局域网中所有的通信处理功能是由网卡来实现的，但在物理上却不明显。有时为了扩展局域网络的范围还要引入路由器、网桥、网关和通信服务器等网络部件。 2.4.1 局域网的硬件系统 一、网络服务器： 定义：指能够向网络用户提供特定服务功能的计算机。 分类： 文件服务器 打印服务器 数据库服务器 应用服务器,吉林农业大学发展学院计算机学院,二、网络工作站： 定义：是网络中一台台各种型号的计算机。,注：客户机(工作站)与服务器不同，服务器是为网络上许多网络用户提供服务以共享它的资源，而客户机仅对操作该客户机的用户提供服务。,服务器,工作站,它只为我一人服务,吉林农业大学发展学院计算机学院,三、局域网传输介质,1 同轴电缆,硬铜线,网状外屏蔽层,保护性材料,特性：具有高带宽和级好的噪声抑制特性。,同轴电缆的带宽取决于电缆的长度,同轴电缆的分类：基带同轴电缆、宽带同轴电缆 基带同轴电缆的屏蔽层是用铜做成的网状，用于数据传送 宽带同轴电缆的屏蔽层通常是用铝冲压成的，用于模拟传送,吉林农业大学发展学院计算机学院,2 双绞线,双绞线是目前最常见的一种局域网传输介质。它使用一对或多对按规则缠绕在一起的铜芯电线传输信号，许多这样的铜线对集中在一起，再包上保护套便成了双绞线电缆。 双绞线电缆主要用于星型拓扑结构。,注意： 铜线对双绞起来的目的是为了使铜线对之间的电磁干扰减至最小。 双绞线的最大传输距离为100米,吉林农业大学发展学院计算机学院,1）、双绞线分类：非屏蔽双绞线（UTP）、屏蔽双绞线（STP）,屏蔽双绞线是由铝泊包裹减小辐射。,2）、双绞线制作标准： （1）EIA/TIA 568A 标准：白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕 （从左起） （2）EIA/TIA 568B 标准：白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕 （从左起） 注：都按EIA/TIA 568B连接称直通线，分别按两个标准连接称交叉线,吉林农业大学发展学院计算机学院,光纤的分类：,单模光纤：指光信号仅与光纤轴成单个可分辨角度的单光线传输。其使用的通信信号是激光，标准波长为1300nm和1550nm。,多模光纤：指光纤的光信号与光纤轴成多个可分辨角度的多光线传输。其使用的光源是LED，标准波长为850nm个1300nm。,特点: 较宽的带宽、传输速率高。 误码率小 抗干扰能力强 数据保密性好 传输距离远 价格昂贵，建网费用高,3.光纤,吉林农业大学发展学院计算机学院,微波(2GHZ40GHZ) 特点:微波波段频率很高；频带宽；传输质量好 缺点:会受恶劣天气影响，隐蔽性和保密性差,网络无线传输介质分为三类：微波、红外线、激光,红外线(100GHZ1000THZ) 优势可体现在笔记本上，无限天线，用内置的硬件即可通信,激光 激光通信的原理是把载有数据信号的激光经过调制，然后发送给定点接收器，在经调制还原出数据信号。 缺点：视距离传输；受天气影响；解码效果有待提高,4 无线介质,吉林农业大学发展学院计算机学院,四 网卡,概念：又称网络接口卡（NIC），简称网卡。它一方面要安装在计算机的主板上，另一方面与传输介质相连。网卡工作在物理层和介质访问控制层，实现数据帧的封装和拆封、差错校验以及相应的数据通信管理。,吉林农业大学发展学院计算机学院,类型： 按适应的计算机机型分类： 标准以太网卡：用于台式计算机联网； PCMCIA网卡：是个人计算机内存卡国际协会制定的一种便携机插口标准。 按网卡支持的传输速率分类： 10 Mb/s网卡： 100 Mb/s网卡： 10/100 Mb/s网卡： 1000 Mb/s网卡： 按网卡的总线类型分类： ISA（Industra Standard Architecture）网卡： PCI（Peripheral Component Interconnect）网卡： 按网卡的接口类型和支持的传输介质分： 双绞线、粗缆、细缆、光纤、USB、无线、HUB网卡。,吉林农业大学发展学院计算机学院,五 中继器与集线器,中继器（Repeater）又称转发器或收发器，它工作在OSI模型的第一层，即物理层。 1） 中继器的功能 第一，中继器具有接收、放大、整形和转发网络信息的作用，可以起到扩充网络规模（扩充网络连接距离或工作站数目）的作用； 第二，使用带有不同接口的中继器，可以连接两个使用不同的传输介质、不同类型的以太网段。