TCP-IP及组网技术.ppt

西部网络技术培训课程TCP/IP及组网技术(局域网和广域网技术）西部大学校园网培训教材编写组2002年12月,OSI参考模型-网络层次模型,应用层,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,7654321,二进制位流传输激活和维持系统间的物理链路,介质访问控制提供通过介质的传输控制，如差错和流量控制,寻址和路由确定数据从一处传输到另一处的最佳路径,端到端连接数据流的分段和重组，提供可靠的端到端传输,主机间通信建立、维持和管理应用系统之间的会话,数据表示提供数据表示、代码格式和数据传输语法协商,处理网络应用为应用系统提供网络服务,1、OSI参考模型和TCP/IP协议,应用层,物理层,数据链,路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,物理层,数据链,路层,网络层,传输层,会话层,表示层,发送进程,接收进程,应用层协议,表示层协议,会话层协议,传输层协议,物理层,数据链,路层,网络层,主机A,主机B,路由器,路由器,物理层,数据链,路层,网络层,通信子网,物理介质,物理介质,对等通信,传输层协议,传输层协议,传输层协议,应用层,物理层,数据链,路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,物理层,数据链,路层,网络层,传输层,会话层,表示层,主机A,主机B,数据封装,数据,数据,网络头,数据,网络头,帧头,帧尾,1011000110101010,数据单位,APDU,PPDU,SPDU,报文(segment),分组(packet),帧(frame),比特流(bit),TCPTransmissionControlProtocol传输控制协议IPInternetProtocol网间互连协议,应用层,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,OSI参考模型,TCP/IP模型,应用层,网络接口层,网络层,传输层,7654321,第2层交换机、HUB、以太网802.3等,TCP/IP和OSI参考模型对照,路由器、第3层交换机,第4层交换机,第7层交换机应用层防火墙,相应网络设备,访问地址,MAC地址,IP地址,端口号,进程号,TCP协议组不仅包括第3层和第4层的规范（如IP和TCP），也包括一些普通应用规范，即应用层规范，其中某些应用也能在网络设备如路由器和交换机上实现,TCP/IP协议栈,应用层,网络接口层,网络层,传输层,TCP/IP应用层,文件传输TFTPFTPNFS电子邮件SMTP远程登录Telnetrlogin网络管理SNMP域名管理DNS,TCP/IP传输层,TCP/IP协议栈,应用层,网络接口层,网络层,传输层,TCPUDP,主要功能：流量控制：由滑动窗口实现流量控制确保通信可靠：由序号和确认实现可靠性,两种协议：TCP：（TransmissionControlProtocol）面向连接的可靠传输协议，为用户应用端之间提供一个虚拟电路。UDP：（UserDatagramProtocol）无连接的非可靠传输协议,TCP报文格式,TCP报文格式定义了12个字段：,源端口目端口序列号确认号报文长度保留编码位,比特数16163232466,窗口校验和紧急指针选项数据,1616160-32,源端口（SourcePort)：呼叫端端口号目端口（DestinationPort)：被叫端端口号序列号（SequenceNumber）：分配给报文的序号，用于跟踪报文通信顺序确保无丢失确认号（AcknowledgementNumber）：所期待的下一个TCP报文的序列号，并表示对此序列前报文正确接收的确认报头长度（HLEN）：报文头部的字节数保留域（Reserved）：设置为0编码位（CodeBits）：控制功能（如TCP连接的建立和终止）窗口（Window）：发送者愿意接收的字节数校验和（Checksum）：报头和数据字段的校验和紧急指针（UrgentPointer）：指示紧急数据段的末尾选项（Option）：当前定义TCP段的最大值数据（Data）：上层协议数据,TCP/UDP端口号,FTP,Telnet,SMTP,DNS,TFTP,SNMP,21,23,25,53,69,161,TCPUDP,应用层,传输层,层间端口号,端口号是TCP和UDP报文的地址端口号描述了传输层上正在使用的上层协议TCP和UDP用端口号把数据传送到上层，端口号用来跟踪同一时间内通过网络的不同会话端口号分配遵循RFC1700定义，如果会话不涉及到特殊端口号，将在特定取值范围内随机分配一个端口号TCP和UDP保留了一些端口，应用程序不能随便使用端口号指定范围：*低于255的端口号用于公共应用*2551