第6周教案3.1网络系统集成技术.doc

精品文档课 时第7周 第1-2课时 2007 年 9月 日课题：常用的网络技术（一）一、教学目的：1、了解几种典型的局域网技术 。2、了解以太网技术 。二、教学重点：1、掌握环网技术，FDDI网络技术和ATM技术。2、掌握以太网工作原理。三、教学难点：1、掌握环网技术，FDDI网络技术和ATM技术。四、教学方法：以投影仪辅助讲解为主，利用多媒体计算机、投影仪和黑板进行穿插教学五、教学用具： 黑板、多媒体计算机、投影仪、PPT课件六、教学过程：1 课程准备准备课件。2 课程说明(1) 授课方式每周2课时，多媒体辅助课堂教学。(2) 成绩计算 期末总成绩=期末试卷总分*70%+（课堂纪律、作业和实验）*30%(3) 学习方法 认真听课，补充内容要求记录在书上；课后及时复习，积极上网查新求证；可以随时发问，同学间要勤于交流；认真做实验，勤加练习，以提高动手能力为主。3 几种典型的局域网技术局域网是计算机通信网的重要组成部分，但至今人们还很难给局域网一个严格的定义。大多数人认为，局域网（LAN ，Local Area Network）是指在较小的地理范围或局部范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机网络，简称LAN。它只是一种通信网，仅有OSI参考模型的下三层，其覆盖的地域在10m-10km或更大些，计算机数量由几台到几百台不等。环网技术 目前使用的环网包括令牌环网（Token-Ring）和光纤分布式数据接口（FDDI）两种。令牌环网是最早使用的一种环网，FDDI是在其基础上发展起来的一种高速环网。令牌环网技术 令牌环（Token Ring）网技术包括令牌总线技术和令牌环技术，是由美国IBM公司于1985年推出的，后来逐渐成为IEEE 802.5所定义的网络标准，它是一种物理以星形连接，但逻辑以环形（Ring）传输的网络。其主要技术指标是：网络拓扑为环形布局，基带网，数据传送速率为4Mbps16Mbps，采用令牌通行（Token passing）传递方法。令牌也叫令牌通行证，它其实是具有特殊格式和标记的数据帧（Frame），是由1位或几位二进制数组成的数据码。令牌有“忙”和“空闲”两个状态。所谓“空闲”令牌是指令牌帧中的“空闲”位的值为0的令牌，如果该位值为“l”，表明有别的节点已经在发送报文信息了。令牌沿环形网依次向每个节点传递，只有获得“空闲”令牌的节点才有权利发送报文信息。 FDDI网络技术 FDDI是Fiber Distributed Data Interface的缩写，中文意思是光纤分布式数据接口。FDDI通常采用双环结构，在传送报文信息时是利用两芯线缆同时进行的，故称为“双环”。其容错原理是这样的：FDDI的主环在外，用于正常工作，以反时针方向传送报文信息；副环在内，以顺时针方向传送相同的报文信息。若主环某一站点出现故障或断线，则会立即启动各用的副环，自动形成一新的逻辑环路，隔离故障点，使报文信息的传送不受影响，因此具有很高的可靠性。ATM技术异步传递方式ATM（Asynchronous Transfer Mode）是建立在电路交换和分组交换的基础上的一种新的交换技术，ATM兼有电路交换的可靠性、实时性和分组交换的高效性、灵活性，是面向B-ISDN的交换技术。每一个时隙就相当于一个分组，在ATM中叫做信元（cell）。ATM就是基于信元交换的技术。ATM有两种主要的接口：用户网络接口UNI（User Network Interface）。这是ATM端点与它们所连接的ATM交换机之间的接口。网络节点接口NNI（Network Node Interface）。这是在ATM网络中两个ATM交换机之间或在两个ATM网络之间的接口。在ATM中使用的虚通路是一种逻辑连接，虚通路是ATM网络交换结构中的一个基本单元。两个端用户要进行通信，首先必须建立虚通路连接，然后才能在这个端到端连接上以固定信元长度和可变速率进行全双工的通信。数据传送完毕后再释放连接。虚拟通道（VCI）和虚拟通路（VPI）都是描述ATM信元单向传输的路由。每个虚拟通路可以用复用方式容纳多达65535个虚拟通道。下图表示虚拟通路VP的交换过程。ATM是一种面向连接的技术，当发送端和接收端通信时，发送端先发送要求建立连接的控制信号，接收端收到该信号并同意建立连接后，一个虚拟线路被建立起来，虚拟线路用VPI和VCI表示。虚拟线路建立后，需要传送的信息即被分割成53个字节的信元，经网络传送到对方。若发送端有一个以上的信息同时发送，则根据相同程序建立不同的到达相应接收端的不同虚拟线路，实现信息交替送出。4 OSI模型与TCP/IP模型的主要区别5以太网技术 以太网技术概述以太网的MAC地址以太网是广播型网络，一个节点发出的信号，被同段中其他节点同时接收，接收节点通过信号地址鉴别，决定丢弃还是保存。为了便于网络中目标计算机的寻址，以太网标准中采用的是介质访问控制（MAC）地址。MAC地址是由IEEE 802.3标准委员会分配给各网卡厂商的。每块网卡出厂时，都被赋予一个全球惟一的MAC地址，共6字节，其组成如下：前3个字节为厂商编号，只有经过注册登记，取得厂商编号的网卡生产厂才能准许生产网卡，可容纳(28)3=16777216个厂商；后3字节为网卡编号。以太网工作原理以太网采用的MAC是载波侦听多路存取/冲突检测（CSMA/CD）方法，它由介质存取控制层实现。CSMA/CD工作原理与人际间交谈非常相似，其工作可以分成数据发送阶段和数据接收阶段。数据发送可以概括为下面七个步骤，工作流程如图所示。发送阶段讲前先听：任何节点要向通信介质发送信息时，首先要侦听介质上是否有载波（载波由电压指示），如果有，则认为其它站点正在传送信息；无声则讲：如果通信介质在一定时间段内（称为帧间缝隙IFG=9.6微秒）是安静的，即没有被其它站点占用，则可进行帧数据发送；一等到有空就讲：如果侦听到其它节点正在传送信息，就一直侦听介质，直到出现最小的IFG，该站马上开始发送数据帧；边讲边听：当两个站点在IFG到来后同时发送数据时，就会发生冲突，双方的帧数据都受到损坏。所以，以太网在发送过程中要不断地侦听通信介质，以检测冲突；冲突则等待：如果某个站点在发送数据期间检测到冲突，则立即停止该次发送，并向介质发送一个“阻塞”信号（告知其它站点已经发生冲突，从而丢弃那些可能一直在接收的受到损坏的帧数据），并等待一段随机时间。CSMA/CD确定等待时间的算法是二进制指数退避算法；多路重传或夭折：在等待一段随机时间后（称为后退），想发送的站点再进行新的发送。如果重传多次后（大于16次），仍发生冲突，就放弃发送（称为夭折）；重复第一步。接收阶段可以概括为下面四个步骤：长度校验：接收站浏览介质上传输的每个帧，通过对其长度的判别，确定它是否为冲突碎片。如果长度小于64字节，则认为是冲突碎片；目的地址校验：如果接收到的帧不是冲突碎片的，则判别该帧地址宇段是否是本地地址。如果是，则进行第三步处理；如果不是，则返回第步；完整性校验：通过对下列指标的校验，判断帧是否发生畸变。长度：如果帧长度大于1518字节（超长帧，可能由错误的LAN驱动程序造成），则认为发生畸变。定界符：定界