,1.中继器,吉林农业大学发展学院计算机学院,光纤收发器,用中继器再生信号,吉林农业大学发展学院计算机学院,2） 中继器使用的规则（中继规则）,5-4-3-2-1规则,吉林农业大学发展学院计算机学院,3）中继器的应用特点 （1） 中继器的主要优点: 中继器安装简单、可以轻易地扩展网络的长度、使用方便、价格相对低廉，它是最便宜的扩展 网络距离的设备。 （2） 中继器的主要缺点: 中继器用于局域网之间有条件的连接。一般情况下，互联网络的第1层可以不同，但是第27层应当使用相同或兼容协议。中继器可以连接两个使用不同传输介质和物理端口，但使用相同介质访问控制方法的网络。 中继器不能进行通信分段，多个网段使用中继器互联后，将增加网络的信息量，易发生阻塞。 中继器不能控制广播风暴。 使用中继器扩展网段和网络距离时，其数目有所限制。,吉林农业大学发展学院计算机学院,4）使用和选择中继器时应注意的事项: 网段的接口 网段扩展的极限距离 使用中继器互联网络时，应注意所连接的各网段的高层（27层）协议应当相兼容。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.集线器（HUB） 概念：是以太网的中心连接设备，所有节点都通过非屏蔽双绞线与集线器连接成物理上的星型结构，在MAC层仍然采用CSMA/CD介质访问控制方法，其只处理比特信息，将接收到的信息进行再生放大，以扩大网络的传输距离。,吉林农业大学发展学院计算机学院,类型： 按传输速度分： 10 Mb/s集线器： 100 Mb/s集线器： 10/100 Mb/s集线器： 按照集线器是否能够堆叠分： 普通集线器： 可堆叠集线器： 安集线器是否支持网管功能分： 简单集线器： 可网管集线器,吉林农业大学发展学院计算机学院,六 网桥和交换机,1）网桥的定义 网桥（bridge）是指用来连接两个或多个在数据链路层以上具有相同或兼容协议的网络互连设备。网桥一般由软件和硬件组成，它工作在OSI模型的第二层。网桥是一种基于物理地址来过滤、存储和转发数据帧的互连设备，它通过对网络上的数据帧进行筛选来实现网络分段，改善网络性能的。它可以实现基于端口MAC地址的过滤和分段。,1.网桥,吉林农业大学发展学院计算机学院,吉林农业大学发展学院计算机学院,2). 网桥的分类,（1）根据网桥连接的范围，分为本地网桥和远程网桥,本地网桥,远程网桥,主要用于直接连接两个相距很近的LAN或同一地理区域内的多个局域网段，以提高网络性能。,主要用来连接两个远距离的网络或不同区域内的局域网段，以形成单个大型的网络，一般都需要使用公用电话网。,吉林农业大学发展学院计算机学院,外桥,内桥,内桥安装在文件服务器中，实际上就是插入的多块网卡，每个网卡与一子网相连，由网络操作系统管理。内桥的优点是安装方便，组网灵活，但使用时网桥软件会占用文件服务器的资源，从而导致服务器性能下降。,外桥是通过工作站内的专用硬件和固化软件来实现网络间的互连。其优点是数据包的转发全由硬件来完成，速度比内桥快，并且也不会影响文件服务器的性能，但是外桥需要增加额外的投资。,（2）根据网桥是运行在服务器上还是作为服务器外的一个单独物理设备，将网桥分为内桥和外桥,吉林农业大学发展学院计算机学院,（3）根据网桥的路径选择方法分为透明网桥和源路由网桥,透明网桥,透明网桥网络主机完全是透明的。其优点是易于安装，在使用时不用做任何配置，桥就能正常工作。它能连接不同类型的以太网，但是路由选择由各网桥自身来决定，网络上的各结点不负责路由选择，因而不能获得最佳的数据传输路径。,源路由网桥,源路由网桥要求网络各结点都参与路由选择，详细的路由信息放在数据帧的首部，这样网络上的每个结点在发送数据帧时，都已经清楚地知道发往各个目的结点的路由了。理论上，源路由网桥能够选择最佳的数据传输路径。,吉林农业大学发展学院计算机学院,3)网桥的特点： 网桥是在数据链路层的网络互连设备 网桥以地址过滤、存储转发方式实现互连网之间的通信 网桥可以分隔两个网络之间的广播通信信量，有利于改善互连网络的性能和安全性。 由于网桥工作在数据链路层，不受MAC定时特性的限制，可以连接的网络跨度几乎是无限的 用网桥互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议,吉林农业大学发展学院计算机学院,2 局域网交换机 概念：可以在它的多个端口之间同时建立多个并发连接，实现多节点之间数据的并发传输。 