023的端口号被指定给各个公司*高于1023的端口号未做规定,TCP/UDP通信和端口号,主机A,主机B,TelnetB,目标端口号=23，将报文发送到Telnet应用程序中,源端口目的端口,102823,TCP报文目的端口号必须根据Telnet协议的端口号确定源端口号由源主机动态地分配起始源端口号，通常是一些高于1023的端口号,TCP连接的建立,主机A,主机B,TelnetB,发送SYN报文（SEQ=X）,接收SYN报文（SEQ=X）,发送SYN报文（SEQ=Y，ACK=X+1）,接收SYN报文（SEQ=Y，ACK=X+1）,发送确认报文（ACK=Y+1）,接收确认报文（ACK=Y+1）,TCP连接的建立实际上是一同步过程（又称三次握手）初始序列号X、Y的确定，不同的系统可能采用不同算法TCP是一种点对点的平衡式通信方法，任何一方发起建立连接和终止连接,TCP连接的拆除,主机A,主机B,TelnetB,发送FIN报文（SEQ=X）,接收FIN报文（SEQ=X）,通知上层应用程序，等待应用程序应答,接收确认报文（ACK=X+1）,发送确认报文（ACK=Y+1）,接收确认报文（ACK=Y+1）,TCP连接的拆除与建立过程略有不同，在于主机B接收到FIN报文后需通知上层应用程序，上层应用程序要花费一定时间才能给出响应（如等待人的响应），所以必须先发送确认报文以防对方等待超时后重发FIN报文,发送确认报文（ACK=X+1）,发送FIN报文（SEQ=Y，ACK=X+1）,接收FIN报文（SEQ=Y，ACK=X+1）,UDP报文格式,UDP（UserDatagramProtocol)报文格式定义了5个字段：,源端口目端口报文长度校验和数据,比特数16161616,源端口（SourcePort)：呼叫端端口号目端口（DestinationPort)：被叫端端口号报头长度（HLEN）：报文头部的字节数校验和（Checksum）：报头和数据字段的校验和数据（Data）：上层协议数据UDP传输不提供ACK反向确认机制、流量和报文序列号控制，因此UDP报文可能会丢失、重复或无序到达，通信的可靠性问题将由应用层协议提供保障。但UDP报文格式和控制机制简单，因此通信开销比较小，TFTP、SNMP、NFS和DNS应用层协议等都是用UDP传输的。,TCP/IP网络层,TCP/IP协议栈,应用层,网络接口层,网络层,传输层,IPICMPARPRARP,IP对分组数据进行无连接的最佳传送路由选择ICMP（InternetControlMessageProtocol)提供控制和传递消息的功能ARP（AddressResolutionProtocol)为已知的IP地址确定网络接口层的MAC地址RARP（ReverseAddressResolutionProtocol)为已知的网络接口层MAC地址确定对应的IP地址,IP分组格式,IP分组格式定义了14个字段：,版本号分组长度业务类型总长度标识标记片偏移生存时间,比特数4481616386,协议校验和源IP地址目IP地址IP选项数据,8163232var,版本号：VERS分组长度（HLEN）：报文头部的字数（字长=32bits）业务类型（TypeofService）：分组的处理方式总长度（TotalLength）：分组头部和数据的总长度（字节数）标识（Identification）、标记（Flags）、片偏移（FragOffset）：对分组进行分片，以便允许网上不同MTU时能进行传送生存时间（TTL）：规定分组在网上传送的最长时间（秒），防止分组无休止地要求网络搜寻不存在的目的地协议（Protocol）：发送分组的上层协议（TCP=6，UDP=17）校验和（HeaderChecksum）：分组头校验和源和目IP地址（SourceandDestinationIPAddress）：标识网络中端设备的IP地址IP选项（IPOptions）：网络测试、调试、保密及其他数据（Data）：上层协议数据,网际控制协议ICMP,（1）ICMP（InternetProtocol：ErrorandControlMessages）发送差错和控制消息，提供了一种差错报告机制，用于网络故障诊断（2）ICMP定义了以下主要的消息类型目的端无法到达（Destinationunreachable）数据分组超时（Timeexceeded）数据分组参数错（Parameterproblem）源抑制（Sourcequench）重定向（Redirect）回声请求（Echo）回声应答（Echoreply）时间戳请求（Timestamp）时间戳应答（Timestampreply）信息请求（Informationrequest）信息应答（Informationreply）地址请求（Addressrequest）地址应答（Addressreply）（3）ICMP和IP是同层协议，ICMP消息封装在IP分组当中,ICMP测试,B可到达吗？