分类： 园区网主干交换机:比较大型的，有很高的板速率和很高的数据吞吐量，适用于一个企业或学校。 园区网支干交换机：一般具有两种端口：上端口一般采用光纤，与企业级交换机构成园区网的主干（1000Mb/s）；普通端口用于连接工作组交换机（100Mb/s） 工作组交换机：一般面向用户，下连计算机，上连支干，速率为100Mb/s或10Mb/s。 连接方式： 级联方式：上连端口和骨干交换机连接 冗余连接：树形连接 堆叠：通过专用的堆叠线连接起来,吉林农业大学发展学院计算机学院,交换机处理相同的帧格式，交换速度快 交换机具有少量的地址表，以提高交换机的查表速度。 支持多个独立的数据流，具有较高的吞吐量。 交换机内部采用硬件交换，交换速度快。 交换机具有分割子网的功能。 提供一定的存储能力。 交换机的每个端口独享指定的带宽。,特点：,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.4.2 网络的系统软件,网络操作系统（Windows、UNIX、Linux） 网络通信协议软件 网络数据库管理系统（SQL、Informix） 网络通信软件、设备驱动程序 网络应用软件（E-mail、BBS、财务软件、办公软 件等)。,吉林农业大学发展学院计算机学院,1.网络操作系统,定义：Network Operation System，是使网络上各计算机能方便有效地共享网络资源，为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关规则的集合。 功能：网络操作系统负责整个网络系统的软、硬件资源的管理、网络通信和任务调度，并提供用户与网络之间的接口以及网络系统的安全性服务。,吉林农业大学发展学院计算机学院,目前，常用的网络操作系统主要有Windows NT Server、 Windows 2000 server、 NetWare、 Linux 、UNIX,Windows Nt server,Windows NT操作系统的设计定位在高性能工作站、台式机、服务器以及政府机关、大型企业网络等多种应用环境.能安全、简单的运行几乎所有较新版的大众软件，支持多处理器操作，为网络提供了更高的可扩展性。,Windows 2000 server,为服务器开发的，该系统性能优越、系统可靠、使用和管理方便，是中小型局域网比较长用的一种操作系统,吉林农业大学发展学院计算机学院,NetWare,UNIX,Linux,Netware操作系统对网络硬件要求较低，Netware服务器队无盘工作站和游戏的支持较好。现在Netware已经支持TCP/IP协议。,通用的多用户多任务的操作系统。其中典型的是支持多个登录的网络用户。网络安全性好，能长时间稳定工作。,源代码公开、 完全免费 、完全的多任务和多用户 、适应多种硬件平台、 稳定性好、易于移植 、用户界面良好 、具有强大的网络功能,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.网络通信协议软件,网络通信协议软件用以实现网络协议功能的软件，网络体系的不同层次有自身不同的协议软件，是保证网络通信的基础。 （1）IPX/SPX：互联网络分组交换协议/顺序交换协议。属局域网协议。支持所有的局域网构型。IPX/SPX协议提供了分组寻址和选择路由功能，这两个协议组合在一起保证数据流由信源准确传到信宿。 （2）TCP/IP协议：互联网协议的核心协议，是一组协议的集合。 （3）X.21与X.25协议：网络层的协议，分别适用于电路交换和存储转发交换（分组交换网）。用于公用数据交换网的连接。 （4）PPP：计算机之间通过电话线进行点到点通信的协议。 （5）SLIP：串行链路IP协议。计算机通过电话线串行互联网协议。一般和PPP组合使用SLIP/PPP。 （6）帧中继（Frame Relay）协议。 （7）POP、SMTP、HTTP、FTP等协议。,吉林农业大学发展学院计算机学院,3通信软件 网络通信软件的任务是根据通信协议来控制和管理线程间的通信，如：传真软件、IP电话软件、Modem拔号软件、BT、MSN和OICQ等。 4. 