,可以，我在这里。,PingB,ICMP回声请求,ICMP回声应答,B可到达吗？,我不知道B在哪里。,PingB,ICMP回声请求,目的端无法到达,一般而言，ping目的端不可达可能有3个原因：（1）线路或网络设备故障，或目的主机不存在（2）网络拥塞（3）ICMP分组在传输过程中超时（TTL减为0）,主机A,主机A,主机B,主机B,地址解析协议ARP,1、为什么在以太网中源主机A要向目的主机B发送数据，除目的主机B的IP地址外，源主机A还必须要知道目的主机B的MAC地址？IP地址具有全网范围内的寻址能力，主机A和B可能分别处在不同网络，主机A要访问主机B首先要知道主机B的IP地址；在现行寻址机制中，主机的以太网网卡只能识别MAC地址，而不能识别IP地址，因此主机A仅知道主机B的IP地址还不够，还必须知道主机B的MAC地址，才能完成对主机B的访问。且尽管MAC地址和IP地址一样都是在全网范围内唯一定义的，MAC的寻址能力仅局限在一个物理网段（一个IP子网中）2、主机A如何通过主机B的IP地址解析得到主机B的MAC地址？ARP（AddressResolutionProtocol）主要任务是根据IP地址解析对应的MAC地址,（1）源主机A与目的主机B位于同一物理网段,主机A,主机B,主机AMAC主机BMAC,广播地址主机BIP主机BMAC？,ARPrequest,ARPreply,当主机A不知道主机B的MAC地址时，发送ARPrequest广播包；主机B收到ARPrequest广播包后，发现目的IP地址是自己，于是将自己的MAC地址通过ARPreply包送回主机A，同时主机B将广播包中主机A的IP地址和MAC地址存入本地的ARPcache中，以备后用；主机A收到ARPreply包后将包中主机B的IP地址和MAC地址存人本地ARPcache中。,（2）源主机A与目的主机B位于不同物理网段,主机A,主机B,主机AMAC路由器MAC,广播地址主机BIP主机BMAC？,ARPrequest,ARPreply,当主机A不知道主机B的MAC地址时，发送ARPrequest广播包路由器能收到此广播包后，路由器能够根据IP地址知道主机B和主机A不在同一物理网段（或同一广播域），主机B不可能收到ARPrequest广播包，因此路由器以ARP代理身份将自己的MAC地址发送给主机A主机A收到来自路由器的ARPreply包后将包中主机B的IP地址和路由器的MAC地址存人本地ARPcache中，以后主机A发往主机B的数据分组用的是主机B的IP地址和路由器的MAC地址，数据分组首先送往路由器，然由路由器转发。,路由器,3、当主机A不知道主机B的MAC地址时是通过发送ARPrequest广播包获取主机B的MAC地址，然后再向主机B发送数据分组，为什么不可直接用广播的方式将数据分组送给主机B？在网中每次都以广播方式传送数据分组是低效的，因网中每一台主机都要花费一定的代价去处理广播包，因此为提高地址解析的效率，每一台主机都必须在本地建立一张ARPcache表。4、主机本地ARPcache表的建立和维护：通过发送和接收ARPrequest包获取对方的IP和MAC地址；接收网上任一ARPrequest广播包，取得发送主机的IP和MAC地址；为ARPcache中每一表项设定生存时间，以防某台主机的IP地址或MAC地址发生变更。5、ARP解析过程主机A向主机B发送数据分组前根据主机B的IP地址首先查找本地的ARPcache表，若查到则向主机B发送数据分组；若主机A在本地没查到主机B的MAC地址，则发ARPrequest广播包，从ARPreply包中获取主机B的IP和MAC地址并存入本地ARPcache中，然后发送数据分组。,TCP/IP协议栈,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,以太网,令牌环,FDDI,IP,ICMP,ARPRARP,ARPRARP,TCPUDP,SMTP,FTP,TFTP,Telnet,SNMP,DNS,other,WLAN,1.IP地址1)什么是IP地址IP地址即：互联网地址Internet地址是用来唯一标识互联网上计算机的逻辑地址每台连网计算机都依靠IP地址来标识自己2）IP地址的特性：IP地址必须唯一每台连网计算机都依靠IP地址来互相区分、相互联系网络设备根据IP地址帮你找到目的端IP地址由统一的组织负责分配，任何个人都不能随便使用,TCP/IP,3）IP地址的表示IP地址长度：32bits（4个字节）4个以小数点隔开的十进制整数IP地址的构成网络号标识网络主机号标识在某个网络上的一台特定的主机,TCP/IP,4)IP地址的分类共5类：ABCDE,TCP/IP,5)IP地址的分配方法静态分配指定IP地址，固定地址动态分配自动获取IP地址，不固定地址注意：服务器必须使用静态地址动态主机配置协议（DHCP),TCP/IP,2.