设备驱动软件 网卡、硬盘等每个驱动程序都包括有确保设备实现相应功能的逻辑（程序）和数据，用于设备驱动。 5. 网络应用软件 应用层上使用的软件，如E-mail、BBS、财务软件、办公软件、视频点播、网络安全软件等。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.5 高速局域网技术,为了提高局域网的带宽、改善局域网的性能，人们提出了以下几种解决方案。 第一种方案：提高以太网的数据传输速率，从10 Mb/s提高到100 Mb/s，甚至提高到1Gbps以上，这就推动了高速局域网的研究与产品的开发。 第二种方案：将一个大型局域网划分成多个用网桥或路由器互联的子网。 第三种方案：将“共享介质方式”改为“交换方式”，这就推动了“交换式局域网”技术的发展。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.5.1 快速以太网 快速以太网是在传统以太网基础上发展的，因此它不仅保持相同的以太帧格式，而且还保留了用于以太网的CSMA/CD介质访问控制方式。由于快速以太网的速率比普通以太网提高了10倍，所以快速以太网中的桥接器、路由器和交换机都与普通以太网不同，它们具有更快的速度和更小的延时，100BASE-T与10BASE-T的比较见表4-1。,吉林农业大学发展学院计算机学院,原理：采用CSMA/CD介质访问控制方法，定义了新的物理层标准（100BASE-T）。 100BASE-T支持的传输介质： 100BASE-TX：支持2对5类非屏蔽双绞线，也支持2对1类屏蔽双绞线； 100BASE-T4：支持4对3类非屏蔽双绞线； 100BASE-FX：支持2芯的多模或单模光纤。,吉林农业大学发展学院计算机学院,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.5.2 千兆位以太网 原理：定义了新的物理层标准 1000BASE-T 支持的传输介质：,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.5.3 光纤分布式数据接口（FDDI） 定义：是美国国家标准局推荐的100Mb/s速率光纤令牌环网的标准协议。 工作原理： 以光纤作为传输介质，采用令牌环介质访问控制协议。FDDI网有专用的FDDI网卡和专用的FDDI线路集中器。 FDDI采用双环路结构，一根环路沿顺时针方向传输；令一根沿逆时针方向传输。在正常工作状态下，只有一个环在工作，称为主环，另一个称为备用环。如果主环出了故障，则备用环投入使用；如果两个环在同一个节点断开，则将两个环相接构成单环，网络可以继续工作。,吉林农业大学发展学院计算机学院,吉林农业大学发展学院计算机学院,FDDI主要性能指标： 网络结构：双环； 传输介质：光纤； 传输速率：100Mb/s； 使用的协议：IEEE802.2和IEEE802.5; 最大环网长度：200km； 最大站点数：1000个； 最大帧长：4500字节； 站间最大距离：2km。,吉林农业大学发展学院计算机学院,FDDI的组网,一个FDDI一般包括光纤、工作站、集线器和网卡等部分 。 在FDDI上所连接的工作站有双附接站（DAS）和单附接站（SAS）两类。 凡是要直接连接到FDDI网上的设备，都应配置FDDI网卡。FDDI网卡分为双附接网卡和单附接网卡两种。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.5.4 100VG-AnyLAN 100VG-AnyLAN是一种快速以太网和令牌环媒体技术，它使用四对3、4或5类UTP电缆。这种高速的传输技术由惠普（Hewlett-Packard）开发，可以应用于现存的10Base-T以太网网络中。它基于IEEE 802.12标准。100VG-AnyLAN使用了新的称为需求优先的访问方法取代了现在以太网上带冲突检测的载波监听多路访问（CSMA/CD）方法。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.5.5 ATM网络 ATM(Asynchronous Transfer Mode)意指异步传输模式。1990年，国际电报电话咨询委员会（CCITT）正式建议将ATM作为实现BISDN的一项技术基础，这样，以ATM为机制的信息传输和交换模式也就成为电信和计算机网络操作的基础和2l世纪通信的主体之一。 