子网掩码（netmask)1)什么是子网掩码掩码用来确定IP地址的网络号、子网号和主机号是如何划分的2)掩码的表示4个以小数点隔开的十进制整数3)掩码的意义二进制位为“1”，所对应的IP地址部分为网络号和子网号二进制位为“0”，所对应的IP地址部分为主机号,TCP/IP,4)子网（subnet)掩码把一个包含大量主机的网络，划分成许多小的网络，每个小网就是一个子网(65,536台）(256台）2子网号129主机号123.具有特殊意义的IP地址广播地址（Broadcast)广播地址不代表某台具体的主机，是指满足一定条件的一组机器。广播地址只能作为IP报文的目的地址，表示该报文的一组接收者,TCP/IP,直接广播地址(directbroadcast)直接广播地址=网络号+主机地址部分为全“1”255一台主机可以用直接广播地址向任何指定的网络直接广播它的数据报，即使发送和接站点不在同一个子网内，也可以用广播地址向某个子网上所有的主机广播信息每台主机和路由器等设备都要接收和处理目的地址为本子网广播地址的数据报有限广播地址(limitedbroadcastaddress)本地网广播地址(localnetworkbroadcast有限广播地址=32个比特为全155,TCP/IP,有限广播地址被用做在本网络内部广播，主机在不知道自己的网络地址的情况下，使有限广播地址也可以向本子网上所有的其它主机发送消息组播地址(multicast)组播地址代表一组特定的主机。它只能作为IP报文的目的地址，表示该报文的一组接收者，而不能把它分配给某台具体的主机。组播地址和广播地址的区别在于，广播地址是按主机的物理位置来划分各组的(属于同一个子网)，而组播地址是指一个逻辑组，参与该组的机器可能遍布整个Internet网多点广播组播地址:55,TCP/IP,组播地址主要用于电视会议、电视广播、视频点播组播IP地址唯一地标志一个逻辑组每个要求接收组播的主机使用IGMP协议，主动登记到希望加人的组中去网络中的路由器根据参与的主机的位置，为该组播的通信组形成一棵发送树“零”地址（)互连网上完全由“0”组成的字段解释成“本”(this)主机号为“0”的IP地址,代表本网络地址网络号为“0”的IP地址,指的是本网络上的某一台主机2,TCP/IP,“0”地址“”代表本主机，网络上任何一台主机都可以用它来表示自己缺省路由:iproute3回送地址(loopbackaddress)回送地址任何一个以数字127开头的IP地址127.any.any.any每个主机上对应于IP地址有个接口，称为回送接口(loopbackinterface)任何程序用回送地址作为目的地址时，计算机上的协议软件不会把该数据报向网络上发送，而是把数据直接返回给本主机,TCP/IP,广域网技术,广域网（WAN-WideAreaNetwork）又称远程网（longhaulnetwork），是覆盖广阔地理区域的数据通信网1.广域网的标准协议数据链路层协议SDLC(SynchrononsDataLinkControl）同步数据链路控制协议为SNA网络环境开发的面向位的数据链路层协议,其特点如下：点到点和多点链路SDLC在电路交换和包交换的网络环境中应用半双工或全双工两种传输方式,广域网技术,HDLC-HighLevelDataLinkControl）高级数据链路控制协议从SDLC演变而来的HDLC与SDLC的帧格式相同全双工操作相同同步、面向位的数据链路层协议HDLC只支持点到点链路HDLC有32位校验和，SDLC没有LAP（LinkAccessProcedure)链路访问过程CCITT对HDLC进行修改而产生的LAPB（LinkAccessProcedureBalanced）,广域网技术,修改LAP产生LAPB（LinkAccessProcedureBalanced）LAP和LAPB是HDLC的一个子集面向位的协议。是X.25网使用的数据链路层协议。串行线互联协议（SLIP-SerialLineInternetProtocol)点到点协议（PPP-Point-to-PointProtocol)串行线上常用的两个数据链路层通信协议在拨号线连网方式中最常用的协议SLIP和PPP也常被称为拨号IP,DDN（DigitalDataNetwork)公共数字数据网能够提供多种不同传输速率数字专线租用服务的公共网络系统DDN的主要特点为用户提供一条高带宽、透明的数据传输通道提供不同速率的数字专线，可提供的带宽有：64K、128K、256K、512Kbps.,2.048MbpsDDN数字专线是一条永久的传输信道，在信道上传输的是数字信号不易受干扰、信号损耗小、衰减DDN传输质量高、延时小、线路可用率高,广域网技术,不具备交换能力，仅提供一条点到点的专用链DDN是一个全透明的网络，它支持任何高层协议传输距离远，用数字专线连接的两个网络之间可以相距非常远，它可以连接处于不同城市，甚至不同国家的网络在通过DDN连接远程局域网时，可以使用PPP和HDLC协议适合高速、远距离的点到点的网络互连,广域网技术,4)公用分组交换数据网（X.25）PSDN-PacketSwitchedDataNetwork公用分组交换数据网是一种以分组（Packet）为基本数据单元进行数据交换的通信网络。由于分组交换采用X.25协议标准，故又称它为X.25网标准协议X.25X.25规定的是分组终端与分组交换网的接口规程X.25包括:物理层协议（X.21bis）,广域网技术,数据链路层协议(LAPB)网络层协议，又叫分组级协议（PLP-PacketLeverProtocol）与X.25相关的协议:X.3定义打包、拆包（PAD-PacketAssemblyDisassembly)操作X.28定义异步终端与PAD之间交互作用X.29X.32定义一台主机与PAD之间交互作用网间连接协议X.75X.25的编址规程X.121,广域网技术,X.121地址用15位十进制数表示其中：IP-国际前缀DNIC-国家代码和网络类型码DCC-国家代码(中国代码是460)在DCC后面的一位是网络类型码2，3是公用分组交换数据网NTN-网络终端编号,广域网技术,X1-8-网络用户地址，邮电部门分X9-10-子网地址，用户分配X.25网的主要特点技术成熟，是我国最早提供的广域网连接技术采用分组交换技术有纠错功能和可靠的传输能力线路可靠性高、误码率底、数据传输质量高传输速率低，一般为：9.6Kbps-64Kbps能够提供电子邮件、可视图文、数据库检索和电子数据交换等增值服务能实现全国、甚至全球范围的局域网互联,广域网技术,5)FrameRelay帧中继（FrameRelay）由X.25发展起来的快速分组交换技术帧中继与X.25主要差别X.25协议包括低三层协议，FrameRelay仅包含物理层和数据链路层协议从设计思想上看，帧中继注重快速传输，X.25强调高可靠性X.25对被传输的数据进行校验，并有出错处理机制，帧中继省略了这个功能帧中继传输速度快（64Kbps-2.048Mbps）,广域网技术,帧中继的特点工作在OSI低二层,能支持任何高层协议可共用一个端口,在一个物理接口上能支持多个子端口,适合一点对多点的连接有成熟的国际标准I.122I.431Q.922Q.931TISI/9024协议简单传输速度快，64Kbps-34Mbps，常用速率：64kbps-2Mbps用户可按需占用带宽,网络资源利用率高，网络费用低廉适合传输突发性业务,广域网技术,虚电路PVC/SVC（永久/交换虚电路）与ATM技术兼容多用户共用端口，会影响传输性能实例,广域网技术,6）ISDN（IntegratedServicesDigitalNetwork)ISDN是一种通过普通电话线支持话音、数据、图形、视频等多种业务的信息通信网ISDN提供的服务类型PRI主速率(集群速率)接口PRI（PrimaryRateInterface）信道：30B+D（欧洲标准）23B+D(北美标准)其中：B信道用于传输声音和数据用户数据D信道用于传输控制信号和信令信号。基本速率接口BRI（BasicRateInterface）信道：2B+D,广域网技术,ISDN的主要特点：技术比较成熟适合单机或局域网连接传输速率高基本速率2B+D128Kbps-144Kbps基群速率(PRI)23B+D1.544Mbps（T1)30B+D2.048Mbps(E1),广域网技术,局域网技术以太网,1.以太网的发展1970年(Xerox)公司首次开发以太网Ethernet）1976年Xerox建造了一个传输速率为2.94Mbps的CSMA/CD系统。他们在一根通信电缆上连接了100多台个人工作站，该系统就称为以太网1980年，DEC、Intel和Xerox（DIX）共同开发、起草了10Mb/s速率的以太网标准EthernetV11985年，对第一版进行改进，公布了EthernetV2IEEE802工作组以EthernetV2为基础，制定了802.3CSMA/CD局域网标准。,局域网技术以太网,标准公布以来，以太网技术的应用越来越广泛，据IDC组织1996年统计，全世界使用以太网技术的用户占83%为满足新的网络应用对网络高带宽的需求，IEEE802委员会又开发了高速以太网标准。100M快速以太网1G高速以太网交换以太网1999年3月高速研究开发组（HSSG）又开始投入10Gb/s以太网技术的研究，预计2002年10Gbps以太网的标准即将公布。,局域网技术以太网,2.以太网的技术特性基带网，基带传输技术标准:IEEE802.3介质访问控制方法：CSMA/CD共享型网络，网络上的所有站点共享传输媒体和带宽。带宽利用率低，一般为30%，达40%时，网络的响应速度明显降低。