ATM技术具有如下特点： 提供质量服务保证（QOS）。 交换吞吐量大、带宽利用率高。 具有灵活的组网拓扑结构和负载平衡能力、伸缩性、可靠性极高。 ATM是一种局域网与广域网的综合技术，能实现LAN和WAN的无缝连接。 ATM网络具有很好的扩充能力、易升级、易扩展。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.5.6 交换局域网 局域网从介质访问控制角度分： 共享式局域网： 交换式局域网：,特点：网中所有节点共享一条公共的数据传输介质，必然会造成冲突。,特点：网络中的节点通过交换机连接成星型结构。,吉林农业大学发展学院计算机学院,概念：是以局域网交换机作为核心设备的，网络中的节点通过交换机连接成星型结构。 交换模式： 直接交换（Cut Through）方式 交换机只读出数据帧的前6个字节，在映射表中查找目标地址，并立即将数据帧转发出去。 特点 优点：速度快、延时小； 缺点：在转发帧时不进行错误校验，可靠性相对低；另外，不能对不同速率的端口转发，100到10Mbps时就需要缓冲帧。,吉林农业大学发展学院计算机学院,存储转发（Store and Forward）方式 交换机把整个帧都读入缓冲器，并进行CRC效验，如果CRC错误，或帧小于64字节，或大于1518个字节，则将被丢弃；否则转发到相应端口。 特点 优点：可靠性高，能支持不同速率端口之间的转发； 缺点：延迟时间大；交换机内的缓冲存储器有限，当负载较重时，易造成帧的丢失； 改进的直接交换方式 交换机首先将数据帧的前64个字节读入缓冲器，并判断其是否有错，如果正确就转发。 特点： 对于短的帧，交换延迟时间与直接交换方式相同； 对于长的帧，交换延迟时间减少；,吉林农业大学发展学院计算机学院,局域网交换机技术特点 ： 低交换传输延迟。 高传输带宽。 允许10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s共存。 支持虚拟局域网服务。,吉林农业大学发展学院计算机学院,2.5.7 虚拟局域网,概念：将物理上彼此分开的用户或服务器分成逻辑的工作组，建立在局域网交换机之上，它以软件的方式实现逻辑工作组的划分和管理，逻辑工作组的节点组成不受物理位置的限制。 标准： IEEE802.10VLAN标准 IEEE802.1Q标准,吉林农业大学发展学院计算机学院,特点： 建立在局域网交换机上，以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理，逻辑工作组的节点组成不受物理位置的限制； 同一逻辑分组的成员可以分布在相同的物理网段上，也可以分布在不同的网络上；,吉林农业大学发展学院计算机学院,吉林农业大学发展学院计算机学院,作用： 方便了节点的移动； 控制网络广播风暴； 增加网络的安全性； 提高网络管理效率。 类型： 根据端口划分； 根据MAC地址划分； 基于网络层的VLAN； 根据IP广播组划分。,吉林农业大学发展学院计算机学院,基于交换机端口的虚拟局域网 基于交换机端口的虚拟局域网无法自动解决节点的移动、增加和变更问题。如果一个节点从一个端口移动到另一个端口时，网络管理者必须对虚拟局域网成员进行重新配置。,吉林农业大学发展学院计算机学院,基于MAC地址的虚拟局域网,优点： 允许节点移动到网络其它物理网段； 可以解决基于端口的VLAN所不能解决的问题，将一个集线器连接区域内的节点划分到不同的VLAN中。 缺点： 需要对大量的毫无规律的MAC地址进行操作；,吉林农业大学发展学院计算机学院,基于网络层地址的虚拟局域网,使用节点的网络层地址来配置虚拟局域网，要求交换机能够处理网络层的数据； 有利于组成基于服务或应用的虚拟局域网； 用户可以随意移动节点而无需重新配置网络地址； 一个虚拟局域网可以扩展到多个交换机的端口上，甚至一个端口能对应于多个虚拟局域网。 由于检查网络层地址比检查MAC地址的延迟要大，因此，这种方法影响了交换机的交换时间以及整个网络的性能；,吉林农业大学发展学院计算机学院,VLAN的其他划分方法,基于IP组播的虚拟局域网 使用IP广播组
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