广播式网络（broadcastnetwork），具有广播式网络的全部特点。,局域网技术以太网,仅有一条通信信道，由网络上的所有机器共享分组或包，可以被任何机器发送并被其他所有的机器接收分组发出后，网络上的每一台机器都会接受和处理它，根据目的地址决定是接收还是丢弃采用曼彻斯特编码方案，快速以太网采用4B/5B；8B/10B编码方案。传输介质50基带粗/细同轴电缆、UTP和光纤,局域网技术以太网,拓扑结构:总线型和星型传输速率:10/100/1000/10000Mbps可变长帧64bytes-1514bytes。技术先进，但很简单以太网技术成熟，价格低廉、易扩展、易维护、易管理。3.以太网的介质访问控制方法CSMA/CDALOHA、CSMA/CD、TokenRingCSMA/CDCarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect具有冲突检测(CD)功能的载波监听多路访问(CSMA),局域网技术以太网,）特性典型的随机访问技术，也是一种争用型技术CSMA/CD是IEEE802.3的核心协议，也是以太网所采用的协议。）工作原理监听信道在传送数据前，先侦听信道，检测信道上是否有载波信号如果无载波信号，表示信道空闲，可立即发送如果有载波信号，表示信道忙，须等待,局域网技术以太网,载波监听协议1-持续CSMA信道忙，就持续等待，直到监听到信道空闲IEEE802.3标准和以太网都适用于1-持续CSMA/CD非持续CSMA信道忙，不再侦听信道，等待一个随机时间后,再重新监听信道，直到信道空信道利用率高，时延大冲突检测当信道空闲时，边发送数据边检测冲突。,局域网技术以太网,当站点检测到冲突信号时，就立即取消传送，发送一个短的干扰信号JAM（阻塞信号），加强冲突信号然后等待一个随机时间后，再重新尝试传送，重传次数最多为16次延迟时间的计算规则二进制指数退避（Backoff）算法公式：t=rT其中：0r2Kk=min(n,10)n=碰撞次数,局域网技术以太网,n10k=nn10k=10T=碰撞槽时间（Slottime)Slottime是在帧的发送过程中，发生碰撞时间的上限Slottime2S/媒体传输速度+2tphyS=总线媒体长度tphy=物理层延时结论：随机延迟时间确定与网络带宽、传输时延和重传次数有关,局域网技术以太网,发送规则准备发送站监听信道信道空闲进入第步信道忙，就返回到第步边传输数据边检测冲突信号，无冲突完成传输如有冲突则进入第步发送阻塞信号，然后等待一个时间间隙，再返回第步，,局域网技术以太网,发送流程图,局域网技术以太网,接收规则网上的站点，若不发送帧，都处在接收状态，只要媒体上有帧在传输，这些站点都会接收帧接收帧后，首先判断是否为帧碎片（碰撞），若是则丢弃；否则进入识别目的MAC地址，若不是本站地址则丢弃；是本站地址，则进入第步判断帧校验序列是否有效若无效有传输错误（多位、丢位或CRC差错）若有效则进入第步确定长度/类型字段，字段0600H,为类型字段字段0600H为长度字段，若是长度字段，需判断类型/长度是否正确，若正确，接收成功,局域网技术以太网,接收流程图,局域网技术以太网,4.以太网与快速以太网标准1）以太网标准10Base-510Base-210Base-T10Base-F2)快速以太网标准IEEE802.3u(1995年6月)100Base-T(100Base-TX和100Base-T4）100Base-X(100Base-TX和100Base-FX）,以太网媒体访问控制,局域网技术以太网,特点传输速率为100Mbps，是10Base-T的10倍3、4、5类无屏蔽双绞线传输速率高与以太网完全兼容、易升级、易扩展快速以太网仍然是共享媒体、共享网络带宽支持全双工操作，最高速率达到200Mbps传输距离短，网络直径必须小于等于205米。不能提供质量保证服务（QOS）IEEE802.12(100VG-AnyLAN）按需优先级（Demandpriority）介质访问方法。,局域网技术交换式以太网,1.共享式与交换式以太网(SwitchingEthernet)共享式以太网交换式以太网共享传输通道独占传输通道共享带宽独占带宽只允许一对站点通信允许多对站点同时通系统带宽固定，拓宽整个系统带宽端口多带宽低端口多带宽高每个站平均带宽=系统带宽=系统带宽/n交换机端口带宽n提高带宽采取的措施灵活的接口速度网络微段化高度的可扩充性和网络延展性,局域网技术交换式以太网,共享式带来的问题交换式的优点不能提供足够的带宽能提供足够的带降低了带宽利用率提高了带宽利用增加了网络延时高度的可扩充性和网络延展影响了网络效率可划分VALN2.以太网交换机（LANSwitch）交换机是交换式局域网的核心设备二层交换机（帧交换）三层交换机（IP交换）四层或多层交换,局域网技术交换式以太网,3.第三层交换第三层交换技术（IP交换技术）是把路由功能和交换功能相结合的技术第三层交换机是一种具有第三层路由功能的数据交换设备目的：提高路由器的分组转发速度，解决传统路由器形成的传输瓶颈问题1）路由器的功能路由跨越互联网，把信息从源端传送到目的端基本功能,局域网技术交换式以太网,路径选择确定到达目的端的下一跳路由器地址数据转发一级一级的传送数据，直到目的端其他功能流量控制、拥塞控制,计费网络管理,局域网技术交换式以太网,局域网技术交换式以太网,4.VLAN(虚拟局域网)1)什么是VLAN虚拟网（逻辑网）是以交换式网络为基础，把网络上的用户（终端设备）分为若干个逻辑工作组，每个逻辑的虚拟工作组就是一个VLANVLAN在逻辑上等价于广播域将VLAN类比成一组客户工作站的集合。这些工作站可以处在不同的物理网络上，它们不受物理位置的限制。）虚拟网的优势不用路由器可以抑制广播信息，控制网络上的广播风暴,局域网技术交换式以太网,增强网络的安全性减少站点的移动和改变位置的开销当终端设备移动时，无须修改它的IP地址。在更改用户所加入的虚拟网时，不必改变物理连接巨大的灵活性网络的定义和划分与物理位置和物理连接无关通过相应的网络软件可按业务功能、网络应用、组织机构等灵活的建立和配置虚拟网提供动态组织工作环境的功能，简化了网络的物理结构提高管理效率、集中式管理能力,局域网技术交换式以太网,虚拟工作组,绝大多数的网络流量都限制在VLAN广播域内部了。）虚拟网的技术特性虚拟网技术是OSI第二层的技术每个VLAN等效于一个广播域虚拟网是一个独立的逻辑网络，都有唯一的子网号。虚拟网之间通信，必须通过路由器转发4）虚拟网的标识VLAN号（VLANID）2-1000VLAN名（VLANname）SAID关于安全标识100000+VLAN号如：VLAN60SAID=100060,局域网技术交换式以太网,物理大楼,图书馆,理科楼,VLAN1,VLAN2,VLAN3,VLAN3,VLAN2,快速以太网交换机,Trunk,Trunk,Trunk,VLANTrunk,路由器,VLAN1,局域网技术交换式以太网,5)虚拟网中继（VLANTrunk）交换机与交换机之间，交换机与路由器之间的一条物理链路，这条物理链路可以传输多个虚拟网数据，也就是在一条物理链路上可以运载多个VLAN信息6)VLAN的划分方法基于端口划分VLAN按交换机端口定义VLAN成员每个端口只能属于一个VLAN基于MAC地址划分VLAN按每个连接到交换机设备的MAC地址（物理地址）定义VLAN成员。,局域网技术交换式以太网,基于第三层协议类型或地址划分VLAN按照网络层协议类型（TCP/IP、IPX、DECNE按网络地址（如：IP的子网地址）7)VLAN标准IEEE802.10IEEE802.1Q(1996年3月)dot1qISL(Cisco)8)如何配置VLAN配置任务包括：配置VTP定义VLAN分配VLANVTP(VlanTrunkProtocol)的配置在配置VLAN之前，首先决定在网络中是否使用VTP,局域网技术千兆以太网,千兆以太网(GE-GigabitEthernet)1.千兆以太网的技术特点传输速率高，传输速率：1Gbps网络带宽高，提供独享1Gbps带宽与以太网的帧格式、帧大小（64字节-1518字节）完全相同，仅仅是速度快仍采用CSMA/CD介质访问控制方法,仅在载波时间和槽时间等方面有些改进与以太网完全兼容,现有网络应用均能在千兆以太网上运行千兆以太网支持全双工操作，最高速率可以达到2Gbps,局域网技术千兆以太网,千兆以太网系统采用8B/10B编码方案，并以1.25G波特的速率在信道上发送信号，以达到1Gbps的传输速率。技术简单,不必专门培训技术人员就能管好网络依靠RSVP、IEEE802.1P、IEEE802.1Q技术标准，提供质量保证服务(QOS-QulityOfService)，支持多媒体信息的传输RSVP（ResourceReservationProtocol)资源预留协议，按需分配带宽有很好的网络扩充能力，易升级，易扩展对于传输数据业务信息有极佳的性能主要应用于主干网，是主干网的主流技术,局域网技术千兆以太网,2.千兆以太网的体系结构与功能模块MAC子层实现CSMA/CD、全双工/半双工处理、帧格式与IEEE802.3一致PHY层编码/译码、收发器、传输媒体、与媒体无关的接口编码/译码8B/10B专用于无屏蔽双绞线的编码/译码方案收发器长波光纤激光传输器单模和多模光纤短波光纤激光传输器多模光纤铜线收发器屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线,局域网技术千兆以太网,传输介质单模和多模光纤支持全双工与半双工无屏蔽双绞线/屏蔽双绞线半双工3.千兆以太网物理层标准规定了4种介质标准1）1000Base-X采用8B/10B编码方案支持全双工/半双工3种类型收发器、传输媒体1000Base-SX短波长激光光纤系统标准1000Base-LX长波长激光光纤介质系统标准1000Base-CX短铜线介质系统标准,局域网技术千兆以太网,2)1000Base-T长铜线介质系统标准5类UTP双绞线100米,局域网技术千兆以太网,4.千兆以太网标准1）标准化组织IEEE802.3z工作组1996年3月成立负责研究千兆以太网技术并制定相应的标准千兆以太网联盟GEAGEA(GigabieEthernetAlliance)是个开放论坛，其宗旨是促进千兆以太网技术发展过程中的工业合作。GEA创始成员有11家公司，还有28家公司加盟，目前盟员已达百余个2）IEEE802.3z千兆以太网标准1995年开始开发千兆以太网,局域网技术千兆以太网,1996年3月成立了802.3z千兆以太网工作组1998年6月公布了IEEE802.3z标准千兆以太网标准制定的目标允许半双工和全双工操作，传输速率为1Gbps使用IEEE802.3以太网的帧格式使用CSMA/CD介质访问控制方法，每个冲突域只能有一个中继器（Repeater）地址反向与10Base、100Base技术兼容802.3z定义了三种介质系统,局域网技术千兆以太网,1000Base-X1000Base-X其物理层的编码/译码方案相同，都是8B/10B三种介质不同的收发器传输媒体及媒体桑所采用的信号源不同1000Base-SX是一种在收发器上使用短波激光（SWL）作为信号源的媒体技术传输介质：多模光纤介质（62.5m和50m）不支持单模光纤收发器上的光纤激光传输器的激光波长：770860nm（一般800nm),局域网技术千兆以太网,最大的链路距离：62.5m的多模光纤，全双工为275米50m的多模光纤，全双工为525米光纤连接器：SC1000Base-LX是一种在收发器上使用长波激光（LWL）作为信号源的媒体技术传输介质：9m10m单模62.5m50m多模光纤收发器上的光纤激光传输器的激光波长：12701355nm（一般1300nm）,局域网技术千兆以太网,最大距离：多模光纤：全双工为550米单模光纤：全双工为3公里光纤连接器：SC1000Base-CX短距离铜线千兆以太网标准传输介质屏蔽双绞线（不符合ISO11801标准STP)，150最大链路距离：25米介质连接器：9针的D微型连接器HSSC连接器IEC-60807-3,局域网技术千兆以太网,局域网技术千兆以太网,）IEEE802.3ab1000Base-T5类UTP千兆以太网标准1997年3月成立IEEE802.3ab工作组1999年6月正式公布IEEE802.3ab标准1000Base-T标准传输介质：4对5类UTP传输距离：100米网络直径：200米与10Base-T、100Base-T完全兼容4.应用实例CiscoGBIC（GigabitEthernetInterfaceCarrier)标准,局域网技术千兆以太网,局域网技术千兆以太网,1000Base-ZX1250Mbaud8B/10B单模光纤70-100公里注意：距离25公里时，在两端的接收线上要插入10db衰减器25km距离50km插入5db衰减器,局域网技术万兆以太网,1.万兆以太网标准IEEE802.3ae只支持光纤介质只工作在全双工，不再使用CSMA/CD仍采用IEEE802.3协议,相同的帧格式和帧大小物理层有局域网标准和广域网标准采用XAUI接口标准8B/10B编码方案传输距离1310nm单模光纤2-10公里1550nm单模光纤40公里多模光纤WWDM300m单模光纤WWDM10公里,局域网技术无线局域网,1.概述1）无线局域网定义无线局域网(WLAN-WirelessLAN)是利用无线电波或红外线来进行数据交换的网络无线LAN可以提供传统LAN的技术(如:以太网和令牌网)以及传统LAN的所有功能和好处，但它不受线缆的限制，网络节点之间的连接不依赖于有线传输介质（如：光缆、双绞线等），而是依赖于无线传输介质（红外线或无线电波）。2）WLAN的发展1990年出现产品，最高传输速率为1-2Mbps1997年制定了WLAN的标准IEEE802.11,局域网技术无线局域网,2000年8月对IEEE802.11进行了进一步完善和修订，增加了两个新标准IEEE802.11b11MbpsIEEE802.11a56Mbps预测，在今后的几年中，无线局域网在全世界将有较大的发展每天大约有15万人成为新的无线用户全球范围的无线用户数量目前已经超过2亿。3)WLAN的应用领域要求计算机网络具有可移动、可漫游性要求任何时间、任何地点都能上网需要灵活且频繁地改变LAN布线的环境,局域网技术无线局域网,任何不适于LAN布线的连网环境需要避免昂贵的挖沟布线、线路租赁或走线问题的连网环境。,局域网技术无线局域网,4)无线网络的特点与优势移动性：无线局域网设置